DE19623370A1 - Wäßrige Bindemittel- und Überzugsmittelzusammensetzung und deren Verwendung bei der Mehrschichtlackierung - Google Patents
Wäßrige Bindemittel- und Überzugsmittelzusammensetzung und deren Verwendung bei der MehrschichtlackierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft wäßrige Bindemittel und hitzehärtbare wäßrige
Überzugsmittel und deren Verwendung für die Herstellung von
Lackierungen, insbesondere von Mehrschichtlackierungen, beispielsweise
als Basislack und bevorzugt als Klar- oder Decklack.
Wäßrige Lacke, insbesondere Klarlacke, werden in der Literatur
beschrieben. In der DE-A-28 06 497 wird eine Mehrschichtlackierung mit
einem Klarlacküberzug als Deckschicht beschrieben, wobei dieser
Klarlack auch wasserverdünnbar sein soll. Wasserverdünnbare Klarlacke
werden jedoch nicht definiert. Als Basislack-Überzugsmittel werden
Polyester mit hohem Molgewicht und hoher Viskosität, gelöst in Xylol,
verwendet, die mit Acrylharzen gemischt werden. Derartige Lacke haben
einen hohen Bedarf an Neutralisationsmittel. Die DE-A-35 32 617
beschreibt wäßrige Beschichtungsmassen auf der Basis von hochwirksamen
Harzen, beispielsweise Polyesterharzen, in denen Harzpartikel, bei
denen es sich um Acrylharze handeln kann, dispergiert sind. Die
erhaltenen Massen sind instabil und unterliegen einer raschen
Phasentrennung.
In der DE-A-35 37 855 wird die Verwendung von sauren Polykondensaten
auf der Basis von Acrylharzen und Polyetherpolyolen beschrieben, die
nach ihrer Neutralisation als wasserverdünnbare Bindemittel zur
Herstellung von wasserverdünnbaren Einbrennfüllern, Decklacken oder
Klarlacken eingesetzt werden können. Die hier eingesetzten
Polyetherpolyole verlieren auch nach dem Einbrennen nicht ihre
Hydrophilie, so daß Feuchtraum- und Schwefelsäurebeständigkeit dieser
Systeme unzureichend sind.
Auch in der EP-A-0 365 775 wird die Verwendung saurer Polyacrylate
beschrieben, die nach ihrer Neutralisation und Verdünnung zur
Herstellung wasserverdünnbarer Decklacke dienen. Hier wird als
Vernetzungsmittel Melaminharz eingesetzt. Diese Überzugsmittel weisen
einen unbefriedigenden High-solid-Wert auf, d. h. sie benötigen einen
hohen Gehalt an organischen Lösemitteln in der Größenordnung von 27 g
und mehr bezogen auf 100 g Harzfestkörpergehalt (entsprechend einem
High-solid-Wert von 73 und weniger).
In der DE-A-42 23 183 werden wäßrige Emulsionen auf der Basis von
Acrylcopolymeren beschrieben, die im Schoße eines oder mehrerer
niedermolekularer Polyester synthetisiert und anschließend mit einem
Gemisch aus Melaminharzen und verkappten Polyisocyanaten vernetzt
werden.
Die DE-A-38 32 826 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines
Überzuges auf der Basis eines wasserverdünnbaren Polyacrylatharzes und
eines Aminoplastharzes.
In der DE-A-39 10 829 wird ein wasserlöslicher Klarlack beschrieben,
der sich im wesentlichen aus einem Oligoesteracrylatharz und einem
Melaminharz zusammensetzt.
In keiner der vorstehenden Literaturstellen wird die Verwendung von
Triazin-Triscarbamat als Vernetzer beschrieben.
Die EP-A-0 604 922 beschreibt eine härtbare Zusammensetzung, die sich
aus einem Polyol, einem Triazin-Triscarbamat und einem Säurekatalysator
zusammensetzt. Wäßrige Überzugsmittel werden nicht erwähnt.
In den Schriften EP-A-0 541 966, US-5 084 541 und US 4 939 213 wird die
Herstellung von Triazin-Triscarbamat-Vernetzern eingehend beschrieben.
Eine Verwendung derartiger Vernetzer zur Vernetzung von
Polyesteracrylschoßpolymeren wird nicht erwähnt.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines wäßrigen
Überzugsmittels, das insbesondere geeignet ist für chemikalienfeste und
vergilbungsfreie Beschichtungen mit sehr gutem Decklackstand, sehr
geringer Ablaufneigung und insbesondere sehr hoher Kochsicherheit,
wobei der Lack eine hohe Lagerstabilität besitzen soll.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe gelöst werden kann durch eine
für die Herstellung von wäßrigen Überzugsmitteln geeignete wäßrige
Bindemittelzusammensetzung, die einen Gegenstand der Erfindung bildet
und enthält:
- A) 10 bis 85 Gew.-% eines oder mehrerer hydroxyfunktioneller (Meth)acryl-Copolymerisate,
- B) 85 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer hydroxyfunktioneller Polyester,
- C) 0 bis 40 Gew.-% eines oder mehrerer von A) und B) unterschiedlicher hydroxyfunktioneller Bindemittel,
- D) 5 bis 40 Gew.-% eines oder mehrerer Triazin-triscarbamate der
allgemeinen Formel
C₃N₃(NHCOOR)₃
worin die Reste R, die gleich oder verschieden sein können C₁ bis C₂₀-Alkyl, C₅ bis C₂₀-Aryl und/oder C₇ bis C₂₀-Aralkyl bedeuten; - E) 0 bis 40 Gew.-% eines oder mehrerer Melamin- und/oder Phenoplastharze;
wobei die Summe der Komponenten A) bis E) sich jeweils 100 Gew.-%
ergänzt,
und wobei mindestens 50 Gew.-% der (Meth)acryl-Copoiymerisate, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponente A) in Gegenwart von einem oder mehreren der hydroxyfunktionellen Polyester, entsprechend mindestens 20 Gew.-% der Gesamtmenge der Komponente B), hergestellt worden sind.
und wobei mindestens 50 Gew.-% der (Meth)acryl-Copoiymerisate, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponente A) in Gegenwart von einem oder mehreren der hydroxyfunktionellen Polyester, entsprechend mindestens 20 Gew.-% der Gesamtmenge der Komponente B), hergestellt worden sind.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bilden hitzehärtbare wäßrige
Überzugsmittel, die die erfindungsgemäße wäßrige
Bindemittelzusammensetzung enthalten, neben gegebenenfalls weiteren
lacküblichen Additiven. Dabei sind unter lacküblichen Additiven auch
Pigmente und/oder Füllstoffe zu verstehen.
Bei der Bereitstellung der erfindungsgemäßen
Bindemittelzusammensetzungen bzw. der in den erfindungsgemäßen
Überzugsmitteln enthaltenen Bindemittel werden mindestens 50 Gew.-%,
bevorzugt über 70 Gew.-% der Gesamtmenge des (Meth)acryl-Copolymeren A)
und besonders bevorzugt seine Gesamtmenge in Gegenwart von mindestens
20 Gew.-%, bevorzugt über 30 Gew.-%, besonders bevorzugt über 40 Gew.-%
des Polyesterharzes B) hergestellt, wobei sich die letztgenannten
Gewichtsprozente auf die Gesamtmenge der Komponente B) beziehen. Werden
mehrere Polyester als Komponente B) verwendet, so können diese bei der
Herstellung des (Meth)acryl-Copolymeren A) als Gemisch vorliegen, oder
es können einzelne oder ein Teil der Polyester eingesetzt und die
restlichen zu einem späteren Zeitpunkt zugesetzt werden. Die
Herstellung der (Meth)acryl-Copolymeren A) kann durch radikalische
Polymerisation nach üblichen Verfahren erfolgen. Dabei werden
mindestens 20 Gew.-%, bevorzugt über 30 Gew.-%, besonders bevorzugt
über 40 Gew.-% des Polyesterharzes B) bevorzugt im Gemisch mit
geeigneten organischen Lösemitteln in das Reaktionsgefäß vorgelegt, auf
Reaktionstemperatur geheizt und mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt über 70
Gew.-%, besonders bevorzugt die Gesamtmenge des gegebenenfalls
Radikalinitiatoren enthaltenden Monomerengemischs für die Synthese des
(Meth)acryl-Copolymeren A) zudosiert. Die gegebenenfalls verbleibende
Restmenge des gegebenenfalls Radikalinitiatoren enthaltenden
Monomerengemischs für die Synthese des (Meth)acryl-Copolymeren A) kann
in gleicher Weise radikalisch polymerisiert werden, wobei nur
organisches Lösemittel ohne Anteile des Polyesters B) in das
Reaktionsgefäß vorgelegt werden, auf Reaktionstemperatur geheizt wird
und danach so verfahren wird wie vorstehend beschrieben. Das durch
Polymerisation der gegebenenfalls verbleibenden Restmenge des
Monomerengemischs erhaltene (Meth)acrylcopolymere A) kann bei der
Formulierung des erfindungsgemäßen Überzugsmittels dem in Gegenwart des
Polyesterharzes B) synthetisierten (Meth)acrylcopolymeren A) zugemischt
werden.
Die Herstellung der (Meth)acrylcopolymerisate kann durch Polymerisation
nach üblichen Verfahren, wie z. B. der Substanz-, Lösungs- oder
Perlpolymerisation durchgeführt werden. Die verschiedenen
Polymerisationsverfahren sind dem Fachmann gut bekannt und
beispielsweise beschrieben in: Houben-Weyl, Methoden der organischen
Chemie, 4. Aufl., Band 14/1, Seiten 24 bis 255 (1961). Das
Lösungspolymerisationsverfahren wird für die Herstellung der im
erfindungsgemäßen Überzugsmittel eingesetzten (Meth)acryl-
Copolymerisate bevorzugt. Bei diesem Verfahren wird das Lösemittel im
Reaktionsgefäß vorgelegt, auf Siedetemperatur geheizt und die Monomeren
werden gegebenenfalls im Gemisch mit Radikalinitiatoren kontinuierlich
in einer bestimmten Zeit zudosiert. Die Polymerisationstemperaturen
liegen beispielsweise zwischen 60 C und 160°C, bevorzugt zwischen 120°C
und 150°C. Bei der Polymerisation können die Initiatoren und Monomeren
jedoch auch getrennt bzw. zeitlich versetzt zudosiert werden.
Zur Herstellung der hydroxyfunktionellen Methacrylate der Komponente A)
können neben hydroxyfunktionalisierten (Meth)acrylmonomeren und anderen
hydroxyfunktionalisierten Monomeren (Meth)acrylmonomeren und andere
Monomeren eingesetzt werden, die nicht-funktionalisiert und/oder
carboxyfunktionalisiert sind. Desweiteren können auch weitere
ethylenisch ungesättigte Monomere eingesetzt werden. Der Ausdruck
"(meth)acryl" steht synonym für "acryl und/oder methacryl".
Beispiele für verwendbare nicht-funktionalisierte (Meth)acrylate sind
z. B. langkettige, verzweigte oder unverzweigte ungesättigte Monomere,
wie Alkyl(meth)acrylate mit C₈-C₁₈-Ketten im Alkylteil, wie z. B. 2-
Ethylhexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3,5,5-
Trimethylhexyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat,
Hexadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat, Laurylacrylat-1214,
Cyclohexyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, 4-tert-Butylcyclo
hexylmethacrylat. Weitere Beispiele sind kurz- oder mittelkettige, ver
zweigte oder unverzweigte ungesättigte Monomere, wie Alkyl(meth)
acrylate mit C₁-C₇-Ketten im Alkylteil, z. B. Methyl(meth)acrylat,
Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Isopropyl-
(meth)acrylat, Isobutyl(meth)acrylat, Tertiärbutyl(meth)acrylat,
Pentyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat.
Beispiele für weitere verwendbare nicht-funktionalisierte
polymerisierbare Monomere sind monovinylaromatische Verbindungen.
Vorzugsweise enthalten sie 8 bis 10 Kohlenstoffatome je Molekül.
Beispiele für geeignete Verbindungen sind Styrol, Vinyltoluole, α-
Methylstyrol, Chlorstyrol, o-, m- oder p-Methylstyrol, 2,5-
Dimethylstyrol, p-Methoxystyrol, p-tert.-Butylstyrol, p-
Dimethylaminostyrol, p-Acetamidostyrol und m-Vinylphenol. Bevorzugt
werden Vinyltoluole sowie insbesondere Styrol eingesetzt. Auch möglich
ist die Verwendung des Vinylesters der Versaticsäure
(Handelsbezeichnung VEOVA 10 der Shell AG).
Beispiele für weitere geeignete nicht-funktionalisierte ethylenisch
ungesättigte Monomere sind die Alkylester der Malein-, Fumar-,
Tetrahydrophthal-, Croton-, Isocroton-, Vinylessig- und Itaconsäure,
wie z. B. die entsprechenden Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-,
Isopropyl-, Isobutyl-, Pentyl-, Amyl-, Isoamyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-,
2-Ethylhexyl-, Octyl-, 3,5,5,-Trimethylhexyl-, Decyl-, Dodecyl-,
Hexadecyl-, Octadecyl- und Octadecenylester.
Die verwendeten hydroxyfunktionellen (Meth)acrylmonomere bzw. Monomere
können primäre oder sekundäre Hydroxyfunktionen tragen. Beispiele für
Monomere mit primären Hydroxyfunktionen sind Hydroxyalkylester, α,β
ungesättigter Carbonsäuren, wie z. B. Acrylsäure und/oder Methacrylsäure
mit einer primären OH-Gruppe und einem C₂-C₃-Hydroxyalkylrest wie
Hydroxyethyl(meth)acrylat, sowie Hydroxyalkylester cα,β-ungesättiger
Carbonsäuren wie der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit einer
primären OH-Gruppe und einem C₄-C₁₈-Hydrxyalkylrest wie z. B.
Butandiolmonoacrylat, Hydroxyhexylacrylat, Hydroxyoctylacrylat und die
entsprechenden Methacrylate und Umsetzungsprodukte von
Hydroxyethyl(meth)acrylat mit Caprolacton.
Beispiele für Monomere mit sekundären OH-Funktionen sind
Hydroxypropyl(meth)acrylat, Addukte aus Glycidyl(meth)acrylat und
gesättigten kurzkettigen Säuren mit C₁-C₃-Alkylresten, z. B. Essigsäure
oder Propionsäure, Umsetzungsprodukte aus Glycidyl(meth)acrylat mit
gesättigten verzweigten oder unverzweigten Fettsäuren mit C₄-C₂₀-
Alkylresten, z. B. Butansäure, Capronsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure,
Stearinsäure, Arachidonsäure sowie Addukte aus Glycidylestern stark
verzweigter Monocarbonsäuren (Glycidylester der Versaticsäure ist unter
dem Handelsnamen Cardura E erhältlich) mit ungesättigten COOH-
funktionellen Verbindungen, wie z. B. Acryl- bzw. Methacrylsäure,
Maleinsäure, Crotonsäure, Addukte aus Cardura E mit ungesättigten
Anhydriden wie z. B. Maleinsäureanhydrid. Die Umsetzung der Acrylsäure
oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer Carbonsäure mit einem
tertiären u-Kohlenstoff kann vor, während oder nach der
Polymerisationsreaktion erfolgen.
Beispiele für geeignete carboxylgruppenhaltige Monomere sind
ungesättigte Carbonsäuren, wie z. B. Acryl-, Methacryl-, Itacon-,
Croton-, Isocroton-, Aconit-, Malein- und Fumarsäure, Halbester der
Malein- und Fumarsäure sowie β-Carboxyethylacrylat und Addukte von
Hydroxyalkylestern der Acrylsäure und/oder (Meth)acrylsäure mit
Carbonäureanhydriden, wie z. B. der Phthalsäure-mono-2-
methacryloyloxyethylester, sowie Halbester von Maleinsäureanhydrid
durch Anlagerung von gesättigten aliphatischen Alkoholen wie z. B.
Ethanol, Propanol, Butanol und/oder Isobutanol.
Ebenfalls möglich ist die Verwendung von (Meth)acrylmonomeren mit
endständigen tert.-Aminogruppen. Beispiele für solche Monomere sind
tert.-Aminomethyl(meth)acrylat oder tert.-Aminopropyl(meth)acrylat. Sie
werden bevorzugt in geringer Menge eingesetzt.
Weiterhin können auch Monomere mit mindestens zwei polymerisierbaren,
olefinisch ungesättigten Doppelbindungen eingesetzt werden. Sie werden
bevorzugt in kleinen Anteilen verwendet. Bevorzugt liegt der Anteil
dieser Monomeren unter 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Monomeren. Beispiele für derartige Verbindungen sind
Hexandioldi(meth)acrylat, Ethylenglykoldi(meth)acrylat,
Butandioldi(meth)acrylat, Hexamethylenbis(meth)acrylat,
Trimethylolpropantri(meth)acrylat und ähnliche Verbindungen.
Ebenfalls einsetzbar sind Siloxan-modifizierte Monomere wie z. B.
Trimethylsiloxyethyl(meth)acrylat und
Trimethylsiloxypropyl(meth)acrylat.
Beispiele für Radikalinitiatoren, die zur Herstellung der
(Meth)acrylcopolymerisate, sei es allein oder in Gegenwart der
Polyesterkomponente B), verwendet werden können, sind übliche
Initiatoren, die dem Fachmann auf dem Gebiet der Polymerisation
olefinischer Doppelbindungen geläufig sind, wie Dialkylperoxide, wie
Di-tert.-Butylperoxid, Di-Cumylperoxid; Diacylperoxid, wie Di
benzoylperoxid, Dilauroylperoxid; Hydroperoxide, wie Cumolhydroperoxid,
tert.-Butylhydroperoxid; Perester, wie tert.-Butyl-perbenzoat, tert.-
Butylperpivalat, tert.-Butyl-per-3,5,5-trimethylhexanoat, tert.-Butyl-
per-2-ethyl-hexanoat; Peroxiddicarbonate, wie Di-2-
ethylhexylperoxydicarbonat, Dicyclohexylperoxydicarbonat; Perketale,
wie 1,1-bis-(tert. Butylperoxy)-3,5,5-trimethyl-cyclohexan, 2,2-Bis-
(tert.-Butylperoxy)cyclohexan; Ketonperoxide, wie Cyclohexanonperoxid,
Methylisobutylketonperoxid und Azoverbindungen, wie 2,2′Azo-bis-(2,4-
dimethyl-valeronitril9, 2,2′-Azo-bis-(2-methylbutyronitril), 1,11-Azo
bis-cyclohexancarbonitril, Azo-bis-isobutyronitril, C-C-spaltende
Initiatoren wie z. B. Benzpinakol-Derivate.
Die Polymerisationsinitiatoren werden im allgemeinen beispielsweise in
einer Menge von 0,1 bis 4 Gew.-%, bezogen auf die Monomeren-Einwaage,
zugesetzt.
Die Polymerisation findet bevorzugt in organischen Lösemitteln,
beispielsweise aromatischen Lösemitteln, wie z. B. Xylol statt. Weitere
Beispiele für verwendbare Lösemittel sind die später in der
Beschreibung im Anschluß an die Polyurethanpolyole der Komponente C)
beschriebenen Lösemittel.
Zur Regelung des Molekulargewichtes können insbesondere bei der
bevorzugten Lösungspolymerisation Kettenüberträger mitverwendet werden.
Beispiele hierfür sind Mercaptane, Thioglykolsäureester,
Chlorkohlenwasserstoffe, Cumol und dimeres α-Methylstyrol
Die beschriebenen (Meth)acrylcopolymeren sollen eine Hydroxylzahl von 50 bis 300 mg KOH/g, bevorzugt 100 bis 200 mg KOH/g, eine Säurezahl von 0 bis 60 mg KOH/g, bevorzugt 10 bis 35 mg KOH/g, ein Zahlenmittel des Molakulargewichts von 1000 bis 10000, bevorzugt 1500 bis 5000, und eine Glastemperatur von -20 bis +70°C, bevorzugt 0 bis 50°C besitzen.
Die beschriebenen (Meth)acrylcopolymeren sollen eine Hydroxylzahl von 50 bis 300 mg KOH/g, bevorzugt 100 bis 200 mg KOH/g, eine Säurezahl von 0 bis 60 mg KOH/g, bevorzugt 10 bis 35 mg KOH/g, ein Zahlenmittel des Molakulargewichts von 1000 bis 10000, bevorzugt 1500 bis 5000, und eine Glastemperatur von -20 bis +70°C, bevorzugt 0 bis 50°C besitzen.
Die Mengenanteile der verschiedenen Monomeren werden bei der
Herstellung in dem Fachmann geläufiger Weise so gewählt, daß sich die
gewünschten Spezifikationen für Molekulargewicht, OH- und Säurezahl,
sowie Glastemperatur ergeben.
Die Polyesterharze B) besitzen bevorzugt Zahlenmittel der Molmassen
(Mn) von 200 bis 5000, besonders bevorzugt 1000 bis 3000. Ihre OH-Zahl
ist bevorzugt von 30 bis 450 mg KOH/g, besonders bevorzugt von 120 bis
280 mg KOH/g. Die Säurezahl liegt bevorzugt bei 0 bis 60 mg KOH/g,
besonders bevorzugt bei 2 bis 35 mg KOH/g. Die Herstellung der
Polyesterharze erfolgt nach den üblichen, dem Fachmann geläufigen
Verfahren z. B. durch Polykondensation von Mono- und/oder
Polycarbonsäuren, wie Di- und/oder Tri- bzw. Polyolen, beispielsweise
in Gegenwart von üblichen Veresterungskatalysatoren und bei erhöhten
Temperaturen von z. B. 180°-250°C, beispielsweise in der Schmelze.
Gegebenenfalls können auch Schleppmittel, wie z. B. Xylol verwendet
werden. Die zur Herstellung verwendbaren Komponenten sind nachfolgend
unter b1) bis b7) beschrieben.
Die Gewichtsprozente der bei der Herstellung der Polyester einsetzbaren
Komponenten b1) bis b7) werden insbesondere so gewählt, daß sich die
gewünschten OH-Zahlen ergeben.
Geeignete Monocarbonsäuren b1) sind beispielsweise Benzoesäure, tert.-
Butylbenzoesäure, Hexahydrobenzoesäure, gesättigte Fettsäuren wie z. B.
2-Ethylhexansäure, Isononansäure, Kokosölfettsäure, hydrierte
technische Fettsäuren bzw. Fettsäuregemische, Dekansäure, Dodekansäure,
Tetradekansäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Docosansäure,
ungesättigte Fettsäuren, wie z. B. Sojafettsäure, Sorbinsäure, Erdnuß
ölfettsäure, Konjugenfettsäuren, Tallölfettsäure, Safflorölfett-säure
sowie Gemische dieser oder anderer Monocarbonsäuren. Bevorzugt liegt
der Anteil an Monocarbonsäuren über 10 Gew.-% und unter 40 Gew.-%.
Bevorzugt werden 2-Ethylhexansäure und Isononansäure als
Monocarbonsäure b1) eingesetzt.
Geeignete Polycarbonsäuren b2) bzw. Anhydride sind beispielsweise
Phthalsäure(anhydrid), Isophthalsäure, Terephthalsäure,
Tetrahydrophthalsäure(anhydrid), Hexahydrophthalsäure(anhydrid), 1,3- und
1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Maleinsäure(anhydrid),
Bernsteinsäure(anhydrid), Fumarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure,
Azelainsäure, Dimerfettsäuren, Trimerfettsäuren,
Trimellithsäure(anhydrid), Pyromellithsäure(anhydrid) und Gemische
dieser oder anderer Säuren.
Bevorzugte Polycarbonsäuren b2) sind Adipinsäure sowie
cycloaliphatische Dicarbonsäuren wie Hexahydrophthalsäure(anhydrid) und
1,4-Cyclohexandicarbonsäure.
Geeignete Diole und Polyole wie Triole b3) sind beispielsweise
Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit und
Gemische dieser oder anderer mehrwertiger Alkohole.
Bevorzugte Triole und mehrwertige Alkohole b3) sind Trimethylolpropan
und Pentaerythrit.
Geeignete Diole b4) sind beispielsweise Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-
Propylenglykol, 1,3-, 1,4-, 2,3-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexan
diol, 2,5-Hexandiol, Trimethylhexandiol, Diethylenglykol, Triethylen
glykol, hydrierte Bisphenole, 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexan
dimethanol, Neopentylglykol, Tricyclodecandiol und Gemische dieser oder
anderer Diole.
Bevorzugte Diole b4) sind 1,6-Hexandiol und Neopentylglykol.
Geeignete Monoalkohole b5) sind beispielsweise n-Hexanol, Cyclohexanol,
Decanol, Dodecanol, Tetradecanol, Octanol, Octadecanol, natürliche und
synthetische Fettalkohole wie z. B. Laurylalkohol, Ocenol 110/130 (Fa.
Henkel) und Gemische dieser und anderer Alkohole.
Geeignete Ausgangskomponenten Polycarbonsäuren bzw. Dicarbonsäuren b6)
sind beispielsweise Dimethylolpropionsäure, Milchsäure, Apfelsäure,
Weinsäure, epsilon-Hydroxycapronsäure, Rizinusölfettsäure oder epsilon-
Caprolacton
Bevorzugte Komponenten b6) sind Dimethylolpropionsäure und epsilon- Caprolacton.
Bevorzugte Komponenten b6) sind Dimethylolpropionsäure und epsilon- Caprolacton.
Es kann auch in Gegenwart von Aminogruppen enthaltenden Komponenten b7)
gearbeitet werden. Geeignete Ausgangskomponenten b7) sind
beispielsweise Aminoethanol, 2-Aminopropanol, Diethanolamin,
Aminoessigsäure oder 6-Aminohexansäure.
Geeignete Veresterungskatalysatoren bei der Herstellung des
Polyesterharzes B) können z. B. sein: Dibutylzinnoxid, Schwefelsäure, p-
Toluolsulfonsäure.
Nach beendeter Polykondensation kann der Festkörpergehalt des
Polyesterharzes B) gegebenenfalls durch Verdünnung mit geeigneten
organischen Lösemitteln eingestellt werden. Beispiele für geeignete
Lösemittel sind die vorstehend bei der Synthese des
(Meth)acrylcopolymeren A) erwähnten Lösemittel bzw. Gemische dieser
oder anderer Lösemittel.
Das (Meth)acryl-Copolymer A) wird, zumindest anteilweise, wie
vorstehend beschrieben, im Schoße des Polyesterharzes B) hergestellt.
Die verwendeten hydroxy- und gegebenenfalls carboxyfunktionellen
(Meth)acrylcopolymeren A) und Polyesterharze B) können mit einem Lacton
"kettenverlängert" werden. Die Lactone (cyclische Ester) lagern sich an
Hydroxyl- und/oder Carboxylgruppen an, wobei der Ring geöffnet wird und
eine neue endständige Hydroxyl- oder Carboxylgruppe entsteht. Ein Bei
spiel für ein besonders bevorzugtes Lacton ist das epsilon-Caprolacton.
Beispiele für andere Lactone sind Lactone, wie beta-Propiolacton,
delta-Valerolacton, gamma-Butyrolacton, zeta-Enantholacton, eta-
Caprylolacton. Derartige Lactone können substituiert sein: Beispiele
hierfür sind 6-Methyl-epsilon-caprolacton, 3-Methyl-epsilon
caprolacton, 5-Methyl-epsilon-caprolacton, 5-Vinyl-epsilon-caprolacton,
4-Methyl-delta-valerolacton, 3,5-Dimethyl-epsilon-caprolacton, und
Mischungen davon. Die Umsetzung mit dem Lacton kann beispielsweise
unmittelbar im Anschluß an die Harzsynthese, d. h. an die Synthese des
(Meth)acrylpolymerisats A) und/oder des Polyesterharzes B) erfolgen.
Die Reaktion erfolgt beispielsweise bei erhöhter Temperatur,
beispielsweise bei Temperaturen bis zu 100°C. Die Reaktion kann
beispielsweise unter Rühren beispielsweise bis zu 10 Stunden
durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel können als Komponente C) ein oder
mehrere von A) und B) verschiedene hydroxyfunktionelle Bindemittel
enthalten, beispielsweise von A) verschiedene
(Meth)acrylcopolymerharze, von B) verschiedene Polyesterharze,
Polyetherharze oder auch Polyurethanharze. Bevorzugt enthalten die
erfindungsgemäßen Überzugsmittel neben A) und B) keine weiteren
Bindemittel.
Beispiele für Polyurethanpolyole der vorstehend definierten Komponente
C) ergeben sich aus der Umsetzung von Di- und Polyisocyanaten mit einem
Überschuß an Di- und/oder Polyolen. Geeignete Di- und/oder Polyole sind
solche, wie sie bereits bei der Beschreibung der Polyester aufgeführt
wurden. Beispiele für geeignete Di- und/oder Polyisocyanate sind
cycloaliphatische und aliphatische Polyisocyanate wie 1,2-
Propylendiisocyanat, 2,3-Butylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanata,
1,6-Hexamethylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylendiisocyanat, 1,12-
Dodecandiisocyanat, Cyclohexan-1,3- und 1,4-diisocyanat, 1-Isocyanato-
3,3,5-trimethyl-5-isocyanato-methylcyclohexan (=Isophorondiisocyanat
IPDI) oder Gemische dieser Verbindungen.
Desweiteren können geringe Mengen organischer Lösemittel zugesetzt
werden. Als organische Lösemittel eignen sich lackübliche Lösemittel,
wie sie später auch in dem erfindungsgemäßen Überzugsmittel eingesetzt
werden können, beispielsweise: Glykolether, wie
Ethylenglykoldimethylether; Glykoletherester, wie Ethylglykolacetat,
Butylglykolacetat, 3-Methoxy-n-butylacetat, Butyldiglykolacetat,
Methoxypropylacetat, Ester, wie Butylacetat, Isobutylacetat,
Amylacetat; Ketone, wie Methylethylketon, Methylisobutylketon,
Diisobutylketon, Cyclohexanon, Isophoron; aromatische
Kohlenwasserstoffe, wie Xylol, Solvesso 100 (eingetragenes Warenzeichen
für ein Gemisch aromatischer Kohlenwasserstoffe mit einem Siedebereich
von 155 bis 185°C) und aliphatische Kohlenwasserstoffe können ebenfalls
im Verschnitt mit den oben genannten Lösemitteln eingesetzt werden.
Ebenfalls möglich ist die Verwendung von Poly(C₂ bis C₃)-alkylenglykol
di(C₁ bis C₄)alkylethern wie Polyethylenglykoldi-n-butylether.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen Bindemittelzusammensetzungen und
Überzugsmittel enthalten als Vernetzerkomponente D) ein Triazin-
Triscarbamat der allgemeinen Formel
C₂N₃(NHCOOR)₃.
Hierbei kann R ein Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen, ein Arylrest mit 6
bis 20 C-Atomen und/oder ein Aralkylrest mit 7 bis 20 C-Atomen sein.
Die Reste R können gleich oder verschieden sein. Die Herstellung
derartiger Vernetzer ist geläufig und wird beispielsweise in EP-A-0 541
966, US 5 084 541 und US 4 939 213. Spezielle Beispiele für diese
Carbamatvernetzer sind 2,4,6-Tris-(methoxycarbonylamino)-1,3,5-triazin
und 2,4,6-Tris-(butoxycarbonylamino)-1,3,5-triazin.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel und Überzugsmittel können als
zusätzliche Komponente E) eines oder mehrere Aminoplast- und/oder
Phenoplastharze enthalten. Es können die auf dem Lacksektor als
Vernetzungsmittel üblichen Aminoplastharze verwendet werden. Zu
geeigneten Aminoplastharzen zählen beispielsweise alkylierte
Kondensate, die durch Umsetzung von Aminotriazinen und Amidotriazinen
mit Aldehyden hergestellt werden. Zu deren Herstellung werden nach
bekannten technischen Verfahren Amino- oder Amidogruppen tragende
Verbindungen wie Melamin, Benzoguanamin, Dicyandiamid, Harnstoff, N,N′-
Ethylenharnstoff in Gegenwart von Alkoholen, wie Methyl-, Ethyl-,
Propyl-, iso-Butyl-, n-Butyl- und Hexylalkohol mit Aldehyden,
insbesondere Formaldehyd, kondensiert. Die Reaktivität derartiger
Aminharze wird bestimmt durch den Kondensationsgrad, das Verhältnis der
Amin- bzw. Amid-Komponente zum Formaldehyd und durch die Art des
verwendeten Veretherungsalkohols.
Die Aminoplastharze können wasserverdünnbar oder nicht wasserverdünnbar
sein. Beispiele für nicht wasserverdünnbare Aminharzvernetzer sind in
Wasser unlösliche butanol- oder isobutanolveretherte Melaminharze wie
z. B. die Handelsprodukte Setamin US 138 oder Maprenal FM 610,
mischveretherte Melaminharze, die sowohl butanol- als auch
methanolverethert sind, wie z. B. Cymel 254, sowie
Hexamethyloxymethylmelaminharze wie z. B. Cymel 301 oder Cymel 303,
wobei letztere zur Vernetzung einen externen Säurekatalysator wie z. B.
p-Toluolsulfonsäure benötigen können.
Beispiele für wasserverdünnbare Aminharzvernetzer sind übliche
hydrophile und damit wasserlösliche bzw. wasserverträgliche
Melaminharze, wie z. B. methyl-veretherte Melaminharze wie z. B. Cymel
325, Cymel 327, Cymel 350, Cymel 370, Maprenal Mf 927.
Beispiele für bevorzugte Phenolharze, die als Vernetzer dienen können,
sind übliche Reaktionsprodukte von Phenol oder substituierten Phenolen
mit verschiedenen Aldehyden im molaren Überschuß in Gegenwart
alkalischer Katalysatoren (Resol-Typ). Beispiele für phenolische
Verbindungen sind Phenol, Kresol, Xylenol, Resorcin und substituierte
Phenole wie p-tert.-Butylphenol, p-tert.-Amylphenol, p-Phenyl-phenol,
Isothymol, Cardanol oder auch mehrkernige Phenole wie Dihydroxy
diphenylpropan (Bisphenol A) oder Dihydroxy-diphenylmethan (Bisphenol
F). Als Ausgangsmaterial können auch phenolische Novolakharze dienen,
die gegebenenfalls mit Monocarbonsäuren, bevorzugt α-verzweigten
Monocarbonsäuren, Monophenolen, die besonders mit C1- bis C18-
Alkylgruppen substituiert sind oder auch Monoepoxiden wie α-
Monoepoxidalkane, Monoglyceridether oder Monoglyceridester,
defunktionalisiert werden. Als Aldehyde finden Verwendung Formaldehyd
und seine Polymerisationsprodukte wie Paraformaldehyd, Trioxymethylen,
Polyformaldehyd oder auch Hexamethylentetramin. Gut geeignet sind
Acetaldehyd, Paraldehyd und Metaldehyd, sowie Butyraldehyd oder
Furfural. Die Methylolgruppen werden teilweise oder bevorzugt
vollständig verethert mit Methanol, Ethanol, Propanol und/oder Butanol.
Die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung liegt in einer
Wasserverdünnbaren Form vor. Dies kann beispielsweise durch partielle
oder vollständige Neutralisation der sauren Gruppen der Komponente A),
B) und/oder mit Basen und/oder ohne Zusatz von Emulgatoren erzielt
werden. Das im weiteren beschriebene Verfahren zur Herstellung von
wasserverdünnbaren Zusammensetzungen wird zur Vereinfachung nur am
Beispiel von Komponente A) beschrieben, ist jedoch auch auf die
Komponenten A), B) und C) zu übertragen. Sofern eine wäßrige Emulsion
erstellt werden soll, wird das bei der Herstellung der Komponenten A)
verwendete Lösemittel weitgehend entfernt. Dies kann beispielsweise
destillativ, gegebenenfalls unter Vakuum erfolgen. Das erhaltene
Harzkonzentrat, das einen hohen Festkörpergehalt von beispielsweise 90
Gew.-% hat, kann dann über die sauren Gruppierungen der Komponente A)
mit einer üblichen Base, z. B. Ammoniak oder einem organischen Amin,
z. B. Triethylamin, neutralisiert werden; anschließend wird es mit so
wenig Wasser angemischt, daß noch keine Phasenumkehr stattfindet. Das
neutralisierte Harzkonzentrat der Komponente A) fungiert dann als
Emulgatorharz. In dieses Emulgatorharz, das eine Wasser-in-Öl-Emulsion
darstellt, können dann die Komponenten B), C), D) und E) sowie weitere
Lackadditive eingetragen werden. Ebenfalls möglich ist es, Lackadditive
in das wasserfreie Harzkonzentrat einzurühren, und anschließend zu
emulgieren. Anschließend kann dann nach Zugabe von weiterem Wasser
beispielsweise unter starkem Rühren und erforderlichenfalls unter
Erwärmen, beispielsweise auf Temperaturen von 30 bis 80°C, z. B. 50°C,
unter Phasenumkehr die Herstellung der Öl-in-Wasser-Emulsion erfolgen.
Im Prinzip in gleicher Weise wird vorgegangen, wenn ein basisches Harz
vorliegt. Dann wird zur Salzbildung mit Säuren, z. B. organischer
Säuren, wie z. B. Essigsäure und/oder Propionsäure neutralisiert.
Ebenfalls kann das Harzkonzentrat A) nach seiner Konfektionierung mit
Vernetzern und Lackadditiven mit Hilfe eines üblichen, ionischen oder
nicht-ionischen Emulgatoren emulgiert werden, wie z. B. in der nicht
veröffentlichten DE-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 19 540 320.7
beschrieben sind. Dies geschieht z. B. durch Homogenisieren des
Harzkonzentrats und des nicht-ionischen Emulgators, gegebenenfalls
unter Erwärmen, beispielsweise auf Temperaturen von 30 bis 80°C, z. B.
60°C. Ein derartiges Gemisch kann in einer üblichen
Homogenisierungseinrichtung kontinuierlich oder diskontinuierlich
emulgiert werden. Beispiele hierfür sind Rotor/Stator-Homogenisatoren,
die mit Drehzahlen von beispielsweise 8000 bis 10000 Umdrehungen pro
Minute arbeiten. Die Emulgatoren werden beispielsweise in Mengen von 3
bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Harzkonzentrat, eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen können in üblicher
Weise zu wäßrigen Überzugsmitteln formuliert werden. Dies erfolgt im
allgemeinen durch Zusatz von Lösemitteln oder Wasser, um die jeweils
erforderliche Applikationsviskosität zu erreichen.
Geeignete organische Lösemittel für die Herstellung von wäßrigen
Überzugsmitteln, beispielsweise Lacken, sind solche, wie sie auch bei
der Herstellung der Einzelkomponenten verwendet werden können.
Beispiele für derartige Lösemittel sind bereits vorstehend beschrieben
worden, z. B. organische Lösemittel, wie aliphatische und aromatische
Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Toluol, Xylol, Gemische
aliphatischer und/oder aromatischer Kohlenwasserstoffe, Ester und
Ether.
Zur Herstellung der wäßrigen Überzugsmittel können übliche Additive
zugesetzt werden, wie sie beispielsweise auf dem Lacksektor üblich
sind. Beispiele für solche Additive sind Pigmente, beispielsweise
transparente oder deckende farbgebende Pigmente wie Titandioxid oder
Ruß und Effektpigmente, wie Metallschuppenpigmente und/oder
Perlglanzpigmente.
Weitere Beispiele für Additive sind Füllstoffe, wie z. B. Talkum und
Silikate; Weichmacher, Lichtschutzmittel, Katalysatoren, Stabilisatoren
und Verlaufsmittel, wie Silikonöle. Die aus den erfindungsgemäßen
Bindemitteln hergestellten Überzugsmittel können auf die gewünschte
Applikationsviskosität durch entsprechende Regelung des Zusatzes von
Lösemitteln und/oder Wasser und/oder Additiven eingestellt werden. Die
Aushärtung von aus den wäßrigen Überzugsmitteln erstellten Überzügen
kann in einem weiten Temperaturbereich von beispielsweise 80°C bis
180°C erfolgen, bevorzugt in dem Bereich zwischen 120°C und 150°C.
Die aus den erfindungsgemäßen Bindemitteln hergestellten wäßrigen
Überzugsmittel sind für Überzüge geeignet, die auf einer Vielzahl von
Substraten haften, wie beispielsweise Holz, Textilien, Kunststoff,
Glas, Keramik, Putz, Zement und insbesondere Metall. Die wäßrigen
Überzugsmittel können auch im Mehrschichtverfahren eingesetzt werden.
So können sie beispielsweise auf übliche Grundierungen, Basislacke,
Füller oder auf bereits vorhandene Decklacke aufgetragen werden.
Ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäßen
Bindemittel ist die Bereitstellung von wäßrigen Überzugsmitteln für
Lackierungen, die eine hohe Kochsicherheit bei einer gleichzeitig sehr
guten Ablaufsicherheit besitzen sollen.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch Verfahren zur Herstellung
von Überzügen auf verschiedenen Substraten, bei denen auf das Substrat
ein aus den erfindungsgemäßen Bindemitteln hergestelltes Überzugsmittel
appliziert wird, worauf getrocknet und gehärtet wird. Die Erfindung
betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen
Bindemittelzusammensetzungen in Überzugsmitteln, insbesondere in
Decklacken oder Klarlacken.
In jedem Fall erhält man mit den aus den erfindungsgemäßen Bindemitteln
hergestellten Überzugsmitteln Filme mit sehr guter
Chemikalienbeständigkeit, sehr guter Ablaufsicherheit, sehr hoher
Kochsicherheit und gutem Decklackstand bei sehr hohem
Verarbeitungsfestkörper.
Die Applikation der erfindungsgemäßen Überzugsmittel kann in üblicher
Weise erfolgen, beispielsweise durch Tauchen, Spritzen, Streichen oder
auf elektrostatischem Wege.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Alle
Teile (T) beziehen sich auf das Gewicht.
In einem 2-Liter Dreihalskolben, der mit Rückflußkühler, Zulauftrichter
und Rührer versehen ist, werden
160 T Xylol
40 T Butanol
289 T Glycidylester der Versaticsäure (Handelsprodukt Cardura® E10 der Fa. Shell)
vorgelegt und zum Sieden erhitzt (138-141°C).
160 T Xylol
40 T Butanol
289 T Glycidylester der Versaticsäure (Handelsprodukt Cardura® E10 der Fa. Shell)
vorgelegt und zum Sieden erhitzt (138-141°C).
Innerhalb von 5 Stunden werden anschließend
40 T Laurylacrylat
40 T Styrol
80 T Isobutylacrylat
81 T Butandiolmonoacrylat
109 T Acrylsäure
129 T Isobutylmethacrylat
132 T tert.-Butylperbenzoat
kontinuierlich zudosiert. Nach Zulaufende wird noch 4 Stunden am Rückfluß nachpolymerisiert. Das erhaltene Acrylcopolymere hat einen Festkörpergehalt von 80% und eine Säurezahl von 27,1 mg KOH/g.
40 T Laurylacrylat
40 T Styrol
80 T Isobutylacrylat
81 T Butandiolmonoacrylat
109 T Acrylsäure
129 T Isobutylmethacrylat
132 T tert.-Butylperbenzoat
kontinuierlich zudosiert. Nach Zulaufende wird noch 4 Stunden am Rückfluß nachpolymerisiert. Das erhaltene Acrylcopolymere hat einen Festkörpergehalt von 80% und eine Säurezahl von 27,1 mg KOH/g.
In einem 6-Liter-Dreihalskolben, der mit Destillationsbrücke,
Zulauftrichter, Thermometer und Rührer versehen ist, werden 4210 T des
Acrylcopolymeren von Beispiel 1 vorgelegt und auf 135°C erhitzt. Es
wird Vakuum angelegt und Lösemittel abdestilliert (840 T). Anschließend
wird auf 85°C gekühlt und mit Inertgas auf Normaldruck gebracht. Unter
Rühren werden
14,1 T Dimethylethanolamin
zugefügt und 5 Minuten gemischt.
492 T dieses neutralisierten Harzes werden nun mit
188 T 2,4,6-Tris(methoxycarbonylamino)-1,3,5-triazin
(70%ig gelöst in n-Butanol)
1,8 T eines handelsüblichen siloxanhaltigen Verlaufsmittels
5,8 T eines handelsüblichen UV-Absorbers und
2,9 T eines handelsüblichen, sterisch gehinderten Amins
versetzt und mit
309 T vollentsalztem Wasser
verdünnt.
14,1 T Dimethylethanolamin
zugefügt und 5 Minuten gemischt.
492 T dieses neutralisierten Harzes werden nun mit
188 T 2,4,6-Tris(methoxycarbonylamino)-1,3,5-triazin
(70%ig gelöst in n-Butanol)
1,8 T eines handelsüblichen siloxanhaltigen Verlaufsmittels
5,8 T eines handelsüblichen UV-Absorbers und
2,9 T eines handelsüblichen, sterisch gehinderten Amins
versetzt und mit
309 T vollentsalztem Wasser
verdünnt.
Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, nur werden hier statt 188 T des
Vernetzers 2,4,6-Tris(methoxycarbonylamino)-1,3,5-triazin
209 T eines methanolveretherten Melaminharzes (90%ig in iso-Butanol gelöst)
eingesetzt.
209 T eines methanolveretherten Melaminharzes (90%ig in iso-Butanol gelöst)
eingesetzt.
336,7 T Trimethylolpropan
366,8 T Adipinsäure und
297,0 T Hexandiol
werden mit
5,0 T unterphosphoriger Säure
in einem mit Rührer, Abscheider, Thermometer und Rückflußkühler versehenen 2-Liter-Dreihalskolben bei 180°C bis 230°C in der Schmelze auf eine Säurezahl von 20 verestert.
366,8 T Adipinsäure und
297,0 T Hexandiol
werden mit
5,0 T unterphosphoriger Säure
in einem mit Rührer, Abscheider, Thermometer und Rückflußkühler versehenen 2-Liter-Dreihalskolben bei 180°C bis 230°C in der Schmelze auf eine Säurezahl von 20 verestert.
Anschließend wird unter Vakuum bis zu einer Säurezahl von < 1,5 verestert.
Das so erhaltene Produkt hat einen Einbrennrückstand von 94,5% (1h,
150°C), eine Viskosität von 3200 mPa·s (100%ig), eine Hydroxylzahl von
460 und eine Farbzahl von 30 Hazen.
717 T Polyesteroligomer aus Beispiel 4
werden mit
597 T Ethanol
in einem mit Rührer, Rückflußkühler, Tropftrichter und Thermometer versehenen 4-Liter-Dreihalskolben auf 81°C bis zum Rückfluß erhitzt.
597 T Ethanol
in einem mit Rührer, Rückflußkühler, Tropftrichter und Thermometer versehenen 4-Liter-Dreihalskolben auf 81°C bis zum Rückfluß erhitzt.
Anschließend wird in 4 Stunden eine Mischung aus
552 T Butandiolmonoacrylat
996 T tert.-Butylacrylat
74 T Acrylsäure
50 T Vazo 67 (2,2-Azo-bis-2-Methylbutyronitril)
zugetropft und anschließend 4 Stunden nachpolymerisiert.
552 T Butandiolmonoacrylat
996 T tert.-Butylacrylat
74 T Acrylsäure
50 T Vazo 67 (2,2-Azo-bis-2-Methylbutyronitril)
zugetropft und anschließend 4 Stunden nachpolymerisiert.
Das Produkt hatte einen Einbrennrückstand von 79,8% (1h, 150°C) bei
einer Viskosität von 7200 mPa·s (DIN 53015), eine Säurezahl von 26,3,
eine OH-Zahl von 231 und eine Farbzahl von 60 Hazen.
165 T Polyesteroligomer-Polyacrylat aus Beispiel 5
werden mit
35 T Ethanol
5 T Butylglykol
1,5 T eines siloxanhaltigen Verlaufsmittels
7 T Dimethylethanolamin und
80 T vollentsalztem Wasser
gemischt und bei 30°C 10 Minuten gerührt. Anschließend werden 97,5 T eines methanolveretherten Melaminharzes 90%ig in iso-Butanol, 5 T Ethanol und 25 T vollentsalztem Wasser zugegeben und bei 30°C weitere 10 Minuten gerührt.
35 T Ethanol
5 T Butylglykol
1,5 T eines siloxanhaltigen Verlaufsmittels
7 T Dimethylethanolamin und
80 T vollentsalztem Wasser
gemischt und bei 30°C 10 Minuten gerührt. Anschließend werden 97,5 T eines methanolveretherten Melaminharzes 90%ig in iso-Butanol, 5 T Ethanol und 25 T vollentsalztem Wasser zugegeben und bei 30°C weitere 10 Minuten gerührt.
Es wird wie in Beispiel 6 verfahren, doch werden statt 97,5 T des
Melaminharzes 87,5 T einer 70%igen Lösung in n-Butanol eines
Vernetzers auf Basis 2,4,6-Tris(methoxycarbonyl-amino)-1,3,5-triazin
zugefügt.
Die Lacke aus den Beispielen 2, 3, 6 und 7 wurden auf ein 20 cm x 30 cm
großes, mit schwarzem Kataphoresetauchlack beschichtetem
Gradientenblech mit einem 150 µm Rakel aufgezogen.
Es wurde zunächst 5 Minuten bei Raumtemperatur getrocknet, anschließend
10 Minuten bei 80°C vorgeliert und anschließend bei 140°C eingebrannt.
Die Lacke aus den Beispielen 2 und 7 zeichnen sich durch wesentlich
höhere Brillanz, bessere Chemikalienbeständigkeit, höhere
Lagerstabilität, höhere Pendelhärte und bessere Ablaufsicherheit aus.
Besonders vorteilhaft ist der Lack aus dem erfindungsgemäßen Beispiel
7, der in allen durchgeführten Prüfungen die besten Resultate zeigt.
Claims (11)
1. Wäßrige Bindemittelzusammensetzung, enthaltend:
- A) 10 bis 85 Gew.-% eines oder mehrerer hydroxyfunktioneller (Meth)acryl-Copolymerisate,
- B) 85 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer hydroxyfunktioneller Polyester,
- C) 0 bis 40 Gew.-% eines oder mehrerer von A) und B) unterschiedlicher hydroxyfunktioneller Bindemittel,
- D) 5 bis 40 Gew.-% eines oder mehrerer Triazin-triscarbamate
der allgemeinen Formel
C₃N₃(NHCOOR)₃
worin die Reste R, die gleich oder verschieden sein können C₁ bis C₂₀-Alkyl, C₆ bis C₂₀-Aryl und/oder C₇ bis C₂₀-Aralkyl bedeuten; - E) 0 bis 40 Gew.-% eines oder mehrerer Melamin- und/oder Phenoplastharze;
wobei die Summe der Komponenten A) bis E) sich jeweils 100 Gew.-%
ergänzt,
und wobei mindestens 50 Gew.-% der (Meth)acryl-Copolymerisate,
bezogen auf die Gesamtmenge der Komponente A) in Gegenwart von
einem oder mehreren der hydroxyfunktionellen Polyester,
entsprechend mindestens 20 Gew.-% der Gesamtmenge der Komponente
B), hergestellt worden sind.
2. Wäßriges Überzugsmittel, enthaltend die wäßrige
Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, sowie lackübliche
Additive.
3. Bindemittelzusammensetzung und Überzugsmittel nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß das hydroxyfunktionelle Bindemittel
der Komponente C) Poly(meth)acrylat, Polyurethan, Polyether,
Polyester oder Polyester-modifiziertes Poly(meth)acrylat, jeweils
hydroxyfunktionell, ist.
4. Bindemittelzusammensetzung und Überzugsmittel nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
(Meth)acryl-Copolymeren A) ein Zahlenmittel der Molmasse (Mn) von
1000 bis 10000, eine OH-Zahl von 30 bis 300 mg KOH/g und eine
Säurezahl von 0 bis 60 mg KOH/g aufweisen.
5. Bindemittelzusammensetzung und Überzugsmittel nach einem der
Ansprüche 1 bis 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Polyesterharze B) ein Zahlenmittel der Molmasse (Mn) von 200 bis
5000, eine OH-Zahl von 30 bis 450 mg KOH/g und eine Säurezahl von 0
bis 60 mg KOH/g aufweisen.
6. Verfahren zur Mehrschichtlackierung eines Substrats, bei dem auf
ein Substrat, das vorbeschichtet sein kann, eine Decklackschicht
oder eine Basislackschicht und darüber eine Klarlackschicht
aufgetragen und eingebrannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als
Decklackschicht, als Basislackschicht und/oder Klarlackschicht ein
Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 5 aufgetragen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Überzugsschichten aus den Überzugsmitteln nach einem der Ansprüche
2 bis 4 bei Temperaturen von 80 bis 150°C eingebrannt werden.
8. Verwendung der Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 4 als
pigmenthaltige Decklacke.
9. Verwendung der Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 4 als
pigmentfreie oder transparente Pigmente und/oder Farbstoffe
enthaltende Klarlacke.
10. Verwendung der Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 4 bei
der Mehrschichtlackierung von Kraftfahrzeugen und deren Teilen.
Priority Applications (3)
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DE19623370A DE19623370A1 (de) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | Wäßrige Bindemittel- und Überzugsmittelzusammensetzung und deren Verwendung bei der Mehrschichtlackierung |
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EP97109067A EP0812867B1 (de) | 1996-06-12 | 1997-06-05 | Verfahren zur Lackierung von Substraten |
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DE19525375A1 (de) * | 1995-07-12 | 1997-01-16 | Herberts Gmbh | Überzugsmittel, deren Verwendung und Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtüberzügen |
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