DE112012005181B4

DE112012005181B4 - Wasserbasierende Beschichtungszusammensetzung, die Polytrimethylenetherpolyol aus Bioressourcen enthält, Mehrschichtlackierung und Verfahren zum Bilden einer Mehrschichtlackierung

Info

Publication number: DE112012005181B4
Application number: DE112012005181.5T
Authority: DE
Inventors: Ayumu Yokoyama; Hari Babu Sunkara; Rajesh Gopalan Saliya
Original assignee: Coatings Foreign IP Co LLC
Current assignee: Axalta Coating Systems GmbH
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2032-12-13
Also published as: CN104114657A; US9718968B2; DE112012005181T5; WO2013090398A1; US20140356631A1

Abstract

Beschichtungszusammensetzung, umfassend:A1) eine Beschichtungsbindemittelkomponente, die ein oder mehrere filmbildende Polymere umfasst;A2) ein Polytrimethylenetherpolyol, das eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen umfasst;wobei das Polytrimethylenetherpolyol hydrophob ist;die Beschichtungsbindemittelkomponente in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsbindemittelkomponente bezogen ist; unddie Beschichtungszusammensetzung in Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen ist, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen reagieren, um eine vernetzte Struktur zu bilden,wobei das molare Verhältnis der vernetzenden funktionellen Gruppen/vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen des Polytrimethylenetherpolyols in einem Bereich von 0 bis 0,5 liegt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung ist auf eine Beschichtungszusammensetzung gerichtet, die eine ausgezeichnete Haftung zwischen Lackschichten aufweist, insbesondere zwischen einer Grundierungsschicht und einer Basislackschicht. Diese Offenbarung ist ferner auf eine Beschichtungszusammensetzung gerichtet, die Komponenten umfasst, welche aus nachwachsenden Rohstoffen abgeleitet sind. Die vorliegende Erfindung ist ferner auf eine Mehrschichtlackierung sowie ein Verfahren zum Bilden einer Mehrschichtlackierung gerichtet.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Ein typischer Beschichtungslack über einem Substrat kann einige oder alle der folgenden Schichten umfassen:: (1) eine oder mehrere Grundierungsschichten, welche die Haftung und den grundlegenden Schutz bereitstellen, wie beispielsweise Korrosionsschutz; (2) eine oder mehrere Farbschichten (auch als Basislackschichten bekannt), die typischerweise pigmentiert sind, welche überwiegend den Schutz, die Haltbarkeit und die Farbe bereitstellen; und (3) eine oder mehrere Klarlackschichten, die eine zusätzliche Haltbarkeit und ein verbessertes Erscheinungsbild bereitstellen. Eine farbige Decklackschicht kann anstelle der Farbschicht und der Klarlackschicht verwendet werden. Eine geeignete Grundierung, Füller-Grundierung oder Grundfüller, gemeinsam als „Füller“ hierin bezeichnet, können über dem Substrat aufgetragen werden, um die Grundierungsschicht zu bilden.
US 2011/0257330 A1 betrifft eine wässrige Beschichtungszusammensetzung, umfassend ein Polymer mit einer oder mehreren vernetzbaren funktionellen Gruppen, ein Polytrimethylenetherdiol aus einem nachwachsenden Rohstoff mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von 500 bis 10000 und ein Vernetzungsmittel. Die wässerige Beschichtungszusammensetzung enthält Wasser in einem Bereich von 10% bis 80%.
US 7,169,475 B2 betrifft eine Beschichtungszusammensetzung, umfassend ein filmbildendes Bindemittel aus a) einem Acrylpolymer mit anhängenden Gruppen, die mit Isocyanatgruppen reaktiv sind und eine Glasübergangstemperatur von 10 bis 80°C aufweisen; b) einem Polytrimethylenetherdiol mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 500 bis 5000; und c) einem organischen Polyisocyanat-Vernetzungsmittel; wobei die Beschichtungszusammensetzung Pigmente enthält und bei Umgebungstemperaturen oder erhöhten Temperaturen aushärtet. WO 2011/143277 A1 betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung, die zwei oder mehr Beschichtungsschichten über einem Substrat aufweist, und offenbart auch eine Grundierungsbeschichtungszusammensetzung, die eine Deckschichtkomponente und ein oder mehrere Abflachungsmittel umfasst, und offenbart ferner auch eine mehrschichtige Beschichtung, die durch das darin offenbarte Verfahren gebildet wird.
Die Haftung zwischen den Lackschichten ist eine Herausforderung für die Industrie. Es besteht die Notwendigkeit für Lacke mit einer verbesserten Haftung zwischen den Lackschichten.
DARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Diese Erfindung ist auf eine Beschichtungszusammensetzung wie in Anspruch 1 definiert gerichtet. Die Beschichtungszusammensetzung umfasst Folgendes:

A1) eine Beschichtungsbindemittelkomponente, umfassend ein oder mehrere filmbildende Polymere;
A2) ein Polytrimethylenetherpolyol, das eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen aufweist;
- wobei das Polytrimethylenetherpolyol hydrophob ist;
- die Beschichtungsbindemittelkomponente in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsbindemittelkomponente bezogen ist; und
- die Beschichtungszusammensetzung in Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen ist, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen reagieren, um eine vernetzte Struktur zu bilden,
- wobei das molare Verhältnis der vernetzenden funktionellen Gruppen/vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen des Polytrimethylenetherpolyols in einem Bereich von 0 bis 0,5 liegt.

Diese Erfindung ist ebenfalls auf eine Mehrschichtlackierung wie in Anspruch 5 definiert gerichtet, die auf einem Substrat gebildet wird. Die Mehrschichtlackierung umfasst:

B1) eine erste Beschichtungsschicht, die über dem Substrat von einer ersten Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, umfassend:
A1) eine Beschichtungsbindemittelkomponente, umfassend ein oder mehrere filmbildende Polymere;
A2) ein Polytrimethylenetherpolyol, das eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen aufweist;
- wobei das Polytrimethylenetherpolyol hydrophob ist;
- die Beschichtungsbindemittelkomponente in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Lackbindemittelkomponente bezogen ist; und
- die erste Beschichtungszusammensetzung im Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen ist, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen reagieren, um eine vernetzte Struktur zu bilden; und
- wobei das molare Verhältnis der vernetzenden funktionellen Gruppen/vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen des Polytrimethylenetherpolyols in einem Bereich von 0 bis 0,5 liegt; und
B2) eine zweite Lackschicht, die über der ersten Lackschicht aus einer zweiten Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, umfassend:
- (b1) eine vernetzbare Komponente, die ein oder mehrere nachfolgend filmbildende Polymere umfasst, welche eine oder mehrere nachfolgend vernetzbare funktionelle Gruppen umfassen;
- (b2) eine vernetzende Komponente, die eine oder mehrere vernetzende funktionelle Gruppen umfasst, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und den nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen reagieren;
  - wobei das eine oder die mehreren filmbildenden Polymere und das eine oder die mehreren nachfolgend filmbildenden Polymere identisch oder unterschiedlich sind, und
  - die vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und die nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen identisch oder unterschiedlich sind.

Diese Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zur Bildung einer Mehrschichtlackierung über einem Substrat wie in Anspruch 12 definiert gerichtet. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

C1) Auftragen einer ersten Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat, um eine erste Lackschicht zu bilden, wobei die erste Beschichtungszusammensetzung umfasst;
A1) eine Beschichtungsbindemittelkomponente, umfassend ein oder mehrere filmbildende Polymere;
A2) ein Polytrimethylenetherpolyol, das eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen aufweist;
- wobei das Polytrimethylenetherpolyol hydrophob ist;
- die Beschichtungsbindemittelkomponente in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsbindemittelkomponente bezogen ist; und
- die erste Beschichtungszusammensetzung in Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen ist, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen reagieren, um eine vernetzte Struktur zu bilden; und
- wobei das molare Verhältnis der vernetzenden funktionellen Gruppen/vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen des Polytrimethylenetherpolyols in einem Bereich von 0 bis 0,5 liegt;
C2) Auftragen einer zweiten Beschichtungszusammensetzung über die erste Lackschicht, um eine zweite Lackschicht zu bilden, wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung umfasst:
- (b1) eine vernetzbare Komponente, die ein oder mehrere nachfolgend filmbildende Polymere umfasst, welche eine oder mehrere nachfolgend vernetzbare funktionelle Gruppen umfassen;
- (b2) eine vernetzende Komponente, die eine oder mehrere vernetzende funktionelle Gruppen umfasst, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und den nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen reagieren;
  - wobei das eine oder die mehreren filmbildenden Polymere und das eine oder die mehreren nachfolgend filmbildenden Polymere identisch oder unterschiedlich sind, und
  - die vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und die nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen identisch oder unterschiedlich sind.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie hierin verwendet:
Der Begriff „Zweikomponenten-Beschichtungszusammensetzung“ oder „2K-Beschichtungszusammensetzung“ bezieht sich auf eine Beschichtungszusammensetzung, die zwei Packungen aufweist, die in zwei getrennten Behältern gelagert werden und versiegelt sind, um die Haltbarkeitsdauer der Beschichtungszusammensetzung während der Lagerung zu verbessern. Die zwei Packungen werden unmittelbar vor der Verwendung gemischt, um eine Topfmischung zu bilden, die eine begrenzte Topfzeit aufweist, welche typischerweise von ein paar Minuten (15 Minuten bis 45 Minuten) bis zu ein paar Stunden (4 Stunden bis 8 Stunden) reicht. Die Topfmischung wird anschließend als eine Schicht mit der gewünschten Dicke auf eine Substratoberfläche, wie beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie aufgetragen. Nach der Auftragung trocknet die Schicht bei Umgebungstemperaturen oder erhöhten Temperaturen, um einen Lack mit den gewünschten Lackeigenschaften auf der Substratoberfläche zu bilden, wie beispielsweise Haftung, Glanz und DOI (Distinctness of Image).
Der Begriff „Einkomponenten-Beschichtungszusammensetzung“ oder „1K-Beschichtungszusammensetzung“ bezieht sich auf eine Beschichtungszusammensetzung, die nur eine Packung aufweist, die für eine bestimmte Haltbarkeitsdauer gelagert werden kann. Zum Beispiel kann eine 1K-Beschichtungszusammensetzung eine UV-Monocure-Beschichtungszusammensetzung sein, die für die Bildung einer Topfmischung zubereitet und in einem versiegelten Behälter gelagert werden kann. Solange die UV-Monocure-Beschichtungszusammensetzung nicht der UV-Strahlung ausgesetzt wird, kann die UV-Monocure-Beschichtungszusammensetzung eine unbegrenzte Topfzeit haben. Andere Beispiele für 1K-Beschichtungszusammensetzungen können 1K-Beschichtungszusammensetzungen einschließen, die blockierte Vernetzungsmittel umfassen, wie beispielsweise blockierte Isocyanate, feuchtigkeitshärtende 1K-Beschichtungszusammensetzungen, sauerstoffhärtende 1K-Beschichtungszusammensetzungen oder wärmehärtende 1K-Beschichtungszusammensetzungen, wie sie in der Lackindustrie bekannt sind.
Der Begriff „vernetzbare Komponente“ bezieht sich auf eine Komponente mit „vernetzbaren funktionellen Gruppen“, die funktionelle Gruppen sind, welche in jedem Molekül der Verbindungen, jedem Oligomer, jedem Polymer, dem Grundgerüst des Polymers, an dem Grundgerüst angehängt sind, endständig an dem Grundgerüst des Polymers positioniert sind oder einer Kombination davon, wobei diese funktionellen Gruppen zur Vernetzung mit den vernetzenden funktionellen Gruppen (während des Härtungsschrittes) in der Lage sind, um eine Beschichtung in der Form vernetzter Strukturen herzustellen. Der Durchschnittsfachmann würde erkennen, dass bestimmte Kombinationen vernetzbarer funktioneller Gruppen ausgeschlossen sein würden, da, falls sie vorhanden sind, diese Kombinationen sich untereinander vernetzen würden (Selbstvernetzung), wodurch ihre Fähigkeit zur Vernetzung mit den vernetzenden funktionellen Gruppen zerstört werden würde. Eine praktikable Kombination von vernetzbaren funktionellen Gruppen bezieht sich auf Kombinationen von vernetzbaren funktionellen Gruppen, die in Beschichtungsanwendungen verwendet werden können, welche diejenigen Kombinationen ausschließen, die zu einer Selbstvernetzung führen würden.
Typische vernetzbare funktionelle Gruppen können Hydroxyl, Thiol, Isocyanat, Thioisocyanat, Acetoacetoxy, Carboxyl, primäres Amin, sekundäres Amin, Epoxy, Anhydrid, Ketimin, Aldimin oder eine praktikable Kombination daraus umfassen. Einige andere funktionelle Gruppen, wie beispielsweise Orthoester, Orthocarbonat oder cyclisches Amid, die Hydroxyl- oder Aminogruppen bilden können, sobald die Ringstruktur geöffnet ist, können ebenfalls als vernetzbare funktionelle Gruppen geeignet sein.
Der Begriff „vernetzende Komponente“ bezieht sich auf eine Komponente mit „vernetzenden funktionellen Gruppen“, die funktionelle Gruppen sind, welche in jedem Molekül der Verbindungen, jedem Oligomer, jedem Polymer, dem Grundgerüst des Polymers, an dem Grundgerüst angehängt sind, endständig an dem Grundgerüst des Polymers positioniert sind oder einer Kombination davon, wobei diese funktionellen Gruppen zur Vernetzung mit den vernetzbaren funktionellen Gruppen (während der Härtungsschrittes) in der Lage sind, um eine Beschichtung in der Form vernetzter Strukturen herzustellen. Der Durchschnittsfachmann würde erkennen, dass bestimmte Kombinationen vernetzender funktioneller Gruppen ausgeschlossen sein würden, da, falls sie vorhanden sind, diese Kombinationen sich untereinander vernetzen würden (Selbstvernetzung), wodurch ihre Fähigkeit zur Vernetzung mit den vernetzbaren funktionellen Gruppen zerstört werden würde. Eine praktikable Kombination von vernetzenden funktionellen Gruppen bezieht sich auf Kombinationen von vernetzenden funktionellen Gruppen, die in Beschichtungsanwendungen verwendet werden können, welche diejenigen Kombinationen ausschließen, die zu einer Selbstvernetzung führen würden. Der Durchschnittsfachmann würde erkennen, dass bestimmte Kombinationen aus vernetzenden funktionellen Gruppen und vernetzbarer funktioneller Gruppen ausgeschlossen sein würden, da sie keine Vernetzung machen und keine filmbildenden vernetzten Strukturen produzieren könnten. Die Vernetzungskomponente kann ein oder mehrere Vernetzungsmittel umfassen, die vernetzende funktionelle Gruppen aufweisen.
Typische vernetzende funktionelle Gruppen können Hydroxyl, Thiol, Isocyanat, Thioisocyanat, Acetoacetoxy, Carboxyl, primäres Amin, sekundäres Amin, Epoxy, Anhydrid, Ketimin, Aldimin, Orthoester, Orthocarbonat, cyclisches Amid oder eine praktikable Kombination daraus einschließen.
Der Begriff „Färbemittel“ bedeutet einen Farbstoff oder Farbstoffe, welche Farbe oder Farben hervorbringen und gewöhnlicherweise in einer Beschichtungszusammensetzung löslich sind.
Der Begriff „Pigment“ oder „Pigmente“, wie er hierin verwendet wird, bedeutet einen Farbstoff oder Farbstoffe, welche Farbe oder Farben hervorbringen und gewöhnlicherweise nicht in einer Beschichtungszusammensetzung löslich sind. Ein Pigment kann aus einer natürlichen und aus einer synthetischen Quelle stammen und aus organischen oder anorganischen Bestandteilen beschaffen sein. Ein Pigment kann ebenfalls Metallteilchen oder -Blättchen mit spezifischen oder gemischten Formen und Abmessungen umfassen.
Der Begriff „Effektpigment“ oder „Effektpigmente“ bezieht sich auf Pigmente, welche spezielle Effekte in einer Beschichtung hervorrufen. Beispiele für Effektpigmente können lichtabsorbierende Pigmente, lichtstreuende Pigmente, Lichtinterferenzpigmente und lichtreflektierende Pigmente einschließen, sind aber nicht darauf beschränkt. Metallplättchen, wie beispielsweise Aluminiumplättchen, können Beispiele für derartige Effektpigmente sein, Effektpigmente können „gonioapparente Plättchen“, „gonioapparentes Pigment“ oder „gonioapparente Pigmente“ einschließen, die ein Pigment oder Pigmente sind, für die eine Änderung in der Farbe, dem Erscheinungsbild oder einer Kombination daraus mit einer Änderung im Beleuchtungswinkel oder dem Sichtwinkel zutrifft. Metallplättchen, wie beispielsweise Aluminiumplättchen sind Beispiele für gonioapparente Pigmente. Interferenzpigmente oder Perlglanzpigmente können weitere Beispiele für gonioapparente Pigmente sein.
Ein für diese Erfindung geeignetes Substrat kann ein Kunststoff, ein blankes Metallteil wie beispielsweise sandgestrahltes Stahl, Aluminium oder andere Metalle oder Legierungen sein. Ein Beispiel für sandgestrahlten Stahl kann derjenige sein, der von East Coast Steel Inc, Columbia, SC 29290, USA erhältlich ist. Das Substrat kann ebenfalls ein Kunststoff- oder Metallsubstrat mit einer oder mehreren vorhandenen Lackschichten sein. Ein Beispiel kann ein Stahlsubstrat sein, das mit einer Elektrotauchlack- (E-Lack-) Schicht beschichtet ist. Ein weiteres Beispiel kann ein Stahlsubstrat sein, das mit einer Elektrotauchlack- (E-Lack-) Schicht und einer Grundierungsschicht beschichtet ist. Noch ein weiteres Beispiel kann ein Stahlsubstrat sein, das mit einer Grundierungsschicht überzogen ist. Noch ein weiteres Beispiel kann ein Stahlsubstrat sein, das mit einer Grundierschicht und einer farbigen Lackschicht überzogen ist. In noch einem weiteren Beispiel kann das Substrat eine Fahrzeugkarosserie oder ein Fahrzeugkarosserieteil sein.
Der Begriff „Gefährt“, „Fahrzeug“, „Automobil“, „Kraftfahrzeug“ oder „Kraftwagen“ bezieht sich auf ein Verkehrsmittel wie etwa ein Auto, Van, Mini-Van, Bus, SUV (Sports Utility Vehicle), Lastwagen, Sattelschlepper, Traktor, Motorrad, Anhänger, Geländefahrzeug (ATV, All Terrain Vehicle), Kleinlastwagen, Schwerlastfahrzeug wie beispielsweise Planierraupen, mobile Kräne und Erdbaumaschinen; Flugzeuge; Boote; Schiffe; und andere Arten von Transportmitteln, die mit Beschichtungszusammensetzungen lackiert sind.
Diese Erfindung betrifft eine Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1. Die Beschichtungszusammensetzung umfasst folgendes:
A1) eine Beschichtungsbindemittelkomponente, umfassend ein oder mehrere filmbildende Polymere;
A2) ein Polytrimethylenetherpolyol, das eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen aufweist;
wobei das Polytrimethylenetherpolyol hydrophob ist;
die Beschichtungsbindemittelkomponente in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsbindemittelkomponente bezogen ist; und
die Beschichtungszusammensetzung in Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen ist, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen reagieren, um eine vernetzte Struktur zu bilden, und das molare Verhältnis der vernetzenden funktionellen Gruppen/vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen des Polytrimethylenetherpolyols in einem Bereich von 0 bis 0,5 liegt.
Das Polytrimethylenetherpolyol kann eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen in jedem Molekül aufweisen. In einem Beispiel kann das Polytrimethylenetherpolyol eine Polytrimethylenetherdiol sein. In einem weiteren Beispiel kann das Polytrimethylenetherpolyol ein verzweigtes Polytrimethylenethertriol sein. In noch einem weiteren Beispiel kann das Polytrimethylenetherpolyol ein verzeigtes Copolyetherpolyol sein, das über die Kondensationsreaktion aus einer Monomermischung erhalten wurde, die 1,3-Propandiol und mindestens ein Triol-Comonomer umfasst, das ausgewählt ist aus 1,1,1-Trishydroxymethylethan, 1,1,1-Trishydroxymethylpropan oder einer Kombination davon.
Das für diese Offenbarung geeignete Polytrimethylenetherpolyol ist hydrophob, d, h., es ist nicht in Wasser löslich. Die Wasserlöslichkeit des Polytrimethylenetherpolyols ist vom Mn abhängig und die Wasserlöslichkeit nimmt mit steigendem Mn ab. Typischerweise können Polytrimethylenetherpolyole mit einem Mn größer als 500 hydrophob sein, während Polytrimethylenetherpolyole mit einem Mn von weniger als 500 hydrophil sein können. Die Wasserlöslichkeit von dem Polytrimethylenetherpolyol kann mittels Mischen gleicher Volumina von einem Polytrimethylenetherpolyol und von Wasser in einem Reagenzröhrchen und anschließendem stillen Stehen lassen für eine Zeitspanne in einem Bereich von 5 bis 20 Minuten bestimmt werden. Wenn das Polytrimethylenetherpolyol und das Wasser sich in Schichten abtrennen, dann kann das Polytrimethylenetherpolyol als hydrophob festgelegt werden.
Die Beschichtungszusammensetzung kann in einem Bereich von 0,1 % bis 10 % von dem Polytrimethylenetherpolyol enthalten, wobei der Prozentsatz auf dem Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung basiert.
Wie hierin in dieser Offenbarung durchgehend verwendet, es sei denn, es ist ausdrücklich etwas anderes angegeben, bedeutet „im Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen“, dass die Beschichtungszusammensetzung minimale Mengen der vernetzenden funktionellen Gruppen, wie beispielsweise Isocyanatgruppen aufweisen kann, solange eine überschüssige Menge der vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen von dem Polytrimethylenetherpolyol vorliegt, die nicht mit den vernetzenden funktionellen Gruppen in der Beschichtungszusammensetzung reagiert haben. Die Beschichtungszusammensetzung kann ebenfalls frei von den vernetzenden funktionellen Gruppen sein. Das molare Verhältnis von vernetzenden funktionellen Gruppen / vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen von dem Polytrimethylenetherpolyol liegt erfindungsgemäß in einem Bereich von 0 bis 0,5. Die Gewichtsverhältnisse können auf der Basis von Faktoren berechnet werden, wie beispielsweise der Molmasse der Verbindung oder Mn (zahlenmittlere Molmasse) oder Mw (gewichtsmittlere Molmasse), wenn die Verbindung ein Polymer ist, der Anzahl der funktionellen Gruppen pro Molekül, der molaren Konzentration und dem spezifischen Gewicht der Beschichtungszusammensetzung. In einem Beispiel kann die Beschichtungszusammensetzung 0,057 M (Mol/Liter) von dem Polytrimethylenetherpolyol umfassen, wie etwa 10 % (Gewichtsprozent) eines Polytrimethylenetherdiols mit Mn 2.000 und in einem Bereich von 0 M bis 0,028 M der Verbindungen mit zwei vernetzenden funktionellen Gruppen, wie etwa in einem Bereich von 0 % bis 0,4 % (Gewichtsprozent) von 1,6-Hexamethylendiisocyanat (HDI), in einer Beschichtungszusammensetzung, die ein spezifisches Gewicht von 1,2 kg/Liter aufweist. In noch einem weiteren Beispiel ist die Beschichtungszusammensetzung frei von vernetzenden funktionellen Gruppen.
Das Polytrimethylenetherpolyol kann ein Mn in einem Bereich von 500 bis 10.000 aufweisen. Das Polytrimethylenetherpolyol kann ein Tg von ungefähr -77 °C aufweisen. Das Polytrimethylenetherpolyol kann eine Hydroxylzahl in einem Bereich von 10 bis 225 aufweisen. Das Polytrimethylenetherpolyol kann ein Mn von 500 bis 10.000 in einem Beispiel aufweisen, ein Mn von 500 bis 8.000 in einem weiteren Beispiel, ein Mn von 500 bis 6.000 in noch einem weiteren Beispiel, ein Mn von 500 bis 4.000 in noch einem weiteren Beispiel, ein Mn von 500 bis 3.000 in noch einem weiteren Beispiel und ein Mn von 500 bis 2.000 in noch einem weiteren Beispiel. In einem besonderen Beispiel kann das Polytrimethylenetherpolyol ein Mn von ungefähr 2.000 aufweisen.
Die Beschichtungsbindemittelkomponente kann eine wasserbasierende 1K-Beschichtungszusammensetzung sein. Die Beschichtungszusammensetzung kann eine Grundierungs-Beschichtungszusammensetzung sein. In einem Beispiel kann die Beschichtungsbindemittelkomponente ein wasserbasierender Polyurethan-Copolymer-Primer sein, wie beispielsweise IMRON® 1.5 PR™, erhältlich von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA, unter dem eingetragenen Warenzeichen und Handelsmarke. In einem weiteren Beispiel kann die Lackbindemittelkomponente ein UV-Primer sein, wie beispielsweise DuPont™ A-31 30S™ UVA Primer-Surfacer, erhältlich von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA, unter dem eingetragenen Warenzeichen und Handelsmarke. Latex-Primer können ebenfalls geeignet sein.
Die Beschichtungszusammensetzung kann ferner ein oder mehrere Pigmente, ein oder mehrere Lösemittel, Ultraviolettlicht-Stabilisatoren, Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel, Antioxidationsmittel, gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren, Verlaufmittel, Rheologiehilfsmittel, Verdickungsmittel, Antischaummittel, Benetzungsmittel, Katalysatoren oder eine Kombination daraus umfassen. Typische organische Lösemittel, anorganische Lösemittel oder eine Kombination daraus können geeignet sein. Beispiele für Lösemittel können aromatische Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Toluol, Xylol; Ketone wie beispielsweise Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Methylamylketon und Diisobutylketon; Ester wie beispielsweise Ethylacetat, n-Butylacetat, Isobutylacetat und eine Kombination daraus umfassen, sind allerdings nicht darauf beschränkt. Einige handelsüblich erhältliche Lösemittel, wie beispielsweise Oxsol® 100, erhältlich von MANA, New York, NY, USA, unter dem entsprechenden eingetragenen Warenzeichen, können ebenfalls verwendet werden.
Die Beschichtungsbindemittelkomponente kann eine wasserbasierende 1K-Beschichtungszusammensetzung sein. Das Beschichtungsbindemittel umfasst erfindungsgemäß in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser, 20 % bis 80 % Wasser in einem Beispie, 20 % bis 60 % Wasser in noch einem weiteren Beispiel, 20 % bis 40 % Wasser in noch einem weiteren Beispiel und 20 % bis 30 % Wasser in noch einem weiteren Beispiel, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsbindemittelkomponente bezogen ist. Die Beschichtungszusammensetzung kann eine Grundierungs-Beschichtungszusammensetzung sein, wie beispielsweise eine wasserbasierende 1K-Grundierungs-Beschichtungszusammensetzung.
Die Beschichtungszusammensetzung kann ferner ein oder mehrere Pigmente, ein oder mehrere Lösemittel, Ultraviolettlicht-Stabilisatoren, Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel, Antioxidationsmittel, gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren, Verlaufmittel, Rheologiehilfsmittel, Verdickungsmittel, Antischaummittel, Benetzungsmittel, Katalysatoren oder eine Kombination daraus umfassen. Die Beschichtungszusammensetzung kann Korrosionsschutzpigmente umfassen, wie beispielsweise, wenn sie als Grundierung verwendet wird. Die Beschichtungszusammensetzung kann Farbpigmente, Effektpigmente einschließlich gonioapparenter Pigmente, oder eine Kombination daraus umfassen, wenn sie beispielsweise als Basislack- oder als eine farbige Decklack-Beschichtungszusammensetzung verwendet wird.
Diese Erfindung ist ebenfalls auf eine Mehrschichtlackierung gemäß Anspruch 5 gerichtet, die auf einem Substrat gebildet wurde. Die Mehrschichtlackierung umfasst erfindungsgemäß:
B1) eine erste Lackschicht, die über dem Substrat von einer ersten Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, umfassend:
A1) eine Beschichtungsbindemittelkomponente umfassend ein oder mehrere filmbildende Polymere;
A2) ein Polytrimethylenetherpolyol, das eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen aufweist;
wobei das Polytrimethylenetherpolyol hydrophob ist;
die Beschichtungsbindemittelkomponente in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Lackbindemittelkomponente bezogen ist; und
die erste Beschichtungszusammensetzung im Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen ist, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen reagieren, um eine vernetzte Struktur zu bilden; und wobei das molare Verhältnis der vernetzenden funktionellen Gruppen/vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen des Polytrimethylenetherpolyols in einem Bereich von 0 bis 0,5 liegt; und B2)
eine zweite Lackschicht, die über der ersten Lackschicht aus einer zweiten Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, umfassend:
(b1) eine vernetzbare Komponente, die ein oder mehrere nachfolgend filmbildende Polymere umfasst, welche eine oder mehrere nachfolgend vernetzbare funktionelle Gruppen umfassen;
(b2) eine vernetzende Komponente, die eine oder mehrere vernetzende funktionelle Gruppen umfasst, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und den nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen reagieren;
wobei das eine oder die mehreren filmbildenden Polymere und das eine oder die mehreren nachfolgend filmbildenden Polymere identisch oder unterschiedlich sind, und
die vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und die nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen identisch oder unterschiedlich sind.
Die zweite Beschichtungszusammensetzung kann eine 2K-Basislack-Beschichtungszusammensetzung sein, wie sie beispielsweise aus einer wasserbasierenden 2K-Beschichtungszusammensetzung oder einer lösemittelhaltigen 2K-Beschichtungszusammensetzung ausgewählt ist.
Die Mehrschichtlackierung kann ferner umfassen:
B3) eine dritte Lackschicht, die über der zweiten Lackschicht aus einer dritten Beschichtungszusammensetzung gebildet wird; und
wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung und die dritte Beschichtungszusammensetzung identisch oder unterschiedlich sind.
Die erste Lackschicht kann eine Grundierungsschicht oder eine Basislackschicht sein. Die zweite Lackschicht kann eine Basislackschicht oder eine Klarlackschicht sein. Die dritte Lackschicht kann eine nachfolgende Basislackschicht oder eine Klarlackschicht sein. In einem Beispiel kann die erste Lackschicht eine Grundierungsschicht sein und die zweite Lackschicht kann eine Basislackschicht sein. In einem weiteren Beispiel kann die erste Lackschicht eine Basislackschicht sein und die zweite Lackschicht kann eine Klarlackschicht oder eine nachfolgende Basislackschicht sein. In diesem Beispiel kann die erste Lackschicht über einer vorhandenen Grundierungsschicht oder direkt auf einem Substrat gebildet werden. Die Basislackschicht und die nachfolgende Basislackschicht können aus derselben oder aus einer unterschiedlichen Basislack-Beschichtungszusammensetzung gebildet werden. In noch einem weiteren Beispiel kann die dritte Lackschicht eine Klarlackschicht sein.
Die erste Beschichtungszusammensetzung kann ferner ein oder mehrere Pigmente, ein oder mehrere Lösemittel, Ultraviolettlicht-Stabilisatoren, Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel, Antioxidationsmittel, Lichtstabilisatoren aus gehinderten Aminen, Verlaufmittel, Rheologiehilfsmittel, Verdickungsmittel, Antischaummittel, Benetzungsmittel, Katalysatoren oder eine Kombination daraus umfassen. Die erste Beschichtungszusammensetzung kann Korrosionsschutz-Pigmente umfassen, wie beispielsweise, wenn sie als Grundierung verwendet wird. Die zweite Beschichtungszusammensetzung kann Farbpigmente, Effektpigmente einschließlich gonioapparenter Pigmente, oder eine Kombination daraus umfassen, wenn sie beispielsweise als Basislack oder als eine farbige Decklack-Beschichtungszusammensetzung verwendet wird.
Das eine oder die mehreren filmbildenden Polymere und das eine oder die mehreren nachfolgend filmbildenden Polymere können identisch oder unterschiedlich sein und jedes kann ein oder mehrere Acrylpolymere, ein oder mehrere Polyesterpolymere oder eine Kombination daraus umfassen. Die filmbildenden Polymere können eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Gruppen, wie beispielsweise Hydroxylgruppen umfassen. In einem Beispiel können sowohl die erste Beschichtungszusammensetzung als auch die zweite Beschichtungszusammensetzung dieselben filmbildenden Polymere umfassen, wie beispielsweise ein oder mehrere Acrylpolymere, ein oder mehrere Polyesterpolymere oder eine Kombination daraus. Die filmbildenden Polymere in der ersten Beschichtungszusammensetzung können für die Formulierung in einer wasserbasierenden Beschichtungszusammensetzung modifiziert werden. Die filmbildenden Polymere in der ersten Beschichtungszusammensetzung können ebenfalls emulgiert oder anderweitig in einer wasserbasierenden Beschichtungszusammensetzung formuliert werden. Die filmbildenden Polymere in der zweiten Beschichtungszusammensetzung können für die Formulierung in einer wasserbasierenden 2K-Beschichtungszusammensetzung oder einer lösemittelhaltigen 2K-Beschichtungszusammensetzung modifiziert oder nicht modifiziert werden. In einem weiteren Beispiel können die filmbildenden Polymere und das eine oder die mehreren nachfolgend filmbildenden Polymere unterschiedlich sein.
Die vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und die nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen können identisch oder unterschiedlich sind. In einem Beispiel können die vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und die nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen dieselben vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen sein, die ausgewählt sind aus primären Hydroxylgruppen, sekundären Hydroxylgruppen oder einer Kombination daraus. In einem weiteren Beispiel können die vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und die nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen unterschiedlich sein, so können beispielsweise die einen eine primäre Hydroxylgruppe sein und die anderen können eine sekundäre Hydroxylgruppe sein. In noch einem weiteren Beispiel können die vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und die nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen unterschiedliche vernetzbare funktionelle Gruppen sein, wie beispielsweise eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Gruppen, die ausgewählt sind aus Hydroxyl, Thiol, Carboxyl , primärem Amin, sekundärem Amin oder einer Kombination daraus.
Die Vernetzungskomponente kann eine oder mehrere vernetzende funktionelle Isocyanatgruppen umfassen. Die vernetzenden funktionellen Isocyanatgruppen, die hierin offenbart sind, können geeignet sein. Organische Polyisocyanate, die aliphatische Polyisocyanate, cycloaliphatische Polyisocyanate, aromatische Polyisocyanate einschließen, und Isocyanat-Addukte können geeignet sein.
Wie vorangehend offenbart, kann das Polytrimethylenetherpolyol ein Mn in einem Bereich von 500 bis 10.000, ein Tg von ungefähr -77 °C und eine Hydroxylzahl in einem Bereich von 10 bis 225 aufweisen.
In der hierin offenbarten Mehrschichtlackierung kann die zweite Beschichtungszusammensetzung ausgewählt sein aus einer wasserbasierenden Basislack-Beschichtungszusammensetzung oder einer lösemittelhaltigen Basislack-Beschichtungszusammensetzung. In einem Beispiel kann die zweite Beschichtungszusammensetzung eine wasserbasierende Basislack-Beschichtungszusammensetzung sein. In einem weiteren Beispiel kann die zweite Beschichtungszusammensetzung eine lösemittelhaltige Basislack-Beschichtungszusammensetzung sein.
Jede beliebige Klarlack-Beschichtungszusammensetzung kann geeignet sein. Handelsübliche Klarlack-Beschichtungszusammensetzungen wie beispielsweise wasserbasierende Klarlacke, lösemittelhaltige Klarlacke, strahlungshärtende Klarlacke oder eine Kombination daraus können geeignet sein. In einem Beispiel kann die Klarlackschicht aus einer oder mehreren Schichten derselben Klarlack-Beschichtungszusammensetzung gebildet sein. In einem weiteren Beispiel kann die Klarlackschicht aus einer oder mehreren Schichten unterschiedlicher Klarlack-Beschichtungszusammensetzungen gebildet sein.
Diese Offenbarung ist ferner auf ein lackiertes Substrat gerichtet, das ein Substrat und irgendeine der vorangehend erwähnten Mehrschichtlackierungen umfasst, die über dem Substrat gebildet sind. Das Substrat kann ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeugteil oder eine Kombination davon sein.
Diese Erfindung ist ebenfalls auf ein Verfahren zur Bildung einer Mehrschichtlackierung über einem Substrat gemäß Anspruch 12 gerichtet. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
C1) Aufbringen einer ersten Beschichtungszusammensetzung auf dem Substrat, um eine erste Lackschicht zu bilden, wobei die erste Beschichtungszusammensetzung umfasst:
A1) eine Beschichtungsbindemittelkomponente, umfassend ein oder mehrere filmbildende Polymere;
A2) ein Polytrimethylenetherpolyol, das eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen aufweist;
wobei das Polytrimethylenetherpolyol hydrophob ist;
die Beschichtungsbindemittelkomponente in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Lackbindemittelkomponente bezogen ist; und
die erste Beschichtungszusammensetzung im Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen ist, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen reagieren, um eine vernetzte Struktur zu bilden; und wobei das molare Verhältnis der vernetzenden funktionellen Gruppen/vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen des Polytrimethylenetherpolyols in einem Bereich von 0 bis 0,5 liegt;C2)
Aufbringen einer zweiten Beschichtungszusammensetzung über der ersten Lackschicht, um eine zweite Lackschicht zu bilden, wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung umfasst:
(b1) eine vernetzbare Komponente, die ein oder mehrere nachfolgend filmbildende Polymere umfasst, welche eine oder mehrere nachfolgend vernetzbare funktionelle Gruppen umfassen;
(b2) eine vernetzende Komponente, die eine oder mehrere vernetzende funktionelle Gruppen umfasst, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und den nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen reagieren;
wobei das eine oder die mehreren filmbildenden Polymere und das eine oder die mehreren nachfolgend filmbildenden Polymere identisch oder unterschiedlich sind, und
die vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und die nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen identisch oder unterschiedlich sind.
Wie vorangehend offenbart, kann die zweite Beschichtungszusammensetzung ausgewählt werden aus einer wasserbasierenden 2K-Beschichtungszusammensetzung oder einer lösemittelhaltigen 2K-Beschichtungszusammensetzung. Die erste Lackschicht kann eine Grundierungsschicht oder eine Basislackschicht sein.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Härtens der ersten Lackschicht und der zweiten Lackschicht der Reihe nach oder gleichzeitig umfassen.
Das Verfahren kann ferner die Schritte umfassen:
C3) Aufbringen einer dritten Beschichtungszusammensetzung über der zweiten Lackschicht, um eine dritte Lackschicht zu bilden; und
wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung und die dritte Beschichtungszusammensetzung identisch oder unterschiedlich sind.
Wie vorangehend offenbart, kann die zweite Lackschicht eine Basislackschicht sein, die aus einer 2K-Basislack-Beschichtungszusammensetzung gebildet wurde. Die dritte Lackschicht kann eine Basislackschicht sein, die aus derselben oder aus unterschiedlichen BasislackBeschichtungszusammensetzungen gebildet wurde oder eine Klarlackschicht sein, die aus einer Klarlack-Beschichtungszusammensetzung gebildet wurde.
Die vorangehend erwähnten Lackschichten können nacheinander aufgetragen und gehärtet werden, sodass jede der Lackschichten aufgetragen und gehärtet werden kann, bevor die nächste Lackschicht darüber aufgetragen wird. Das Verfahren kann ferner den Schritt des nacheinanderfolgenden Härtens der ersten Lackschicht, der zweiten Lackschicht und der dritten Lackschicht umfassen. Das Verfahren kann ebenfalls die Schritte des gleichzeitigen Härtens von zwei oder mehr von der ersten Lackschicht, der zweiten Lackschicht und der dritten Lackschicht umfassen. In einem Beispiel können die erste Lackschicht und die zweite Lackschicht Nass-auf-Nass aufgetragen und gleichzeitig gehärtet werden. In einem weiteren Beispiel können die zweite Lackschicht und die dritte Lackschicht Nass-auf-Nass aufgetragen und gleichzeitig gehärtet werden. In noch einem weiteren Beispiel können die erste, die zweite und die dritte Lackschicht Nass-auf-Nass aufgetragen und gleichzeitig gehärtet werden. Die Lackschichten können bei einer Temperatur in einem Bereich von 15 °C bis 220 °C gehärtet werden. In einem Beispiel können eine Grundierungsschicht und eine Basislackschicht aufgetragen werden und nacheinanderfolgend bei einer Temperatur in einem Bereich von 15 °C bis 100 °C gehärtet werden. In einem weiteren Beispiel können eine Grundierungsschicht und eine Basislackschicht Nass-auf-Nass aufgetragen werden und gleichzeitig bei einer Temperatur in einem Bereich von 15 °C bis 100 °C gehärtet werden.
Ein geeignetes Polytrimethylenetherdiol kann durch eine säurekatalysierte Polykondensation von 1,3-Propandiol hergestellt werden, wie beispielsweise in den U.S.-Patentschriften US 6,977,291 A und US 6,720,459 A beschrieben. Das Polytrimethylenetherdiol kann ebenfalls durch eine Ringöffnungs-Polymerisation von einem cyclischen Ether, Oxetan, hergestellt werden, wie beispielsweise in J. Polymer Sci. , Polymer Chemistry Ed. 28, 449 bis 444 (1985) beschrieben. Die Polykondensation von 1,3-propandiol ist gegenüber der Verwendung von Oxetan bevorzugt, weil das Diol ein weniger gefährliches, stabiles, mit niedrigen Kosten verbundenes, handelsüblich erhältliches Material ist und über die Verwendung von petrochemischen Einsatzmaterialien oder nachwachsenden Ressourcen hergestellt werden kann.
Eine biologische Route über die Fermentation einer nachwachsenden Ressource kann verwendet werden, um 1,3-Propandiol zu erhalten. Ein Beispiel einer nachwachsenden Ressource ist Mais, da es problemlos verfügbar ist und eine hohe Umwandlungsrate zu 1,3-Propandiol aufweist und es kann genetisch modifiziert werden, um die Ausbeuten an 1,3-Propandiol zu verbessern. Beispiele für typische biologische Routen können diejenigen einschließen, die in der US-Patentschrift US 5,686,276 A , US-Patentschrift US 5,633,362 A und US-Patentschrift US 5,821,092 A beschrieben werden. Polytrimethylenetherpolyol kann aus Bioressourcen über die vorangehend erwähnten biologischen Wege hergestellt werden.
Copolymere von Polytrimethylenetherdiol können ebenfalls für die Beschichtungszusammensetzung dieser Offenbarung geeignet sein. Beispiele für derartig geeignete Copolymere von Polytrimethylenetherdiol können hergestellt werden durch Copolymerisation von 1,3-Propandiol mit einem anderen Diol wie beispielsweise Ethandiol, Hexandiol, 2-Methyl-1,3-propandiol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, Trimethylolpropan und Pentaerythritol. In einem Beispiel können die Copolymere von Polytrimethylenetherdiol aus Monomeren polymerisiert werden, die 1,3-Propandiol in einem Bereich von 50 % bis 99 % aufweisen. In einem weiteren Beispiel können die Copolymere von Polytrimethylenetherdiol aus Monomeren polymerisiert werden, die 1,3-Propandiol in einem Bereich von 60% bis 99 % aufweisen. In noch einem weiteren Beispiel können die Copolymere von Polytrimethylenetherdiol aus Monomeren polymerisiert werden, die 1,3-Propandiol in einem Bereich von 70% bis 99 % aufweisen.
Die Beschichtungsbindemittelkomponente, die zweite Beschichtungszusammensetzung, die Klarlack-Beschichtungszusammensetzung oder eine Kombination davon können Polymere umfassen, einschließlich linearer oder verzweigter Acrylpolymere, linearer oder verzweigter Polyester, linearer oder verzweigter Acrylpolymere oder eine Kombination davon.
Das für die Beschichtungszusammensetzungen zweckdienliche Acrylpolymer kann verwendbar sein. Diese Acrylpolymere können geradkettige Polymere (ebenfalls als lineare Acrylpolymere bekannt), verzweigte Polymere, Blockcopolymere, Pfropfpolymere oder andere Arten von Acrylpolymeren sein. Das Acrylpolymer kann vernetzbare funktionelle Gruppen aufweisen, wie etwa zum Beispiel Hydroxyl-, Amino-, Amid-, Glycidyl-, Silan- und Carboxylgruppen, die mit Isocyanat oder anderen vernetzenden funktionellen Gruppen reaktiv sind.
Die Acrylpolymere können aus einer Vielzahl von Monomeren polymerisiert werden, wie beispielsweise Acrylate, Methacrylate oder Derivaten davon, wie sie dem Fachmann bekannt sind und sie können mittels freier radikalischer Copolymerisation unter Verwendung herkömmlicher Verfahren, die dem Fachmann wohlbekannt sind, polymerisiert werden, wie beispielsweise Block-, Lösungs- oder Perlpolymerisation, insbesondere durch freie radikalische Lösungspolymerisation unter Verwendung von Initiatoren freier Radikale.
Der für diese Erfindung geeignete Polyester kann ein linearer Polyester sein. Ein Beispiel für geeignete lineare Polyester kann das Esterifizierungs-Produkt von Neopentylglycol, Isophthalsäure, Adipinsäure, Pentaerythritol und Anhydrid sein.
Der Polyester kann ebenfalls ein hochverzweigter Copolyester sein. Der hochverzweigte Copolyester kann aus einer Monomermischung, die ein doppelt funktionelles Monomer aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einer Hydroxycarbonsäure, einem Lacton einer Hydroxycarbonsäure und einer Kombination davon und einem oder mehreren hyperverzweigten Monomeren konventionell polymerisiert werden. Ein Beispiel für einen hochverzweigten Polyester, der für diese Erfindung geeignet ist, kann durch die Umsetzung von Dimethylolpropionsäure, Pentaerythritol und Caprolacton synthetisiert werden. Konventionelle Verfahren für die Synthese von Polyestern sind dem Fachmann bekannt. Beispiele für konventionelle Verfahren können diejenigen einschließen, die in der U.S.-Patentschrift US 5,270,362 A und der U.S.-Patentschrift US 6,998,154 A beschrieben wurden. Für die zweite Beschichtungszusammensetzung kann der Polyester ferner vernetzbare funktionelle Gruppen aufweisen, wie etwa zum Beispiel Hydroxyl-, Amino-, Amid-, Glycidyl-, Silan- und Carboxylgruppen, die mit Isocyanat oder anderen vernetzenden funktionellen Gruppen reagieren.
Die zweite Beschichtungszusammensetzung kann eine vernetzende Komponente aufweisen, die Verbindungen mit vernetzenden funktionellen Gruppen umfasst. Beispiele für derartige Verbindungen können organische Polyisocyanate sein. Beispiele für organische Polyisocyanate schließen aliphatische Polyisocyanate, cycloaliphatische Polyisocyanate, aromatische Polyisocyanate und Isocyanat-Addukte ein. Jedes für die Lackierung geeignete Isocyanat kann verwendet werden.
Beispiele für geeignete aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Polyisocyanate, die verwendet werden können, umfassen die Folgenden: 2,4-Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat („TDI“), 4,4-Diphenylmethandiisocyanat („MDI“), 4,4'-Dicyclohexylmethanediisocyanat („H12MDI“), 3,3'-Dimethyl-4,4'-biphenyl-diisocyanat („TODI“), 1,4-Benzoldiisocyanat, trans-Cyclohexan-1,4-diisocyanat, 1,5-Naphthalendiisocyanat („NDI“), 1,6-Hexamethylendiisocyanat („HDI“), 4,6-Xyloldiisocyanat, Isophoron-diisocyanat, („IPDI“), andere aliphatische oder cycloaliphatische di-, tri- oder tetra-Isocyanate, wie beispielsweise 1,2-Propylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, 2,3-Butylendiisocyanat, Octamethylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, omega-Dipropyletherdiisocyanat, 1,3-Cyclopentan-diisocyanat, 1,2-Cyclohexan-diisocyanat, 1,4-Cyclohexan-diisocyanat, 4-Methyl-1,3-diisocyanatocyclohexan, Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat, 3,3'-Dimethyl-dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat, Polyisocyanate mit Isocyanurat-Struktureinheiten, wie beispielsweise die Isocyanurate von Hexamethylen-diisocyanat und die Isocyanurate von Isophorondiisocyanat, dem Addukt von 2 Molekülen eines Diisocyanats, wie beispielsweise Hexamethylen-diisocyanat, Uretidione von Hexamethylen-diisocyanat, Uretidione von Isophoron-diisocyanat und einem Diol, wie beispielsweise Ethylenglycol, dem Addukt von 3 Molekülen von Hexamethylendiisocyanat und 1 Molekül Wasser, Allophanate, Trimere und Biurete, zum Beispiel, von Hexamethylen-diisocyanat, Allophanate, Trimere und Biurete, zum Beispiel von Isophoron-diisocyanat und die Isocyanurate von Hexandiisocyanat. MDI, HDI, TDI und Isophorondiisocyanate werden aufgrund ihrer handelsüblichen Verfügbarkeit bevorzugt.
Tri-funktionelle Isocyanate können ebenfalls verwendet werden, wie beispielsweise Triphenylmethantriisocyanat, 1,3,5-Benol-triisocyanat, 2,4,6-Toluoltriisocyanat. Trimere von Diisocyanaten, wie etwa das Trimer von Hexamethylen-diisocyanat, verkauft als Tolonate® HDT von Rhodia Corporation, und das Trimer von Isophorondiisocyanat sind ebenfalls geeignet.
Es kann ein isocyanatfunktionelles Addukt verwendet werden, wie beispielsweise ein Addukt von einem aliphatischen Polyisocyanat und einem Polyol oder ein Addukt von einem aliphatischen Polyisocyanat und einem Amin. Außerdem kann jedes der vorangehend erwähnten Polyisocyanate mit einem Polyol verwendet werden, um ein Addukt zu bilden. Polyole wie etwa Trimethylolalkane, insbesondere Trimethylolpropan oder -ethan können verwendet werden, um ein Addukt zu bilden.
Obwohl 2K-Beschichtungszusammensetzungen vorangehend offenbart sind, kann abhängig von dem Typ des Vernetzungsmittels die zweite Beschichtungszusammensetzung ebenfalls als eine Einkomponenten- (Ein-Pack; 1 K) oder Zweikomponenten- (Zwei-Pack; 2K) Beschichtungszusammensetzung formuliert werden. In einem Beispiel kann die zweite Beschichtungszusammensetzung eine Zweikomponenten-Beschichtungszusammensetzung sein, die Polyisocyanate mit freien Isocyanatgruppen umfasst. In einem weiteren Beispiel kann die zweite Beschichtungszusammensetzung eine einkomponentige (1K) Beschichtungszusammensetzung sein, die blockierte Polyisocyanate umfasst, die entblockt werden können, um mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen zu reagieren.
Typischerweise kann die zweite Beschichtungszusammensetzung ebenfalls einen Katalysator umfassen, um die Härtungszeit zu verringern und um eine Härtung der Beschichtungszusammensetzung bei Umgebungstemperaturen zu ermöglichen. Als Umgebungstemperaturen werden typischerweise Temperaturen in einem Bereich von 18 °C bis 35 °C bezeichnet. Typische Katalysatoren schließen organische Metallsalze, wie beispielsweise Dibutylzinn-dilaurat, Dibutylzinn-diacetat, Dibutylzinn-dichlorid, Dibutylzinn-dibromid, Zink-Naphthenat; Verbindungen, die tertiäre Aminogruppen enthalten, wie beispielsweise Triethylamin; Triphenylboron, Tetraisopropyltitanat, Triethanolamintitanat-Chelat, Dibutylzinn-dioxid, Dibutylzinn-dioctoat, Zinnoctoat, Aluminium-titanat, Aluminium-Chelate, Zirkonium-Chelat, Kohlenwasserstoff-Phosphoniumhalide, wie beispielsweise Ethyl-triphenylphosphoniumiodid und andere derartige Phosphonium-Salze und andere Katalysatoren oder Mischungen davon ein, die dem Fachmann bekannt sind.
Die zweite Beschichtungszusammensetzung kann ein oder mehrere Lösemittel umfassen. Beispiele für Lösemittel können aromatische Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Toluol, Xylol; Ketone wie beispielsweise Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Methylamylketon und Diisobutylketon; Ester wie beispielsweise Ethylacetat, n-Butylacetat, Isobutylacetat und eine Kombination daraus umfassen, sind allerdings nicht darauf beschränkt.
Typischerweise kann die zweite Beschichtungszusammensetzung konventionelle anorganische und organische gefärbte Pigmente, metallische Plättchen und Pulver, wie beispielsweise Aluminiumplättchen und Aluminiumpulver umfassen; Effektpigmente, wie beispielsweise, beschichtete Glimmerplättchen, beschichtete Aluminiumplättchen, farbige Pigmente oder eine Kombination davon können verwendet werden.
Die Beschichtungsbindemittelkomponente oder die zweite Beschichtungszusammensetzung können ebenfalls einen oder mehrere Ultraviolettlicht-Stabilisatoren umfassen. Beispiele für derartige Ultraviolettlicht-Stabilisatoren können Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel, Screener, Quencher und gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren einschließen. Ein Antioxidationsmittel kann ebenfalls zu der Beschichtungszusammensetzung hinzugefügt werden.
Typische Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel können Hydroxyphenyl-benzotriazole, wie beispielsweise 2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)-2H-benzotriazol, 2-(2-Hydroxy-3,5-di-tert-amyl-phenyl)-2H-benzotriazol, 2[2-Hydroxy-3,5-di(1,1-dimethylbenzyl)phenyl]-2H-benzotriazol, Reaktionsprodukte von 2-(2-Hydroxy-3- tert-butyl-5-methylpropionat)-2H-benzotriazol und Polyethylenetherglykol mit einer gewichtsmittleren Molmasse von 300, 2-(2-Hydroxy-3-tert-butyl-5-iso-octyl propionat)-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; und Hydroxybenzophenone als UV-Absorber, wie beispielsweise 2,4-Dihydroxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-octyloxybenzophenon und 2-Hydroxy-4-dodecyloxybenzophenon umfassen.
Typische gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren können 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-Ethandi-bis[[[4,6-bis[butyl(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)amino]-1,3,5-triazin-2-yl]imino]-3,1-propandiyl] ]bis[N,N"'-dibutyl-N',N'"-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-hydroxy-phenyl)methyl]butyl-propandioat, 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-21-oxo-7-oxa-3,20-diazaldispiro(5.1.1.1.2)henicosan-20-yl)propionat.
Typische Antioxidationsmittel können 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-dimethyl-ethyl)-4-hydroxy-C7-C9-verzweigte Alkylester umfassen. Typischerweise verwendbare Antioxidationsmittel können ebenfalls Hydroperoxid-Zersetzer, wie beispielsweise Sanko® HCA (9,10-Dihydro-9-oxa-10- phosphenanthren-10-oxid), Triphenylphosphat und andere Organophosphor-Verbindungen wie beispielsweise Irgafos® TNPP von Ciba Specialty Chemicals, Irgafos® 168 von Ciba Specialty Chemicals, Ultranox® 626 from 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 Chemicals umfassen.
Die zweite Beschichtungszusammensetzung kann herkömmliche Lackzusätze umfassen. Beispiele für solche Zusätze können Benetzungsmittel, Verlaufs- und Verlaufshilfsmittel, beispielsweise Resiflow®S (Polybutylacrylat), BYK® 320 und 325 (hochmolekulare Polyacrylate), BYK® 347 (Polyether-modifiziertes Siloxan) unter den entsprechenden eingetragenen Warenzeichen, Verlaufsmittel auf der Basis von (Meth)acryl-Homopolymeren; rheologisch steuernde Mittel; Verdickungsmittel, wie beispielsweise teilweise vernetzte Polycarbonsäuren oder Polyurethane; und Antischaummittel umfassen. Die Zusätze können in herkömmlichen Mengen verwendet werden, die dem Fachmann geläufig sind.
Wie hierin offenbart, enthält die Beschichtungsbindemittelkomponente erfindungsgemäß in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser, und kann in einem Beispiel von 40 % bis 80 % Wasser enthalten, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Lackbindemittelkomponente bezogen ist. Die Lackbindemittelkomponente kann ebenfalls ein oder mehrere organische Lösemittel oder ein oder mehrere Reaktivverdünner umfassen. Obgleich wassermischbare organische Lösemittel bevorzugt werden können, so kann irgendein typisches organisches Lösemittel verwendet werden, um die Beschichtungsbindemittelkomponente zu bilden. Die Beschichtungsbindemittelkomponente kann ein oder mehrere Detergenzien oder Emulsionsmittel umfassen.
Die Beschichtungszusammensetzung kann unter Verwendung bekannter Verfahren wie beispielsweise Sprühen, elektrostatisches Sprühen, Tauchen, Bestreichen, Walzen, oder Fließbeschichtung aufgetragen werden. Im Zusammenhang mit der Fahrzeuglackierung kann die Beschichtungszusammensetzung sowohl für die Fahrzeug-OEM-(Original Equipment Manufacture) Lackierung als auch für die Reparatur- oder Nachlackierung von Fahrzeugen oder Fahrzeugteilen verwendet werden. Das Härten der Beschichtungszusammensetzung kann bei Umgebungstemperaturen, wie beispielsweise Temperaturen in einem Bereich von 18 °C bis 35 °C, oder bei erhöhten Temperaturen, wie beispielsweise bei Temperaturen in einem Bereich von 35 °C bis 150 °C durchgeführt werden. Typische Härtungstemperaturen von 20 °C bis 80 °C, insbesondere 20 °C bis 60 °C können verwendet werden.
Die Anmelder entdeckten unerwartet, dass die Zugabe von hydrophobem Polytrimethylenetherpolyol zu einer wasserbasierenden Beschichtungszusammensetzung eine bessere Haftung zwischen den Schichten bereitstellen kann, insbesondere wenn die nächste Lackschicht aus einer unterschiedlichen Beschichtungszusammensetzung hergestellt wird, die vernetzende funktionelle Gruppen umfasst, die mit Hydroxylgruppen reagieren. Derartige Effekte sind unerwartet, da hydrophobe Polytrimethylenetherpolyole in wasserbasierenden Beschichtungszusammensetzungen unlöslich sind und dementsprechend nicht in solchen wasserbasierenden Beschichtungszusammensetzungen gewünscht werden.
Das für diese Offenbarung geeignete Substrat kann umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt: behandeltes Metall; blankes Metall wie etwa gestrahlter Stahl; Aluminium oder andere Metalle oder Legierungen; Kunststoff, wie beispielsweise flach geformter Verbundwerkstoff‘ (SMC), mit Reaktionsspritzgießverfahren (RIM) hergestellter, thermoplastische Olefine (TPO) oder andere harzförmige Materialien; Glas, Beton, Fiberglas, Fels, Stein oder andere künstliche oder natürliche Materialien. Die Substrate können ebenfalls Unterhaltungselektronik wie beispielsweise Handys, TV, digitale Spielgeräte, Telefon-Set; Haushaltsgeräte wie Kühlschrank, Waschmaschine, Spülmaschine oder Mikrowellengerät; Sportartikel wie beispielsweise Skiboard, Fahrrad und andere Sportausrüstung; Werkzeuge und Instrumente, wie beispielsweise Handwerkzeuge, Maschinen oder andere Geräte; eine Fahrzeugkarosserie oder Fahrzeugkarosserieteile; Stahltanks; Metall- oder Kunststoffrohrleitungen; Gebäude, Fensterrahmen, Geländer oder andere Wohnungs- oder Industriekonstruktionen.
TESTVERFAHREN
Persoz Härtetest - die Veränderung in der Filmhärte der Beschichtung wurde hinsichtlich der Zeit nach der Anwendung unter Verwendung eines Persoz Härte-Testers Modell Nr. 5854 [ASTM D4366] gemessen, geliefert durch Byk-Mallinckrodt, Wallingford, CT. Die Messung erfolgte in Sekunden.
Die Tg (Glasübergangstemperatur) von dem Polytrimethylenetherpolyol kann unter Verwendung eines Differential-Scanning-Kalorimeters (DSC) bestimmt werden.
Das Molekulargewicht und die Hydroxylzahl des Polytrimethylenetherpolyols werden gemäß ASTM E222 ermittelt.
Die Molekulargewichte Mw und Mn und die Polydispersität (Mw/Mn) des Acrylpolymers und anderer Polymere werden mittels GPC (GelpermeationsChromatographie) unter Verwendung von Polystyrol als Standard und Tetrahydrofuran als Lösemittel bestimmt.
Der Haftungstest wird auf der Grundlage der ASTM D-1541 bestimmt.
Die Wasserlöslichkeit von dem Polytrimethylenetherpolyol kann mittels Mischen gleicher Volumina von einem Polytrimethylenetherpolyol und von Wasser in einem Reagenzröhrchen und anschließendem stillen Stehenlassen für eine Zeitspanne in einem Bereich von 5 bis 20 Minuten bestimmt werden. Wenn das Polytrimethylenetherpolyol und das Wasser sich in Schichten abtrennen, dann kann das Polytrimethylenetherpolyol als hydrophob festgelegt werden. Wenn sich keine separaten Schichten bilden, kann das Polytrimethylenetherpolyol als hydrophil festgelegt werden.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird ferner in den folgenden Beispielen definiert. Es sollte verstanden werden, dass diese Beispiele, obwohl sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind, nur zur Veranschaulichung angegeben werden. Aus der vorangehenden Diskussion und diesen Beispielen kann der Fachmann die wesentlichen Eigenschaften dieser Erfindung ermitteln und ohne vom Geist und Umfang davon abzuweichen, verschiedene Änderungen und Modifikationen der Erfindung machen, um sie verschiedenen Verwendungen und Bedingungen anzupassen.

Die Grundierungs-Beschichtungszusammensetzungen wurden auf der Grundlage der Tabelle 1 hergestellt. Die Grundierungen wurden auf Testplatten aufgetragen, die aus gestrahltem Stahl hergestellt worden waren, erhältlich von East Coast Steel Inc, Columbia, SC 29290, USA, um eine Grundierungsschicht mit einer Trockendicke in einem Bereich von 50 bis 100 Mikrometern zu bilden. Die Grundierungsschichten wurden für 24 Stunden gehärtet. Tabelle 1. Beschichtungszusammensetzungen (Gewicht in Gramm). s und Eigenschaften.

	Vergl. -Bsp. 1	Vergl. -Bsp. 1	Vergl. -Bsp. 1	Vergl. -Bsp. 1	Beispiel 1	Beispiel 2
Wasserbasierende Grundierung ¹	100	95	90	0	95	90
Lösemittelhaltige Grundierung ²	0	0	0	90	0	0
Propylenglykolmethylether ³	0	5	0	0	0	0
Hydrophobes Polytrimethylenetherdiol ⁴	0	0	0	10	5	10
Arcol® PPG 20005	0	0	10	0	0	0
Gesamtgewicht	100	100	100	100	100	100

1. Das wasserbasierende Beschichtungsbindemittel war Imron® 1.5 PR™ (wasserbasierende 1-Komponenten-Grundierung), erhältlich von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA unter den entsprechenden Handelsmarken und eingetragenen Warenzeichen. Imron® 1.5 PR™ enthält ungefähr 55 % Wasser und kann weiter mit Wasser verdünnt werden, um die Viskosität einzustellen. Das spezifische Gewicht von Imron® 1 .5 PR™ beträgt ungefähr 9,6 kg/Gallone (1,15 kg/Liter) bei 55 % Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht von Imron® 1.5 PR™.
2. Das lösemittelhaltige Beschichtungsbindemittel war Tufcote® 3.5 PR™ (lösemittelhaltige 1-Komponenten-Grundierung), erhältlich von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA unter den entsprechenden Handelsmarken und eingetragenen Warenzeichen.
3. Propylenglykolmethylether ist als Dowanol PM Propylenglykolmethylether von Dow Chemical, Midland, Ml, USA, unter der entsprechenden Handelsmarke erhältlich.
4. Das verwendete hydrophobe Polytrimethylenetherdiol war Cerenol® H-2000, erhältlich von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA unter den entsprechenden Handelsmarken und eingetragenen Warenzeichen.
5. Arcol® PPG-2000 ist eine Verbindung mit sekundären Hydroxylgruppen, erhältlich von Bayer, Pittsburgh, PA, USA, unter den entsprechenden Handelsmarken und eingetragenen Warenzeichen.

Ein lösemittelhaltiges Topcoat 9T01™, erhältlich von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, USA, unter der entsprechenden Handelsmarke, wurde auf die getrockneten Grundierungsschichten aufgetragen und für 24 Stunden bei ungefähr 20 °C gehärtet. Der Härtetest wurde gemäß ASTM D4366 durchgeführt. Der Haftungstest wurde gemäß ASTM D-1541 durchgeführt. Tabelle 2. Beschichtungseigenschaften.

	Vergl. -Bsp. 1	Vergl. -Bsp. 1	Vergl. -Bsp. 1	Vergl. -Bsp. 1	Beispiel 1	Beispiel 2
Persoz-Härte [Sek]	60	52	12	30	30	20
Haftung zwischen der Grundierungsschicht und der Decklackschicht	2	2	1	3	5	5

Wie vorangehend gezeigt, wiesen die Beschichtungszusammensetzungen der Beispiele der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Zwischenschichthaftung auf. Die Lackschichten besaßen auch eine verbesserte Gesamtflexibilität. Das hydrophobe Polytrimethylenetherdiol zeigte keine Verbesserung in einem lösemittelhaltigen Beschichtungsbindemittel.

Claims

Beschichtungszusammensetzung, umfassend: A1) eine Beschichtungsbindemittelkomponente, die ein oder mehrere filmbildende Polymere umfasst; A2) ein Polytrimethylenetherpolyol, das eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen umfasst; wobei das Polytrimethylenetherpolyol hydrophob ist; die Beschichtungsbindemittelkomponente in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsbindemittelkomponente bezogen ist; und die Beschichtungszusammensetzung in Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen ist, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen reagieren, um eine vernetzte Struktur zu bilden, wobei das molare Verhältnis der vernetzenden funktionellen Gruppen/vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen des Polytrimethylenetherpolyols in einem Bereich von 0 bis 0,5 liegt.
Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Polytrimethylenetherpolyol ein Mn in einem Bereich von 500 bis 10.000, ein Tg von ungefähr -77 °C und eine Hydroxylzahl in einem Bereich von 10 bis 225 aufweist.
Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Beschichtungsbindemittelkomponente eine wasserbasierende 1K-Beschichtungszusammensetzung ist.
Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, die ferner ein oder mehrere Pigmente, ein oder mehrere Lösemittel, Ultraviolettlicht-Stabilisatoren, Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel, Antioxidationsmittel, gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren, Verlaufmittel, Rheologiemittel, Verdickungsmittel, Antischaummittel, Benetzungsmittel, Katalysatoren oder eine Kombination daraus umfasst.
Mehrschichtlackierung, gebildet auf einem Substrat, wobei die Mehrschichtlackierung umfasst: B1) eine erste Lackschicht, die über dem Substrat von einer ersten Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, umfassend: A1) eine Beschichtungsbindemittelkomponente, umfassend ein oder mehrere filmbildende Polymere; A2) ein Polytrimethylenetherpolyol, das eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen aufweist; wobei das Polytrimethylenetherpolyol hydrophob ist; die Beschichtungsbindemittelkomponente in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsbindemittelkomponente bezogen ist; und die erste Beschichtungszusammensetzung im Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen ist, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen reagieren, um eine vernetzte Struktur zu bilden; und wobei das molare Verhältnis der vernetzenden funktionellen Gruppen/vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen des Polytrimethylenetherpolyols in einem Bereich von 0 bis 0,5 liegt; und B2) eine zweite Lackschicht, die über der ersten Lackschicht aus einer zweiten Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, umfassend: (b1) eine vernetzbare Komponente, die ein oder mehrere nachfolgend filmbildende Polymere umfasst, welche eine oder mehrere nachfolgend vernetzbare funktionelle Gruppen umfassen; (b2) eine vernetzende Komponente, die eine oder mehrere vernetzende funktionelle Gruppen umfasst, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und den nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen reagieren; wobei das eine oder die mehreren filmbildenden Polymere und das eine oder die mehreren nachfolgend filmbildenden Polymere identisch oder unterschiedlich sind und die vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und die nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen identisch oder unterschiedlich sind.
Mehrschichtlackierung nach Anspruch 5, wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung ausgewählt ist aus einer wasserbasierenden 2K-Beschichtungszusammensetzung oder einer lösemittelhaltigen 2K-Beschichtungszusammensetzung.
Mehrschichtlackierung nach Anspruch 5, wobei die erste Lackschicht eine Grundierungsschicht oder eine Basislackschicht ist.
Mehrschichtlackierung nach Anspruch 5, ferner umfassend: B3) eine dritte Lackschicht, die über der zweiten Lackschicht aus einer dritten Beschichtungszusammensetzung gebildet wird; und wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung und die dritte Beschichtungszusammensetzung identisch oder unterschiedlich sind.
Mehrschichtlackierung nach Anspruch 5, wobei die Vernetzungskomponente eine oder mehrere vernetzende isocyanatfunktionelle Gruppen umfasst.
Mehrschichtlackierung nach Anspruch 5, wobei das Polytrimethylenetherpolyol ein Mn in einem Bereich von 500 bis 10.000, ein Tg von ungefähr -77 °C und eine Hydroxylzahl in einem Bereich von 10 bis 225 aufweist.
Mehrschichtlackierung nach einem der Ansprüche 5, 6, 7, 8, 9 oder 10, wobei das Substrat ein Fahrzeug, ein Fahrzeugteil oder eine Kombination davon ist.
Verfahren zum Bilden einer Mehrschichtlackierung auf einem Substrat, wobei das Verfahren die Schritte umfasst von: C1) Auftragen einer ersten Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat, um eine erste Lackschicht zu bilden, wobei die erste Beschichtungszusammensetzung umfasst: A1) eine Beschichtungsbindemittelkomponente, umfassend ein oder mehrere filmbildende Polymere; A2) ein Polytrimethylenetherpolyol, das eine oder mehrere vernetzbare funktionelle Hydroxylgruppen aufweist; wobei das Polytrimethylenetherpolyol hydrophob ist; die Beschichtungsbindemittelkomponente in einem Bereich von 20 % bis 90 % Wasser umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsbindemittelkomponente bezogen ist; und die erste Beschichtungszusammensetzung in Wesentlichen frei von vernetzenden funktionellen Gruppen ist, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen reagieren, um eine vernetzte Struktur zu bilden; und wobei das molare Verhältnis der vernetzenden funktionellen Gruppen/vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen des Polytrimethylenetherpolyols in einem Bereich von 0 bis 0,5 liegt; C2) Auftragen einer zweiten Beschichtungszusammensetzung über die erste Lackschicht, um eine zweite Lackschicht zu bilden, wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung umfasst: (b1) eine vernetzbare Komponente, die ein oder mehrere nachfolgend filmbildende Polymere umfasst, welche eine oder mehrere nachfolgend vernetzbare funktionelle Gruppen umfassen; (b2) eine vernetzende Komponente, die eine oder mehrere vernetzende funktionelle Gruppen umfasst, die mit den vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und den nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen reagieren; wobei das eine oder die mehreren filmbildenden Polymere und das eine oder die mehreren nachfolgend filmbildenden Polymere identisch oder unterschiedlich sind und die vernetzbaren funktionellen Hydroxylgruppen und die nachfolgend vernetzbaren funktionellen Gruppen identisch oder unterschiedlich sind.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung ausgewählt ist aus einer wasserbasierenden 2K-Beschichtungszusammensetzung oder einer lösemittelhaltigen 2K-Beschichtungszusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste Lackschicht eine Grundierungsschicht oder eine Basislackschicht ist.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner den Schritt des Härtens der ersten Lackschicht und der zweiten Lackschicht nacheinander oder gleichzeitig umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend den Schritt: C3) Auftragen einer dritten Beschichtungszusammensetzung über der zweiten Lackschicht, um eine dritte Lackschicht zu bilden; und wobei die zweite Beschichtungszusammensetzung und die dritte Beschichtungszusammensetzung identisch oder unterschiedlich sind.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die zweite Lackschicht eine Basislackschicht ist, die aus einer 2K-Basislack-Beschichtungszusammensetzung gebildet ist und die dritte Lackschicht eine Klarlackschicht ist, die aus einer Klarlack-Beschichtungszusammensetzung gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend den Schritt des Härtens der ersten Lackschicht, der zweiten Lackschicht und der dritten Lackschicht nacheinander oder das Härten von zwei oder mehr von der ersten Lackschicht, der zweiten Lackschicht und der dritten Lackschicht gleichzeitig.