DE112013002445T5

DE112013002445T5 - Wässrige Beschichtungszusammensetzung, die stabilisierte Farbpigmente aufweist

Info

Publication number: DE112013002445T5
Application number: DE201311002445
Authority: DE
Inventors: An-Gong Yeh
Original assignee: Coatings Foreign IP Co LLC
Current assignee: Axalta Coating Systems GmbH
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2015-02-26
Also published as: CN104302709A; WO2013170007A1; US20150119514A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung ist auf eine Beschichtungszusammensetzung gerichtet, die eine stabilisierte Farbpigmentdispersion umfasst. Diese Offenbarung ist des Weiteren auf eine Beschichtungszusammensetzung gerichtet, die eine stabilisierte Farbpigmentdispersion und metallische Pigmente, wie beispielsweise Aluminiumflocken, umfasst. Die stabilisierte Farbpigmentdispersion kann mindestens ein phosphatiertes Polymer umfassen. Die Beschichtungszusammensetzung kann auf einem Substrat aufgetragen werden, um eine Beschichtungsschicht zu bilden, die beständige Farb- und metallische, visuelle Effekte aufweist. Die Beschichtungszusammensetzung kann für Fahrzeugbeschichtungen, wie OEM- oder Neulackierbeschichtungen, Gerätebeschichtungen oder andere Industrie- oder Verbraucherbeschichtungsanwendungen verwendet werden.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Offenbarung ist auf eine stabilisierte Farbpigmentdispersion gerichtet. Diese Offenbarung ist des Weiteren auf eine Beschichtungszusammensetzung gerichtet, die die stabilisierte Farbpigmentdispersion und metallische Pigmente, wie beispielsweise Aluminiumflocken, umfasst.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Metallische Pigmente, wie beispielsweise Aluminiumflockenpigmente, in Beschichtungszusammensetzungen können in Lackierungen, wie beispielsweise Außenlackierungen für Fahrzeuge und Lastwagen, zum Versehen der Lackierungen mit metallischem Glanz verwendet werden. Es treten relativ wenige Probleme bei der Zugabe dieser metallischen Flocken durch herkömmliche Verfahren zu Beschichtungszusammensetzungen auf Lösungsmittelbasis auf. Bei Zusammensetzungen auf Wasserbasis können die metallischen Flocken, insbesondere Aluminiumflocken, jedoch mit Wasser und anderen Bestandteilen, die in der Beschichtungszusammensetzung vorliegen, reagieren, wodurch eine Flockenverschlechterung verursacht wird, und sie können das Entwickeln von Gas verursachen, und Lackierungen, die mit derartigen Beschichtungen gebildet werden, weisen eine reduzierte Leuchtkraft und/oder Farbsattheit auf.
Beschichtungen, die stabile metallische Pigmente für die Langszeitstabilität und Verhinderung von Ausgasen aufweisen, sind immer noch gefragt.
OFFENBARUNGSERKLÄRUNG
Diese Erfindung ist auf eine stabilisierte Farbpigmentdispersion gerichtet umfassend:

a) mindestens ein phosphatiertes Polymer;
b) ein oder mehrere Farbpigmente, die in dem phosphatierten Polymer stabilisiert sind, wobei ein oder mehrere Farbpigmente ein oder mehrere Oxidfarbpigmente umfassen und im Wesentlichen frei von metallischen Pigmenten sind; und
c) einen wässrigen Träger;

Diese Erfindung ist des Weiteren auf eine wässrige Beschichtungszusammensetzung gerichtet, umfassend:

A1) die hier offenbarte stabilisierte Farbpigmentdispersion;
A2) ein oder mehrere metallische Pigmente; und
A3) eine Beschichtungsbindemittelkomponente; wobei

Diese Erfindung ist des Weiteren auf ein Verfahren zum Bilden einer Beschichtungszusammensetzung gerichtet, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des:

B1) Bildens einer stabilisierten Farbpigmentdispersion durch Stabilisieren eines oder mehrerer Farbpigmente mit mindestens einem phosphatierten Polymer in einem wässrigen Träger, wobei das eine oder die mehreren Farbpigmente ein oder mehrere Oxidfarbpigmente umfasst/umfassen und im Wesentlichen von metallischen Pigmenten frei ist/sind, wobei die stabilisierte Farbpigmentdispersion Wasser in einem Bereich von 20% bis 80% umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der stabilisierten Farbpigmentdispersion bezogen ist; und
B2) Mischens der stabilisierten Farbpigmentdispersion mit einer Beschichtungsbindemittelkomponente und einem oder mehreren Aluminiumpigmenten, um die Beschichtungszusammensetzung zu bilden.

Diese Erfindung ist des Weiteren auf ein Beschichtungsverfahren zum Beschichten eines Substrats mit einer Beschichtungszusammensetzung gerichtet, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des:

C1) Bereitstellens der Beschichtungszusammensetzung, die hier offenbart wird; und
C2) Auftragens der Beschichtungszusammensetzung über das Substrat, um eine nasse metallische Farblackschicht darauf zu bilden.

GENAUE BESCHREIBUNG
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von denjenigen mit durchschnittlichem Fachwissen beim Lesen der folgenden genauen Beschreibung leichter verstanden. Man sollte sich im Klaren darüber sein, dass gewisse Merkmale der Erfindung, die der Klarheit halber oben und unten im Zusammenhang mit einzelnen Ausführungsformen beschrieben sind, auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform bereitgestellt werden können. Umgekehrt können verschiedene Merkmale der Erfindung, die der Kürze halber im Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben sind, auch einzeln oder in einer beliebigen Subkombination bereitgestellt werden. Außerdem können Bezugnahmen auf den Singular auch den Plural einschließen (beispielsweise kann „ein” und „eine” sich auf eines oder eines oder mehrere beziehen), es sei denn, der Zusammenhang gibt spezifisch etwas anderes an.
Die Verwendung von Zahlenwerten in den verschiedenen in dieser Anmeldung angegebenen Bereichen sind als Annäherungswerte angegeben, es sei denn, es wird ausdrücklich etwas anderes angezeigt, wie wenn den Mindest- und Höchstwerten innerhalb der angegebenen Bereiche das Wort „etwa” vorausginge. Auf diese Weise können geringe Variationen oberhalb und unterhalb der angegebenen Bereiche zum Erreichen im Wesentlichen derselben Ergebnisse wie Werte innerhalb der Bereiche benutzt werden. Auch ist die Offenbarung dieser Bereiche als kontinuierlicher Bereich einschließlich jedes Werts zwischen den Mindest- und Höchstwerten, beabsichtigt.
Wie hier benutzt:
bedeutet der Ausdruck „Farbstoff” ein Farbmittel oder mehrere Farbmittel, die Farbe oder Farben erzeugt/erzeugen und gewöhnlich in einer Beschichtungszusammensetzung löslich ist/sind.
Der Ausdruck „Farbpigment” oder „Farbpigmente”, der hier benutzt wird, bezieht sich auf ein Farbmittel oder mehrere Farbmittel, die Farbe oder Farben erzeugen und gewöhnlich in der Beschichtungszusammensetzung nicht löslich ist/sind. Ein Farbpigment kann aus natürlichen und synthetischen Quellen stammen und aus organischen oder anorganischen Bestandteilen hergestellt sein.
Der Ausdruck „Effektpigment” oder „Effektpigmente” bezieht sich auf Pigmente, die spezielle Effekte in einer Beschichtung erzeugen. Beispiele von Effektpigmenten können lichtabsorbierendes Pigment, lichtstreuende Pigmente, Lichtinterferenzpigmente und lichtreflektierende Pigmente umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Metallische Flocken, beispielsweise Aluminiumflocken, können Beispiele derartiger Effektpigmente sein. Der Ausdruck „gonioapparente Flocken”, „gonioapparentes Pigment” oder „gonioapparente Pigmente” bezieht sich auf ein Pigment oder Pigmente, das/die eine Farbänderung, das Aussehen oder eine Kombination davon mit Änderungen im Belichtungswinkel oder Betrachtungswinkel betreffen. Metallische Flocken, wie beispielsweise Aluminiumflocken, sind Beispiele von gonioapparenten Pigmenten. Interferenzpigmente oder Perleffektpigmente können weitere Beispiele von gonioapparenten Pigmenten sein.
Der Ausdruck „metallisches Pigment”, „metallische Pigmente”, „Metallpigment” oder „Metallpigmente” bezieht sich auf Teilchen oder Flocken von nichtoxidiertem Metall oder nichtoxidierten Legierungen, das/die als Effektpigmente zum Erzeugen von Spezialeffekten in Beschichtungen verwendet wird/werden. Beispiele von metallischen Pigmenten können metallische Flocken oder Teilchen, wie beispielsweise Aluminiumflocken oder -teilchen, umfassen.
Der Ausdruck „Oxidfarbpigmente” oder „Metalloxidfarbpigmente” bezieht sich auf natürliche oder synthetische Oxidpigmente, die Verbindungen sind, die Sauerstoff enthalten. Beispielsweise können Metalloxidfarbpigmente Eisenoxide oder hydratisierte Eisenoxide umfassen, die chemische Verbindungen sind, die aus Eisen und Sauerstoff bestehen und verschiedene Farben aufweisen können, wie beispielsweise gelbes Oxid (Fe₂O₃·H₂O), braunes Oxid (Fe₂O₃·xFeO), schwarzes Oxid (Fe₂O₄) oder rotes (Fe₂O₃), je nach den Zusammensetzungen. Andere Oxide, wie beispielsweise Siliciumoxide, Manganoxide, Aluminiumoxide, Calciumoxide oder Magnesiumoxide können ebenfalls eingeschlossen sein. Die „Oxidfarbpigmente” oder „Metalloxidfarbpigmente” können natürlich vorliegen oder durch ein Syntheseverfahren hergestellt werden.
Diese Offenbarung ist auf eine stabilisierte Farbpigmentdispersion gerichtet. Die stabilisierte Farbpigmentdispersion umfasst:

a) mindestens ein phosphatiertes Polymer;
b) ein oder mehrere Farbpigmente, die in dem phosphatierten Polymer stabilisiert sind, wobei das eine oder die mehreren Farbpigmente ein oder mehrere Oxidfarbpigmente umfasst/umfasssen und im Wesentlichen frei von metallischen Pigmenten ist/sind; und
c) einen wässrigen Träger;

Das phosphatierte Polymer kann ein phosphatiertes Pfropfcopolymer, ein phosphatiertes Blockcopolymer, ein phosphatiertes lineares Polymer, ein phosphatiertes verzweigtes Polymer oder eine Kombination davon sein.
Das phosphatierte Polymer kann in einem Beispiel ein phosphatiertes lineares Polymer, das aus ungesättigten Monomeren polymerisiert ist, ein phosphatiertes Pfropfcopolymer in einem anderen Beispiel, ein phosphatiertes Blockcopolymer in noch einem anderen Beispiel, ein phosphatiertes verzweigtes Copolymer in noch einem anderen Beispiel oder eine Kombination davon sein. Das phosphatierte Polymer kann des Weiteren eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfassen ausgewählt unter Hydroxylgruppen, Epoxygruppen, Carboxylgruppen oder einer Kombination davon. In einem weiteren Beispiel kann Phosphatstyrol-Allylalkohol-Copolymer, das in der US-Patentschrift Nr. 4,675,358 offenbart ist, geeignet sein. In noch einem weiteren Beispiel kann Phosphatpfropfcopolymer, das in der US-Patentschrift Nr. 5,502,113 offenbart ist, geeignet sein.
Das eine oder die mehreren Farbpigmente wird/werden in dem phosphatierten Polymer typischerweise durch Mischen stabilisiert. Das eine oder die mehreren Farbpigmente kann/können ein oder mehrere Oxidfarbpigmente umfassen und ist/sind im Wesentlichen von metallischen Pigmenten frei. Bei „im Wesentlichen frei” kann/können das eine oder die mehreren Farbpigmente geringe Mengen an metallischen Pigmenten, typischerweise weniger als 1% der metallischen Pigmente, umfassen, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Farbpigmente bezogen ist. Das eine oder die mehreren Farbpigmente kann/können verschiedene Farben aufweisen und kann/können natürlich hergestellt oder durch ein Syntheseverfahren angefertigt werden. Das eine oder die mehreren Farbpigmente kann/können ein oder mehrere Eisenoxidfarbpigmente umfassen. Andere Metalloxide, Nichtoxid- oder organische Farbpigmente wie beispielsweise Siliciumoxid, Titanoxide, organische Azopigmente, Kupferphthalocyanin, Ruß, Ton oder eine Kombination davon können ebenfalls integriert werden. Das eine oder die mehreren Farbpigmente kann/können ein oder mehrere Eisenoxidfarbpigmente in einem Bereich von 5% bis 100% in einem Beispiel, 10% bis 100% in einem anderen Beispiel, 20% bis 100% in noch einem anderen Beispiel, 50% bis 100% in noch einem anderen Beispiel, 70% bis 100% in noch einem anderen Beispiel, 90% bis 100% in noch einem anderen Beispiel umfassen. Das eine oder die mehreren Eisenoxidfarbpigmente kann/können verschiedene Farben aufweisen und kann/können natürlich hergestellt oder durch ein Syntheseverfahren angefertigt sein. Die hier offenbarten Verfahren und Zusammensetzungen sind für Farbpigmente, die ein oder mehrere Eisenoxide umfassen, besonders geeignet.
Das eine oder die mehreren Farbpigmente kann/können zuerst in Gegenwart von Wasser durch ein Verfahren, das den Fachleuten bekannt ist, unter Bildung einer Farbdispersion dispergiert werden. Die Farbdispersion kann Wasser in einem Bereich von 20% bis 80% umfassen, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Farbdispersion bezogen ist. Die Farbdispersion kann mit dem phosphatierten Polymer gemischt werden, um die stabilisierte Farbpigmentdispersion zu bilden.
Die stabilisierte Farbpigmentdispersion kann des Weiteren ein oder mehrere organische Lösungsmittel umfassen. Typische organische Lösungsmittel, die für Beschichtungsanwendungen geeignet sind, können geeignet sein. Wasserlösliche oder mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel können bevorzugt werden.
Diese Offenbarung ist des Weiteren auf eine wässrige Beschichtungszusammensetzung gerichtet. Die wässrige Beschichtungszusammensetzung umfasst:

A1) die stabilisierte Farbpigmentdispersion, die hier offenbart ist;
A2) ein oder mehrere metallische Pigmente; und
A3) eine Beschichtungsbindemittelkomponente; wobei

Das eine oder die mehreren metallischen Pigmente kann/können Aluminiumpigmente, wie beispielsweise eines oder mehrere von Aluminiumflocken oder -teilchen, umfassen. Die Aluminiumflocken oder -teilchen können verschiedene Gestalten, Typen, Größen oder eine Kombination davon aufweisen. Typischerweise können Aluminiumflocken oder -teilchen in Gestalten, Typen oder Größen vorliegen, die für Beschichtungsanwendungen als Effektpigmente geeignet sind.
Die stabilisierte Farbpigmentdispersion, das eine oder die mehreren metallischen Pigmente und die Beschichtungsbindemittelkomponente können gemischt werden, um die Beschichtungszusammensetzung zu bilden. In einem Beispiel können die stabilisierte Farbpigmentdispersion und die Beschichtungsbindemittelkomponente zuerst gemischt werden und dann kann/können das eine oder die mehreren metallischen Pigmente zugegeben werden, um die Beschichtungszusammensetzung zu bilden. Bei einem anderen Beispiel können die stabilisierte Farbpigmentdispersion und das eine oder die mehreren metallischen Pigmente zuerst gemischt werden und die Beschichtungsbindemittelkomponente kann dann zugegeben werden, um die Beschichtungszusammensetzung zu bilden. In noch einem anderen Beispiel können die stabilisierte Farbpigmentdispersion, das eine oder die mehreren metallischen Pigmente und die Beschichtungsbindemittelkomponente gleichzeitig gemischt werden, um die Beschichtungszusammensetzung zu bilden.
Die Farbdispersion kann mit dem phosphatierten Polymer gemischt werden, um die stabilisierte Farbpigmentdispersion zu bilden, und dann noch weiter mit der Beschichtungsbindemittelkomponente gemischt werden, um die wässrige Beschichtungszusammensetzung zu bilden.
Die Beschichtungsbindemittelkomponente kann ein oder mehrere Acrylpolymere, Polyesterpolymere, Latexpolymere, Polyurethanpolymere oder eine Kombination davon umfassen. Typische Polymere, die für Beschichtungsanwendungen geeignet sind, können geeignet sein. Die Beschichtungsbindemittelkomponente kann eine oder mehrere funktionelle Gruppen ausgewählt unter Hydroxylgruppen, Epoxygruppen, Carboxylgruppen oder einer Kombination davon, typischerweise eines oder mehrerer der oben erwähnten Polymere, die in der Beschichtungsbindemittelkomponente vorliegen, umfassen.
Die wässrige Beschichtungszusammensetzung kann des Weiteren ein oder mehrere organische Lösungsmittel umfassen. Typische organische Lösungsmittel, die für Beschichtungsanwendungen geeignet sind, können geeignet sein. Wasserlösliche oder mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel können bevorzugt werden.
Die wässrige Beschichtungszusammensetzung kann des Weiteren ein oder mehrere herkömmliche Pigmente, Beschichtungszusatzmittel oder eine Kombination davon umfassen. Beispiele derartiger Zusatzmittel können Benetzungsmittel, Egalisier- und Verlaufmittel, beispielsweise Resiflor^®S (Polybutylacrylat), BYK^® 320 und 325 (hochmolekulare Polyacrylate), BYK^® 347 (mit Polyether modifiziertes Siloxan) unter den jeweilig eingetragenen Warenzeichen, Egalisiermittel auf der Basis von (Meth)acrylhomopolymeren; Rheologiereguliermittel; Verdickungsmittel, wie beispielsweise teilweise vernetzte Polycarbonsäure oder Polyurethane; und Antischäumungsmittel umfassen. Die Zusatzmittel können in herkömmlichen Mengen, die den Fachleuten bekannt sind, verwendet werden.
Diese Offenbarung ist des Weiteren auf einen beschichteten Artikel gerichtet, der ein Substrat und eine metallische Farbbeschichtungsschicht umfasst, die auf dem Substrat aus der hier offenbarten Beschichtungszusammensetzung gebildet wird. Das Substrat kann ein Fahrzeug, Fahrzeugteil oder eine Kombination davon sein. Das Substrat kann auch andere Industrie- oder Verbraucherartikel, wie beispielsweise Geräte, Elektrowerkzeuge, Möbel, Schienen, Behälter usw. sein.
Die metallische Farbbeschichtungsschicht kann schichtförmig über mindestens einer Grundierbeschichtungsschicht aufgetragen werden, die schichtförmig über das Substrat aufgetragen worden ist. In einem Beispiel kann ein Substrat zuerst mit einer oder mehreren Grundiermittelschichten beschichtet werden und dann daraufhin über der Grundiermittelschicht mit der wässrigen Beschichtungszusammensetzung, die hier offenbart wird, beschichtet werden.
Diese Offenbarung ist selbst noch weiter auf ein Verfahren zum Bilden einer Beschichtungszusammensetzung gerichtet. Das Verfahren kann die Schritte umfassen des:

Bei dem oben erwähnten Verfahren kann das phosphatierte Polymer ein phosphatiertes Pfropfcopolymer, ein phosphatiertes Blockcopolymer, ein phosphatiertes lineares Polymer, ein phosphatiertes verzweigtes Polymer oder eine Kombination davon, wie vorher beschrieben, sein. Das phosphatierte Polymer kann des Weiteren eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfassen ausgewählt unter Hydroxylgruppen, Epoxygruppen, Carboxylgruppen oder einer Kombination davon.
Wie oben erwähnt kann/können das eine oder die mehreren Farbpigmente auch in die oben erwähnten Farbdispersion dispergiert werden. Die Farbdispersion kann dann mit dem phosphatierten Polymer gemischt werden, um die stabilisierte Farbpigmentdispersion zu bilden, und noch weiter mit der Beschichtungsbindemittelkomponente gemischt werden, um die wässrige Beschichtungszusammensetzung zu bilden.
Das Verfahren kann des Weiteren den Schritt des Mischens einer oder mehrerer organischer Lösungsmittel in die Beschichtungszusammensetzung umfassen. Die oben erwähnten organischen Lösungsmittel können geeignet sein.
Das eine oder die mehreren Farbpigmente kann/können ein oder mehrere Eisenoxidfarbpigmente, wie vorher beschrieben, umfassen.
Diese Offenbarung ist des Weiteren auf ein Beschichtungsverfahren zum Beschichten eines Substrats mit einer Beschichtungszusammensetzung gerichtet. Das Beschichtungsverfahren kann die Schritte umfassen des:

C1) Bereitstellens der hier offenbarten Beschichtungszusammensetzung; und
C2) Auftragens der Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat, um eine nasse metallische Farblackschicht darauf zu bilden.

Bei einem Beispiel kann eine beliebige der oben erwähnten Beschichtungszusammensetzungen geeignet sein. Bei einem anderen Beispiel kann eine beliebige der oben erwähnten Beschichtungszusammensetzungen, die durch die oben erwähnten Verfahren hergestellt werden, geeignet sein.
Das Beschichtungsverfahren kann des Weiteren die Schritte umfassen des:

C3) Aushärtens der nassen metallischen Farblackschicht, um eine trockene metallische Farblackschicht auf dem Substrat zu bilden.

Die Beschichtungsschicht kann bei einer Umgebungstemperatur in einem Bereich von 15°C bis 45°C, einer erhöhten Temperatur in einem Bereich von 45°C bis 250°C oder einer Kombination davon ausgehärtet werden. Bei einem Beispiel kann eine Beschichtung, wie beispielsweise eine Neulackierungsbeschichtung, bei der oben erwähnten Umgebungstemperatur ausgehärtet werden. Bei einem anderen Beispiel kann eine Beschichtung, wie beispielsweise eine OEM(Erstherstellungs-)Beschichtung, bei der oben erwähnten erhöhten Temperatur ausgehärtet werden. Bei noch einem anderen Beispiel kann eine Beschichtung für eine bestimmte Zeitspanne, wie beispielsweise einige wenige Minuten bis einige wenige Stunden, bei Umgebungstemperatur ausgehärtet werden, gefolgt vom Aushärten bei erhöhter Temperatur.
Das Beschichtungsverfahren kann des Weiteren die Schritte umfassen des:

C4) Auftragens einer klaren Beschichtungszusammensetzung auf der nassen metallischen Farblackschicht, um eine nasse Klarlackschicht darauf zu bilden; und
C5) Aushärtens der nassen metallischen Farblackschicht und der nassen Klarlackschicht zu gleicher Zeit.

Nachdem jede nasse Lackschicht gebildet worden ist, kann ein wahlweiser Flash-Verdampfungsschritt durchgeführt werden, um einen Teil oder die gesamten Lösungsmittel zu entfernen. Bei einem Beispiel kann die Flash-Verdampfung nach Bilden einer nassen metallischen Farblackschicht durchgeführt werden. Bei einem anderen Beispiel können darauffolgende Beschichtungsschichten direkt auf einer vorherigen nassen Beschichtungsschicht ohne den Flash-Verdampfungsschritt aufgetragen werden. Die Beschichtungsschichten können zusammen bei einer Umgebungstemperatur in einem Bereich von 15°C bis 45°C, einer erhöhten Temperatur in einem Bereich von 45°C bis 250°C oder einer Kombination davon ausgehärtet werden.
Jede Beschichtungsschicht kann so aufgetragen werden, dass sie eine Dicke in einem Bereich von 0,1 mil bis 2 mil (etwa 2,5 bis 50 Mikron) aufweist.
Die Klarlackschicht kann des Weiteren dem Substrat Schutz bieten oder des Weiteren ein verbessertes Aussehen wie verbesserten Glanz verleihen. Typischer Klarlack kann geeignet sein. Bei einem Beispiel kann ein geeigneter Klarlack ChromaClear^®, das unter dem Handelsnamen oder dem eingetragenen Warenzeichen von E. I du Pont de Nemours and Company, Wilmington, USA, erhältlich ist, umfassen.
Das Substrat kann ein Fahrzeug, Fahrzeugteile oder eine Kombination davon sein.
Phosphatierte Polymere sind zum Bereitstellen einer Passivierung von metallischen Pigmenten, wie beispielsweise Aluminiumflocken, wie beispielsweise denjenigen, die in der am 23. Juni 1987 vergebenen US-Patentschrift Nr. 4,675,358 und der am 26. März 1996 vergebenen US-Patentschrift Nr. 5,502,113 offenbart sind, verwendet worden. Die Farbpigmente sind jedoch nicht passiviert.
Der Anmelder hat unerwarteterweise entdeckt, dass durch Passivieren der Farbpigmente, die im Wesentlichen frei von den metallischen Pigmenten sind, vor Mischen der passivierten Farbpigmente mit dem metallischen Pigment zu einer Beschichtungszusammensetzung, eine bessere Farbbeständigkeit und weniger Gasen, insbesondere bei wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, wie beispielsweise den Beschichtungszusammensetzungen, die Wasser in einem Bereich von 20% bis 80% umfassen, erreicht werden können.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird des Weiteren durch die folgenden Beispiele definiert. Man sollte sich im Klaren darüber sein, dass diese Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, jedoch nur zur Veranschaulichung aufgeführt sind. Aus der obigen Besprechung und diesen Beispielen kann ein Fachmann die wesentlichen Charakteristiken dieser Erfindung feststellen und ohne vom Geist und Umfang davon abzuweichen, verschiedene Änderungen und Modifikationen der Erfindung durchführen, um sie an verschiedene Anwendungen und Bedingungen anzupassen.
BEISPIEL A
Eine stabilisierte Farbpigmentdispersion A wurde durch Mischen einer Farbpigmentdispersion A mit einer phosphatierten Polymerlösung A Tabelle 1 entsprechend gebildet.

Die Farbpigmentdispersion A, die für dieses Beispiel verwendet wurde, ist von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE, USA, erhältlich und umfasst 38,77% Wasser und 27,50% rotes Eisenoxidpigment SICOTRANS^® RED L 2818 unter dem eingetragenen Warenzeichen von BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, Deutschland. Die Farbpigmentdispersion A war im Wesentlichen frei von metallischen Pigmenten. Tabelle 1. Stabilisierte Farbpigmentdispersion A (Gewichtsprozent)

		Gew.-%
Farbpigmentdispersion A		30,73
Phosphatiertes Polymer A:		64,00
Wasser	33,77%
10% DMEA (Dimethylethanolamin)	15,00%
Polyurethanemulsionsdispersion⁽¹⁾	7,03%
Phosphatpolymer A⁽²⁾	8,0%
Bakterizide und Fungizide⁽³⁾	0,2%
Zwischensumme	64,00%
Acrylpolymer⁽⁴⁾		2,10
10% DMEA		3,17
Insgesamt		100

(1) Die verwendete Polyurethanemulsionsdispersion war von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE, USA, erhältlich.
(2) Das verwendete Phosphatpolymer A war das phosphatierte Pfropfacrylpolymer, das in der US-Patentschrift Nr. 5,502,113 beschrieben ist.
(3) Die verwendeten Bakterizide und Fungizide waren MERGAL^® K10N, die unter den jeweiligen eingetragenen Warenzeichen von Troy Corporation, Florham Park, New Jersey, USA, erhältlich sind.
(4) Das verwendete Acrylpolymer war Rheotech 3000 Acrylpolymer, das von COATEX Inc., CHESTER, SC, USA, erhältlich ist.

Die phosphatierte Polymerlösung A wurde vor dem Mischen mit der Farbpigmentdispersion vorgemischt. Das Acrylpolymer, Rheotech 3000 und das Aminreduktionsmittel, Dimethylethanolamin, können fakultativ sein und wurden zum Verbessern der Pigmentfarbton-Lagerungsbeständigkeit eingearbeitet. Die Polyurethanemulsion wurde als Teil von Bindemitteln für den Farbgrundlack eingearbeitet und kann auf der Basis der Bindemittel der Beschichtung ausgewählt werden.

Die Farbbeschichtungszusammensetzung A war eine Farbbeschichtung, die eine metallische beige Farbe aufwies und wurde Tabelle 2 entsprechend hergestellt. Tabelle 2. Farbbeschichtungszusammensetzung A

Bestandteile	Gew.-%
Bindemittel 1⁽ ⁵ ⁾	10,55
Viskositätsausgleicher⁽⁶⁾	24,61
Aluminiumflocken⁽⁷⁾	53,10
Mattierungsmittel⁽⁸⁾	5,75
Rotes Transoxid⁽⁹⁾	4,86
Weißes LS⁽¹⁰⁾	0,79
Rotes Oxid⁽ ¹¹ ⁾	0,35
Insgesamt	100,00

Die Farbbeschichtungszusammensetzung A wurde so eingestellt, dass sie 50% bis 80% Wasser aufwies, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Farbbeschichtungszusammensetzung A bezogen ist. Die folgenden Cromax Pro^®-Komponenten, die von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE, USA, unter den jeweiligen Handelsnamen und eingetragenen Warenzeichen erhältlich sind, wurden zum Herstellen der Farbzusammensetzung A verwendet:

(5) WB2010^WZ;
(6) WB2030^WZ;
(7) WB1032^WZ;
(8) WB1050^WZ;
(9) die stabilisierte Farbpigmentdispersion A wurde wie oben hergestellt;
(10) WB02^WZ; und
(11) WB84^WZ.

BEISPIEL B
Die stabilisierte Farbpigmentdispersion B wurde durch Mischen einer Farbpigmentdispersion B mit einer phosphatierten Polymerlösung B Tabelle 3 entsprechend gebildet.

Die für dieses Beispiel verwendete Farbpigmentdispersion B ist von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE, USA, erhältlich und umfasst 47,05% Wasser und 14,25% rotes Eisenoxidpigment SICOTRANS^® RED L 2818, unter dem eingetragenen Warenzeichen von BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, Deutschland. Die Farbpigmentdispersion B war im Wesentlichen frei von metallischen Pigmenten. Tabelle 3. Stabilisierte Farbpigmentdispersion B (Gewichtsprozent)

		Gew.-%
Farbpigmentdispersion B		50,2
Phosphatiertes Polymer B:		47,7
Wasser	21,62%
10% DMEA (Dimethylethanolamin)	9,10%
Polyurethanemulsionsdispersion⁽¹⁾	12,78%
Phosphatpolymer B⁽¹²⁾	4,00
Bakterizide und Fungizide⁽³⁾	0,2%
Zwischensumme	47,7%
Acrylpolymer⁽⁴⁾		2,10
Insgesamt		100

(1), (3) und (4) sind gleich wie in Tabelle 1.
(12) Das verwendete Phosphatpolymer B war das phosphatierte Polymer, das in der US-Patentschrift Nr. 4,675,358 beschrieben ist.

Die phosphatierte Polymerlösung B wurde vor dem Mischen mit der Farbpigmentdispersion vorgemischt. Das Acrylpolymer, Rheotech 3000 und das Aminreduktionsmittel, Dimethylethanolamin, können fakultativ sein und wurden zum Verbessern der Pigmentfarbton-Lagerungsbeständigkeit eingearbeitet. Die Polyurethanemulsion wurde als Teil von Bindemitteln für den Farbgrundlack eingearbeitet und kann auf der Basis der Bindemittel der Beschichtung ausgewählt werden.

Die Farbbeschichtungszusammensetzung B war eine Farbbeschichtung, die eine metallische beige Farbe aufwies und wurde Tabelle 4 entsprechend hergestellt. Tabelle 4. Farbbeschichtungszusammensetzung B

Bestandteile	Gew.-%
Bindemittel 1⁽⁵⁾	10,55
Viskositätsausgleicher⁽⁶⁾	24,61
Aluminiumflocken⁽⁷⁾	53,10
Mattierungsmittel⁽⁸⁾	5,75
Rotes Transoxid⁽¹³⁾	4,86
Weißes LS⁽¹⁰⁾	0,79
Rotes Oxid⁽¹¹⁾	0,35
Insgesamt	100,00

Die Farbbeschichtungszusammensetzung B wurde so eingestellt, dass sie 50% bis 80% Wasser aufwies, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Farbbeschichtungszusammensetzung B bezogen ist.

(5)–(8) und (10)–(11): sind gleich in Tabelle 2.
(13) die stabilisierte Farbpigmentdispersion B wurde wie oben hergestellt.

VERGLEICHSBEISPIEL C

Die Vergleichsdispersion C wurde durch Mischen der Farbpigmentdispersion B mit Wasser, Polyurethanemulsion, Biozid und Verdickungsmittel Tabelle 5 entsprechend ohne phosphatierte Polymere hergestellt. Tabelle 5. Vergleichsdispersion C (Gewichtsprozent)

	Gew.-%
Farbpigmentdispersion B	50,20
Wasser 10% DMEA (Dimethylethanolamin) Polyurethanemulsionsdispersion⁽¹⁾ Bakterizide und Fungizide⁽³⁾	25,62 9,10 12,78 0,20
Acrylpolymer⁽ ⁴ ⁾	2,10
Insgesamt	100

(1), (3) und (4) sind gleich wie in Tabelle 1.

Die Vergleichsbeschichtungszusammensetzung C war eine farbige Beschichtung, die eine metallische beige Farbe aufwies und Tabelle 6 entsprechend hergestellt wurde. Tabelle 6. Vergleichsbeschichtungszusammensetzung C

Bestandteile	Gew.-%
Bindemittel 1⁽⁵⁾	10,55
Viskositätsausgleicher⁽⁶⁾	24,61
Aluminiumflocken⁽⁷⁾	53,10
Mattierungsmittel⁽⁸⁾	5,75
Rotes Transoxid⁽¹⁴⁾	4,86
Weißes LS⁽¹⁰⁾	0,79
Rotes Oxid⁽¹¹⁾	0,35
Insgesamt	100,00

Die Vergleichsbeschichtungszusammensetzung C wurde so eingestellt, dass sie 50% bis 80% Wasser aufwies, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der Vergleichsbeschichtungszusammensetzung bezogen ist.

(5)–(8) und (10)–(11): sind gleich wie in Tabelle 2.
gleich wie in Tabelle 2.
(14) Die oben hergestellte
Vergleichspigmentdispersion C.

FARBSÄTTIGUNG UND FARBBESTÄNDIGKEIT

Die Farbbeschichtungszusammensetzungen A, B und C wurden jeweils auf einzelne 4 Zoll × 12 Zoll große E-Lackplatten durch eine Sata Spritzpistole (3000 RP HVLP) mit einem Luftdruck von 30 psi gespritzt, um eine oder mehrere Schichten des entsprechenden Grundlacks auf jeder Platte zu bilden. Die Dicke des Grundlacks lag im Bereich von 0,4 bis 0,6 mil (etwa 10 bis 15 Mikron). Es wurde keine Flash-Verdampfung zwischen den Beschichtungen durchgeführt. Ein klarer Lack wurde über jeden Grundlack unter Anwendung von ChromaClear^® 72100S aufgetragen, das unter der Handelsbezeichnung oder dem eingetragenen Warenzeichen von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE, USA, erhältlich ist. Der Klarlack wurde über dem Grundlack aufgetragen, nachdem die letzte Beschichtung des Grundlacks vollständig flach geworden war. Die Beschichtungen wurden aufgetragen und bei Raumtemperatur in einem Bereich von 20°C bis 25°C getrocknet. Die Platten wurden getrocknet und dann bezüglich der anfänglichen Farbpositionen beurteilt. Ähnliche Spritzplatten wurden hergestellt, nachdem die Beschichtungszusammensetzungen im Regal für eine gewisse Zeitspanne, wie in Tabelle 7 aufgeführt, gelagert worden waren. Die Farben wurden unter Anwendung eines im Handel erhältlichen X-rite Instruments von X-Rite Incorporated, Grand Rapids, MI, USA, gemessen. Tabelle 7. Farbsättigung und Beständigkeit

Platten mit Beschichtungszusammensetzungen	Anfänglich		24 h		1 Woche
Platten mit Beschichtungszusammensetzungen	a	b	A	b	a	b
Beispiel 1 (Platte mit Farbbeschichtungszusammensetzung A)	2,7	11,4	3,0	11,0	2,9	10,7
Beispiel 2 (Platte mit Farbbeschichtungszusammensetzung B)	3,1	10,6	3,1	10,2	3,2	10,2
Vergleich 1 (Platte mit Vergleichsbeschichtungszusammensetzung C)	2,9	8,5	3,0	7,9	3,0	8,0

Die Vergleichsbeschichtungszusammensetzung C wies einen anfänglichen b-Wert oder einen Gelbstich von 8,5 auf, was 2 bis 3 Einheiten weniger gesättigt als die Beschichtungszusammensetzungen A und B war. Dieser Farbverlust war sichtbar und unerwünscht. Die Vergleichsbeschichtungszusammensetzung C wies ebenfalls einen Farbverlust nach 24 Stunden beim b-Wert von anfänglich 8,5 auf 7,9 nach 24 Stunden auf. Die Farbeschichtungszusammensetzungen A und B wiesen gesättigtere Farben ohne Farbverlust nach eine Woche langem Lagern der Farbeschichtungszusammensetzungen auf.
AUSGASUNGSSTABILITÄT

Die oben hergestellten stabilisierte Farbpigmentdispersionen A, B und die Vergleichsdispersion C wurden mit Aluminiumpigmenten Tabelle 8 entsprechend gemischt, um ihre Ausgasungsstabilität zu bestimmen. Tabelle 8. Mischungen von Dispersionen und Aluminiumpigmenten (Gew.-%)

	Bsp 3	Bsp 4	Bsp 5	Bsp 6	Vergleich 2	Vergleich 3
Stabilisierte Farbpigmentdispersion A⁽¹⁵⁾	30	30
Stabilisierte Farbpigmentdispersion B⁽¹⁶⁾			30	30
Vergleichsdispersion C⁽¹⁷⁾					30	30
Aluminiumpigmente 1⁽¹⁸⁾	10		10		10
Aluminiumpigmente 2⁽¹⁹⁾		10		10		10
Bindemittel I⁽⁵⁾	60	60	60	60	60	60
Insgesamt	100	100	100	100	100	100

(5) Gleich wie in Tabelle 2.
(15) Aus Beispiel A (Tabelle 1).
(16) Aus Beispiel B (Tabelle 3).
(17) Aus Vergleichsbeispiel C (Tabelle 5)
(18)–(19) Die verwendeten Aluminiumpigmente 1 waren WB1032^WZ und die verwendeten Aluminiumpigmente 2 waren WB1078^WZ, die alle als Cromax Pro^®-Komponenten von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE, USA, unter den jeweiligen Handelsbezeichnungen und eingetragenen Warenzeichen erhältlich sind.

Proben von 15 Gramm jeder der obigen Mischungen wurden als Triplikate in eine Phiole von 20 ml eingefüllt und dann mit einer Gummikappe verschlossen.

Die dicht abgeschlossenen Phiolen wurden 24 Stunden lang in einen Ofen von 40°C gestellt. Ein Nadeldruckluftmessgerät wurde dann in jede der dicht geschlossenen Phiolen zum Messen des Druckaufbaus eingeführt, nachdem die Phiolen aus dem Ofen genommen und auf die Raumtemperatur von etwa 25°C abgekühlt worden waren. Die als psig (Pfundkraft pro Quadratzoll) dreifach gemessenen Gasdruckdaten sind in Tabelle 9 gezeigt. Die Vergleichsdispersion C wies einen signifikanten Druckaufbau, wenn sie mit Aluminiumpigmenten gemischt wurde, aufgrund der Wasserstoffgaserzeugung durch Reaktionen von Aluminiumflocken und Eisenoxidpigmenten auf. Bei den stabilisierten Farbpigmentdispersionen A und B traten keine Gasbildungsprobleme auf. Tabelle 9. Ausgasungsdaten (psig).

	Probe 1	Probe 2	Probe 3
Beispiel 3	–1,32	–0,16	0,46
Beispiel 4	–0,14	0,34	–1,42
Beispiel 5	0,06	–0,92	–1,1
Beispiel 6	–1,16	–0,66	–0,64
Vergleich 2	8,08	6,2	13,22
Vergleich 3	–0,82	11,9	3,68

Claims

Stabilisierte Farbpigmentdispersion umfassend: a) mindestens ein phosphatiertes Polymer; b) ein oder mehrere Farbpigmente, die in dem phosphatierten Polymer stabilisiert sind, wobei ein oder mehrere Farbpigmente ein oder mehrere Oxidfarbpigmente umfasst/umfassen und im Wesentlichen frei von metallischen Pigmenten ist/sind; und c) einen wässrigen Träger; wobei die stabilisierte Farbpigmentdispersion Wasser in einem Bereich von 20% bis 80% umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der stabilisierten Farbpigmentdispersion bezogen ist.
Stabilisierte Farbpigmentdispersion nach Anspruch 1, wobei das phosphatierte Polymer ein phosphatiertes Pfropfcopolymer, ein phosphatiertes Blockcopolymer, ein phosphatiertes lineares Polymer, ein phospatiertes verzweigtes Polymer oder eine Kombination davon ist.
Stabilisierte Farbpigmentdispersion nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Farbpigmente ein oder mehrere Eisenoxidfarbpigmente umfasst/umfassen.
Stabilisierte Farbpigmentdispersion nach Anspruch 1, die des Weiteren ein oder mehrere organische Lösungsmittel umfasst.
Stabilisierte Farbpigmentdispersion nach Anspruch 1, wobei das phosphatierte Polymer des Weiteren eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfasst ausgewählt unter Hydroxylgruppen, Epoxygruppen, Carboxylgruppen oder einer Kombination davon.
Wässrige Beschichtungszusammensetzung umfassend: A1) die stabilisierte Farbpigmentdispersion von Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5; A2) ein oder mehrere metallische Pigmente; und A3) eine Beschichtungsbindemittelkomponente; wobei die stabilisierte Farbpigmentdispersion und das eine oder die mehreren metallische(n) Pigment(e) in der Beschichtungsbindemittelkomponente gemischt sind; und die wässrige Beschichtungszusammensetzung Wasser in einem Bereich von 20% bis 80% umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der wässrigen Beschichtungszusammensetzung bezogen ist.
Wässrige Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das eine oder die mehreren metallischen Pigmente Aluminiumpigmente umfasst/umfassen.
Wässrige Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 6, wobei die Beschichtungsbindemittelkomponente ein oder mehrere Acrylpolymere, Polyesterpolymere, Latexpolymere, Polyurethanpolymere oder eine Kombination davon umfasst.
Wässrige Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 6, wobei die Beschichtungsbindemittelkomponente eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfasst ausgewählt unter Hydroxylgruppen, Epoxygruppen, Carboxylgruppen oder einer Kombination davon.
Wässrige Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 6, die des Weiteren ein oder mehrere organische Lösungsmittel umfasst.
Beschichteter Artikel umfassend ein Substrat und eine metallische Farbbeschichtungsschicht, die auf dem Substrat aus der Beschichtungszusammensetzung von Beispiel 6 gebildet wird.
Beschichteter Artikel nach Anspruch 11, wobei das Substrat ein Fahrzeug, Fahrzeugteile oder eine Kombination davon ist.
Beschichteter Artikel nach Anspruch 11, wobei die metallische Farbbeschichtungsschicht schichtförmig auf mindestens einer Grundierbeschichtungsschicht aufgetragen wird, die schichtförmig auf dem Substrat aufgetragen wird.
Verfahren zum Bilden einer Beschichtungszusammensetzung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des: B1) Bildens einer stabilisierten Farbpigmentdispersion durch Stabilisieren eines oder mehrerer Farbpigmente mit mindestens einem phosphatierten Polymer in einem wässrigen Träger, wobei ein oder mehrere Farbpigmente ein oder mehrere Oxidfarbpigmente umfasst/umfassen und im Wesentlichen frei von metallischen Pigmenten ist/sind, wobei die stabilisierte Farbpigmentdispersion Wasser in einem Bereich von 20% bis 80% umfasst, wobei der Prozentsatz auf das Gesamtgewicht der stabilisierten Farbpigmentdispersion bezogen ist; und B2) Mischens der stabilisierten Farbpigmentdispersion mit einer Beschichtungsbindemittelkomponente und einem oder mehreren Aluminiumpigmenten, um die Beschichtungszusammensetzung zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das phosphatierte Polymer ein phosphatiertes Pfropfcopolymer, ein phosphatiertes Blockcopolymer, ein phosphatiertes lineares Polymer, ein phosphatiertes verzweigtes Polymer oder eine Kombination davon ist.
Verfahren nach Anspruch 14, des Weiteren den Schritt des Mischens eines oder mehrerer organischer Lösungsmittel in die Beschichtungszusammensetzung umfassend.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das eine oder die mehreren Farbpigmente ein oder mehrere Eisenoxidfarbpigmente umfasst/umfassen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das phosphatierte Polymer des Weiteren eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfasst ausgewählt unter Hydroxylgruppen, Epoxygruppen, Carboxylgruppen oder einer Kombination davon.
Beschichtungsverfahren zum Beschichten eines Substrats mit einer Beschichtungszusammensetzung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des: C1) Bereitstellens der Beschichtungszusammensetzung von Anspruch 6; und C2) Auftragens der Beschichtungszusammensetzung auf das Substrat, um eine nasse metallische Farblackschicht darauf zu bilden.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 19, des Weiteren die Schritte umfassend des: C3) Aushärtens der nassen metallischen Farblackschicht, um eine trockene metallische Farblackschicht auf dem Substrat zu bilden.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 19, des Weiteren die Schritte umfassend des: C4) Auftragens einer klaren Beschichtungszusammensetzung auf der nassen metallischen Farblackschicht, um eine nasse Klarlackschicht darauf zu bilden; und C5) Aushärtens der nassen metallischen Farblackschicht und der nassen Klarlackschicht zu gleicher Zeit.
Beschichtungsverfahren nach Anspruch 19, wobei das Substrat ein Fahrzeug, Fahrzeugteile oder eine Kombination davon ist.