DE102017131415A1

DE102017131415A1 - Beschichtungszusammensetzungen zum Beschichten von Substraten, die Bindemittelbestandteile einschließen

Info

Publication number: DE102017131415A1
Application number: DE102017131415.6A
Authority: DE
Inventors: Sheau-Hwa Ma; Neetu Chaturvedi; Yongqing Huang
Original assignee: Coatings Foreign IP Co LLC
Current assignee: Axalta Coating Systems GmbH
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2018-07-05

Abstract

Eine Beschichtungszusammensetzung zum Beschichten eines Substrats wird hierin bereitgestellt. Die Beschichtungszusammensetzung schließt ein erstes Polymer ein, das einen ersten polymergebundenen Teil, der eine säurefunktionelle Gruppe oder ein Derivat davon aufweist, einschließt. Die Beschichtungszusammensetzung schließt ferner ein zweites Polymer ein, das einen zweiten polymergebundenen Teil, der eine aminofunktionelle Gruppe aufweist, einschließt. Die Beschichtungszusammensetzung schließt ferner ein Lösungsmittel ein. Das erste Polymer ist im Wesentlichen frei von aminofunktionellen Gruppen und das zweite Polymer ist im Wesentlichen frei von säurefunktionellen Gruppen oder Derivaten davon. Die säurefunktionellen Gruppen und die aminofunktionellen Gruppen sind im Wesentlichen miteinander reaktiv, zumindest nach dem Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat.

Description

Bezugnahme auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung ist eine nicht-vorläufige US-Anmeldung, die die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/440,121 , eingereicht am 29. Dezember 2016, beansprucht, die hiermit durch Bezugnahme vollständig aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Das technische Gebiet betrifft im Allgemeinen Beschichtungszusammensetzungen, die ein erstes Polymer und ein zweites Polymer einschließen, zum Beschichten von Substraten.
Hintergrund
Beschichtungszusammensetzungen werden verwendet, um Beschichtungsschichten, wie beispielsweise Grundierungsschicht, Basislackschicht und Klarlackschicht, für Schutz- und Dekorationszwecke zu bilden. Diese Beschichtungszusammensetzungen können in Automobil-OEM- und Reparaturlackierungsanwendungen verwendet werden und bieten eine Schutzschicht für das darunter liegende Substrat und können auch einen ästhetisch ansprechenden Wert aufweisen. Gegenwärtig sind Automobilbeschichtungen üblicherweise mehrschichtige Beschichtungssysteme, die eine Klarlackschicht, die über einer Basislackschicht liegt, einschließen, wobei die Basislackschicht über einer oder mehreren zusätzlichen Schichten, wie beispielsweise einer Grundierungsschicht und einer Elektrotauchlackschicht, liegt.
Bei Reparaturlackierungsanwendungen wünschen Kunden eine hohe Produktivität und ausgezeichnete Leistung. Um die gewünschte Produktivität zu erreichen, sind Beschichtungszusammensetzungen vorzugsweise in der Lage in relativ kurzer Zeit bei Raumtemperatur oder leicht erhöhten Temperaturen zu trocknen. Jedoch erfüllen viele der heutigen schnell trocknenden Beschichtungszusammensetzungen nicht die gewünschten Leistungsanforderungen, wie beispielsweise ausgezeichnete Steinschlagbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Haftung zwischen und innerhalb von Schichten und Aussehen. Ferner, wenn die Beschichtungsschicht, wie beispielsweise eine Basislackschicht, vor der nachfolgenden Auftragung einer Klarlackzusammensetzung, die über der Basislackschicht liegt, um eine Klarlackschicht zu bilden, nicht ausreichend getrocknet wurde, wird die Auftragung der Deckschichtzusammensetzung die Basislackschicht stören und das Aussehen der Basislackschicht wird nachteilig beeinflusst. Zum Beispiel werden Flockenkontrolle und metallisches Aussehen (d.h. „downflop“) von Basislackzusammensetzungen, die Spezialeffektpigmente, wie beispielsweise metallische und Perlglanzflockenpigmente, enthalten, aufgrund der Störung der Flockenpigmente durch Vermischen der Basislack- und Klarlackschichten an der Grenzfläche dazwischen leiden.
Dementsprechend ist es wünschenswert, Beschichtungszusammensetzungen, die eine kurze Trocknungszeit und ausgezeichnete Leistung aufweisen, bereitzustellen. Darüber hinaus werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit diesem Hintergrund ersichtlich.
Kurze Zusammenfassung
Eine Beschichtungszusammensetzung zum Beschichten eines Substrats wird hierin bereitgestellt. Die Beschichtungszusammensetzung schließt ein erstes Polymer ein, das einen ersten polymergebundenen Teil, der eine säurefunktionelle Gruppe oder ein Derivat davon aufweist, einschließt. Die Beschichtungszusammensetzung schließt ferner ein zweites Polymer ein, das einen zweiten polymergebundenen Teil, der eine aminofunktionelle Gruppe aufweist, einschließt. Die Beschichtungszusammensetzung schließt ferner ein Lösungsmittel ein. Das erste Polymer ist im Wesentlichen frei von aminofunktionellen Gruppen und das zweite Polymer ist im Wesentlichen frei von säurefunktionellen Gruppen oder Derivaten davon. Die säurefunktionellen Gruppen und die aminofunktionellen Gruppen sind zumindest nach der Auftragung der Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat im Wesentlichen miteinander reaktiv.
Detaillierte Beschreibung
Die folgende detaillierte Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht dafür gedacht, Beschichtungszusammensetzungen, wie sie hierin beschrieben sind, zu beschränken. Darüber hinaus besteht keine Absicht, an irgendeine Theorie gebunden zu sein, die im vorhergehenden Hintergrund oder in der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt ist.
Eine Beschichtungszusammensetzung zum Beschichten eines Substrats wird hierin bereitgestellt. Die Beschichtungszusammensetzung kann verwendet werden, um jede Art von Substrat aus dem Stand der Technik zu beschichten. In Ausführungsformen ist das Substrat ein Fahrzeug, Automobil oder Automobilfahrzeug. „Fahrzeug“ oder „Automobil“ oder „Automobilfahrzeug“ schließt ein Automobil, wie beispielsweise Auto; Van; Minivan; Bus; SUV (Sport Utility Vehicle); Lastwagen; Sattelzugmaschine; Traktor; Motorrad; Anhänger; ATV (All-Terrain-Fahrzeug); Pick-up; Hochleistungsmaschinen, wie z. B. Bulldozer, Fahrzeugkran und Erdbewegungsmaschinen; Flugzeuge; Boote; Schiffe; und andere Transportmittel ein. Die Beschichtungszusammensetzung kann auch genutzt werden, um Substrate in industriellen Anwendungen wie beispielsweise Gebäude; Zäune; stationäre Strukturen; Brücken; Rohre; Materialien aus Cellulose (z. B. Holz, Papier, Fasern usw.) zu beschichten.
Die Beschichtungszusammensetzung schließt ein erstes Polymer, ein zweites Polymer und ein Lösungsmittel ein. In Ausführungsformen sind das erste Polymer und das zweite Polymer als Teil einer Bindemittelpolymerkomponente gekennzeichnet. Der Begriff „Bindemittelpolymerkomponente“ bezieht sich auf filmbildende Bestandteile einer Beschichtungszusammensetzung. Üblicherweise kann eine Bindemittelpolymerkomponente Polymere, Oligomere und eine Kombination davon einschließen, die wesentlich für die Bildung einer Beschichtung sind, die gewünschte Eigenschaften, wie beispielsweise Härte, Schutz, Haftung und andere, aufweist. Zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise Lösungsmittel, Pigmente, Katalysatoren, Rheologiemodifikatoren, Antioxidantien, UV-Stabilisatoren und Absorber, Verlaufsmittel, Antischaummittel, Antikratermittel oder andere übliche Additive, können in dem Begriff „Bindemittelpolymerkomponente“ nicht eingeschlossen sein, es sei denn, irgendeine dieser zusätzlichen Komponenten sind filmbildende Bestandteile der Beschichtungszusammensetzung. Eine oder mehrere dieser zusätzlichen Komponenten kann/können in der Beschichtungszusammensetzung eingeschlossen sein. In bestimmten Ausführungsformen schließt die „Bindemittelpolymerkomponente“ zumindest Pigmente und Lösungsmittel nicht mit ein. In Ausführungsformen, und wie nachstehend ausführlicher beschrieben, schließt die Beschichtungszusammensetzung ferner andere Komponenten, wie beispielsweise nicht-funktionelle Polymere, Pigmente und Additive, ein. Die Beschichtungszusammensetzung kann ferner ein Vernetzungsmittel wie hierin beschrieben einschließen.
Das erste Polymer schließt einen ersten polymergebundenen Teil, der eine säurefunktionelle Gruppe oder ein Derivat davon aufweist, ein. Derivate der säurefunktionellen Gruppe können irgendeine säurefunktionelle Gruppe einschließen, die aus einer anderen Verbindung in einem oder mehreren Schritten, wie beispielsweise durch Blockieren der Säurefunktionalität der säurefunktionellen Gruppe oder durch Ersetzen eines Wasserstoffatoms durch eine Alkyl- und Acylgruppe, gebildet wird. Das zweite Polymer schließt einen zweiten polymergebundenen Teil, der eine aminofunktionelle Gruppe aufweist, ein. Die säurefunktionelle Gruppe und die aminofunktionelle Gruppe sind zumindest nach der Auftragung der Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat im Wesentlichen miteinander reaktiv. Die Terminologie „im Wesentlichen“ in Bezug auf die Reaktivität der säurefunktionellen Gruppe und der aminofunktionellen Gruppe miteinander bedeutet, dass zumindest 60, alternativ zumindest 75, alternativ zumindest 85, alternativ zumindest 90, alternativ zumindest 95, oder alternativ zumindest 99 % der säurefunktionellen Gruppen und der aminofunktionellen Gruppen für eine gegenseitige Reaktivität zur Verfügung stehen (d.h. Reaktivitätsgrad) auf der Basis des ersten Polymers oder des zweiten Polymers, das die niedrigere molare Konzentration an säurefunktionellen Gruppen bzw. an aminofunktionellen Gruppen aufweist. Die säurefunktionellen Gruppen und die aminofunktionellen Gruppen können durch nichtkovalente Bindung, wie beispielsweise ionische Bindung, wechselwirken. In Ausführungsformen, wenn die ersten und zweiten Polymere in einem Lösungsmittel, wie beispielsweise einem polaren Lösungsmittel, gelöst sind, werden ionische Wechselwirkungen zwischen den säurefunktionellen Gruppen und den aminofunktionellen Gruppen minimiert, was zu einer Beschichtungszusammensetzung führt, die minimales Gelieren zeigt. Auch sind in Ausführungsformen nach Verdampfung des Lösungsmittels, wie beispielsweise nach dem Auftragen der Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat, die ionischen Wechselwirkungen zwischen den säurefunktionellen Gruppen und den aminofunktionellen Gruppen maximiert, wodurch eine Beschichtungsschicht gebildet wird, die nach dem Härten eine verbesserte Beschichtungsleistung, wie beispielsweise Haftung, aufweist.
Das erste Polymer ist im Wesentlichen frei von aminofunktionellen Gruppen und das zweite das Polymer ist im Wesentlichen frei von säurefunktionellen Gruppen. In Ausführungsformen ist die Menge der aminofunktionellen Gruppen in dem ersten Polymer minimiert, um das Auftreten von intramolekularen Wechselwirkungen zwischen den säurefunktionellen Gruppen des ersten Polymers und irgendwelchen übrigen aminofunktionellen Gruppen des ersten Polymers zu reduzieren. Auch ist in Ausführungsformen die Menge an säurefunktionellen Gruppen im zweiten Polymer minimiert, um das Auftreten von intramolekularen Wechselwirkungen zwischen den aminofunktionellen Gruppen des zweiten Polymers und irgendwelchen übrigen säurefunktionellen Gruppen des zweiten Polymers zu reduzieren. Die Terminologie „im Wesentlichen frei“ in Bezug auf die Anwesenheit von aminofunktionellen Gruppen im ersten Polymer bedeutet, dass die zum Bilden des ersten Polymers verwendete Mischung weniger als 0,1 Gew.-%, alternativ weniger als 0,05 Gew.-%, alternativ weniger als 0,01 Gew.-%, alternativ weniger als 0,005 Gew.-%, oder alternativ weniger als 0,001 Gew.-% aminofunktionelle Gruppen, bezogen auf das Gesamtgewicht von der Mischung, einschließt. Die Terminologie „im Wesentlichen frei“ in Bezug auf die Anwesenheit vom säurefunktionellen Gruppen im zweiten Polymer bedeutet, dass die zur Bildung des zweiten Polymer verwendete Mischung weniger als 0,1 Gew.-%, alternativ weniger als 0,05 Gew.-%, alternativ weniger als 0,01 Gew.-%, alternativ weniger als 0,005 Gew.-% oder alternativ weniger als 0,001 Gew.-% säurefunktionelle Gruppen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, einschließt.
Das erste Polymer kann in der Beschichtungszusammensetzung in einer Menge von etwa 1 bis etwa 90 Gew.-%, alternativ von etwa 5 bis etwa 90 Gew.-%, alternativ von etwa 5 bis etwa 80 Gew.-% oder alternativ von etwa 5 bis etwa 60 Gew.-%, bezogen auf ein Gesamtgewicht der Bindemittelpolymerkomponente der Beschichtungszusammensetzung, verwendet werden. Das zweite Polymer kann in der Beschichtungszusammensetzung in einer Menge von etwa 1 bis etwa 90 Gew.-%, alternativ von etwa 5 bis etwa 90 Gew.-%, alternativ von etwa 5 bis etwa 80 Gew.-% oder alternativ von etwa 5 bis etwa 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bindemittelpolymerkomponente der Beschichtungszusammensetzung, verwendet werden. In Ausführungsformen werden die säurefunktionellen Gruppen des ersten Polymers und die aminofunktionellen Gruppen des zweiten Polymers in der Beschichtungszusammensetzung in einem Molverhältnis von säurefunktionellen Gruppen zu aminofunktionellen Gruppen von etwa 10:1 bis etwa 1:10, alternativ von etwa 5:1 bis etwa 1:5, oder alternativ von etwa 4:1 bis etwa 1:4, verwendet.
Das erste Polymer schließt einen ersten polymergebundenen Teil, der eine säurefunktionelle Gruppe oder einem Derivat davon aufweist, ein. Der erste polymergebundene Teil kann zumindest ein Teil des Rückgrats des ersten Polymers sein, kann eine Seitenkette des ersten Polymers sein, kann auf das erste Polymer gepfropft sein oder kann Kombinationen davon sein. Das erste Polymer kann mehr als einen ersten polymergebundenen Teil mit den polymergebundenen Einheiten in irgendeiner Position des ersten Polymers einschließen. In bestimmten Ausführungsformen ist der erste polymergebundene Teil das erste Polymer. Der erste polymergebundene Teil kann aus einem säurefunktionellen Monomer, einem säurefunktionellen Oligomer, einem säurefunktionellen Makromonomer oder Kombinationen davon gebildet sein. In Ausführungsformen schließt das Monomer, das Oligomer oder das Makromonomer eine polymerisierbare Doppelbindung, wie beispielsweise eine ethylenisch ungesättigte Doppelbindung, ein, zum Beispiel in Ausführungsformen, wenn das erste Polymer ein Polymer auf Acrylbasis ist. Es versteht sich jedoch, dass das erste Polymer ein Polymer auf Polyesterbasis oder auf Polyurethanbasis, wie nachstehend beschrieben, sein kann. In Ausführungsformen ist das erste Polymer ein Copolymer. Das Copolymer kann ein Random-Copolymer, ein alternierendes Copolymer, ein periodisches Copolymer, ein statistisches Copolymer, ein Blockcopolymer oder ein Pfropfcopolymer sein. Das Copolymer kann geradkettig oder verzweigt sein.
Die säurefunktionelle Gruppe oder ein Derivat davon kann eine Carbonsäuregruppe, Sulfonsäuregruppe, Phosphorsäuregruppe, eine Säureanhydridgruppe oder Kombinationen davon sein. Der erste polymergebundene Teil kann mehr als eine Art von säurefunktioneller Gruppe oder einem Derivat davon aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen ist die säurefunktionelle Gruppe oder ein Derivat davon eine Carbonsäuregruppe.
In Ausführungsformen ist der erste polymergebundene Teil aus einer ersten Polymermonomerenmischung, die säurefunktionelle Monomere einschließt, polymerisiert. In bestimmten Ausführungsformen sind die säurefunktionellen Monomere ausgewählt aus der Gruppe von Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Ölsäure, Zimtsäure, Glutaconsäure, Muconsäure, Undecensäure, Itaconsäure, Crotonsäure, Fumarsäure, Maleinsäure und Kombinationen davon. In Ausführungsformen kann die erste Polymermonomerenmischung Säureanhydride von irgendeinem der säurefunktionellen Monomere einschließen. Geeignete Säureanhydride schließen Maleinsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid ein. In diesen Ausführungsformen können die Säureanhydridmonomere hydrolysiert werden, um die entsprechende Carboxylgruppen zu bilden. Es versteht sich, dass die erste Polymermonomerenmischung säurefunktionelle Monomere und Säureanhydridmonomere einschließen kann. Die Säureanhydridgruppe des ersten Polymers kann hydrolysiert werden, um eine säurefunktionelle Gruppe nach der Polymerisation des ersten Polymers, nachdem das erste Polymer in eine Beschichtungszusammensetzung formuliert wurde oder nachdem die Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht wurde, zu bilden.
In Ausführungsformen schließt die erste Polymermonomerenmischung die säurefunktionelle Monomere oder Derivate davon in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-%, alternativ von etwa 0,5 bis etwa 8 Gew.-%, oder alternativ von etwa 1 bis etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der ersten Polymermonomerenmischung, ein. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass ein Polymer, das aus einer Polymermonomerenmischung polymerisiert ist, die säurefunktionelle Monomere in einer Menge von mehr als 12 Gew.-% einschließt, zu einer Beschichtungszusammensetzung führt, die Feuchtigkeitsempfindlichkeit aufweist und zu Gelieren der Beschichtungszusammensetzung aufgrund der Reaktivität mit dem zweiten Polymer führt. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird auch angenommen, dass ein Polymer, das aus einer Polymermonomerenmischung polymerisiert ist, die säurefunktionelle Monomere in einer Menge von weniger als 0,1 Gew.-% einschließt, zu einem Polymer führt, das nicht ausreichend mit dem zweiten Polymer reagiert.
Das erste Polymer kann ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts in einer Höhe von etwa 2000 bis etwa 200000, alternativ von etwa 8000 bis etwa 200000, oder alternativ von etwa 10000 bis etwa 200000 aufweisen. Hierin offenbarte „Molekulargewichte“ können durch Gelpermeationschromatographie (GPC) unter Verwendung von Polystyrol als Standard, wenn nicht anders angegeben, bestimmt werden. Das erste Polymer kann eine Polydispersität in einer Höhe von etwa 1,05 bis etwa 10,0, alternativ von etwa 1,2 bis etwa 8 oder alternativ von etwa 1,5 bis etwa 5 aufweisen. Das erste Polymer kann eine Tg von etwa -50 °C bis etwa 100 °C, alternativ von etwa -30 °C bis etwa 100 °C, alternativ von etwa -5 °C bis etwa 100 °C, alternativ von etwa 0 °C bis 80 °C oder alternativ von etwa 10 °C bis etwa 60 °C aufweisen. „Tg“ bedeutet Glasübergangstemperatur des Polymers und kann durch dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) gemessen werden oder kann wie von Fox in Bull. Amer. Physics Soc., 1, 3, Seite 123 (1956) beschrieben berechnet werden. Es versteht sich, dass die Tg für das erste Polymer von der Art des verwendeten Polymers abhängen kann. Zum Beispiel können Polymere auf Polyesterbasis eine Tg von etwa -50 °C bis etwa 40 °C aufweisen, können Polymere auf Acrylbasis eine Tg von etwa -5 °C bis etwa 100 °C aufweisen, und können Polyurethanpolymere eine Tg von etwa -50 °C bis etwa 100 °C aufweisen. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass das erste Polymer, das das oben beschriebene Gewichtsmittel des Molekulargewichts aufweist, eine Beschichtungszusammensetzung bereitstellt, die minimales Gelieren und verbesserte Beschichtungsleistung, wie beispielsweise verbesserte Haftung, zeigt. Insbesondere können sich Polymere, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von weniger als 2000 aufweisen, von der Beschichtungszusammensetzung vor der Reaktion mit dem zweiten Polymer abtrennen, so dass dadurch das Härten zu einer Beschichtung mit schlechteren Eigenschaften führt. Ferner, selbst wenn sich Polymere, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von weniger als 2000 aufweisen, nicht von der Beschichtungszusammensetzung abtrennen, können die Polymere nicht wesentlich dazu beitragen, den Beschichtungsfilm zu bilden. Im Gegensatz dazu können Polymere, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mehr als 200000 aufweisen, zu einer Beschichtungszusammensetzung führen, die eine Viskosität aufweist, die nicht für Sprühauftragung der Beschichtungszusammensetzung geeignet ist. Das erste Polymer kann ein oder mehrere Polymere einschließen, die jeweils zumindest eine säurefunktionelle Gruppe oder ein Derivat davon aufweisen. Jedes der Polymere kann mehr als eine Art einer säurefunktionellen Gruppe oder ein Derivat davon aufweisen.
Das zweite Polymer schließt einen zweiten polymergebundenen Teil, der eine aminofunktionelle Gruppe aufweist, ein. Die aminofunktionelle Gruppe kann ein primäres Amin, ein sekundäres Amin, oder ein tertiäres Amin sein. Der zweite polymergebundene Teil kann zumindest ein Teil des Rückgrats des zweiten Polymer sein, kann eine Seitenkette des zweiten Polymers sein, kann auf das zweite Polymer gepfropft sein oder kann Kombinationen davon sein. Das zweite Polymer kann mehr als einen zweiten polymergebundenen Teil mit den polymergebundenen Einheiten in irgendeiner Position des zweiten Polymers einschließen. In bestimmten Ausführungsformen ist der zweite polymergebundene Teil das zweite Polymer. Der zweite polymergebundene Teil kann aus einem aminofunktionellen Monomer, einem aminofunktionellen Oligomer, einem aminofunktionellen Makromonomer oder Kombinationen davon gebildet sein. In Ausführungsformen schließt das Monomer, das Oligomer oder das Makromonomer eine polymerisierbare Doppelbindung, wie beispielsweise eine ethylenisch ungesättigte Doppelbindung, ein, zum Beispiel in Ausführungsformen, wenn das zweite Polymer ein Polymer auf Acrylbasis ist. Es versteht sich jedoch, dass das zweite Polymer ein Polymer auf Polyesterbasis oder auf Polyurethanbasis, wie nachstehend beschrieben, sein kann. In Ausführungsformen ist das zweite Polymer ein Copolymer. Das Copolymer kann ein Random-Copolymer, ein alternierendes Copolymer, ein periodisches Copolymer, ein statistisches Copolymer, ein Blockcopolymer oder ein Pfropfcopolymer sein. Das Copolymer kann geradkettig oder verzweigt sein.
In Ausführungsformen kann der zweite polymergebundene Teil aus einer zweiten Polymermonomerenmischung, die aminofunktionelle Monomere, carboxylfunktionelle Monomere oder eine Kombination davon einschließt, polymerisiert sein. In einer Ausführungsform kann der zweite polymergebundene Teil aus einer zweiten Polymermonomerenmischung, die aminofunktionelle Monomere einschließt, polymerisiert sein. Die aminofunktionellen Monomere können aus der Gruppe von t-Butylaminoethylmethacrylat (t-BAEMA), N,N-Dimethylaminoethylacrylat (DMAEA) und Kombinationen davon ausgewählt sein. In einer anderen Ausführungsform ist der zweite polymergebundene Teil aus einer zweiten Polymermonomerenmischung, die carboxylfunktionelle Monomere einschließt, polymerisiert. Die carboxylfunktionellen Monomere können Methacrylsäure sein. In Ausführungsformen, wenn das zweite Polymer aus carboxylfunktionellen Monomeren, wie beispielsweise Methacrylsäure, polymerisiert ist, wird das zweite Polymer mit einer Iminverbindung, wie beispielsweise Propylenimin, umgesetzt, um primäre aminofunktionelle Gruppen zu bilden. Sekundäre aminofunktionelle Gruppen können aus t-BAEMA polymerisiert werden. Alternativ können sekundäre aminofunktionelle Gruppen aus einem Polymer, das epoxidfunktionelle Gruppen einschließt, und einer Aminoverbindung, wie beispielsweise einem primären Amin, polymerisiert werden. Tertiäre aminofunktionelle Gruppen können aus N,N-Dialkylaminoalkylacrylaten, wie beispielsweise N,N-Dimethylaminoethylacrylat und N,N-Diethylaminoethylacrylat, und N,N-Dialkylaminoalkylmethacrylat, wie beispielsweise N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat und N,N-Diethylaminoethylmethacrylat, polymerisiert werden. Es versteht sich, dass die aminofunktionellen Gruppen des zweiten Polymers Schutzgruppen einschließen können, die mit den aminofunktionellen Gruppen zusammenwirken, um die Aminofunktionalität der aminofunktionellen Gruppen selektiv zu blockieren, beispielsweise wenn das Polymer vor der Auftragung und/oder vor dem Härten in Lösung ist. Es versteht sich jedoch, dass die Schutzgruppen sich vor der Verwendung von den aminofunktionellen Gruppen ablösen, um die Aminofunktionalität der aminofunktionellen Gruppen frei zu geben, beispielsweise vor Anwendung, nach Anwendung oder nach dem Härten.
In Ausführungsformen schließt die zweite Polymermonomerenmischung die aminofunktionellen Monomere in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 15 Gew.-%, alternativ von etwa 0,5 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-% oder alternativ von etwa 1 bis etwa 7 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zweiten Polymermonomerenmischung, ein. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass ein Polymer, das aus einer Polymermonomerenmischung polymerisiert ist, die aminofunktionelle Monomere in einer Menge von mehr als 15 Gew.-% einschließt, zum Gelieren der Beschichtungszusammensetzung aufgrund der Reaktivität mit dem ersten Polymer führt. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird auch angenommen, dass ein Polymer, das aus einer Polymermonomerenmischung polymerisiert ist, die aminofunktionelle Monomere in einer Menge von weniger als 0,1 Gew.-% einschließt, zu einem Polymer führt, das nicht ausreichend mit dem zweiten Polymer reagiert.
Das zweite Polymer kann ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts in einer Höhe von etwa 2000 bis etwa 200000, alternativ von etwa 8000 bis etwa 200000, oder alternativ von etwa 10000 bis etwa 200000 aufweisen. Das zweite Polymer kann eine Polydispersität in einer Höhe von etwa 1,05 bis etwa 10,0, alternativ von etwa 1,2 bis etwa 8 oder alternativ von etwa 1,5 bis etwa 5 aufweisen. Das zweite Polymer kann eine Tg von etwa -50 °C bis etwa 100 °C, alternativ von etwa -30 °C bis etwa 100 °C, alternativ von etwa -5 °C bis etwa 100 °C, alternativ von etwa 0 °C bis 80 °C oder alternativ von etwa 10 °C bis etwa 60 °C aufweisen. Es versteht sich, dass die Tg für das zweite Polymer von der Art des verwendeten Polymers abhängen kann. Zum Beispiel können Polymere auf Polyesterbasis eine Tg von etwa -50 °C bis etwa 40 °C aufweisen, können Polymere auf Acrylbasis eine Tg von etwa -5 °C bis etwa 100 °C aufweisen, und können Polyurethanpolymere eine Tg von etwa -50 °C bis etwa 100 °C aufweisen. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass das zweite Polymer, das das oben beschriebene Gewichtsmittel des Molekulargewichts aufweist, eine Beschichtungszusammensetzung bereitstellt, die minimales Gelieren und verbesserte Beschichtungsleistung, wie beispielsweise verbesserte Haftung, zeigt. Insbesondere können sich Polymere, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von weniger als 2000 aufweisen, von der Beschichtungszusammensetzung vor der Reaktion mit dem ersten Polymer abtrennen, so dass dadurch das Härten zu einer Beschichtung mit schlechteren Eigenschaften führt. Beispiele für Polymere, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von weniger als 2000 aufweisen und somit nicht als das zweite Polymer für die Beschichtungszusammensetzung geeignet sind, schließen ein, sind aber nicht eingeschränkt auf, kleine aminohaltige Moleküle wie beispielsweise Triethylamin und Propylamin. Ferner, selbst wenn sich Polymere, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von weniger als 2000 aufweisen, nicht von der Beschichtungszusammensetzung abtrennen, können die Polymere nicht wesentlich dazu beitragen, den Beschichtungsfilm zu bilden. Im Gegensatz dazu können Polymere, die ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von mehr als 200000 aufweisen, zu einer Beschichtungszusammensetzung führen, die eine Viskosität aufweist, die nicht für Sprühauftragung der Beschichtungszusammensetzung geeignet ist. Das zweite Polymer kann ein oder mehrere Polymere einschließen, die jeweils zumindest eine aminofunktionelle Gruppe aufweisen. Jedes der Polymere kann mehr als eine Art einer aminofunktionellen Gruppe aufweisen.
In Ausführungsformen weisen das erste Polymer, das zweite Polymer oder sowohl das erste Polymer als auch das zweite Polymer eine vernetzbare funktionelle Gruppe, wie beispielsweise eine Isocyanatgruppe, auf. Der Begriff „vernetzbare funktionelle Gruppe“ bezieht sich auf funktionelle Gruppen, die sich im Oligomer, im Polymer, im Rückgrat des Polymers, in einer Seitengruppe des Polymers befinden, sich endständig am Rückgrat des Polymers befinden, oder Kombinationen davon, wobei diese funktionellen Gruppen in der Lage sind, mit vernetzenden funktionellen Gruppen (während des Härtungsschrittes) zu vernetzen, um eine Beschichtung in Form von vernetzten Strukturen zu bilden.
Typische vernetzbare funktionelle Gruppen können Hydroxyl, Thiol, Isocyanat, Thioisocyanat, Acetacetoxy, Carboxyl, primäres Amin, sekundäres Amin, Epoxid, Anhydrid, Ketimin, Aldimin oder eine ausführbare Kombination davon einschließen. Einige andere funktionelle Gruppen wie beispielsweise Orthoester, Orthocarbonat oder cyclisches Amid, das Hydroxyl- oder Aminogruppen erzeugen kann, sobald die Ringstruktur geöffnet wird, können auch als vernetzbare funktionelle Gruppen geeignet sein.
In bestimmten Ausführungsformen ist die vernetzbare funktionelle Gruppe eine hydroxylfunktionelle Gruppe. Die hydroxylfunktionelle Gruppe kann eine primäre Hydroxylgruppe sein, eine sekundäre Hydroxylgruppe oder eine Kombination davon. Das erste Polymer, das die hydroxyfunktionelle Gruppe aufweist, kann aus der ersten Polymermonomerenmischung, die ferner hydroxylfunktionelle Monomere einschließt, polymerisiert werden. Das zweite Polymer, das die hydroxyfunktionelle Gruppe aufweist, kann aus der zweiten Polymermonomerenmischung, die ferner hydroxylfunktionelle Monomere einschließt, polymerisiert werden. Nicht einschränkende Beispiele für hydroxylfunktionelle Monomere, die verwendet werden, um primäre Hydroxylgruppen zu bilden, schließen 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) und 2-Hydroxyethylacrylat (HEA) ein. Nicht einschränkende Beispiele für hydroxylfunktionelle Monomere, die verwendet werden, um sekundäre Hydroxylgruppen zu bilden, schließen Hydroxypropylmethacrylat (HPMA) und Hydroxypropylacrylat (HPA) ein. In bestimmten Ausführungsformen sind die hydroxylfunktionellen Monomere aus der Gruppe von 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat und Kombinationen davon ausgewählt. Es versteht sich, dass die Auswahl von hydroxylfunktionellen Gruppen für das erste Polymer unabhängig von der Auswahl von hydroxylfunktionellen Gruppen für das zweite Polymer ist, und umgekehrt. In anderen Ausführungsformen ist die vernetzbare funktionelle Gruppe eine thiol-funktionelle Gruppe. In verschiedenen Ausführungsformen ist die aminofunktionelle Gruppe des zweiten Polymers die einzige vernetzbare funktionelle Gruppe des zweiten Polymers, da die aminofunktionelle Gruppe für die Reaktion mit der säurefunktionellen Gruppe des ersten Polymers zur Verfügung steht und reaktiv für die Vernetzung mit Isocyanaten ist.
In Ausführungsformen sind das erste Polymer, das zweite Polymer oder sowohl das erste Polymer als auch das zweite Polymer aus zusätzlichen Monomeren polymerisiert, wie beispielsweise irgendeinem im Stand derTechnik bekannten Acrylmonomer, und irgendeinem im Stand der Technik bekannten ethylenisch ungesättigten Monomer, die zusätzlich zu den Monomeren, die die säurefunktionellen Gruppen und aminofunktionellen Gruppen einschließen, vorhanden sind. Nicht einschränkende Beispiele für diese zusätzlichen Monomere schließen unsubstituierte oder substituierte Alkylacrylate, wie beispielsweise solche mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe; Alkylmethacrylate, wie beispielsweise solche mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe; cycloaliphatische Acrylate; cycloaliphatische Methacrylate; Arylacrylate; Arylmethacrylate; andere ethylenisch ungesättigte Monomere, wie beispielsweise Acrylnitrile, Methacrylnitrile, Acrylamide, Methacrylamide, N-Alkylacrylamide, N-Alkylmethacrylamide, N,N-Dialkylacrylamide, N,N-Dialkylmethacrylamide; Vinylaromaten, wie beispielsweise Styrol, und Kombinationen davon ein. Andere nicht einschränkende Beispiele schließen nicht-funktionelle Acrylmonomere, wie beispielsweise Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat (alle Isomere), Butylmethacrylat (alle Isomere), 2-Ethylhexylmethacrylat, Isobornylmethacrylat, Methacrylnitril, Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat (alle Isomere), Butylacrylat (alle Isomere), 2-Ethylhexylacrylat, Isobornylacrylat, Acrylnitril und dergleichen ein. Weitere nicht einschränkende Beispiele schließen andere ethylenisch ungesättigte Monomere, wie beispielsweise Vinylaromaten, ein. Nicht einschränkende Beispiele für Vinylaromaten schließen Styrol, alpha-Methylstyrol, t-Butylstyrol und Vinyltoluol ein. In bestimmten Ausführungsformen sind das erste Polymer, das zweite Polymer oder sowohl das erste Polymer als auch das zweite Polymer aus weiteren Monomeren aus der Gruppe von Styrol, Methyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Ethylhexyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat und Kombinationen davon polymerisiert. Es versteht sich, dass die Auswahl von zusätzlichen Monomeren für das erste Polymer unabhängig von der Auswahl von zusätzlichen Monomere für das zweite Polymer erfolgt, und umgekehrt.
In einer beispielhaften Ausführungsform schließt das erste Polymer das Reaktionsprodukt von Styrol, Butylacrylat, Isobornylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat und Methacrylsäure ein. Das Styrol kann in einer Menge von etwa 10 bis etwa 50 Gew.-%, alternativ von etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% oder alternativ von etwa 25 bis etwa 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Das Butylacrylat kann in einer Menge von etwa 10 bis etwa 50 Gew.-%, alternativ von etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% oder alternativ von etwa 25 bis etwa 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf dem Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Das Isobornylacrylat kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 40 Gew.-%, alternativ von etwa 10 bis etwa 30 Gew.-%, oder alternativ von etwa 15 bis etwa 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymer, verwendet werden. Das 2-Hydroxyethylmethacrylat kann in einer Menge von 0,1 bis etwa 30 Gew.-%, alternativ von etwa 1 bis etwa 20 Gew.-% oder alternativ von etwa 3 bis etwa 12 Gew. %, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Das Hydroxypropylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 30 Gew.-%, alternativ von etwa 1 bis etwa 20 Gew.-% oder alternativ von etwa 3 bis etwa 12 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Die Methacrylsäure kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 1 bis etwa 9 Gew.-% oder alternativ von etwa 3 bis etwa 7 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers verwendet werden.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform schließt das erste Polymer das Reaktionsprodukt von Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, Ethylhexylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat und Methacrylsäure ein. Das Methylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 10 bis etwa 50 Gew.-%, alternativ von etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% oder alternativ von etwa 25 bis etwa 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Das Butylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 5 bis etwa 45 Gew.-%, alternativ von etwa 15 bis etwa 35 Gew.-% oder alternativ von etwa 20 bis etwa 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Das Ethylhexylacrylat kann in einer Menge von etwa 5 bis etwa 45 Gew.-%, alternativ von etwa 15 bis etwa 35 Gew.-% oder alternativ von etwa 20 bis etwa 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Das 2-Hydroxyethylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 40 Gew.-%, alternativ von etwa 10 bis etwa 30 Gew.-% oder alternativ von etwa 15 bis etwa 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Die Methacrylsäure kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 0,1 bis etwa 8 Gew.-% oder alternativ von etwa 0,1 bis etwa 4 Gew. %, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform schließt das erste Polymer das Reaktionsprodukt aus Styrol, Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, Ethylhexylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat und Acrylsäure ein . Das Styrol kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%, alternativ von etwa 10 bis etwa 30 Gew.-%, oder alternativ von etwa 15 bis etwa 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Das Methylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%, alternativ von etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% oder alternativ von etwa 20 bis etwa 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Das Butylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%, alternativ von etwa 10 bis etwa 30 Gew. % oder alternativ von etwa 15 bis etwa 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Das Ethylhexylacrylat kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%, alternativ von etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% oder alternativ von etwa 20 bis etwa 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers verwendet, werden. Das 2-Hydroxyethylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 40 Gew.-%, alternativ von etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% oder alternativ von etwa 5 bis etwa 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden. Die Acrylsäure kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 0,1 bis etwa 8 Gew.-% oder alternativ von etwa 0,1 bis etwa 4 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten Polymers, verwendet werden.
In einer beispielhaften Ausführungsform schließt das zweite Polymer das Reaktionsprodukt von Methylmethacrylat, Butylacrylat und t-Butylaminoethylmethacrylat ein. Das Methylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 60 bis etwa 90 Gew.-%, alternativ von etwa 70 bis etwa 85 Gew.-% oder alternativ von etwa 75 bis etwa 81 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das Butylacrylat kann in einer Menge von etwa 5 bis etwa 25 Gew.-%, alternativ von etwa 10 bis etwa 20 Gew.-%, oder alternativ von etwa 12 bis etwa 18 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das t-Butylaminoethylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 3 bis etwa 10 Gew.-% oder alternativ von etwa 5 bis etwa 9 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform schließt das zweite Polymer das Reaktionsprodukt von Methylmethacrylat, Ethylacrylat und t-Butylaminoethylmethacrylat ein. Das Methylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 60 bis etwa 90 Gew.-%, alternativ von etwa 70 bis etwa 85 Gew.-% oder alternativ von etwa 75 bis etwa 81 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das Ethylacrylat kann in einer Menge von etwa 5 bis etwa 25 Gew.-%, alternativ von etwa 10 bis etwa 20 Gew.-%, oder alternativ von etwa 12 bis etwa 18 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das t-Butylaminoethylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 3 bis etwa 10 Gew.-% oder alternativ von etwa 5 bis etwa 9 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform schließt das zweite Polymer das Reaktionsprodukt von Methylmethacrylat, Butylacrylat und N,N-Dimethylaminoethylacrylat ein. Das Methylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 60 bis etwa 90 Gew.-%, alternativ von etwa 70 bis etwa 85 Gew.-% oder alternativ von etwa 75 bis etwa 81 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das Butylacrylat kann in einer Menge von etwa 5 bis etwa 25 Gew.-%, alternativ von etwa 10 bis etwa 20 Gew.-%, oder alternativ von etwa 12 bis etwa 18 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das N,N-Dimethylaminoethylacrylat kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 3 bis etwa 10 Gew.-% oder alternativ von etwa 5 bis etwa 9 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform schließt das zweite Polymer das Reaktionsprodukt von Methylmethacrylat, Ethylacrylat und dem Reaktionsprodukt von Methacrylsäure und Propylenimin ein. Das Methylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 65 bis etwa 95 Gew.-%, alternativ von etwa 73 bis etwa 87 Gew.-% oder alternativ von etwa 77 bis etwa 83 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das Ethylacrylat kann in einer Menge von etwa 5 bis etwa 25 Gew.-%, alternativ von etwa 10 bis etwa 20 Gew.-%, oder alternativ von etwa 12 bis etwa 18 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Die Methacrylsäure kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 1 bis etwa 7 Gew.-% oder alternativ von etwa 2 bis etwa 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das Propylenimin kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 1 bis etwa 7 Gew.-% oder alternativ von etwa 1 bis etwa 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform schließt das zweite Polymer das Reaktionsprodukt von Methylmethacrylat, Butylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat und N,N-Dimethylaminoethylacrylat ein. Das Methylmethacrylat kann in einer Menge von etwa 60 bis etwa 90 Gew.-%, alternativ von etwa 70 bis etwa 85 Gew.-% oder alternativ von etwa 75 bis etwa 81 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das Butylacrylat kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 15 Gew.-%, alternativ von etwa 1 bis etwa 15 Gew.-%, oder alternativ von etwa 3 bis etwa 8 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das 2-Hydroxyethylacrylat kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 25 Gew.-%, alternativ von etwa 1 bis etwa 17 Gew.-% oder alternativ von etwa 7 bis etwa 13 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden. Das N,N-Dimethylaminoethylacrylat kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 12 Gew.-%, alternativ von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% oder alternativ von etwa 4 bis etwa 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf ein Gesamtgewicht des zweiten Polymers, verwendet werden.
Das erste Polymer, das zweite Polymer oder sowohl das erste Polymer als auch das zweite Polymer sind unabhängig voneinander ausgewählt aus einem geradkettigen oder verzweigten Acrylpolymer, einem geradkettigen oder verzweigten Polyesterpolymer, einem Polyurethanpolymer oder Kombinationen davon. „Acrylpolymer“ bedeutet, dass ein Polymer polymerisierte „(Meth)acrylat(e)“ umfasst, was Acrylate und/oder Methacrylate, wahlweise copolymerisiert mit anderen ethylenisch ungesättigten Monomeren, wie beispielsweise Acrylamiden, Methacrylamiden, Acrylnitrilen, Methacrylnitrilen und Vinylaromaten, wie beispielsweise Styrol, bedeutet.
In Ausführungsformen können das erste Polymer, das zweite Polymer oder sowohl das erste Polymer als auch das zweite Polymer Polyesterpolymere sein. Das Polyesterpolymer kann geradkettig oder verzweigt sein. Nützliche Polyester können Veresterungsprodukte von aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäuren, Polyolen, Diolen, aromatischen oder aliphatischen cyclischen Anhydriden und cyclischen Alkoholen einschließen. Es versteht sich, dass die Auswahl des Polyesters für das erste Polymer unabhängig von der Auswahl des Polyesters für das zweite Polymer ist, und umgekehrt.
Nicht einschränkende Beispiele für geeignete cycloaliphatische Polycarbonsäuren sind Tetrahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, 1,2-Cyclohexandicarbonsäure, 1,3-Cyclohexandicarbonsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 4-Methylhexahydrophthalsäure, Endomethylentetrahydrophthalsäure, Tricyclodecandicarbonsäure, Endoethylenhexahydrophthalsäure, Camphersäure, Cyclohexantetracarbonsäure und Cyclobutantetracarbonsäure. Die cycloaliphatischen Polycarbonsäuren können nicht nur in ihrer cis-, sondern auch in ihrer trans-Form und als eine Mischung aus beiden Formen verwendet werden. Weitere nicht einschränkende Beispiele für geeignete Polycarbonsäuren können aromatische und aliphatische Polycarbonsäuren, wie beispielsweise Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Halogenphthalsäuren, wie beispielsweise Tetrachlor- oder Tetrabromphthalsäure, Adipinsäure, Glutarsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Trimellitsäure und Pyromellitsäure einschließen. Kombinationen von Polysäuren wie beispielsweise eine Kombination von Polycarbonsäuren und cycloaliphatischen Polycarbonsäuren können geeignet sein. Kombinationen von Polyolen können ebenfalls geeignet sein. Falls gewünscht, können auch Monosäuren, wie beispielsweise Benzoesäure, eingeschlossen sein, um das Molekulargewicht zu beinflussen. Es versteht sich, dass, obwohl Polyester und Polyole, die mehr als zwei Funktionalitäten aufweisen, verwendet werden können, um mehr Verzweigungspunkte zu schaffen, die Menge an Funktionalitäten wegen der Verzweigung gesteuert werden sollte, um ein Gelieren zu verhindern.
Nicht einschränkende geeignete mehrwertige Alkohole schließen Ethylenglycol, Propandiole, Butandiole, Hexandiole, Neopentylglykol, Diethylenglykol, Cyclohexandiol, Cyclohexandimethanol, Trimethylpentandiol, Ethylbutylpropandiol, Ditrimethylolpropan, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Glycerin, Pentaerythritol, Dipentaerythritol, Polyethylenglykol und Polypropylenglykol ein. Falls gewünscht, können einwertige Alkohole, wie beispielsweise Butanol, Octanol, Laurylalkohol, ethoxylierte oder propoxylierte Phenole zusammen mit mehrwertigen Alkoholen ebenfalls eingeschlossen sein, um das Molekulargewicht zu steuern.
Nicht einschränkende Beispiele für geeignete Polyester schließen ein verzweigtes Copolyesterpolymer ein. Das verzweigte Copolyesterpolymer und Verfahren zur Herstellung wie in U.S. Patent Nr. 6,861,495 beschrieben, das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird, kann geeignet sein. Monomere mit multifunktionellen Gruppen wie AxBy (x,y = 1 bis 3, unabhängig voneinander), einschließlich solcher, die eine Carboxylgruppe und zwei Hydroxylgruppen, zwei Carboxylgruppen und eine Hydroxylgruppe, eine Carboxylgruppe und drei Hydroxylgruppen oder drei Carboxylgruppen und eine Hydroxylgruppe aufweisen, können verwendet werden, um verzweigte Strukturen zu erzeugen. Nicht einschränkende Beispiele für solche Monomere schließen 2,3-Dihydroxypropionsäure, 2,3-Dihydroxy-2-methylpropionsäure, 2,2-Dihydroxypropionsäure, 2,2-Bis(hydroxymethyl)propionsäure und dergleichen ein.
Das verzweigte Copolyesterpolymer kann üblicherweise aus einer Monomerenmischung polymerisiert werden, die einen Kettenverlängerer, ausgewählt aus der Gruppe von Hydroxycarbonsäure, einem Lacton einer Hydroxycarbonsäure und einer Kombination davon; und ein oder mehrere verzweigende Monomere enthält. Einige der geeigneten Hydroxycarbonsäuren schließen Glycolsäure, Milchsäure, 3-Hydroxypropionsäure, 3-Hydroxybuttersäure, 3-Hydroxyvaleriansäure und Hydroxypivalinsäure ein. Einige der geeigneten Lactone schließen Caprolacton, Valerolacton; und Lactone der entsprechenden Hydroxycarbonsäuren, wie beispielsweise 3-Hydroxypropionsäure, 3-Hydroxybuttersäure, 3-Hydroxyvaleriansäure und Hydroxypivalinsäure ein. In bestimmten Ausführungsformen wird Caprolacton verwendet. In Ausführungsformen kann das verzweigte Copolyesterpolymer durch Polymerisieren der Monomerenmischung, die den Kettenverlängerer und hyperverzweigende Monomere einschließt, in einem Schritt hergestellt werden oder durch zuerst Polymerisieren der hyperverzweigenden Monomere gefolgt von einer Polymerisation der Kettenverlängerer. Es versteht sich, dass das verzweigte Copolyesterpolymer aus einem Acrylkern mit verlängernden Monomeren, wie oben beschrieben, gebildet werden kann.
In Ausführungsformen, wenn das erste Polymer ein Polyesterpolymer ist (hierin auch als „säurefunktioneller Polyester“ bezeichnet), kann das erste Polymer hergestellt werden durch Verwendung von Überschussmengen an Disäuren oder Anhydriden mit Polyolen bei der Synthese oder andere dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannte Verfahren, um sicherzustellen, dass die Polymerketten mit säurefunktionellen Gruppen in einer geradkettigen oder verzweigten Struktur terminiert sind. Alternativ können die Polyester mit Hydroxygruppen an den endständigen Positionen der Polymerkette mit einer Disäure oder einem Anhydrid weiter reagiert werden, um säurefunktionelle Gruppen zu bilden.
In Ausführungsformen, wenn das zweite Polymer ein Polyesterpolymer ist (hierein auch als „aminofunktioneller Polyester“ bezeichnet), kann das zweite Polymer hergestellt werden durch Verwendung eines aminofunktionellen Polyols, wie beispielsweise eines tertiären aminofunktionellen Polyols, mit Polysäuren und Polyolen bei der Synthese oder andere dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannte Verfahren. Nicht einschränkende Beispiele für Monomere, die nur eine reaktive Gruppe aufweisen, die in der Lage ist, mit Säuren oder Anhydriden zu kondensieren und die tertiäre Aminogruppe an der endständigen Position einer Polymerkette zu positionieren, schließen N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, 1-Dimethylamino-2-propanol, 3-Dimethylamino-l-propanol, 2-Dimethylamino-2-methyl-1-propanol und dergleichen ein. Nicht einschränkende Beispiele für Polyhydroxyl mit tertiären Aminogruppen, die die aminofunktionellen Gruppen entlang der Polymerketten positionieren können, schließen einfache Verbindungen, wie beispielsweise N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, N-Butyldiethanolamin, N,N-Dibutylethanolamin, Triethanolamin, Triisopropanolamin und Verbindungen, die im Handel von Akzo Nobel N.V., Amsterdam, Niederlande unter den Handelsnamen Ethomeen^® (ein tertiäres Amin-Stickstoffatom) und Ethoduomeen^® (zwei tertiäre Amin-Stickstoffatome) erhältlich sind, ein. Das zweite Polymer kann auch eine Nachpolymerisation erfahren, wie beispielsweise durch Umsetzung von carbonsäurehaltigen Polyesterpolymeren wie oben beschrieben mit geeigneten Aminoverbindungen, wie beispielsweise Propylenimin.
In Ausführungsformen sind das erste Polymer, das zweite Polymer oder sowohl das erste Polymer als auch das zweite Polymer Polyurethanpolymere. Polyurethane können aus Polyolen und Polyisocyanaten hergestellt werden. Polyole können polymere oder oligomere organische Spezies mit zumindest zwei Hydroxyl-Funktionalitäten oder zwei Mercapto-Funktionalitäten und Mischungen davon sein. Polyester und Polycarbonate mit endständigen Hydroxygruppen können wirksam als die Diole verwendet werden.
In Ausführungsformen ist die Herstellung von Polyurethanpolymeren dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt; insbesondere können Polyurethanpolymere hergestellt werden, indem Polyisocyanat(e) mit Polyol(en) im Überschuss umgesetzt werden. In bestimmten Ausführungsformen werden Polyole mit geringer Molmasse, die durch eine empirische und Strukturformel definiert sind, wie beispielsweise mehrwertige Alkohole, verwendet, um das Polyurethanpolymer zu bilden. Nicht einschränkende Beispiele für mehrwertige Alkohole schließen Ethylenglycol, Propandiole, Butandiole, Hexandiole, Neopentylglycol, Diethylenglycol, Cyclohexandiol, Cyclohexandimethanol, Trimethylpentandiol, Ethylbutylpropandiol, Ditrimethylolpropan, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Glycerin, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Polyethylenglykol und Polypropylenglykol ein. In anderen Ausführungsformen werden oligomere oder polymere Polyole mit zahlenmittleren Molmassen von zum Beispiel bis zu 8000, alternativ bis zu 5000, alternativ bis zu 2000, und/oder zum Beispiel entsprechende hydroxylfunktionelle Polyether, Polyester oder Polycarbonate verwendet, um das Polyurethanpolymer zu bilden.
Nicht einschränkende Beispiele für geeignete Polyisocyanate schließen aromatische, aliphatische oder cycloaliphatische Di-, Tri- oder Tetraisocyanate, einschließlich Polyisocyanate, die Isocyanurat-Struktureinheiten aufweisen, wie beispielsweise das Isocyanurat von Hexamethylendiisocyanat und das Isocyanurat von Isophorondiisocyanat; das Addukt von 2 Molekülen eines Diisocyanats, wie beispielsweise Hexamethylendiisocyanat und ein Diol, wie beispielsweise Ethylenglycol; Uretidione von Hexamethylendiisocyanat; Uretidione von Isophorondiisocyanat oder Isophorondiisocyanat; das Addukt von Trimethylolpropan und Meta-Tetramethylxylendiisocyanat ein. Andere hierin offenbarte Polyisocyanate können auch zur Herstellung von Polyurethanen geeignet sein.
In bestimmten Ausführungsformen werden Diole und Diisocyanate zur Bildung des Polyurethanpolymers verwendet, um die Vernetzung und die Bildung eines Netzwerks, was zu Gelieren des Polymers führen würde, zu vermeiden. Kettenverlängerungsmittel wie beispielsweise Diamine können verwendet werden, um das Molekulargewicht zu erhöhen. Eine kleine Menge an Monomeren mit höherem Gehalt an Funktionalitäten, wie beispielsweise Triole oderTriisocyanate, können verwendet werden, um Verzweigungspunkte und verzweigte Strukturen zu erzeugen. Die Konzentration dieser Monomere mit dem höheren Gehalt an Funktionalitäten muss jedoch niedrig genug sein, um keine Polymervernetzung und kein Gelieren zu verursachen.
In Ausführungsformen, wenn das erste Polymer ein Polyurethanpolymer ist (hierein auch als „säurefunktionelle Polyurethane“ bezeichnet), kann das erste Polymer effektiv durch Umsetzen irgendwelcher säuregruppehaltigen Diole als Teil der Diolmischungen in einer Menge entsprechend der beabsichtigten Konzentrationen an Säuregruppen mit Polyisocyanate hergestellt werden. Beispiele für solche Monomere schließen 2,3-Dihydroxypropionsäure, 2,3-Dihydroxy-2-methylpropionsäure, 2,2-Dihydroxypropionsäure und 2,2-Bis(hydroxymethyl)propionsäure ein. Alternativ können säurefunktionelle Gruppen an den endständigen Positionen erzeugt werden, indem eine geringe Menge an säurehaltigen Monomeren mit nur einer funktionellen Gruppe, die mit Polyisocyanaten reagieren und Polymerketten abschließen können, verwendet wird. In einer mehrstufigen Synthese wird Polyisocyanat im Überschuss verwendet, um sicher zu stellen, dass die Polymerketten zuerst mit Isocyanatgruppen abgeschlossen werden. Die endständigen Isocyanatgruppen werden wiederum mit säurehaltigen Monomeren, die nur eine funktionelle Gruppe aufweisen, die potentiell mit Polyisocyanaten reagieren kann, behandelt. Beispiele für solche Monomere schließen 2-Hydroxypropionsäure, 3-Hydroxypropionsäure, 3-Mercaptopropionsäure und dergleichen ein.
Säurefunktionelle Polyurethane können auch durch Umsetzung von einem oder mehreren Polyolen und einem oder mehreren Polyisocyanaten hergestellt werden, wobei eine geringe Menge an Disäuren oder Anhydriden, wie beispielsweise aliphatische oder aromatische Dicarbonsäureanhydride, abhängig von der gewünschten Säuregruppekonzentration in den Diolmischungen eingeschlossen wird. In ähnlicher Weise können in einer mehrstufigen Synthese die geradkettigen oder verzweigten Polyurethane mit endständigen Hydroxy- oder Thiolgruppen mit Disäure und/oder Anhydriden nachbehandelt werden, um eine endständige säurefunktionelle Gruppe zu erzeugen.
In Ausführungsformen, wenn das zweite Polymer ein Polyurethanpolymer ist (hierein auch als „aminofunktionelles Polyurethan“ bezeichnet), kann das zweite Polymer teritäre Aminogruppen aufweisen. Das aminofunktionelle Polyurethan, das tertiäre Aminogruppen aufweist, kann, abhängig vom gewünschten Molekulargewicht und Verzweigungsgrad, unter Verwendung geringer Konzentrationen eines Polymers, eines Oligomers oder einer einfachen Verbindung, die eine oder mehrere tertiäre aminofunktionelle Gruppen zusammen mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen, die in der Lage sind, mit Isocyanatgruppen in der Synthese zu reagieren, aufweist, hergestellt werden. Nicht einschränkende Beispiele für Monomere, die nur eine reaktive Gruppe aufweisen, die in der Lage ist, mit Isocyanaten zu reagieren und die tertiäre Aminogruppe an der endständigen Position einer Polymerkette zu positionieren, schließen N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, 1-Dimethylamino-2-propanol, 3-Dimethylamino-l-propanol, 2-Dimethylamino-2-methyl-1-propanol und dergleichen ein. Nicht einschränkende Beispiele für Polyhydroxyl mit tertiären Aminogruppen, die die aminofunktionellen Gruppen entlang der Polymerketten positionieren können, schließen einfache Verbindungen, wie beispielsweise N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, N-Butyldiethanolamin, N,N-Dibutylethanolamin, Triethanolamin, Triisopropanolamin und Verbindungen, die im Handel von Akzo Nobel N.V., Amsterdam, Niederlande unter den Handelsnamen Ethomeen^® (ein tertiäres Amin-Stickstoffatom) und Ethoduomeen^® (zwei tertiäre Amin-Stickstoffatome) erhältlich sind, ein.
Aminofunktionelle Polyurethane mit primären Aminogruppen können durch weitere Reaktion der Säuregruppen von säurefunktionellen Polyurethanen, wie beispielsweise der oben beschriebenen säurefunktionellen Polyurethane, mit Iminverbindungen, wie beispielsweise Propylenimin, hergestellt werden. Alternativ kann ein Polyurethanpolyol mit einem Überschuss an Polyisocyanaten umgesetzt werden, um sicher zu stellen, dass die Polymerketten in einer geradkettigen oder verzweigten Struktur mit Isocyanatgruppen abgeschlossen sind. Diese Isocyanatgruppen können dann hydrolysiert werden, um primäre Aminogruppen zu bilden, wodurch aminofunktionelle Polyurethane gebildet werden.
Wie oben eingeführt, schließt die Beschichtungszusammensetzung ferner ein Lösungsmittel ein. In Ausführungsformen ist das Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel. Das organische Lösungsmittel kann die Trägerflüssigkeit sein, um die obigen Bestandteile zu dispergieren und/oder zu verdünnen und eine Beschichtungszusammensetzung, die die gewünschten Eigenschaften aufweist, zu bilden. Das Lösungsmittel oder die Lösungsmittelgemische werden üblicherweise aus der Gruppe von aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Petroleumnaphtha oder Xylolen; Ketonen, wie beispielsweise Methylamylketon, Methylisobutylketon, Methylethylketon oder Aceton; Estern, wie beispielsweise Butylacetat oder Hexylacetat; Glykoletherestern, wie beispielsweise Propylenglykolmonomethyletheracetat; und Alkoholen, wie beispielsweise Isopropanol und Butanol, und Kombinationen davon ausgewählt. Die Menge an zugesetztem organischen Lösungsmittel hängt von dem gewünschten Feststoffgehalt, den gewünschten rheologischen (z.B. Sprüh)eigenschaften sowie der gewünschten Menge an VOC der Beschichtungszusammensetzung ab. Das Lösungsmittel kann in einer Menge von etwa 10 bis etwa 95 Gew.-%, alternativ von etwa 20 bis etwa 95 Gew.-% oder alternativ von etwa 40 bis etwa 95 Gew.-%, bezogen auf ein Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung, vorhanden sein.
Der Gesamtfeststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung kann in einer Menge von etwa 5 bis etwa 90 Gew.-%, alternativ in einer Menge von etwa 5 bis etwa 80 Gew.-% oder alternativ in einer Menge von etwa 5 bis etwa 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung, liegen.
In Ausführungsformen ist die Beschichtungszusammensetzung eine Beschichtungszusammensetzung auf Lösungsmittelbasis. In bestimmten Ausführungsformen ist die Beschichtungszusammensetzung im Wesentlichen frei von Wasser. Die Terminologie „im Wesentlichen frei“ in Bezug auf die Wassermenge in der Beschichtungszusammensetzung bedeutet, dass die Beschichtungszusammensetzung weniger als 5 Gew.-%, alternativ weniger als 3 Gew.-%, alternativ weniger als 2 Gew.-%, alternativ weniger als 1 Gew.-%, alternativ weniger als 0,1 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung, einschließt.
Wie ebenfalls oben eingeführt, kann die Beschichtungszusammensetzung weiterhin nicht-funktionelle Polymere einschließen. Die nicht funktionellen Polymere können geradkettige oder verzweigte Acrylpolymere, geradkettige oder verzweigte Polyesterpolymere, Polyurethanpolymere oder Kombinationen davon einschließen. Die Terminologie „nicht-funktionelles Polymer“ bezieht sich auf ein Polymer, das im Wesentlichen frei von den säurefunktionellen Gruppen und den aminofunktionellen Gruppen ist. Die Terminologie „im Wesentlichen“ wie hierin verwendet in Bezug auf das nicht-funktionelle Polymer, das im Wesentlichen frei von den säurefunktionellen Gruppen und den aminofunktionellen Gruppen ist, bedeutet, dass das nicht-funktionelle Polymer weniger als 0,1 Gew.-% der säurefunktionellen Gruppen und der aminofunktionellen Gruppen einschließt. Die nicht-funktionellen Polymere können andere funktionelle Gruppen aufweisen, die nicht die säurefunktionellen Gruppen oder die aminofunktionellen Gruppen sind.
Wie ebenfalls oben eingeführt, kann die Beschichtungszusammensetzung weiterhin ein Vernetzungsmittel einschließen, das mit der vernetzbaren funktionellen Gruppe des ersten Polymers, des zweiten Polymers oder sowohl des ersten Polymers als auch des zweiten Polymers reagieren kann, um ein vernetztes polymeres Netzwerk, hierin als vernetztes Netzwerk bezeichnet, zu bilden. Obwohl es sich versteht, dass die Beschichtungszusammensetzung insbesondere eine verbesserte Beschichtungsleistung, insbesondere Haftung zwischen Schichten ohne Vernetzung mit einem Vernetzungsmittel bereitstellt, kann ein Vernetzungsmittel in der Beschichtungszusammensetzung verwendet werden, um die Beschichtungsleistung weiter zu verbessern.
Der Begriff „Vernetzungsmittel“ bezieht sich auf eine Komponente, die „vernetzende funktionelle Gruppen“ aufweist, die funktionelle Gruppen sind, die sich in jedem Molekül der Verbindungen, im Oligomer, im Polymer, im Rückgrat des Polymers, in der Seitengruppe des Polymers befinden, sich endständig am Rückgrat des Polymers befinden, oder eine Kombination davon, wobei diese funktionellen Gruppen in der Lage sind, mit vernetzbaren funktionellen Gruppen (während des Härtungsschrittes) zu vernetzen, um eine Beschichtung in Form von vernetzten Strukturen zu bilden. Ein Durchschnittsfachmann würde erkennen, dass bestimmte Kombinationen von vernetzenden funktionellen Gruppen und vernetzbaren funktionellen Gruppen ausgeschlossen sind, da diese nicht vernetzen und nicht die filmbildenden vernetzten Strukturen erzeugen. Die Beschichtungszusammensetzung kann mehr als eine Art von Vernetzungsmitteln, die die gleichen oder verschiedene vernetzende funktionelle Gruppen aufweisen, einschließen. Übliche vernetzende funktionelle Gruppen können Hydroxyl, Thiol, Isocyanat, Thioisocyanat, Acetacetoxy, Carboxyl, primäres Amin, sekundäres Amin, Epoxid, Anhydrid, Ketimin, Aldimin, Orthoester, Orthocarbonat, cyclisches Amid oder Kombinationen davon einschließen.
In Ausführungsformen können Polyisocyanate, die isocyanatfunktionelle Gruppen aufweisen, als das Vernetzungsmittel verwendet werden, um mit den vernetzbaren funktionellen Gruppen, wie beispielsweise hydroxylfunktionellen Gruppen und aminofunktionellen Gruppen, zu reagieren. In bestimmten Ausführungsformen können nur primäre und sekundäre aminofunktionelle Gruppen mit den isocyanatfunktionellen Gruppen umgesetzt werden. Geeignetes Polyisocyanat kann durchschnittlich 2 bis 10, alternativ 2,5 bis 8 oder alternativ 3 bis 8 Isocyanatfunktionalitäten aufweisen. Üblicherweise weist die Beschichtungszusammensetzung ein Verhältnis von isocyanatfunktionellen Gruppen am Polyisocyanat zu vernetzbaren funktionellen Gruppen (z.B. Hydroxyl- und/oder Aminogruppen) des ersten Polymers, des zweiten Polymers oder sowohl des ersten Polymers als auch des zweiten Polymer von etwa 0,25:1 bis etwa 3:1, alternativ von etwa 0,8:1 bis etwa 2:1 oder alternativ von etwa 1:1 bis etwa 1,8:1 auf. In anderen Ausführungsformen können Melaminverbindungen mit melaminfunktionellen Gruppen als das Vernetzungsmittel verwendet werden, um mit den vernetzbaren funktionellen Gruppen zu reagieren.
Beispiele für geeignete Polyisocyanate schließen beliebige der üblicherweise verwendeten aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Di-, Tri- oder Tetraisocyanate, einschließlich Polyisocyanate, die Isocyanurat-Struktureinheiten aufweisen, wie beispielsweise das Isocyanurat von Hexamethylen und das Isocyanurat von Isophorondiisocyanat; das Addukt von 2 Molekülen eines Diisocyanats, wie beispielsweise Hexamethylendiisocyanat; Uretidione von Hexamethylendiisocyanat; Uretidione von Isophorondiisocyanat oder Isophorondiisocyanat; Isocyanurat von Meta-Tetramethylxylylendiisocyanat; und ein Diol, wie beispielsweise Ethylenglycol, ein.
Polyisocyanatfunktionelle Addukte, die Isocyanuratstruktureinheiten aufweisen, können ebenfalls verwendet werden, zum Beispiel das Addukt von 2 Molekülen eines Diisocyanats, wie beispielsweise Hexamethylendiisocyanat oder Isophorondiisocyanat, und einem Diol, wie beispielsweise Ethylenglycol; das Addukt von 3 Molekülen Hexamethylendiisocyanat und 1 Molekül Wasser (im Handel erhältlich von der Bayer Corporation aus Pittsburgh, Pennsylvania unter dem Handelsnamen Desmodur^® N); das Addukt von 1 Molekül Trimethylolpropan und 3 Molekülen Toluoldiisocyanat (im Handel erhältlich von der Bayer Corporation in Pittsburgh, Pennsylvania unter dem Handelsname Desmodur^® L); das Addukt von 1 Molekül Trimethylolpropan und 3 Molekülen Isophorondiisocyanat oder Verbindungen wie beispielsweise 1,3,5-Triisocyanatobenzol und 2,4,6-Triisocyanatotoluol; und das Addukt von 1 Molekül Pentaerythritol und 4 Molekülen Toluoldiisocyanat.
Wie ebenfalls oben eingeführt, kann die Beschichtungszusammensetzung ferner ein Pigment einschließen. Jedes Pigment, das auf dem Fachgebiet zur Verwendung in Beschichtungszusammensetzungen bekannt ist, kann in der Beschichtungszusammensetzung verwendet werden. Nicht einschränkende Beispiele für geeignete Pigmente schließen Metalloxide, Metallhydroxid, Effektpigmente einschließlich Metallflocken, Chromate, wie beispielsweise Bleichromat, Sulfide, Sulfate, Carbonate, Ruß, Siliciumdioxid, Talk, China Clay, Phthalocyaninblau und -grün, Organo reds, Organo maroons, Perlglanzpigmente, andere organische Pigmente und Farbstoffe und Kombinationen davon ein. Falls gewünscht, können auch chromatfreie Pigmente, wie beispielsweise Bariummetaborat, Zinkphosphat, Aluminiumtriphosphat und Kombinationen davon verwendet werden.
Weitere nicht einschränkende Beispiele für geeignete Effektpigmente schließen helle Aluminiumflocken, extrem feine Aluminiumflocken, Aluminiumflocken mit mittlerer Partikelgröße und helle mittelgrobe Aluminiumflocken; Glimmerflocken, die mit Titandioxidpigment beschichtet sind und auch als Perlenpigmente bekannt sind; und Kombinationen davon ein. Nicht einschränkende Beispiele für geeignete farbige Pigmente schließen Titandioxid, Zinkoxid, Eisenoxid, Ruß, Mono-Azorot-Toner, rotes Eisenoxid, Chinacridon Maroon, transparentes rotes Oxid, Dioxazincarbazolviolett, Eisenblau, Indanthronblau, Chromtitanat, Titangelb, Monoazopermanentorange, Ferritgelb, Monoazobenzimidazolongelb, transparentes Gelboxid, Isoindolingelb, Tetrachloroisoindolingelb, Anthanthronorange, Bleichromatgelb, Phthalocyaningrün, Chinacridonrot, Perylenbraun, Chinacridonviolett, vorverdunkeltes Chromgelb, Thio-Indigo-Rot, transparenten Rotoxid-Chip, Molybdatorangerot, und Kombinationen davon ein.
Wie ebenfalls oben eingeführt, kann die Beschichtungszusammensetzung weiterhin Additive, wie beispielsweise Katalysatoren, UV-Lichtstabilisatoren und andere Additive, einschließen. Die Beschichtungszusammensetzung kann ferner einen Katalysator enthalten, um die Härtungszeit zu verringern und ein Härten der Beschichtungszusammensetzung bei Umgebungstemperaturen zu ermöglichen. Als Umgebungstemperaturen werden üblicherweise Temperaturen in einem Bereich von 18 °C bis 35 °C bezeichnet. Übliche Katalysatoren schließen organische Metallsalze, wie beispielsweise Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndichlorid, Dibutylzindibromid, Zinknaphthenat; Verbindungen, die tertiäre Aminogruppen enthalten, wie beispielsweise Triethylamin; Triphenylbor, Tetraisopropyltitanat, Triethanolamintitanatchelat, Dibutylzinndioxid, Dibutylzinndioctoat, Zinnoctoat, Aluminiumtitanat, Aluminiumchelate, Zirkoniumchelat, Kohlenwasserstoffphosphoniumhalogenide, wie beispielsweise Ethyltriphenylphosphoniumiodid und andere derartige Phosphoniumsalze, und andere dem Fachmann auf dem Gebiet bekannte Katalysatoren oder Kombinationen davon ein.
Die Beschichtungszusammensetzung kann weiterhin einen Ultraviolettlichtstabilisator einschließen. Nicht einschränkende Beispiele für solche Ultraviolettlichtstabilisatoren schließen Ultraviolettlichtabsorptionsmittel, Screener, Quencher und gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren ein. Ein Antioxidans kann auch zu der Beschichtungszusammensetzung hinzugefügt werden. Typische Ultraviolettlichtstabilisatoren können Benzophenone, Triazole, Triazine, Benzoate, gehinderte Amine und Mischungen davon einschließen. Eine Mischung aus gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren, wie Tinuvin^® 328 und Tinuvin^®123, alle im Handel von Ciba Specialty Chemicals aus Tarrytown, New York, unter dem Handelsnamen Tinuvin^® erhältlich, kann verwendet werden.
Nicht einschränkende Beispiele für geeignete Ultraviolettlichtabsorptionsmittel schließen Hydroxyphenylbenzotriazole, wie beispielsweise 2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)-2H-benzotrazol, 2-(2-Hydroxy-3,5-di-tert.amylphenyl)-2H-benzotriazol, 2-[2-Hydroxy-3,5-di(1,1-dimethylbenzyl)phenyl]-2H-benzotriazol, ein Reaktionsprodukt von 2-(2-Hydroxy-3-tert.butyl-5-methylpropionat)-2H-Benzotriazol und Polyethylenetherglycol, der ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 300 aufweist, 2-(2-Hydroxy-3-tert.butyl-5-isooctylpropionat)-2H-benzotriazol; Hydroxyphenyl-s-triazine, wie beispielsweise 2-[4-((2-Hydroxy-3-Dodecyloxy/Tridecyloxypropyl)-oxy)-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-dimethylphenyl)-1,3,5-Triazin, 2-[4(2-Hydroxy-3-(2-ethylhexyl)oxy)-2-hydroxyphenyl]-4,6-bis(2,4-Dimethylphenyl)-1,3,5-triazin, 2-(4-Octyloxy-2-hydroxyphenyl)-4,6-bis(2,4-Dimethylphenyl)-1,3,5-triazin; Hydroxybenzophenon U.V. Absorber, wie beispielsweise 2,4-Dihydroxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-octyloxybenzophenon und 2-Hydroxy-4-dodecyloxybenzophenon ein.
Nicht einschränkende Beispiele für geeignete gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren schließen N-(1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidinyl)-2-dodecylsuccinimid, N-(1-Acetyl-2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidinyl)-2-dodecylsuccinimid, N-(2-Hydroxyethyl)-2,6,6,6-Tetramethylpiperidin-4-ol-Bernsteinsäure-Copolymer, 1,3,5-Triazin-2,4,6-Triamin, N,N"'-[1,2-Ethandiylbis[[[4,6-bis[butyl-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)amino]-1,3,5-triazin-2-yl]imino]-3,1-dibutyl-bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-Piperidinyl)], Poly-[[6-[1,1,3,3-tetramethylbutyl)-amino]-1,3,5-triazin-2,4-diyl][2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl)imino]-1,6-hexandiyl[(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)imino]), Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)sebacat, Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)sebacat, Bis(1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)sebacat, Bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)[3,5-bis(1,1-dimethylethyl-4-hydroxyphenyl)methyl]butylpropandioat, 8-Acetyl-3-dodecyl-7,7,9,9,-tetramethyl-1,3,8-triazaspiro(4,5)decan-2,4-dion und Dodecyl/Tetradecyl-3-(2,2,4,4-tetramethyl-2l-oxo-7-oxa-3,20-diazal-dispiro (5.1.11.2)-henicosan-20-yl)propionat ein.
Nicht einschränkende Beispiele für geeignete Antioxidantien schließen Tetrakis[methylen(3,5-di-tert-butylhydroxyhydrocinnamat)]methan, Octadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat, Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphit, 1,3,5-Tris(3,5-di-tert-butyl)-4-Hydroxybenzyl)-1,3,5-triazin-2,4,6(1H,3H,5H)-trion und Benzolpropansäure, 3,5-Bis (1,1-dimethylethyl)-4-hydroxy-C7-C9-verzweigte Alkylester ein. In bestimmten Ausführungsformen schließt das Antioxidans Hydroperoxidzersetzer wie Sanko^® HCA (9,10-Dihydroxy-9-Oxa-10-phosphenanthren-10-oxid), Triphenylphosphat und andere Organophosphorverbindungen, wie beispielsweise Irgafos^® TNPP von Ciba Specialty Chemicals, Irgafos^® 168 von Ciba Specialty Chemicals, Ultranox^® 626 von GE Specialty Chemicals, Mark PEP-6 von Asahi Denka, Mark HP-10 von Asahi Denka, Irgafos^® P-EPQ von Ciba Specialty Chemicals, Ethanox 398 von Albemarle, Weston 618 von GE Specialty Chemicals, Irgafos^® 12 von Ciba Specialty Chemicals, Irgafos^® 38 von Ciba Specialty Chemicals, Ultranox^® 641 von GE Specialty Chemicals und Doverphos^® S-9228 von Dover Chemikalien ein.
Die Beschichtungszusammensetzungen können ferner andere auf dem Fachgebiet zur Verwendung in Beschichtungszusammensetzungen bekannte Additive einschließen. Beispiele für solche Additive können Netzmittel, Nivelier- und Verlaufsmittel, zum Beispiel Resiflow^®S (Polybutylacrylat), BYK^® 320 und 325 (Polyacrylate mit hohem Molekulargewicht), BYK^® 347 (Polyether-modifiziertes Siloxan) unter den entsprechenden Handelsnamen, Nivelliermittel auf Basis von (Meth)acryl-Homopolymeren; Rheologiehilfsmittel; Verdickungsmittel, wie beispielsweise teilweise vernetzte Polycarbonsäure oder Polyurethane; und Antischaummittel einschließen. Die Additive können in herkömmlichen Mengen verwendet werden, die den Fachleuten auf diesem Gebiet vertraut sind.
Je nach Art des Vernetzungsmittels kann die Beschichtungszusammensetzung dieser Erfindung als Einkomponenten (1K) oder Zweikomponenten (2K) Beschichtungszusammensetzung formuliert werden. Einkomponenten Beschichtungszusammensetzungen können lufttrocknende Beschichtungen oder nichtaktivierte Beschichtungen sein. Der Begriff „lufttrocknende Beschichtung“ oder „nichtaktivierte Beschichtung“ bezieht sich auf eine Beschichtung, die hauptsächlich durch Verdampfung des Lösungsmittels trocknet und die keine Vernetzung benötigt, um einen Beschichtungsfilm zu bilden, der die gewünschten Eigenschaften aufweist. Wenn Polyisocyanate mit freien Isocyanatgruppen als Vernetzungsmittel verwendet werden, kann die Beschichtungszusammensetzung als eine Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung formuliert werden, dadurch dass das Vernetzungsmittel erst kurz vor dem Auftragen der Beschichtung mit anderen Komponenten der Beschichtungszusammensetzung gemischt wird. Wenn zum Beispiel blockierte Polyisocyanate als das Vernetzungsmittel verwendet werden, können die Beschichtungszusammensetzungen als eine Einkomponenten (1K) - Beschichtungszusammensetzung formuliert werden. Die Beschichtungszusammensetzung kann ferner mit von den Fachleuten in dem Gebiet vor der Anwendung bestimmten organischen Lösungsmitteln auf Sprühviskosität eingestellt werden.
„Two-pack Beschichtungszusammensetzung“ oder „Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung“ bedeutet eine duroplastische Beschichtungszusammensetzung, die zwei in getrennten Behältern aufbewahrte Komponenten umfasst. Diese Behälter werden üblicherweise versiegelt, um die Haltbarkeit der Komponenten der Beschichtungszusammensetzung zu erhöhen. Die Komponenten werden vor der Verwendung gemischt, um eine Topfmischung zu bilden. Die Topfmischung wird als eine Schicht gewünschter Dicke auf eine Substratoberfläche, wie beispielsweise eine Automobilkarosserie oder Karosserieteile aufgetragen. Nach dem Auftragen wird die Schicht unter Umgebungsbedingungen gehärtet oder bei erhöhten Temperaturen gehärtet, um eine Beschichtung auf der Substratoberfläche zu bilden, die gewünschte Beschichtungseigenschaften wie Hochglanz, glattes Aussehen und Haltbarkeit aufweist.
In Ausführungsformen ist die Beschichtungszusammensetzung eine Einkomponenten Beschichtungszusammensetzung. Wie oben beschrieben, wurden die Mengen der säurefunktionellen Gruppen im ersten Polymer und die Mengen der aminofunktionellen Gruppen im zweiten Polymer, zusammen mit dem Molekülgewicht des ersten und des zweiten Polymers, so formuliert, um eine Einkomponenten Beschichtungszusammensetzung bereitzustellen, die minimales Gelieren und verbesserte Beschichtungsleistung, wie beispielsweise verbesserte Haftung, zeigt. In Ausführungsformen kann das Vernetzungsmittel in der Beschichtungszusammensetzung verwendet werden, wodurch die Beschichtungszusammensetzung eine Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung wird. Es versteht sich jedoch, dass das erste Polymer und das zweite Polymer in der gleichen Packung enthalten und in der Zweikomponenten Beschichtungszusammensetzung einander ausgesetzt sind.
Die Beschichtungszusammensetzung kann verwendet werden, um eine Beschichtungsschicht auf dem Substrat zu bilden. Die Beschichtungsschicht kann als ein Basislack, ein Klarlack, ein Farblack, ein Überzugslack, ein Einstufenlack, ein Zwischenlack, eine Grundierung, ein Versiegler oder Kombinationen davon verwendet werden. In bestimmten Ausführungsformen wird die Beschichtungszusammensetzung verwendet, um eine Basislackbeschichtungsschicht zu bilden.
Der Begriff „Basislack“ bezieht sich auf eine Beschichtung, die opak ist und einen Großteil des Schutzes, der Farbe, der Deckkraft (auch als „Opazität“ bekannt) und des optischen Aussehens bereitstellt. En Basislack enthält üblicherweise Farbpigmente, Effektpigmente, wie beispielsweise metallische Flockenpigmente, Rheologiehilfsmittel, UV-Absorber und andere Beschichtungsadditive. Der Begriff „Basislackbeschichtungszusammensetzung“ bezieht sich auf eine Beschichtungszusammensetzung, die zur Bildung eines Basislacks verwendet werden kann. Der Begriff „Basislacklackschicht“ bezieht sich auf eine Beschichtungsschicht, die aus einer Basislackbeschichtungszusammensetzung gebildet ist. Eine Basislackschicht kann durch Aufbringen einer oder mehrerer Schichten der gleichen oder verschiedenen Basislackbeschichtungszusammensetzungen gebildet werden. Bei Kraftfahrzeugbeschichtungen wird üblicherweise ein Substrat mit einer Grundierungsschicht für Schutz und Haftung beschichtet, danach eine Basislackschicht über die Grundierungsschicht, wahlweise ein Versiegler auf der Grundierung, für den Großteil des Schutzes, der Farbe und optisches Aussehens, und anschließend eine Klarlackschicht über der Basislackschicht zum weiteren Schutz und optischem Aussehen. Manchmal kann eine einzelne Beschichtungsschicht, bezeichnet als „Überzugslack“, verwendet werden, um die Funktion sowohl des Basislacks als auch des Klarlacks bereitzustellen. Eine zusätzliche Beschichtungsschicht kann auch verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Metallsubstrat mit einem Phosphatmaterial behandelt werden und vor dem Aufbringen der Grundierungsschicht mit einer Elektrotauchlackschicht überzogen werden.
Der Begriff „Zwischenlack“ oder „Zwischenlackschicht“ bezieht sich auf eine nicht-opake Beschichtung, die sich zwischen einer Basislackschicht und einer Klarlackschicht in einem mehrschichtigen Lacksystem befindet. Um einige einzigartige und attraktive Farben oder visuelle Effekte zu erzielen, können die Automobilindustrie und andere Endverwender von Beschichtungsanwendungen ein mehrschichtiges Beschichtungssystem verwenden, das drei oder mehr Beschichtungsschichten statt des traditionellen „Basislack und Klarlack“-zwei-Schichten-System aufweist. Das mehrschichtige System kann üblicherweise zumindest eine erste farbige und opake Basislackschicht, einen zweiten nicht-opaken Farblack, der zumindest auf einem Bereich der Basislackschicht aufgebracht ist, und eine dritte Klarlackschicht, die zumindest auf einem Bereich der zweiten nicht-opaken Farblackbeschichtungsschicht aufgebracht ist, umfassen. Der zweite nicht-opake Farblack wird üblicherweise als Zwischenlackschicht, die Farbpigmente enthält, bezeichnet. Der Zwischenlack ist üblicherweise so formuliert, dass er nicht opak ist, so dass die Farbe des darunter liegenden Basislacks durch den Zwischenlack sichtbar sein kann.
Wie oben beschrieben, wurden die Mengen der säurefunktionellen Gruppen im ersten Polymer und die Mengen der aminofunktionellen Gruppen im zweiten Polymer, zusammen mit dem Molekulargewicht des ersten und des zweiten Polymers, so formuliert, dass eine Beschichtungszusammensetzung minimales Gelieren zeigt. Gelieren kann durch das Bestimmen der Veränderung der Viskosität der Beschichtungszusammensetzung im Laufe der Zeit ermittelt werden. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass eine Zusammensetzung, die Polymere einschließt, die Funktionalitäten in größerer Menge als die Menge an Funktionalitäten wie hierin für das erste Polymer und das zweite Polymer beschrieben aufweisen, im Laufe der Zeit eine ungeeignete Zunahme der Viskosität zeigt, wodurch die Zusammensetzung geliert.
In Ausführungsformen weist die Beschichtungsschicht, die aus der Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, die sowohl die säurefunktionelle Gruppe als auch die aminofunktionelle Gruppe einschließt, eine verbesserte Haftung an das Substrat auf im Vergleich zu einer Überzugsschicht, die aus einer Beschichtungszusammensetzung gebildet ist, die nicht sowohl die säurefunktionelle Gruppe als auch die aminofunktionelle Gruppe einschließt, gemäß ASTM D3359 B und ASTM D6677, die nachstehend beschrieben sind.
In Ausführungsformen weist die Beschichtungszusammensetzung, die sowohl die säurefunktionelle Gruppe als auch die aminofunktionellen Gruppen aufweist, nach dem Auftragen auf das Substrat eine verbesserte Trocknungszeit auf im Vergleich zu einer Beschichtungszusammensetzung, die nicht sowohl eine säurefunktionelle Gruppe als auch die aminofunktionelle Gruppe einschließt. Der Begriff „trocken“ bedeutet, dass der erhaltene Lack nach relativ kurzer Zeit physisch berührtrocken ist, um die Schmutzaufnahme zu minimieren, und im Falle des Basislacks, um das Auftragen des nachfolgenden Klarlacks zu ermöglichen. In Ausführungsformen, wenn die Beschichtungszusammensetzung als Basislackzusammensetzung verwendet wird, kann das Auftragen einer Klarlackzusammensetzung auf die Basislackzusammensetzung vor dem Trocknen der Basislackzusammensetzung zu verminderter Flockenkontrolle und vermindertem metallischen Aussehen (d. h. downflop) der Basislackzusammensetzung, die Spezialeffektpigmente, wie beispielsweise metallische und Perlglanzflockenpigmente, enthält, führen aufgrund der Störung der Flockenpigmente durch Vermischen der Basislackzusammensetzung und der Klarlackzusammensetzung an der Grenzfläche dazwischen. „Down-Flop“ bezieht sich auf ein mit metallischen Effektbeschichtungen in Verbindung stehenden Phänomen, bei dem sich die Farbe mit dem Sichtwinkel ändert, um einen dreidimensionalen metallischen Effekt auf die Oberfläche des Fahrzeugs bereitzustellen.
Ein Beschichtungssystem wird ebenfalls hierin bereitgestellt. Das Beschichtungssystem kann eine Grundierungsschicht, die über dem Substrat liegt, eine Basislackschicht, die über der Grundierungsschicht liegt, und eine Klarlackschicht, die über der Basislackschicht liegt, einschließen. Es versteht sich, dass das Beschichtungssystem eine zusätzliche Schicht oder zusätzliche Schichten, wie beispielsweise irgendeine der oben beschriebenen Beschichtungsschichten, einschließen kann, wobei die zusätzlichen Schichten in irgendeiner Position zwischen, oberhalb oder unterhalb der Grundierungsschicht, der Basislackschicht und/oder die Klarlackschicht angeordnet sind. In Ausführungsformen kann die Beschichtungszusammensetzung verwendet werden, um die Grundierungsschicht, die Basislackschicht, die Klarlackschicht oder Kombinationen davon zu bilden. In bestimmten Ausführungsformen wird die Beschichtungszusammensetzung verwendet, um die Basislackschicht zu bilden.
Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats unter Verwendung der Beschichtungszusammensetzung ist ebenfalls hierin bereitgestellt. Das Verfahren schließt den Schritt des Auftragens einer ersten Beschichtungszusammensetzung, die die oben beschriebene Beschichtungszusammensetzung einschließt, auf mindestens einen Bereich des Substrats ein, um eine erste nasse Beschichtungsschicht zu bilden. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Härtens oder Trocknens der ersten nassen Beschichtungsschicht bei einer Temperatur in Bereich von 18 °C (64 °F) bis 180 °C (356 °F) einschließen, um eine erste trockene Beschichtungsschicht auf dem Substrat zu bilden. Die erste nasse Beschichtungsschicht kann für eine Zeitdauer von etwa 10 Minuten bis 3 Tagen gehärtet oder getrocknet werden. Das Verfahren kann ferner den Schritt einschließen, die erste nasse Beschichtungsschicht flashen zu lassen. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Aufbringens einer zweiten Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat einschließen, um eine mehrschichtige Beschichtung zu bilden. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Beschichtungszusammensetzung über die erste nasse Beschichtungsschicht aufgebracht werden, um eine zweite nasse Beschichtungsschicht zu bilden, und die erste und die zweite nasse Beschichtungsschicht zusammen gehärtet werden, um die mehrschichtige Beschichtung zu bilden, wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung gleich oder verschieden von der ersten Beschichtungszusammensetzung ist. In anderen Ausführungsformen wird die zweite Beschichtungszusammensetzung über die erste trockene Beschichtungsschicht aufgetragen, um eine zweite nasse Beschichtungsschicht zu bilden, und die zweite nasse Beschichtungsschicht gehärtet, um die mehrschichtige Beschichtung zu bilden, wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung gleich oder verschieden von der ersten Beschichtungszusammensetzung ist. In verschiedenen Ausführungsformen ist die erste Beschichtungszusammensetzung eine Basislackzusammensetzung und die zweite Beschichtungszusammensetzung eine Klarlackzusammensetzung. In Ausführungsformen können die Schritte des Auftragens Sprühen, Elektrobeschichten, Pinselauftragung, Rollenauftragung, Eintauchen, Laminieren und dergleichen einschließen.
BEISPIELE
Die nachstehenden Beispiele 1-8 und 14 beschreiben die Herstellung verschiedener erster Polymere (säurefunktionell) und verschiedener zweiter Polymere (aminofunktionell) aus dieser Offenbarung. Die nachstehenden Beispiele 9-13 und 15 beschreiben beispielhafte und vergleichende Beschichtungszusammensetzungen, die die ersten Polymere und/oder die zweiten Polymere der Beispiele 1-8 und 14 einschließen. Die nachstehenden Beispiele 9 bis 13 und 15 beschreiben ferner die Bildung von Beschichtungsschichten aus den Beschichtungszusammensetzungen und das Prüfen dieser Überzugsschichten.
BEISPIEL 1
Herstellung eines MMA/BA/t-BAEMA-Polymers, 78/15/7 Gew.-%
Beispiel 1 beschreibt die Herstellung eines Polymers mit sekundären Aminogruppen (das zweite Polymer), das in einer beispielhaften Beschichtungszusammensetzung verwendet werden kann. Ein 5-Liter-Kolben wurde mit einem Thermometer, Rührer, zusätzlichen Trichtern, Heizmantel, Rückflusskühler und einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer Stickstoffdecke über den Reaktanten ausgestattet. Der Kolben wurde unter Stickstoffüberdruck gehalten und die folgenden Bestandteile wurden verwendet (Tabelle 1). Tabelle 1.

Gewicht (Gramm)

Teil 1

Ethylacetat 449,6

Butylacetat 352

Teil 2

Metylmethacrylat (MMA) 1058,8

Butylacrylat (BA) 203,6

t-Butylaminoethylmethacrylat (t-BAEMA) 95

Ethylacetat 25,4

Toluol 16,9

Teil 3

Toluol 21,9

Teil 4

2,2'-Azobis(methylbutyronitrile) (Vazo® 67 von DuPont Co., Wilmington, DE) 10,8

Ethylacetat 84,9

Toluol 389,4

Teil 5

Toluol 13

Teil 6

Isopropanol 254,5

Aceton 424,2

Gesamt 3400
Die Mischung von Teil 1 wurde in den Kolben gefüllt. Die Mischung wurde auf Rückflusstemperatur erhitzt und für ca. 10 Minuten unter Reflux gekocht. Teil 2 wurde dem Kolben über 180 Minuten zugeführt. Teil 4 wurde gleichzeitig dem Kolben über 360 Minuten zugeführt. Portion 3 wurde verwendet, um Teil 2 am Ende des Zuführens in den Kolben zu spülen. Die Reaktionsmischung wurde während des gesamten Verlaufs der Zuführungen auf Rückflusstemperatur gehalten und die Reaktionsmischung wurde für weitere 30 Minuten unter Reflux erhitzt. Teil 5 wurde verwendet, um Teil 4 am Ende des Zuführens zu spülen. Die Reaktionsmischung wurde während des gesamten Verlaufs der Zuführungen auf Rückflusstemperatur gehalten und die Reaktionsmischung wurde für weitere 120 Minuten unter Reflux erhitzt. Die Harzlösung wurde vor Zugabe von Teil 6 auf etwa 50 ° C abgekühlt. Das fertige Produkt wurde ausgefüllt.
Die resultierende Polymerlösung war eine hellgelbe klare Polymerlösung und hatte einen Feststoffgehalt von etwa 40,1 % und eine Gardner-Holtz-Viskosität von U + 1/2.
BEISPIEL 2
Herstellung eines MMA/EA/t-BAEMA-Polymers, 78/15/7 Gew.-%
Beispiel 2 beschreibt die Herstellung eines anderen Polymers mit sekundären Aminogruppen (das zweite Polymer), das in einer beispielhaften Beschichtungszusammensetzung verwendet werden kann. Die Harzlösung wurde unter Verwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens hergestellt, außer dass das BA-Monomer durch EA (Ethylacrylat) -Monomer ersetzt wurde.
Die resultierende Polymerlösung war eine hellgelbe klare Polymerlösung und hatte einen Feststoffgehalt von etwa 39,5 % und eine Gardner-Holtz-Viskosität von X + 1/2.
BEISPIEL 3
Herstellung eines MMA/BA/DMAEA-Polymers, 78/15/7 Gew.-%
Beispiel 3 beschreibt die Herstellung eines Polymers mit tertiären Aminogruppen (das zweite Polymer), das in einer beispielhaften Beschichtungszusammensetzung verwendet werden kann. Die Harzlösung wurde unter Verwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens hergestellt, mit der Ausnahme, dass das t-BAEMA-Monomer durch DMAEA (N,N-Dimethylaminoethylacrylat-Monomer) ersetzt wurde.
Die resultierende Polymerlösung war eine hellgelbe klare Polymerlösung und hatte einen Feststoffgehalt von etwa 39,4 % und eine Gardner-Holtz-Viskosität von U + 1/4. Das Polymer hatte ein Mw von 77620 und ein Mn von 42379, basierend auf Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von Polymethylmethacrylat als Standard.
BEISPIEL 4
Herstellung eines MMA/EA/MAA(PI)-Polymers, 81/14,6/4,4/2,91 Gew.-%
Beispiel 4 beschreibt die Herstellung eines Polymers mit primären Aminogruppen (das zweite Polymer), das in einer beispielhaften Beschichtungszusammensetzung verwendet werden kann. Die MMA/EA/MAA (81/14,6/4,4 Gew.-%) -Harzlösung wurde unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass das t-BAEMA-Monomer durch MAA (Methacrylsäuremonomer) in einer Lösungsmittelmischung von Isopropanol, Ethylacetat und Toluol ersetzt wurde. Nach Abkühlen der Polymerlösung auf etwa 55 °C wurde eine stöchiometrische Menge Propylenimin zum Reaktionsgemisch gegeben, um mit den Carbonsäuregruppen zu reagieren. Die Reaktionsmischung wurde allmählich auf 70 °C erhitzt und die Temperatur wurde dort für eine Stunde gehalten, um eine vollständige Reaktion vor dem Abkühlen sicherzustellen.
Die resultierende Polymerlösung war eine hellgelbe klare Polymerlösung und hatte einen Feststoffgehalt von etwa 40,1 % und eine Gardner-Holtz-Viskosität von Z + 1/4. Das Polymer hatte ein Mw von 104104 und ein Mn von 37348, basierend auf Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von Polymethylmethacrylat als Standard.
BEISPIEL 5
Herstellung eines MMA/BA/HEA/DMAEA-Polymers, 78/5/10/7 Gew.-%
Beispiel 5 beschreibt die Herstellung eines Polymers mit tertiären Aminogruppen und Hydroxylgruppen (das zweite Polymer), das in einer beispielhaften Beschichtungszusammensetzung verwendet werden kann. Die Harzlösung wurde unter Verwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens hergestellt, mit der Ausnahme, dass das t-BAEMA-Monomer durch DMAEA (N, N-Dimethylaminoethylacrylat-Monomer) ersetzt wurde und 2-Hydroxyethylacrylat (HEA) zu der Monomerenmischung gegeben wurde. Methylisobutylketon wurde als Lösungsmittel verwendet.
Die resultierende Polymerlösung war eine hellgelbe klare Polymerlösung und hatte einen Feststoffgehalt von etwa 43 % und eine Gardner-Holtz-Viskosität von Z1. Das Polymer hatte ein Mw von 103791 und ein Mn von 28582, basierend auf einer Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von Polymethylmethacrylat als Standard.
BEISPIEL 6
Herstellung eines Sty/IBOA/HEMA/HPMA/MAA-Polymers, 29/31/20/7,5/5 Gew.-%

Beispiel 6 beschreibt die Herstellung eines Polymers mit Carbonsäuregruppen (das erste Polymer), das in einer beispielhaften Beschichtungszusammensetzung verwendet werden kann. Ein 5-Liter-Kolben wurde mit einem Thermometer, einem Rührer, zusätzlichen Trichtern, einem Heizmantel, einem Rückflusskühler und einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer Stickstoffdecke über den Reaktanten ausgestattet. Der Kolben wurde unter positivem Stickstoffdruck gehalten und die folgenden Bestandteile wurden verwendet (Tabelle 2). Tabelle 2.

	Gewicht (Gramm)
Teil 1
Methylamylketon	560,04

Teil 2
Styrol (Sty)	592,34
Butylacrylat (BA)	633,16
Isobornylacrylat (IBOA)	408,56
2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA)	153,15
Hydroxypropylmethacrylat (HPMA)	153,15
Methacrylsäure (MAA)	102,14

Teil 3
Methylamylketon	33,21

Teil 4
Di-t-butylperoxid	11,22
Methylamylketon	331,88

Teil 5
Methylamylketon	24,87

Teil 6
Methylamylketon	240,28
Gesamt	3244

Die Mischung von Teil 1 wurde in den Kolben gefüllt. Die Mischung wurde auf Rückflusstemperatur erhitzt und etwa 10 Minuten unter Rückfluss erhitzt. Teil 2 wurde dem Kolben über 195 Minuten zugeführt. Teil 4 wurde dem Kolben gleichzeitig über 200 Minuten zugeführt. Teil 3 wurde verwendet, um Teil 2 am Ende des Zuführens in den Kolben zu spülen. Die Reaktionsmischung wurde während des gesamten Verlaufs der Zuführungen auf Rückflusstemperatur gehalten. Teil 5 wurde verwendet, um Teil 4 am Ende des Zuführens zu spülen. Das Reaktionsgemisch wurde während des gesamten Verlaufs der Zuführungen auf Rückflusstemperatur gehalten, und das Reaktionsgemisch wurde weitere 120 Minuten unter Rückfluss erhitzt. Die Harzlösung wurde auf etwa 50 °C abgekühlt, bevor Teil 6 zugegeben wurde. Das fertige Produkt wurde ausgefüllt.
Die resultierende Polymerlösung war eine hellgelbe klare Polymerlösung und hatte einen Feststoffgehalt von etwa 40,1 % und eine Gardner-Holtz-Viskosität von U + 1/2. Das Polymer hatte ein Mw von 28875 und ein Mn von 5714, basierend auf Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von entweder Polymethylmethacrylat oder Polystyrol als Standard.
BEISPIEL 7
Herstellung eines MMA/BMA/EHA/HEMA/MAA-Polymers, 30,29/26,65/23,11/18,55/1,40 Gew.-%
Beispiel 7 beschreibt die Herstellung eines anderen Polymers mit Carbonsäuregruppen (das erste Polymer), das in einer beispielhaften Beschichtungszusammensetzung verwendet werden kann. Die Harzlösung wurde unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 6 beschrieben hergestellt, wobei die Monomere und deren Gewichtsverhältnisse wie oben aufgeführt in einer Lösungsmittelmischung aus Xylol, Butylacetat und n-Butanol enthalten waren.
Die resultierende Polymerlösung war eine hellgelbe klare Polymerlösung und hatte einen Feststoffgehalt von etwa 54,34 % und eine Gardner-Holtz-Viskosität von X + 1/2. Das Polymer hatte ein Mw von 31982 und ein Mn von 10530, basierend auf Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von entweder Polymethylmethacrylat oder Polystyrol als Standard.
BEISPIEL 8
Herstellung eines Sty/MMA/BMA/EHA/HEMA/Acrylsäure(AA)-Polymers, 20/24/20/23,3/10,5/2,2 Gew.-%
Beispiel 8 beschreibt die Herstellung eines anderen Polymers mit Carbonsäuregruppen (das erste Polymer), das in einer beispielhaften Beschichtungszusammensetzung verwendet werden kann. Die Harzlösung wurde unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 6 beschrieben hergestellt, wobei die Monomere und ihre Gewichtsverhältnisse wie oben aufgeführt in Butylacetat verwendet wurden.
Die resultierende Polymerlösung war eine klare Polymerlösung und hatte einen Feststoffgehalt von etwa 58,35 % und eine Gardner-Holtz-Viskosität von Z + 1/2. Das Polymer hatte ein Mw 3von 8026 und ein Mn von 9537, basierend auf Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von entweder Polymethylmethacrylat oder Polystyrol als Standard.
BEISPIEL 9
Beispiel 9 beschreibt die Beschichtungseigenschaften, die erreicht werden können, indem sowohl die ersten Polymere (säurefunktionell) als auch die zweiten Polymere (aminofunktionell) in beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden. Beispiel 9 fokussiert insbesondere auf die zweiten Polymere, die primäre aminofunktionelle Gruppen aufweisen. Die Ergebnisse zeigen die Verbesserung der Haftungsleistung von Beschichtungsschichten, die aus den beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen gebildet werden, im Vergleich zu Beschichtungsschichten, die aus Vergleichsbeschichtungszusammensetzungen gebildet werden. Die Verbesserung der Haftungsleistung wird für 3 Farben demonstriert: Silber, Leuchtend rot (Bright Red) und Metallisch rot (Metallic Red).
Beispiel 9.1: : Silberne Beschichtungszusammensetzungen mit Aluminiumflocken:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
C1 ist eine Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 4 einschließt, das eine primäre aminofunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer); C5 ist eine weitere Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 6 einschließt, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer); E1 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 4 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 6 (das erste Polymer) einschließt; und E2 ist eine weitere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 4 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen:
In der nachstehenden Tabelle 3 wurden die Bestandteile von Teil 1 und Teil 2 in einen Metallbehälter gegeben und unter Verwendung eines Luftmischers gut gemischt. Teil 3 wurde in den Behälter gegeben und weitere 30 Minuten gemischt. Teil 4 und Teil 5 wurden dann nacheinander in den Behälter gegeben und weitere 15 Minuten gemischt. Tabelle 3.

	Beispiel 9.1- : Silberne Beschichtungszusammensetzungen
	C5	C1	E1	E2
Teil 1
Acrylpolyolharz	17,54	17,76	6,86
Harz aus Beispiel 4		10,05	10,08	9,61
Harz aus Beispiel 6	6,30		10,93
Harz aus Beispiel 7				21,46

Teil 2
Wachsdispersion	33,17	33,57	33,69	34,26
Anti ab setzdi spersion	3,97	3,97	3,97	1,59

Teil 3
Aluminumpaste	7,25	7,25	7,25	7,25

Teil 4
CAB-20 Lösung	8,27	8,37	8,40	8,55
CAB-1 Lösung	8,53	8,63	8,67	8,81

Teil 5
PGMEA	2,52	2,52	2,52	2,52
Butylacetat	12,46	7,90	7,64	6,00

In Tabelle 3 ist die Antiabsetzdispersion eine Bentone-Dispersion; ist die Aluminiumpaste Aluminiumpaste in einer Mischung aus aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln; ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% Celluloseacetatbutyrat („CAB“), das CAB-381-20 ist (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee), in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; und ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Beispiel 9.2: Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
C6 ist eine Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 4 einschließt, das eine primäre aminofunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer); E9 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 4 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 6 (das erste Polymer) einschließt; und E10 ist eine weitere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 4 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen:
Beschichtungszusammensetzungen wurden unter Verwendung des gleichen oben beschriebenen Verfahrens mit den in der nachstehenden Tabelle 4 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Tabelle 4.

	Beispiel 9.2 - Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen
	C6	E9	E10
Teil 1
Acrylpplyolharz	11,11
Harz aus Beispiel 4	10,22	10,24	7,57
Harz aus Beispiel 6		11,09
Harz aus Beispiel 7			14,78

Teil 2
Wachsdispersion	27,59	27,64	27,71

Teil 3
Erste rote Dispersion	17,46	17,46	17,46

Teil 4
CAB-20 Lösung	6,88	6,89	6,91
CAB-1 Lösung	7,10	7,11	7,13

Teil 5
PGMEA	2,5	2,5	2,5
Butylacetat	17,14	17,07	15,97

In Tabelle 4 ist die erste rote Dispersion Commercial Power Tint: PT-165 (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA); ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; und ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Beispiel 9.3: Metallisch rote Beschichtungszusammensetzung mit Aluminiumflocken:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
C9 ist eine Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 4 einschließt, das eine primäre aminofunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer); E15 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 4 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 6 (das erste Polymer) einschließt; und E16 ist eine weitere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 4 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen: Beschichtungszusammensetzungen wurden unter Verwendung des gleichen oben beschriebenen Verfahrens mit den in der nachstehenden Tabelle 5 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Tabelle 5.

	Beispiel 9.3 - Metallisch rote Beschichtungszusammensetzungen
	C9	E15	E16
Teil 1
Acrylpolyolharz	15,46	4,60
Harz aus Beispiel 4	10	10	8,78
Harz aus Beispiel 6		10,84
Harz aus Beispiel 7			18,77

Teil 2
Wachsdispersion	33,37	33,4	33,67
Antiabsetzdispersion	1,59	1,59	1,59

Teil 3
Aluminumpaste	6,52	6,52	6,52
Zweite rote Dispersion	4,73	4,73	4,73

Teil 4
CAB-20 Lösung	8,32	8,33	8,4
CAB-1 Lösung	8,58	8,59	8,66

Teil 5
PGMEA	2,50	2,50	2,50
Butylacetat	8,95	8,9	6,39

In Tabelle 5 ist die Antiabsetzdispersion eine Bentone-Dispersion; ist die Aluminiumpaste Aluminiumpaste in einer Mischung aus aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln; ist die zweite rote Dispersion Chromabase^® 866J (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA); ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; und ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Beispiel 9: Bildung von Beschichtungsschichten aus Beschichtungszusammensetzungen
Handelsüblicher Primer-Sealer 42440S (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA) wurde auf elektrobeschichtete Metallplatten aufgesprüht. Basislackproben (Beschichtungszusammensetzungen) wurden in einem Volumenverhältnis von 1:1 mit einem handelsüblichen Verdünner 7175S (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA) gemischt. Die verdünnten Basislackproben wurden auf den getrockneten Versiegler gemäß dem technischen Datenblatt aufgesprüht. Handelsüblicher Klarlack 74500S™ (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA) wurde dann aufgesprüht und die Platten wurden in einem Ofen bei 160 °F für 15 Minuten wärmebehandelt. Die Platten wurden 3 Tage unter Umgebungsbedingungen aushärten gelassen, um die Beschichtungsschichten zu bilden.
Beispiel 9: Haftungstest von Beschichtungsschichten
Es wurde ein Haftungstest an jeder der Beschichtungsschichten von Beispiel 9 durchgeführt. Insbesondere wurde ein Trocken- und Nasshaftungstest unter Verwendung des Cross-Hatch-Haftungstests und X-Hatch-Haftungstests durchgeführt. Der Trockenhaftungstest wurde an den Platten an Tag 3, Tag 5 und Tag 7 nach der Wärmebehandlung der Platten durchgeführt. Die Platten wurden dann 96 Stunden in einer Feuchtigkeitskammer aufbewahrt. Der Nasshaftungstest wurde sofort an den Platten und 4 Stunden nach dem Herausnehmen der Platten aus der Feuchtigkeitskammer durchgeführt. Ein 24-stündiger Erholungstest (recovery test) wurde an den Platten 24 Stunden nach dem Herausnehmen der Platten aus der Feuchtigkeitskammer durchgeführt.
Zur Durchführung des Cross-Hatch-Haftungstests (Gitterhaftung) wird eine Schneidführung oder ein spezieller Cross-Hatch- Schneider mit mehreren voreingestellten Klingen verwendet, um parallele Einschnitte mit einem geeigneten Abstand auf einer Testfläche einer Beschichtungsschicht zu machen. Danach wird Klebeband auf den Testbereich der Beschichtung aufgetragen und anschließend abgezogen. Der Testbereich wird dann inspiziert und bewertet. Eine Standardmethode für die Anwendung und Durchführung dieses Tests wird in ASTM D3359 B bereitgestellt.
Um den X-Hatch-Haftungstest durchzuführen, werden zwei Schnitte, die sich so schneiden, dass sie ein „X“ auf einer Testfläche einer Beschichtungsschicht bilden, in die Beschichtungsschicht unter Verwendung einer scharfen Rasierklinge, eines Skalpells, eines Messers oder einer anderen Schneidevorrichtung mit einem Winkel von 30 bis 45 Grad zwischen den Schnitten und abwärts bis auf das Substrat gemacht. Ein Stahl oder ein anderes Hartmetalllineal wird verwendet, um gerade Schnitte zu gewährleisten. Danach wird Klebeband auf den Testbereich der Beschichtung aufgetragen und anschließend abgezogen. Der Testbereich wird dann inspiziert und bewertet. Eine Standardmethode für die Anwendung und Durchführung dieses Tests wird in ASTM D6677 bereitgestellt.

Die Haftung kann auf einer gleitenden Skala bewertet werden, die von 0 (keine Haftung, d.h. Gesamtversagen) bis 10 (vollständige Haftung, d.h. Gesamterfolg) reicht. Die Haftungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 6 angegeben. Tabelle 6.

	Beispiel 9.1: Silberne Beschichtungszusammensetzungen				Beispiel 9.2: Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen			Beispiel 9.3: Metallisch rote Beschichtungszusammensetzungen
	Trockenhaftung-Tag 3				Trockenhaftung - Tag 3			Trockenhaftung Tag 3
Probe	C5	C1	E1	E2	C6	E9	E10	C9	E15	E16
Gitter	5	4	7	8	3	7	9	6	9	9
X Hatch	10	9	10	10	10	10	10	6	10	10
	Trockenhaftung - Tag 5				Trockenhaftung - Tag 5			Trockenhaftung - Tag 5
Probe	C5	C1	E1	E2	C6	E9	E10	C9	E15	E16
Gitter	7	4	8	8	5	7	7	6	9	9
X Hatch	10	10	10	9	10	9	10	10	10	10
	Trockenhaftung - Tag 7				Trockenhaftung - Tag 7			Trockenhaftung - Tag 7
Probe	C5	C1	E1	E2	C6	E9	E10	C9	E15	E16
Gitter	2	3	7	8	4	7	7	4	9	8
X Hatch	10	10	10	10	10	9	10	10	10	10
	Nasshaftung -Sofort				Nasshaftung - Sofort			Nasshaftung - Sofort
Probe	C5	C1	E1	E2	C6	E9	E10	C9	E15	E16
Gitter	7	2	8	8	5	3	3	8	8	8
X Hatch	10	10	9	10	10	10	10	10	10	10
	Nasshaftung-4 Stunden				Nasshaftung -4 Stunden			Nasshaftung -4 Stunden
Probe	C5	C1	E1	E2	C6	E9	E10	C9	E15	E16
Gitter	5	2	8	8	4	3	6	8	8	8
X Hatch	8	8	10	10	10	10	10	10	10	10
	Erholung-24 Stunden				Erholung -24 Stunden			Erholung -24 Stunden
Probe	C5	C1	E1	E2	C6	E9	E10	C9	E15	E16
Gitter	7	2	8	9	1	3	3	4	8	8
X Hatch	9	8	9	10	10	10	10	10	9	10

Die Ergebnisse der Haftungstests der Beschichtungsschichten aus Beispiel 9 zeigen deutlich, dass die beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen (Proben E1, E2, E9, E10, E15 und E16) Beschichtungsschichten, die eine verbesserte Haftung aufweisen, bilden im Vergleich zu Beschichtungsschichten aus den Vergleichsbeschichtungszusammensetzungen (Proben C1, C5, C6 und C9) in allen Arten von Haftungstests, einschließlich Gitterhaftung, X-Hatch-Haftung, Trockenhaftung, Nasshaftung und des 24-stündigen Erholungstests für die Haftung. Die Ergebnisse zeigen auch, dass die beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden können, um Beschichtungsschichten, die eine verbesserte Haftung aufweisen, für eine breite Palette von Farbfamilien mit unterschiedlichen Arten von Pigmentchemien zu bilden.
BEISPIEL 10
Beispiel 10 beschreibt auch die Beschichtungseigenschaften, die durch Verwendung sowohl der ersten Polymere (säurefunktionell) als auch der zweiten Polymere (aminofunktionell) in beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen erreicht werden können. Beispiel 10 fokussiert insbesondere auf die zweiten Polymere, die sekundäre aminofunktionellen Gruppen aufweisen. Die Ergebnisse zeigen eine Verbesserung der Haftungsleistung von Beschichtungsschichten, die aus den beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen gebildet wurden, verglichen mit Beschichtungsschichten, die aus Vergleichsbeschichtungszusammensetzungen gebildet wurden. Die Verbesserung der Haftungsleistung wird für Silber demonstriert.
Beispiel 10.1: Silberne Beschichtungszusammensetzungen mit Aluminiumflocken:
Probenbeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
C2 ist eine Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 1 einschließt, das eine sekundäre aminofunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer);
C5 ist eine weitere Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 6 einschließt, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer); E3 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 1 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 6 (das erste Polymer) einschließt; und E4 ist eine weitere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 1 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen:
Beschichtungszusammensetzungen wurden unter Verwendung des gleichen in Beispiel 9 beschriebenen Verfahrens mit den in der nachstehenden Tabelle 7 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gesprüht und getestet. Tabelle 7.

	Beispiel 10.1 - : Silberne Beschichtungszusammensetzungen
	C5	C2	E3	E4
Teil 1
Acryl pol yolharz	17,54	15,70	4,81
Harz aus Beispiel 1		13,35	13,37	12,69
Harz aus Beispiel 6	6,30		10,89
Harz aus Beispiel 7				18,98
Teil 2
Wachsdispersion	33,17	33,49	33,54	33,94
Antiabsetzdispersion	3,97	3,97	3,97	1,59
Teil 3
Aluminumpaste	7,25	7,25	7,25	7,25
Teil 4
CAB-20 Lösung	8,27	8,35	8,36	8,46
CAB-1 Lösung	8,53	8,61	8,62	8,73
Teil 5
PGMEA	2,52	2,52	2,52	2,52
Butylacetat	12,46	6,76	6,68	5,80

In Tabelle 7 ist die Antiabsetzdispersion eine Bentone-Dispersion; ist die Aluminiumpaste Aluminiumpaste in einer Mischung aus aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln; ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; und ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Beispiel 10: Haftungstest von Beschichtungsschichten
Es wurde ein Haftungstest an jeder der Beschichtungsschichten von Beispiel 10 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 durchgeführt. Die Haftung kann auf einer gleitenden Skala bewertet werden, die von 0 (keine Haftung, d.h. Totalausfall) bis 10 (vollständige Haftung, d.h. Gesamterfolg) reicht. Die Haftungsergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 8 angegeben. Tabelle 8.

Beispiel 10.1: : Silberne Beschichtungszusammensetzungen

Trockenhaftung-Tag 3

Probe C5 C2 E3 E4

Gitter 5 3 7 8

X Hatch 10 7 10 9

Trockenhaftung - Tag 5

Probe C5 C2 E3 E4

Gitter 7 2 7 8

X Hatch 10 10 10 10

Trockenhaftung - Tag 7

Probe C5 C2 E3 E4

Gitter 2 3 7 8

X Hatch 10 6 8 10

Nasshaftung-Sofort

obe C5 C2 E3 E4

Gitter 7 1 4 7

X Hatch 10 10 10 10

Nasshaftung -4 Stunden

Probe C5 C2 E3 E4

Gitter 5 1 4 7

X Hatch 8 6 10 9

Nasshaftung -24 Stunden

Probe C5 C2 E3 E4

Gitter 7 3 6 8

X Hatch 9 7 9 9
Die Ergebnisse der Haftungstests der Beschichtungsschichten aus Beispiel 10 zeigen deutlich, dass die beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen (Proben E3 und E4) Beschichtungsschichten, die eine verbesserte Haftung aufweisen, bilden im Vergleich zu Beschichtungsschichten aus den Vergleichsbeschichtungszusammensetzungen (Proben C2 und C5) in allen Arten von Haftungstests, einschließlich Gitterhaftung, X-Hatch-Haftung, Trockenhaftung, Nasshaftung und des 24-stündigen Erholungstests für die Haftung.
BEISPIEL 11
Beispiel 11 beschreibt auch die Beschichtungseigenschaften, die erreicht werden können, indem sowohl die ersten Polymere (säurefunktionell) als auch die zweiten Polymere (aminofunktionell) in beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden. Beispiel 11 fokussiert insbesondere auf die zweiten Polymere, die sekundäre aminofunktionelle Gruppen aufweisen, die sich von den sekundären aminofunktionellen Gruppen aus Beispiel 10 unterscheiden. Die Ergebnisse zeigen die Verbesserung der Haftungsleistung von Beschichtungsschichten, die aus den beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen gebildet werden, verglichen mit Beschichtungsschichten, die aus Vergleichsbeschichtungszusammensetzungen gebildet werden. Die Verbesserung der Haftungsleistung wird für 3 Farben demonstriert: Silber, Leuchtend rot (Bright Red) und Metallisch rot (Metallic Red).
Beispiel 11.1: Silberne Beschichtungszusammensetzungen mit Aluminiumflocken:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
C3 ist eine Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 2 einschließt, das eine sekundäre aminofunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer);
C5 ist eine weitere Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 6 einschließt, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer); E5 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 2 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 6 (das erste Polymer) einschließt; und E6 ist eine weitere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 2 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen:
Beschichtungszusammensetzungen wurden unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 9 beschrieben mit den in der nachstehenden Tabelle 9 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gesprüht und getestet. Tabelle 9.

	Beispiel 11.1 - Silberne Beschichtungszusammensetzungen
	C5	C3	E5	E6
Teil 1
Acryl pol yolharz	17,54	15,70	4,81
Harz aus Beispiel 2		13,35	13,37	12,69
Harz aus Beispiel 6	6,30		10,89
Harz aus Beispiel 7				18,98
Teil 2
Wachsdispersion	33,17	33,49	33,54	33,94
Anti ab setzdi spersion	3,97	3,97	3,97	1,59

Teil 3
Aluminumpaste	7,25	7,25	7,25	7,25

Teil 4
CAB-20 Lösung	8,27	8,35	8,36	8,46
CAB-1 Lösung	8,53	8,61	8,62	8,73

Teil 5
PGMEA	2,52	2,52	2,52	2,52
Butylacetat	12,46	6,76	6,68	5,80

In Tabelle 10 ist die Antiabsetzdispersion eine Bentone-Dispersion; ist die Aluminiumpaste Aluminiumpaste in einer Mischung aus aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln; ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; und ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Beispiel 11.2: Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
C7 ist eine Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 2 einschließt, das eine sekundäre aminofunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer);
E11 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 2 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 6 (das erste Polymer) einschließt; und E12 ist eine weitere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 2 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen:
Beschichtungszusammensetzungen wurden unter Verwendung des gleichen in Beispiel 9 beschriebenen Verfahrens mit den in der nachstehenden Tabelle 10 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gesprüht und getestet. Tabelle 10.

	Beispiel 11.2 - Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen
	C7	E11	E12
Teil 1
Acryl pol yolharz	10,03
Harz aus Beispiel 2	12,20	12,11	9,22
Harz aus Beispiel 6		9,86
Harz aus Beispiel 7			13,53

Teil 2
Wachsdispersion	27,67	27,47	27,57

Teil 3
Erste rote Dispersion	17,46	17,46	17,46

Teil 4
CAB-20 Lösung	6,9	6,85	6,88
CAB-1 Lösung	7,12	7,06	7,09

Teil 5
PGMEA	2,5	2,5	2,5
Butylacetat	16,13	16,69	15,8

In Tabelle 10 ist die erste rote Dispersion Commercial Power Tint: PT-165 (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA); ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; und ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Beispiel 11.3: Metallisch rote Beschichtungszusammensetzung mit Aluminiumflocken:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
C10 ist eine Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 2 einschließt, das eine sekundäre aminofunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer);
E17 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 2 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 6 (das erste Polymer) einschließt; und E18 ist eine weitere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 2 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen:
Beschichtungszusammensetzungen wurden unter Verwendung des gleichen in Beispiel 9 beschriebenen Verfahrens mit den in der nachstehenden Tabelle 11 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gesprüht und getestet. Tabelle 11.

	Beispiel 11.3 - Metallisch rote Beschichtungszusammensetzungen
	C10	E17	E18
Teil 1
Acrylpolyolharz	13,40	2,58
Harz aus Beispiel 2	13,25	13,27	10,77
Harz aus Beispiel 6		10,81
Harz aus Beispiel 7			17,32

Teil 2
Wachsdispersion	33,25	33,28	33,53
Antiabsetzdispersion	1,59	1,59	1,59
Teil 3
Aluminumpaste	6,52	6,52	6,52
Zweite rote Dispersion	4,73	4,73	4,73

Teil 4
CAB-20 Lösung	8,29	8,3	8,36
CAB-1 Lösung	8,55	8,56	8,62

Teil 5
PGMEA	2,50	2,50	2,50
Butylacetat	7,92	7,87	6,09

In Tabelle 11 ist die Antiabsetzdispersion eine Bentone-Dispersion; ist die Aluminiumpaste Aluminiumpaste in einer Mischung aus aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln; ist die zweite rote Dispersion Chromabase^® 866J (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA); ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; und ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Beispiel 11: Haftungstest von Beschichtungsschichten

Ein Haftungstest wurde an jeder der Beschichtungsschichten von Beispiel 11 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 durchgeführt. Die Haftung kann auf einer gleitenden Skala bewertet werden, die von 0 (keine Haftung, d.h. Gesamtversagen) bis 10 (vollständige Haftung, d.h. Gesamterfolg) reicht. Die Haftungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 12 angegeben. Tabelle 12.

	Beispiel 11.1: Silberne Beschichtungszusammensetzungen				Beispiel 11.2: Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen			Beispiel 11.3: Metallisch rote Beschichtungszusammensetzungen
	Trockenhaftung- Tag 3				Trockenhaftung - Tag 3			Trockenhaftung - Tag 3
Probe	C5	C3	E5	E6	C7	E11	E12	C10	E17	E18
Gitter	5	3	7	8	8	8	8	7	10	9
X Hatch	10	10	8	10	10	10	10	10	10	10
	Trockenhaftung - Tag 5				Trockenhaftung - Tag 5			Trockenhaftung - Tag 5
Probe	C5	C3	E5	E6	C7	E11	E12	C10	E17	E18
Gitter	7	5	7	8	8	7	8	6	9	9
X Hatch	10	10	10	10	10	10	10	10	9	10
	Trockenhaftung -Tag 7				Trockenhaftung - Tag 7			Trockenhaftung - Tag 7
Probe	C5	C3	E5	E6	C7	E11	E12	C10	E17	E18
Gitter	2	2	7	7	7	7	8	7	9	8
X Hatch	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
	Nasshaftung-Sofort				Nasshaftung - Sofort			Nasshaftung - Sofort
Probe	C5	C3	E5	E6	C7	E11	E12	C10	E17	E18
Gitter	7	2	4	7	4	7	3	6	8	8
X Hatch	10	4	9	10	10	10	10	10	10	10
	Nasshaftung -4 Stunden				Nasshaftung -4 Stunden			Nasshaftung -4 Stunden
Probe	C5	C3	E5	E6	C7	E11	E12	C10	E17	E18
Gitter	5	2	7	8	4	7	4	7	5	9
X Hatch	8	10	10	10	10	10	10	10	10	10
	Erholung-24 Stunden				Erholung -24 Stunden			Erholung -24 Stunden
Probe	C5	C3	E5	E6	C7	E11	E12	C10	E17	E18
Gitter	7	2	7	8	3	6	7	4	8	8
X Hatch	9	7	9	10	10	8	9	10	10	10

Die Ergebnisse der Haftungstests der Beschichtungsschichten aus Beispiel 11 zeigen deutlich, dass die beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen (Proben E5, E6, E11, E12, E17 und E18) Beschichtungsschichten, die eine verbesserte Haftung aufweisen, bilden im Vergleich zu Beschichtungsschichten aus den Vergleichsbeschichtungszusammensetzungen (Proben C3, C5, C7 und C10) in allen Arten von Haftungstests, einschließlich Gitterhaftung, X-Hatch-Haftung, Trockenhaftung, Nasshaftung und des 24-stündigen Erholungstests für die Haftung. Die Ergebnisse zeigen auch, dass die beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden können, um Beschichtungsschichten, die eine verbesserte Haftung aufweisen, für eine breite Palette von Farbfamilien mit unterschiedlichen Arten von Pigmentchemien zu bilden.
BEISPIEL 12
Beispiel 12 beschreibt auch die Beschichtungseigenschaften, die erreicht werden können, indem sowohl die ersten Polymere (säurefunktionell) als auch die zweiten Polymere (aminofunktionell) in beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden. Beispiel 12 fokussiert insbesondere auf die zweiten Polymere, die tertiäre aminofunktionelle Gruppen aufweisen. Die Ergebnisse zeigen die Verbesserung der Haftungsleistung von Beschichtungsschichten, die aus den beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen gebildet werden, verglichen mit Beschichtungsschichten, die aus Vergleichsbeschichtungszusammensetzungen gebildet werden. Die Verbesserung der Haftungsleistung wird für 3 Farben demonstriert: Silber, Leuchtend rot (Bright Red) und Metallisch rot (Metallic Red).
Beispiel 12.1: Silberne Beschichtungszusammensetzungen mit Aluminiumflocken:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
C4 ist eine Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 3 einschließt, das eine tertiäre aminofunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer); C5 ist eine weitere Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 6 einschließt, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer); E7 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 3 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 6 (das erste Polymer) einschließt; und E8 ist eine weitere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 3 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen:
Beschichtungszusammensetzungen wurden unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 9 beschrieben mit den in der nachstehenden Tabelle 13 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gesprüht und getestet. Tabelle 13.

	Beispiel 12.1 - Silberne Beschichtungszusammensetzungen
	C5	C4	E7	E8
Teil 1
Acrylpolyolharz	17,54	17,51	6,68
Harz aus Beispiel 3		10,25	10,26	9,80
Harz aus Beispiel 6	6,30		10,83
Harz aus Beispiel 7				21,09

Teil 2
Wachsdispersion	33,17	33,31	33,35	33,91
Antiabsetzdispersion	3,97	3,97	3,97	1,59

Teil 3
Aluminumpaste	7,25	7,25	7,25	7,25

Teil 4
CAB-20 Lösung	8,27	8,31	8,32	8,46
CAB-1 Lösung	8,53	8,57	8,58	8,72

Teil 5
PGMEA	2,52	2,52	2,52	2,52
Butylacetat	12,46	8,32	8,25	6,68

In Tabelle 13 ist die Antiabsetzdispersion eine Bentone-Dispersion; ist die Aluminiumpaste Aluminiumpaste in einer Mischung aus aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln; ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; und ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Beispiel 12.2: Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
C8 ist eine Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 3 einschließt, das eine tertiäre aminofunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer); E13 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 3 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 6 (das erste Polymer) einschließt; und E14 ist eine weitere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 3 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt.
Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen:

Beschichtungszusammensetzungen wurden unter Verwendung des gleichen in Beispiel 9 beschriebenen Verfahrens mit den in der nachstehenden Tabelle 14 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gesprüht und getestet. Tabelle 14.

	Beispiel 12.2 - Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen
	C8	E13	E14
Teil 1
Acrylpolyolharz	10,92
Harz aus Beispiel 3	10,34	10,36	7,69
Harz aus Beispiel 6		10,92
Harz aus Beispiel 7			14,61
Teil 2
Wachsdispersion	27,39	27,44	27,57
Teil 3
Erste rote Dispersion	17,46	17,46	17,46
Teil 4
CAB-20 Lösung	6,83	6,84	6,88
CAB-1 Lösung	7,05	7,06	7,09
Teil 5
PGMEA	2,5	2,5	2,5
Butylacetat	17,51	17,44	16,25

In Tabelle 14 ist die erste rote Dispersion Commercial Power Tint: PT-165 (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA); ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; und ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Beispiel 12.3: Metallisch rote Beschichtungszusammensetzung mit Aluminiumflocken:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
C11 ist eine Vergleichsbeschichtungszusammensetzung, die das Polymer aus Beispiel 3 einschließt, das eine tertiäre aminofunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer); E19 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 3 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 6 (das erste Polymer) einschließt; und E20 ist eine weitere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 3 (das zweite Polymer) als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen: Beschichtungszusammensetzungen wurden unter Verwendung des gleichen in Beispiel 9 beschriebenen Verfahrens mit den in der nachstehenden Tabelle 15 aufgeführten Bestandteilen hergestellt. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gesprüht und getestet. Tabelle 15.

	Beispiel 12.3 - Metallisch rote Beschichtungszusammensetzungen
	C11	E19	E20
Teil 1
Acrylpolyolharz	15,27	4,47
Harz aus Beispiel 3	10,22	10,23	8,95
Harz aus Beispiel 6		10,79
Harz aus Beispiel 7			18,62
Teil 2
Wachsdispersion	33,21	33,25	33,54
Antiabsetzdispersion	1,59	1,59	1,59
Teil 3
Aluminumpaste	6,52	6,52	6,52
Zweite rote Dispersion	4,73	4,73	4,73
Teil 4
CAB-20 Lösung	8,28	8,29	8,36
CAB-1 Lösung	8,54	8,55	8,63
Teil 5
PGMEA	2,50	2,50	2,50
Butylacetat	9,15	9,08	6,58

In Tabelle 15 ist die Antiabsetzdispersion eine Bentone-Dispersion; ist die Aluminiumpaste Aluminiumpaste in einer Mischung aus aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln; ist die zweite rote Dispersion Chromabase^® 866J (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA); ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; und ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat.
Beispiel 12: Haftungstest von Beschichtungsschichten

Ein Haftungstest wurde an jeder der Beschichtungsschichten von Beispiel 12 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 durchgeführt. Die Haftung kann auf einer gleitenden Skala bewertet werden, die von 0 (keine Haftung, d.h. Gesamtversagen) bis 10 (vollständige Haftung, d.h. Gesamterfolg) reicht. Die Haftungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 16 angegeben.
Tabelle 16. Table 16.

	Beispiel 12.1:				Beispiel 12.2:			Beispiel 12.3:
	Silberne				Leuchtend rote			Metallisch rote
	Beschichtungszusammensetzungen				Beschichtungszusammensetzungen			Beschichtungszusammensetzungen
	Trockenhaftung-Tag 3				Trockenhaftung-Tag 3			Trockenhaftung-Tag 3
Probe	C5	C4	E7	E8	C8	E13	E14	C11	E19	E20
Gitter	5	3	7	8	7	8	10	8	9	10
X Hatch	10	7	10	10	10	10	10	10	10	10
	Trockenhaftung-Tag 5				Trockenhaftung -Tag 5			Trockenhaftung-Tag 5
Probe	C5	C4	E7	E8	C8	E13	E14	C11	E19	E20
Gitter	7	5	7	8	7	7	9	6	9	9
X Hatch	10	10	10	10	10	8	10	10	10	10
	Trockenhaftung-Tag 7				Trockenhaftung-Tag 7			Trockenhaftung-Tag 7
Probe	C5	C4	E7	E8	C8	E13	E14	C11	E19	E20
Gitter	2	4	8	8	7	7	8	4	8	8
X Hatch	10	10	10	10	10	10	10	7	10	10
	Nasshaftung - Sofort				Nasshaftung - Sofort			Nasshaftung - Sofort
Probe	C5	C4	E7	E8	C8	E13	E14	C11	E19	E20
Gitter	7	5	8	9	1	2	5	7	9	10
X Hatch	10	10	10	10	2	6	10	10	10	10
	Nasshaftung -4 Stunden				Nasshaftung -4 Stunden			Nasshaftung -4 Stunden
Probe	C5	C4	E7	E8	C8	E13	E14	C11	E19	E20
Gitter	5	6	7	9	2	3	6	8	10	10
X Hatch	8	8	9	10	5	7	10	10	10	10
	Erholung-24 Stunden				Erholung -24 Stunden			Erholung -24 Stunden
Probe	C5	C4	E7	E8	C8	E13	E14	C11	E19	E20
Gitter	7	6	7	9	5	6	6	5	8	8
X Hatch	9	9	8	10	9	8	10	10	10	10

Die Ergebnisse der Haftungstests der Beschichtungsschichten aus Beispiel 12 zeigen deutlich, dass die beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen (Proben E7, E8, E13, E14, E19 und E20) Beschichtungsschichten, die eine verbesserte Haftung aufweisen, bilden im Vergleich zu Beschichtungsschichten aus den Vergleichsbeschichtungszusammensetzungen (Proben C4, C5, C8 und C11) in allen Arten von Haftungstests, einschließlich Gitterhaftung, X-Hatch-Haftung, Trockenhaftung, Nasshaftung und des 24-stündigen Erholungstests für die Haftung. Die Ergebnisse zeigen auch, dass die beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden können, um Beschichtungsschichten, die eine verbesserte Haftung aufweisen, für eine breite Palette von Farbfamilien mit unterschiedlichen Arten von Pigmentchemien zu bilden.
BEISPIEL 13
Beispiel 13 beschreibt auch die Beschichtungseigenschaften, die erreicht werden können, indem sowohl die ersten Polymere (säurefunktionell) als auch die zweiten Polymere (aminofunktionell) und ein Vernetzungsmittel in beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden. Beispiel 13 fokussiert auf die Verwendung von Polyisocyanaten als Vernetzungsmittel. Die Ergebnisse zeigen die Verbesserung der Haftungsleistung von Beschichtungsschichten, wenn das Vernetzungsmittel verwendet wird. Die Verbesserung der Haftungsleistung wird für 2 Farben demonstriert: Silber und Leuchtend rot (Bright Red).
Beispiel 13.1: Silberne Beschichtungszusammensetzungen mit Aluminiumflocken:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
E21 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 5, das eine tertiäre aminofunktionelle Gruppe und eine hydroxylfunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer), als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe und eine hydroxyfunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt; und E22 ist eine andere beispielhafte
Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 5 (das zweite Polymer) als auch das das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), und ein Polyisocyanat (Vernetzungsmittel) einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen:
In der nachstehenden Tabelle 17 wurden die Bestandteile von Teil 1 und Teil 2 in einem Metallbehälter gegeben und unter Verwendung eines Luftmischers gut gemischt. Teil 3 wurde in den Behälter gegeben und weitere 30 Minuten gut gemischt. Teil 4 und Teil 5 wurden dann der Reihe nach zugegeben und 15 Minuten gut gemischt. Der Aktivator 12305S (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia PA) wurde zu der Probe E22 nach der Verdünnung (vor dem Sprühen) in einem Verhältnis von 1 Unze pro Quart zugegeben. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gesprüht und getestet. Tabelle 17.

	Beispiel 13.1 - Silberne Beschichtungszusammensetzungen
	E21	E22
Teil 1
Harz aus Beispiel 5	8,9	8,9
Harz aus Beispiel 5	20,83	20,83
Teil 2
Wachsdispersion	33,9	33,9
Anti ab setzdi spersion	1,58	1,58
Teil 3
Aluminumpaste	7,14	7,14
Teil 4
CAB-20 Lösung	8,46	8,46
CAB-1 Lösung	8,72	8,72
Teil 5
PGMEA	2,52	2,52
Butylacetat	7,96	7,96
Teil 6
Aktivator 12305S™		1 Unze/RTS quart

In Tabelle 18 ist die Antiabsetzdispersion eine Bentone-Dispersion; ist die Aluminiumpaste Aluminiumpaste in einer Mischung aus aliphatischen und aromatischen Lösungsmitteln; ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat; und ist der Aktivator 12305S™ ein im Handel erhältlicher Polyisocyantaktivator von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA.
Beispiel 13.2: Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen:
Probebeschichtungszusammensetzungen werden im Allgemeinen wie folgt beschrieben:
E23 ist eine beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 5, das eine tertiäre aminofunktionelle Gruppe und eine hydroxylfunktionelle Gruppe aufweist (das zweite Polymer), als auch das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe und eine hydroxyfunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), einschließt; und E24 ist eine andere beispielhafte Beschichtungszusammensetzung, die sowohl das Polymer aus Beispiel 5 (das zweite Polymer) als auch das das Polymer aus Beispiel 7, das eine säurefunktionelle Gruppe aufweist (das erste Polymer), und ein Polyisocyanat (Vernetzungsmittel) einschließt.

Herstellung der Beschichtungszusammensetzungen:
In der nachstehenden Tabelle 18 wurden die Bestandteile von Teil 1 und Teil 2 in einem Metallbehälter gegeben und unter Verwendung eines Luftmischers gut gemischt. Teil 3 wurde in den Behälter gegeben und weitere 30 Minuten gut gemischt. Teil 4 und Teil 5 wurden dann der Reihe nach zugegeben und 15 Minuten gut gemischt. Der Aktivator 12305S wurde zu der Probe E24 nach der Verdünnung (vor dem Sprühen) in einem Verhältnis von 1 Unze pro Quart zugegeben. Die Beschichtungszusammensetzungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 gesprüht und getestet. Tabelle 18.

	Beispiel 13.2 - Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen
	E23	E24
Teil 1
Harz aus Beispiel 5	6,97	6,97
Harz aus Beispiel 7	14,4	14,4
Teil 2
Wachsdispersion	27,61	27,61
Teil 3
Rote Dispersion	17,45	17,45
Teil 4
CAB-20 Lösung	6,89	6,89
CAB-1 Lösung	7,1	7,1
Teil 5
PGMEA	2,52	2,52
Butylacetat	17,05	17,05
Teil 6
Aktivator 12305S™		1 Unze/RTS quart

In Tabelle 18 ist die Antiabsetzdispersion eine Bentone-Dispersion; ist die erste rote Dispersion Commercial Power Tint: PT-165 (hergestellt von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA); ist die CAB-20-Lösung 15 Gew.-% CAB-381-20 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist die CAB-1-Lösung 15 Gew.-% CAB-531-1 (von Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee) in Butylacetat und Methylethylketon in einem Gewichtsverhältnis von 7:3; ist PGMEA Propylenglykolmonomethyletheracetat; und ist der Aktivator 12305S™ ein im Handel erhältlicher Polyisocyantaktivator von Axalta Coating Systems, Philadelphia, PA.
Beispiel 13: Haftungstest von Beschichtungsschichten

Ein Haftungstest wurde an jeder der Beschichtungsschichten von Beispiel 13 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 durchgeführt. Die Haftung kann auf einer gleitenden Skala bewertet werden, die von 0 (keine Haftung, d.h. Gesamtversagen) bis 10 (vollständige Haftung, d.h. Gesamterfolg) reicht. Die Haftungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 19 angegeben. Tabelle 19

	Beispiel 13.1: Silberne Beschichtungszusammensetzungen		Beispiel 13.2: Leuchtend rote Beschichtungszusammensetzungen
	Trockenhaftung-Tag 7		Trockenhaftung -Tag 7
Probe	E21	E22	E23	E24
Gitter	10	10	10	10
X Hatch	10	10	9	10
	Nasshaftung-Sofort		Nasshaftung - Sofort
Probe	E21	E22	E23	E24
Gitter	8	10	8	10
X Hatch	10	10	10	10
	Nasshaftung - 4 Stunden		Nasshaftung - 4 Stunden
Probe	E21	E22	E23	E24
Gitter	10	10	10	10
X Hatch	10	10	10	10
	Erholung-24 Stunden		Erholung -24 Stunden
Probe	E21	E22	E23	E24
Gitter	9	10	10	9
X Hatch	10	9	10	9

Die Ergebnisse der Haftungstests der Beschichtungsschichten aus Beispiel 13 zeigen deutlich, dass die beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen (Proben E21, E22, E23 und E24) Beschichtungsschichten, die eine verbesserte Haftung aufweisen, bilden im Vergleich zu Beschichtungsschichten aus den Vergleichsbeschichtungszusammensetzungen (Proben C4, C5, C8 und C11) in allen Arten von Haftungstests, einschließlich Gitterhaftung, X-Hatch-Haftung, Trockenhaftung, Nasshaftung und des 24-stündigen Erholungstests für die Haftung. Eine weitere Vernetzung des ersten Polymers und des zweiten Polymers mit Polyisocyanaten zeigt eine vergleichbare und möglicherweise verbesserte Gitter- und X-Hatchhaftung im Nasshaftungstest gegenüber den Beschichtungszusammensetzungen, die nicht weiter mit Polyisocyanaten vernetzt wurden. Die Ergebnisse zeigen auch, dass die beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden können, um Beschichtungsschichten, die eine verbesserte Haftung aufweisen, für eine breite Palette von Farbfamilien mit unterschiedlichen Arten von Pigmentchemien zu bilden.
BEISPIEL 14
Herstellung eines Sty/BA/MMA/EHA/HEMA/MAA-Polymers, 20/20/20/15/10/15 Gew.-%
Beispiel 14 beschreibt die Herstellung eines weiteren Polymers aus einer Reaktionsmischung, die ein säurefunktionelles Monomer in einer Menge von 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktionsmischung, einschließt. Wie oben beschrieben, kann in Ausführungsformen die Verwendung des säurefunktionellen Monomers in einer Menge von mehr als 12 Gew.-% zu Gelieren der Beschichtungszusammensetzung führen. Die Harzlösung wurde unter Verwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 6 beschrieben hergestellt, wobei die Monomere und ihre Gewichtsverhältnisse wie oben aufgeführt in Butylacetat verwendet wurden.
Die resultierende Polymerlösung war eine extrem viskose klare Polymerlösung mit einem Feststoffgehalt von etwa 52,92 % und einer Gardner-Holtz-Viskosität von Z7. Das Polymer hatte ein Mw von 38017 und ein Mn von 11549, basierend auf Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von entweder Polymethylmethacrylat oder Polystyrol als Standard.
BEISPIEL 15
Testen von Polymermischungen

In der folgenden Tabelle 20 sind die Bestandteile gemäß den molaren Verhältnissen der säurefunktionellen Gruppen des ersten Polymers und der aminofunktionellen Gruppen des zweiten Polymers kombiniert. Die resultierenden Lösungen sind klare blassgelbe Polymerlösungen. Die Viskositäten der Polymerlösungen werden dann mit einem Brookfield-Viskosimeter bei 20 U/min unter Verwendung der Spindel Nr. 3 gemessen. Tabelle 20.

	S1	S2	S3	E25	E26	E27	E28	E29
Erstes Polymer aus Beispiel 14 (15 Gew.-% MAA)	147,5	-	-	9,7	-	32,3	78,0	-
Erstes Polymer aus Beispiel 7 (1.4 Gew.-% MAA)	-	149,5	-	-	64,2	-	-	138,1
Zweites Polymer aus Beispiel 5 ( Gew.-% DMAEA)	-	-	189,0	176,6	107,8	147,6	88,9	14,5
Butylacetat	177,5	175,5	136,0	138,7	153,0	145,1	158,0	172,4
Gesamt	325,0	325,0	325,0	325,0	325,0	325,0	325,0	325,0

Feststoff %	25	25	25	25	25	25	25	25
Molares Verhältnis der funktionellen Gruppen	na	na	na	1/4	1/4	1/1	4/1	4/1
Viskosität (cps)	158	21	116	218	66	855	2440	33

Die beispielhaften Polymerlösungen E25, E27 und E28, die das aus 15 Gew.-% MAA gebildete erste Polymer und das zweite Polymer einschließen, zeigen erhöhte Viskositäten im Vergleich zu den Viskositäten der Standardpolymerlösungen S1, S2 und S3, die nur entweder das erste Polymer oder das zweite Polymer einschließen. Im Gegensatz dazu zeigen die beispielhaften Polymerlösungen E26 und E29, die weniger als 12 Gew.-% MAA einschließen, Viskositäten, die ähnlich den Viskositäten der Standardpolymerlösungen S1, S2 und S3 sind. Die Ergebnisse der Viskositätstests zeigen deutlich, dass Wechselwirkungen zwischen den ersten Polymeren und den zweiten Polymeren der beispielhaften Polymerlösungen E26 und E29 vor dem Auftragen und Härten der Beschichtungszusammensetzungen minimiert werden, was durch die ähnlichen Viskositäten der beispielhaften Polymerlösungen E26 und E29 und der Standardpolymerlösungen S1, S2 und S3 belegt wird. Es wird angenommen, dass erste Polymere, die aus MAA in einer Menge von nicht mehr als 12 Gew.-% gebildet werden, minimale Wechselwirkungen mit dem zweiten Polymer zeigen, wenn sie sich in Lösung befinden (z. B. vor dem Auftragen der Beschichtungszusammensetzung). Solche Wechselwirkungen verstärken sich beim Trocknen, um die verbesserten Filmeigenschaften zu ergeben.
Im Gegensatz dazu leiden die beispielhaften Polymerlösungen E25, E27 und E28 an einem Anstieg der Viskositäten der Lösungen im Vergleich zu den Viskositäten der Standardpolymerlösungen S1, S2 und S3, was eine Zunahme der Wechselwirkungen zwischen dem ersten Polymer und dem zweiten Polymer vor dem Auftragen und Härten der Beschichtungszusammensetzungen aufgrund der höheren Menge an MAA, die zur Bildung des ersten Polymers verwendet wird, belegt. Die höheren Viskositäten dieser Polymerlösungen können sich negativ auf die Sprühaufbringung der Beschichtungszusammensetzungen, die dieser Polymerlösungen einschließen, und zusätzlich auf die Farbeigenschaften auswirken und somit den Anwendungsbereich der Beschichtungszusammensetzung begrenzen.
Auch wenn mindestens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorangehenden detaillierten Beschreibung dargestellt wurde, sollte es sich verstehen, dass es eine große Anzahl von Variationen gibt. Es sollte sich auch verstehen, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise beschränken sollen. Vielmehr wird die vorhergehende detaillierte Beschreibung den Fachleuten auf dem Gebiet einen praktischen Plan zum Implementieren einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung stellen. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und der Anordnung von Elementen, die in einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben sind, vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/440121 [0001]
US 6861495 [0038]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D3359 B [0074]
ASTM D6677 [0074]

Claims

Beschichtungszusammensetzung zum Beschichten eines Substrats, umfassend: ein erstes Polymer, umfassend einen ersten polymergebundenen Teil, der eine säurefunktionelle Gruppe oder ein Derivat davon aufweist; ein zweites Polymer, umfassend einen zweiten polymergebundenen Teil, der eine aminofunktionelle Gruppe aufweist; und ein Lösungsmittel; wobei das erste Polymer im Wesentlichen frei von aminofunktionellen Gruppen ist und das zweite Polymer im Wesentlichen frei von säurefunktionellen Gruppen oder Derivaten davon ist; und wobei die säurefunktionellen Gruppen und die aminofunktionellen Gruppen im Wesentlichen miteinander reaktiv sind, zumindest nach der Auftragung der Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei: das Lösungsmittel in einer Menge von 10 bis 95 Gew.-% vorhanden ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung; und/oder die Beschichtungszusammensetzung im Wesentlichen frei von Wasser ist.
Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Polymer und das zweite Polymer unabhängig voneinander ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts in einer Menge von etwa 2000 bis etwa 200000 aufweist.
Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste polymergebundene Einheit aus einer ersten Polymermonomerenmischung, die säurefunktionelle Monomere umfasst, polymerisiert wird, und die säurefunktionellen Monomere bevorzugt aus der Gruppe von Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Ölsäure, Zimtsäure, Glutaconsäure, Muconsäure, Undecensäure, Itaconsäure, Crotonsäure Fumarsäure, Maleinsäure und Kombinationen davon ausgewählt sind.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 4, wobei: die erste Polymermonomerenmischung die säurefunktionellen Monomere oder Derivate davon in einer Menge von 0,1 bis 12 Gew.-% umfasst, bezogen auf das Gesamtgewicht der ersten Polymermonomerenmischung; und/oder das erste Polymer eine hydroxylfunktionelle Gruppe aufweist, die erste Polymermonomerenmischung ferner hydroxylfunktionelle Monomere umfasst, und die hydroxylfunktionellen Monomere bevorzugt aus der Gruppe von 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat und Kombinationen davon ausgewählt sind.
Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zweite Polymer aus einer zweiten Polymermonomerenmischung, umfassend: aminofunktionelle Monomere, wobei die aminofunktionellen Monomere bevorzugt aus der Gruppe von t-Butylaminoethylmethacrylat, N, N-Dimethylaminoethylacrylat und Kombinationen davon ausgewählt sind; carboxylfunktionelle Monomere, wobei die carboxylfunktionellen Monomere bevorzugt Methacrylsäure sind; oder eine Kombination davon, polymerisiert ist.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 6, wobei das aus den carboxylfunktionellen Monomeren polymerisierte zweite Polymer mit einer Iminverbindung umgesetzt wird, um aminofunktionelle Gruppen zu bilden.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei: die zweite Polymermonomerenmischung die aminofunktionellen Monomere, carboxylfunktionellen Monomere oder die Kombination davon in einer Menge von 0,1 bis 15 Gew .-% umfasst, bezogen auf das Gesamtgewicht der zweiten Polymermischung; und/oder das zweite Polymer hydroxylfunktionelle Gruppen aufweist, die zweite Polymermonomerenmischung ferner hydroxylfunktionelle Monomere umfasst und die hydroxylfunktionellen Monomere bevorzugt aus der Gruppe von 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat und Kombinationen davon ausgewählt sind.
Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine aus der Beschichtungszusammensetzung gebildete Beschichtungsschicht eine verbesserte Haftung auf dem Substrat aufweist im Vergleich zu einer Beschichtungsschicht, die aus einer Beschichtungszusammensetzung gebildet ist, die nicht sowohl die säurefunktionelle Gruppe als auch die aminofunktionelle Gruppe umfasst.
Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend ein oder mehrere nicht funktionelle Polymere, Vernetzungsmittel, Pigmente, Additive oder Kombinationen davon.