DE19958726A1 - Production of colored and-or decorative effect multi layer coatings, e.g. for painting cars, involves overcoating basecoat with clearcoat comprising special dual-cure aqueous polyurethane dispersion - Google Patents

Production of colored and-or decorative effect multi layer coatings, e.g. for painting cars, involves overcoating basecoat with clearcoat comprising special dual-cure aqueous polyurethane dispersion

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Abstract

The invention relates to a method for producing a coloured and/or decorative-effect multi-layered coating on a primed or unprimed substrate. According to said method, a base lacquer layer and a clear lacquer layer are applied one on top of another, the clear lacquer containing an aqueous, blocked isocyanate group which in turn consists of or contains a polyurethane dispersion. The polyurethane consists of aliphatic polyisocyanates, compounds containing functional groups reactive to isocyanate and bonds which can be activated by actinic radiation, low-molecular aliphatic compounds containing functional groups reactive to isocyanate and dispersing functional groups, in addition to neutralising agents for said dispersing functional groups. The blocked isocyanate groups are introduced into the polyurethane dispersion by adding blocked polyisocyanates and/or by reacting blocking agents for isocyanate groups and/or compounds containing blocked isocyanate groups with the polyurethane prepolymers containing isocyanate groups. The aqueous clear lacquer can be a powder slurry.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung einer farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine neue Pulverslurry.The present invention relates to a novel process for producing a color and / or effect multicoat paint on a primed or unprimed Substrate. Furthermore, the present invention relates to a new powder slurry.

An Automobilserien- und -reparaturlackierungen werden von den Automobilherstellern und deren Kunden wachsende Anforderungen hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit, der mechanische Stabilität, beispielsweise Kratzfestigkeit gegenüber Waschbürsten, der Steinschlagfestigkeit und des optischen Gesamteindrucks, inklusive der optischen Effekte, gestellt. Bekanntermaßen wird dies in einem gewissen Umfang durch eine mehrschichtige Lackierung erfüllt, die auf einem Karosserieblech eine Elektrotauchlackierung, eine Füllerlackierung oder Steinschlagschutzgrundierung sowie eine farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung aus einer farb- und/oder effektgebenden Basislackierung und mindestens eine Klarlackierung übereinanderliegend enthält.Automotive OEM and refinish coatings are used by automakers and their customers have growing demands for corrosion resistance, the mechanical stability, such as scratch resistance to washing brushes, the Stone chip resistance and the overall visual impression, including the optical effects, posed. As is known, this is to some extent due to a multi-layered Paint done on a body sheet an electro-dip, a Füllerlackierung or Steinschlagschutzgrundierung and a color and / or effect-giving multi-layer coating of a color and / or effect Basecoat and at least one clearcoat is superimposed.

Darüber hinaus sollen aber die Lackierungen auch noch die in den letzten Jahren stetig gestiegenen ökologischen Anforderungen, wie die Reduktion des Gehalts an organischen Lösemitteln oder völlige Lösemittelfreiheit, erfüllen.In addition, but the paint finishes are also still in recent years steadily Increased environmental requirements, such as the reduction of organic content Solvents or complete solvent-free, meet.

Im Zuge dieser Entwicklungen haben sich allmählich wäßrige Lacke durchsetzen können. So sind die Elektrotauchlacke bereits seit langem nahezu frei von leichtflüchtigen organischen Bestandteilen, insbesondere organischen Lösemitteln. Ebenso stehen wäßrige Beschichtungsstoffe auf der Basis von Polyurethanen zur Verfügung, die der Herstellung von Füllerlackierungen oder Steinschlagschutzgrundierungen dienen (vgl. die Patentschriften DE-A-40 05 961 und EP-A-0 548 873).In the course of these developments, aqueous paints have gradually become established. Thus, the electrocoating paints have long been almost free of volatiles organic ingredients, especially organic solvents. Likewise, aqueous Coating materials based on polyurethanes available to manufacture of surfacer coats or antistonechip primers (cf. Patent Specifications DE-A-40 05 961 and EP-A-0 548 873).

Auch die Verwendung von Wasserbasislacken, wie sie beispielsweise in der Patentschrift DE-C-197 22 862 beschrieben werden, hat wesentliche Fortschritte mit sich gebracht und die Emissionen flüchtiger organischer Bestandteile nachhaltig verringert.The use of water-based paints, as described for example in the patent DE-C-197 22 862 has brought significant progress and permanently reduces the emissions of volatile organic compounds.

Inzwischen stehen auch lösemittelfreie oder weitgehend lösemittelfreie Klarlacke wie wäßrige Zweikomponenten(2K)- oder Mehrkomponenten(3K, 4K)-Klarlacke, Pulverklarlacke, Pulverslurry-Klarlacke oder flüssige, lösemittelfreie, mit aktinischer Strahlung härtbare Klarlacke (100%-Systeme) zur Verfügung.Meanwhile, solvent-free or largely solvent-free clearcoats such as Aqueous two-component (2K) or multi-component (3K, 4K) clearcoat materials,  Powder clearcoats, powder slurry clearcoats or liquid, solvent-free, with actinic Radiation curable clearcoats (100% systems) are available.

Bei der aktinischen Strahlung kann es sich um elektromagnetische Strahlung wie sichtbares Licht, UV-Licht oder Röntgenstrahlung oder um Korpuskularstrahlung wie Elektronenstrahlung handeln.Actinic radiation can be electromagnetic radiation such as visible light, UV light or X-rays or corpuscular radiation like Act electron radiation.

Wäßrige Zweikomponenten(2K)- oder Mehrkomponenten(3K, 4K)-Klarlacke gehen beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE-A-44 21 823 hervor. Zweikomponenten(2K)- oder Mehrkomponenten(3K, 4K)-Klarlacke enthalten bekanntermaßen als wesentliche Bestandteile hydroxylgruppenhaltige Bindemittel und Polyisocyanate als Vernetzungsmittel, welche bis zu ihrer Verwendung getrennt gelagert werden müssen.Waterborne two-component (2K) or multi-component (3K, 4K) clearcoat materials For example, from the German patent DE-A-44 21 823. Two component (2K) or multi-component (3K, 4K) clearcoat materials included known as the essential ingredients hydroxyl-containing binder and Polyisocyanates as crosslinking agents, which are stored separately until their use Need to become.

Pulverklarlacke sind beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE-A-42 22 194 oder der Produkt-Information der Firma BASF Lacke + Farben AG, "Pulverlacke", 1990 bekannt. Pulverklarlacke enthalten als wesentliche Bestandteile bekanntermaßen epoxidgruppenhaltige Bindemittel und Polycarbonsäuren als Vernetzungsmittel.Powder clearcoats are known for example from German Patent DE-A-42 22 194 or the product information of BASF Lacke + Farben AG, "powder coatings", 1990 known. Powder clearcoats are known to be essential constituents epoxide group-containing binders and polycarboxylic acids as crosslinking agents.

Pulverslurry-Klarlacke sind beispielsweise aus der US-Patentschrift US-A-4,268,542, der internationalen Patentanmeldung WO 96/32452 und den deutschen Patentanmeldungen DE-A-195 18 392.4 und DE-A-196 13 547 bekannt oder werden in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE-A-198 14 471.7 beschrieben. Pulverslurry-Klarlacke enthalten bekanntermaßen Pulverklarlacke in einem wäßrigen Medium dispergiert.Powder slurry clearcoats are described, for example, in US Pat. No. 4,268,542 international patent application WO 96/32452 and the German patent applications DE-A-195 18 392.4 and DE-A-196 13 547 are known or are not in the German patent application DE-A-198 14 471.7. Powder slurry clearcoats are known to contain powder clearcoats in an aqueous Medium dispersed.

Mit aktinischer Strahlung härtbare Klarlacke gehen beispielsweise aus den Patentschriften EP-A-0 540 884, EP-A-0 568 967 oder US-A-4,675,234 hervor. Sie enthalten bekanntermaßen mit aktinischem Licht und/oder Elektronenstrahlung härtbare niedermolekulare, oligomere und/oder polymere Verbindungen, vorzugsweise strah­ lenhärtbare Bindemittel, insbesondere auf Basis ethylenisch ungesättigter Präpolymerer und/oder ethylenisch ungesättigter Oligomerer, gegebenenfalls einen oder mehrere Reak­ tivverdünner sowie gegebenenfalls einen oder mehrere Photoinitiatoren. Beispiele geeigneter strahlenhärtbarer Bindemittel sind (meth)acrylfunktionelle (Meth)Acrylcopolymere, Polyetheracrylate, Polyesteracrylate, ungesättigte Polyester, Epoxyacrylate, Urethanacrylate, Aminoacrylate, Melaminacrylate, Silikonacrylate und die entsprechenden Methacrylate. Bevorzugt werden Bindemittel eingesetzt, die frei von aromatischen Struktureinheiten sind.Clearcoats curable with actinic radiation are known, for example, from the patents EP-A-0 540 884, EP-A-0 568 967 or US-A-4,675,234. They contain known to be curable with actinic light and / or electron radiation low molecular weight, oligomeric and / or polymeric compounds, preferably rad lenhärtbare binders, in particular based on ethylenically unsaturated prepolymer and / or ethylenically unsaturated oligomers, optionally one or more reac tivverdünner and optionally one or more photoinitiators. Examples suitable radiation-curable binders are (meth) acrylic functional  (Meth) acrylic copolymers, polyether acrylates, polyester acrylates, unsaturated polyesters, Epoxy acrylates, urethane acrylates, amino acrylates, melamine acrylates, silicone acrylates and the corresponding methacrylates. Binders are preferably used which are free from are aromatic structural units.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 928 800 ist ein thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbarer Dual Cure-Beschichtungsstoff bekannt, der ein Urethan(meth)acrylat mit freien Isocyanatgruppen und (Meth)Acryloylgruppen, einen Photoinitiator und eine isocyanatreaktive Verbindung, insbesondere ein Polyol oder Polyamin, enthält. Dieser Dual Cure-Beschichtungsstoff bietet die Möglichkeit, die Eigenschaftsprofile von Beschichtungsstoff und von Beschichtung zu variieren und gezielt an unterschiedliche Verwendungszwecke anzupassen.From the European patent application EP-A-0 928 800 is a thermally and with actinic radiation curable dual cure coating material known in the art Urethane (meth) acrylate having free isocyanate groups and (meth) acryloyl groups, a Photoinitiator and an isocyanate-reactive compound, in particular a polyol or Polyamine, contains. This dual cure coating offers the opportunity to use the Property profiles of coating material and coating to vary and targeted to adapt to different uses.

Der Nachteil der bekannten Dual Cure-Beschichtungsstoffe liegt darin, daß es sich um sogenannte Zweikomponentensysteme handelt, bei denen die Bestandteile, die freie Isocyanatgruppen enthalten, bis zur Applikation unter Ausschluß von Wasser bzw. getrennt von den Bestandteilen, die die isocyanatreaktiven Gruppen enthalten, gelagert werden müssen, um eine vorzeitige Vernetzung zu vermeiden. Dies erfordert aber einen höheren technischen und planerischen Aufwand bei der Lagerung, der Herstellung und der Applikation.The disadvantage of the known dual-cure coating materials is that it is so-called two-component systems, in which the components, the free Isocyanate groups until application in the absence of water or separately from the constituents containing the isocyanate-reactive groups must be in order to avoid premature networking. But this requires one higher technical and planning effort in storage, production and the Application.

Vorzugsweise werden die bekannten Wasserbasislacke und Klarlacke im Rahmen der Herstellung von farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen nach dem sogenannten Naß-in-naß-Verfahren verarbeitet. Bekanntermaßen wird bei dem Naß-in- naß-Verfahren ein Basislack auf ein grundiertes oder ungrundiertes Substrat appliziert, wonach man die resultierende Basislackschicht trocknet, mit einem Klarlack überschichtet und die resultierende Klarlackschicht gemeinsam mit der Basislackschicht härtet, wodurch die Mehrschichtlackierung aus farb- und/oder effektgebender Basislackierung und schützender Klarlackierung resultiert.Preferably, the known water-based paints and clearcoats in the context of Production of color and / or effect multicoat paint systems according to the Processed so-called wet-in-wet process. As is known, in the case of the wet-in- wet-process a basecoat applied to a primed or ungrounded substrate, after which the resulting basecoat film is dried, overcoated with a clearcoat and the resulting clearcoat layer co-cures with the basecoat layer, thereby the multi-layer coating of color and / or effect basecoat and protective clearcoat results.

Bei dem Naß-in-naß-Verfahren weisen die einzelnen Klarlacktypen spezifische Stärken und Schwächen auf. In the wet-on-wet process, the individual clearcoat types have specific strengths and weaknesses.  

So können die wäßrigen Klarlacke bei oder nach ihrer Applikation ein Einbrechen in die getrocknete Wasserbasislackschicht zeigen. Pulverklarlacke können einen nicht ausreichenden Verlauf während der Härtung aufweisen, was zu strukturierten Oberflächen führt.Thus, the aqueous clearcoats on or after their application, a breach in the show dried aqueous basecoat. Powder clearcoats can not do one have sufficient course during curing, resulting in structured surfaces leads.

Nach ihrer Härtung sind Klarlackierungen auf der Basis von Zweikomponenten(2K)- oder Mehrkomponenten(3K, 4K)-Klarlacken zwar witterungsstabil, indes oftmals nicht genügend abriebfest. Mit aktinischer Strahlung härtbare Klarlacke weisen bei ihrer Härtung häufig einen starken Schrumpf auf, was zu einer Delaminierung aufgrund innerer Spannungen führt. Außerdem können sie nach ihrer Applikation auf komplexer geformte Substrate in den Schattenbereichen nur ungenügend ausgehärtet werden. Pulverslurry- Klarlacke sind mit einigen häufig angewandten Wasserbasislacken mehr oder weniger unverträglich, was zur Rißbildung (mud cracking) in der Mehrschichtlackierung und zur Delamination der Schichten führen kann.After curing, clearcoats based on two-component (2K) - or Although multi-component (3K, 4K) clearcoats are weather-stable, they are often not sufficiently resistant to abrasion. With actinic radiation curable clearcoats have in their Curing often has a strong shrinkage, resulting in internal delamination Tension leads. Moreover, they can be more complex shaped after their application Substrates in the shadow areas are cured only insufficient. powder slurry Clearcoats are more or less compatible with some commonly used waterborne basecoats incompatible, causing cracking (mud cracking) in the multi-layer coating and Delamination of the layers may result.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE-A-196 45 761 sind hydrophile selbstvernetzende Polyurethane bekannt, die olefinisch ungesättigte Gruppen und endständige blockierte Isocyanatgruppen enthalten. Die Blockierungsmittel werden indes hierin nicht näher spezifiziert. Diese bekannten hydrophilen selbstvernetzenden Polyurethane werden zur Herstellung von Pfropfmischpolymerisaten nach der Emulsionspolymerisationsmethode verwendet. Die resultierenden Dispersionen der Pfropfmischpolymerisate werden zur Herstellung von Wasserbasislacken und nicht von Klarlacken verwendet. Die Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen nach dem Naß-in-naß-Verfahren, bei dem Basislackschichten mit Klarlackschichten überschichtet werden, wonach man beide Schichten gemeinsam härtet, wird in der Patentanmeldung nicht angesprochen. Ebensowenig wird die Kombination von thermischer Härtung und Härtung mit aktinischer Strahlung (Dual Cure) in der Patentanmeldung beschrieben.From the German patent application DE-A-196 45 761 are hydrophilic self-crosslinking Polyurethanes are known which blocked olefinically unsaturated groups and terminal ones Contain isocyanate groups. The blocking agents, however, are not closer specified. These known hydrophilic self-crosslinking polyurethanes are used for Preparation of graft copolymers according to the emulsion polymerization method used. The resulting dispersions of the graft copolymers become Production of water-based paints and not used by clearcoats. The production Color and / or effect multi-layer coatings according to the wet-on-wet process, in which basecoat films are overcoated with clearcoat films, followed by cures both layers together, is not addressed in the patent application. Nor does the combination of thermal curing and curing with actinic Radiation (dual cure) described in the patent application.

Aus dem deutschen Patent DE-C-197 22 862 ist ein fremdvernetzendes Pfropfmischpolymerisat bekannt, das erhältlich ist, indem man in einer Dispersion eines olefinisch ungesättigten, hydrophile funktionelle Gruppen aufweisenden Polyurethans mit im statistischen Mittel 0,05 bis 1,1 polymerisierbaren seitenständigen und/oder endständigen Doppelbindungen pro Molekül olefinisch ungesättigte Monomere polymerisiert. Die bekannten fremdvernetzenden Pfropfmischpolymerisate der DE-C-197 22 862 liegen als Primärdispersionen vor und sind sehr gut für die Herstellung wäßriger fremdvernetzender Beschichtungsstoffe, insbesondere Wasserbasislacke, geeignet. Als Vernetzungsmittel können sie blockierte Isocyanate enthalten. Die fremdvernetzenden Wasserbasislacke können mit Vorteil für die Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen nach dem Naß-in-naß-Verfahren verwendet werden. Das Patent beschreibt jedoch nicht die Verwendung der Primärdispersionen für die Herstellung von Klarlacken, die thermisch und mit aktinischer Strahlung gehärtet werden können.From the German patent DE-C-197 22 862 is a Fremdvernetzendes Graft copolymer obtainable by dissolving in a dispersion of a olefinically unsaturated, hydrophilic functional groups having polyurethane on a statistical average from 0.05 to 1.1 polymerizable pendent and / or terminal double bonds per molecule of olefinically unsaturated monomers polymerized. The known externally crosslinking graft copolymers of DE-C-197 22 862  are present as primary dispersions and are very good for the production of aqueous Externally crosslinking coating materials, in particular water-based paints, suitable. When Crosslinking agents may contain blocked isocyanates. The externally networked Water-based paints can be advantageous for the production of color and / or effect Multi-layer coatings can be used by the wet-in-wet process. The patent does not describe the use of the primary dispersions for the preparation of Clearcoats that can be cured thermally and with actinic radiation.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "selbstvernetzend" die Eigenschaft eines Bindemittels (zu dem Begriff vgl. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Bindemittel", Seiten 73 und 74), mit sich selbst Vernetzungsreaktionen einzugehen. Voraussetzung hierfür ist, daß in den Bindemitteln bereits beide Arten von komplementären reaktiven funktionellen Gruppen enthalten sind, die für eine Vernetzung notwendig sind. Als fremdvernetzend werden dagegen solche Beschichtungsstoffe bezeichnet, worin die eine Art der komplementären reaktiven funktionellen Gruppen in dem Bindemittel, und die andere Art in einem Härter oder Vernetzungsmittel vorliegen. Ergänzend wird hierzu auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Härtung", Seiten 274 bis 276, insbesondere Seite 275, unten, verwiesen.In the context of the present invention, the term "self-crosslinking" denotes the Property of a binder (for the term see Rompp Lexikon Lacke and Printing inks, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Binders", p. 73 and 74) to engage in self-crosslinking reactions. The prerequisite for this is that in the binders already both types of complementary reactive functional Contain groups that are necessary for networking. As externally crosslinking On the other hand, such coating materials are referred to, wherein one type of complementary reactive functional groups in the binder, and the other kind in a hardener or crosslinking agent. In addition, this is on Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Hardening", pages 274 to 276, especially page 275, below.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Titel "Mit UV- Strahlung und thermisch härtbare wäßrige Polyurethandispersionen sowie deren Verwendung" (internes Aktenzeichen der BASF Aktiengesellschaft: O. Z. 0050/50768, eingereicht am 05.10.1999) wird ein thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbarer Klarlack auf der Basis einer wäßrigen Polyurethandispersion beschrieben, die Hydroxylgrupppen, blockierte Isocyanatgruppen und olefinisch ungesättigte Gruppen sowie dispergierende ionische Gruppen enthält. Die Verwendung dieser Klarlacke im Rahmen des Naß-in-Naß-Verfahrens wird hierin nicht beschrieben.In the non-prepublished German patent application entitled "With UV Radiation and thermally curable aqueous polyurethane dispersions and their Use "(internal file number of BASF Aktiengesellschaft: O. Z. 0050/50768, filed on 05.10.1999) becomes a thermally curable and with actinic radiation Clearcoat based on an aqueous polyurethane dispersion described Hydroxyl groups, blocked isocyanate groups and olefinically unsaturated groups and dispersing ionic groups. The use of these clearcoats in The wet-in-wet process is not described herein.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE-A-199 08 013.5 wird eine strukturviskose, mit aktinischer Strahlung und gegebenenfalls thermisch härtbare Pulverslurry beschrieben, welche feste sphärische Partikel einer mittleren Teilchengröße von 0,8 bis 20 µm und einer maximalen Teilchengröße von 30 µm enthält, wobei die Pulverklarlack-Slurry einen Gehalt an Ionen bildenden dispergierenden Gruppen von 0,05 bis 1 meq/g, entsprechend einer mittleren Säurezahl oder Amin-Zahl von 3 bis 56 g KOH/g Festkörper (MEQ-Säure oder -Amin von 0,05 bis 1,0 meq/g Festkörper), vorzugsweise bis 28 (MEQ-Säure oder -Amin: 0,5) und insbesondere bis 17 (MEQ-Säure oder -Amin: 0,3), einen Gehalt an Neutralisationsmitteln von 0,05 bis 1 meq/g und eine Viskosität von (i) 50 bis 1000 mPa.s bei einer Scherrate von 1000 s-1, (ii) 150 bis 8000 mPa.s bei einer Scherrate von 10 s-1 und (iii) 180 bis 12000 mPa.s bei einer Scherrate von 1 s-1 aufweist. Darüber hinaus kann die Pulverklarlack-Slurry Bindemittel mit reaktiven funktionellen Gruppen wie beispielsweise Hydroxylgruppen enthalten, die mit Vernetzungsmitteln wie blockierten Isocyanaten thermische Vernetzungsreaktionen eingehen können. Somit werden hier die blockierten Isocyanatgruppen durch Zugabe einer separaten Verbindung mit mindestens einer blockierten Isocyanatgruppe in die Pulverklarlack-Slurry eingeführt.Non-prepublished German patent application DE-A-199 08 013.5 describes a structurally viscous, with actinic radiation and optionally thermally curable powder slurry containing solid spherical particles having an average particle size of 0.8 to 20 microns and a maximum particle size of 30 microns, wherein the powder clearcoat slurry has a content of ion-forming dispersing groups of 0.05 to 1 meq / g, corresponding to an average acid number or amine number of 3 to 56 g KOH / g solids (MEQ acid or amine of 0.05 to 1.0 meq / g of solids), preferably to 28 (MEQ acid or amine: 0.5) and especially to 17 (MEQ acid or amine: 0.3), a neutralizing agent content of 0.05 to 1 meq / g and a viscosity of (i) 50 to 1000 mPa.s at a shear rate of 1000 s -1 , (ii) 150 to 8000 mPa.s at a shear rate of 10 s -1 and (iii) 180 to 12000 mPa.s at a shear rate of 1 s -1 . In addition, the powder clearcoat slurry may contain binders with reactive functional groups such as hydroxyl groups, which may undergo thermal crosslinking reactions with crosslinking agents such as blocked isocyanates. Thus, here the blocked isocyanate groups are introduced by adding a separate compound having at least one blocked isocyanate group in the powder clearcoat slurry.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE-A-199 08 018.6 ist eine Dual Cure-Pulverklarlack-Slurry bekannt, die Bestandteile enthält, die sowohl mit aktinischer Strahlung aktivierbare Gruppen (A) als auch komplementäre reaktive funktionelle Gruppen (B), die thermische Vernetzungsreaktionen eingehen wie Hydroxylgruppen/blockierte Isocyanatgruppen oder Carboxylgruppen/Epoxidgruppen, enthalten. Der Gehalt an Säuregruppen in diesen Bestandteilen ist jedoch nicht näher spezifiziert. Außerdem dienen sie in erster Linie nicht der Dispergierung der Bestandteile, sondern deren Vernetzung.In the not previously published German patent application DE-A-199 08 018.6 is a Dual Cure Powder Clearcoat Slurry that contains ingredients that work with both actinic radiation activatable groups (A) as well as complementary reactive functional groups (B) that undergo thermal crosslinking reactions such as Hydroxyl groups / blocked isocyanate groups or carboxyl groups / epoxide groups, contain. However, the content of acid groups in these components is not closer specified. In addition, they do not primarily serve to disperse the ingredients, but their networking.

Es besteht daher nach wie vor ein Bedarf an einem Verfahren zur Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweist, sondern sicher und zuverlässig Mehrschichtlackierungen liefert, die, was Farbe, Effekt, Glanz und D. O. I. (distinctiveness of the reflected image) betrifft, von höchster optischer Qualität sind, eine glatte, strukturfreie, harte, flexible und kratzfeste Oberfläche haben, witterungs-, chemikalien- und etch-beständig sind, nicht vergilben und keine Rißbildung und Delamination der Schichten zeigen.There is therefore still a need for a process for producing color and / or effect multicoat paint systems, the disadvantages of the prior Technology no longer has, but safe and reliable Which provides color, effect, gloss and D.O.I. (distinctiveness of the reflected image), of the highest optical quality, a smooth, structure-free, hard, flexible and scratch-resistant surface have weather-, chemical- and etch-resistant, not yellowing and no cracking and delamination of the Show layers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Bedarf zu decken.The object of the present invention is to meet this need.

Demgemäß wurde das neue Verfahren zur Herstellung einer farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat gefunden, bei dem man eine Basislackschicht und mindestens eine Klarlackschicht übereinander appliziert, wobei mindestens einer der Klarlacke mindestens eine wäßrige Polyurethandispersion einer Säurezahl von 5,0 bis 100 mg KOH/g enthält oder hieraus besteht, die aus
Accordingly, the novel process for producing a multicoat color and / or effect coating on a primed or unprimed substrate has been found in which a basecoat film and at least one clearcoat film are applied to one another, at least one of the clearcoat materials comprising at least one aqueous polyurethane dispersion having an acid number of 5.0 contains or consists of 100 mg KOH / g

  • A) mindestens einem aliphatischen Polyisocyanat mit einer Isocyanatfunktionalität von 2,0 bis 6,0,A) at least one aliphatic polyisocyanate having an isocyanate functionality of 2.0 to 6.0,
  • B) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe sowie mindestens einer mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Bindung,B) at least one compound having at least one isocyanate-reactive functional group and at least one with actinic radiation activatable bond,
  • C) mindestens einer niedermolekularen aliphatischen Verbindung mit mindestens zwei isocyanatreaktiven funktionellen Gruppen,C) at least one low molecular weight aliphatic compound having at least two isocyanate-reactive functional groups,
  • D) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe und mindestens einer dispergierenden funktionellen Gruppe,D) at least one compound having at least one isocyanate-reactive functional group and at least one dispersing functional group,
  • E) mindestens einem Neutralisationsmittel für die dispergierenden funktionellen Gruppen der Verbindung D),E) at least one neutralizing agent for the dispersing functional Groups of compound D),
  • F) mindestens einem Blockierungsmittel für Isocyanatgruppen und/oder mindestens einer Verbindung mit mindestens einer blockierten Isocyanatgruppe sowie gegebenenfallsF) at least one blocking agent for isocyanate groups and / or at least a compound having at least one blocked isocyanate group as well possibly
  • G) mindestens einer von den Verbindungen B) bis F) verschiedenen Verbindung mit einer isocyanatreaktiven funktionellen GruppeG) at least one compound other than compounds B) to F) an isocyanate-reactive functional group

aufgebaut ist, wobei die blockierten Isocyanatgruppen über die Umsetzung der Blockierungsmittel F) mit den isocyanatgruppenhaltigen Polyurethanpräpolymeren, die aus der Umsetzung eines stöchiometrischen Überschusses der Verbindungen A) mit den Verbindungen B) sowie gegebenenfalls C) sowie mit einer zur Dispergierbarkeit in wäßrigen Medien ausreichenden Menge an Verbindungen D) und E) resultieren, in die Polyurethandispersion eingeführt werden. is constructed, wherein the blocked isocyanate groups on the implementation of Blocking agent F) with the polyurethane prepolymers containing isocyanate groups, the from the reaction of a stoichiometric excess of the compounds A) with the Compounds B) and optionally C) and with a dispersibility in aqueous media sufficient amount of compounds D) and E) result in the Polyurethane dispersion are introduced.  

Im folgenden wird das neue Verfahren zur Herstellung einer farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat der Kürze halber als "erfindungsgemäßes Verfahren" bezeichnet.In the following, the new method for producing a color and / or effect multicoat paint on a primed or unprimed substrate for the sake of brevity referred to as "inventive method".

Weitere erfindungsgemäße Gegenstände gehen aus der Beschreibung hervor.Other inventive objects will be apparent from the description.

Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, daß die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde lag, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst werden konnte. Insbesondere war es überraschend, daß das erfindungsgemäße Verfahren farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierungen liefert, die auch auf komplex geformten Substraten vollständig ausgehärtet, hochkratzfest und chemikalienbeständig sind. Besonders hervorzuheben ist, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens Mehrschichtlackierungen, die gegebenenfalls noch Grundierungen umfassen, ausschließlich auf der Basis von wäßrigen Lacken hergestellt werden können.In view of the prior art, it was surprising and not for the expert Foreseeable that the object on which the present invention was based, with the aid of inventive method could be solved. In particular, it was surprising that the inventive method color and / or effect Provides multi-layer coatings, even on complex shaped substrates completely cured, highly scratch resistant and resistant to chemicals. Particularly noteworthy is that by means of the method according to the invention multi-layer coatings, the optionally also comprise primers, based solely on aqueous Lacquers can be produced.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen auf grundierten oder ungrundierten Substraten.The inventive method is used to produce color and / or effect Multilayer coatings on primed or unprimed substrates.

Als Substrate kommen alle zu lackierenden Oberflächen, die durch eine Härtung der hierauf befindlichen Lackierungen unter Anwendung von Hitze nicht geschädigt werden, in Betracht; das sind z. B. Metalle, Kunststoffe, Holz, Keramik, Stein, Textil, Faserverbunde, Leder, Glas, Glasfasern, Glas- und Steinwolle, mineral- und harzgebundene Baustoffe, wie Gips- und Zementplatten oder Dachziegel, sowie Verbunde dieser Materialien. Demnach ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für Anwendungen außerhalb der Automobillackierung geeignet. Hierbei kommt es insbesondere für die Lackierung von Möbeln und die industrielle Lackierung, inklusive Coil Coating, Container Coating und die Imprägnierung oder Beschichtung elektrotechnischer Bauteile, in Betracht. Im Rahmen der industriellen Lackierungen eignet es sich für die Lackierung praktisch aller Teile für den privaten oder industriellen Gebrauch wie Radiatoren, Haushaltsgeräte, Kleinteile aus Metall wie Schrauben und Muttern, Radkappen, Felgen, Emballagen oder elektrotechnische Bauteile wie Motorwicklungen oder Transformatorwicklungen. The substrates are all surfaces to be painted, which by curing the coatings applied thereto are not damaged by the application of heat, into consideration; these are z. B. metals, plastics, wood, ceramics, stone, textile, Fiber composites, leather, glass, glass fibers, glass and rock wool, mineral and Resin-bound building materials, such as gypsum and cement boards or roof tiles, as well as composites of these materials. Accordingly, the inventive method is also for applications suitable outside the automotive paint shop. This is particularly true for the Painting of furniture and industrial painting, including coil coating, containers Coating and impregnation or coating of electrotechnical components, in Consideration. In the context of industrial coatings, it is suitable for painting virtually all parts for private or industrial use such as radiators, Household appliances, small metal parts such as nuts and bolts, hubcaps, rims, Emballagen or electrical engineering components such as motor windings or Transformer windings.  

Im Falle elektrisch leitfähiger Substrate können Grundierungen verwendet werden, die in üblicher und bekannter Weise aus Elektrotauchlacken (ETL) hergestellt werden. Hierfür kommen sowohl anodische (ATL) als auch kathodische (KTL) Elektrotauchlacke, insbesondere aber KTL, in Betracht. Im Falle von Metall kann das Substrat auch einer Oberflächenbehandlung, beispielsweise einer Galvanisierung oder einer Phosphatierung oder Eloxierung, unterzogen worden sein.In the case of electrically conductive substrates primers may be used which are in customary and known manner of electrocoating (ETL) are produced. Therefor come both anodic (ATL) and cathodic (KTL) electrodeposition paints, but especially KTL, into consideration. In the case of metal, the substrate may also be one Surface treatment, such as galvanization or phosphating or anodization.

Insbesondere in der Automobilserienlackierung wird auf die vollständig ausgehärtete oder die lediglich getrocknete Elektrotauchlackierung (ETL) ein Füller oder eine Steinschlagschutzgrundierung appliziert. Diese Lackschicht wird entweder für sich alleine oder zusammen mit der darunter liegenden Elektrotauchlackschicht vollständig ausgehärtet. Die applizierte Füllerschicht kann auch lediglich getrocknet oder partiell ausgehärtet werden, wonach sie mit den darüber liegenden Lackschichten sowie gegebenenfalls mit der darunter liegenden Elektrotauchlackschicht vollständig ausgehärtet wird (erweiterte Naß-in-naß-Verfahren). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt der Begriff Grundierung auch die Kombination von Elektrotauchlackierung und Füllerlackierung oder Steinschlagschutzgrundierung.In particular, in automotive OEM finishing is on the fully cured or the merely dried electrocoating (ETL) a filler or a Rockfall protection primer applied. This paint layer is either on its own or completely with the underlying electrodeposition paint layer hardened. The applied surfacer coat can also be merely dried or partially after which they are cured with the overlying varnish layers as well optionally completely cured with the underlying electrodeposition coating becomes (extended wet-in-wet method). Within the scope of the present invention the term primer also the combination of electrocoating and Surfacer or antistonechip primer.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch grundierte oder nicht grundierte Kunststoffe wie z. B. ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM und UP (Kurzbezeichnungen nach DIN 7728T1) lackiert werden. Die zu lackierenden Kunststoffe können selbstverständlich auch Polymerblends, modifizierte Kunststoffe oder faserverstärkte Kunststoffe sein. Es können auch die üblicherweise im Fahrzeugbau, insbesondere Kraftfahrzeugbau, eingesetzten Kunststoffe zum Einsatz kommen.The process according to the invention may also include primed or unprimed Plastics such. ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM and UP (abbreviations according to DIN 7728T1). The plastics to be painted can Of course, polymer blends, modified plastics or fiber-reinforced Be plastics. It can also usually in vehicle construction, in particular Automotive, used plastics are used.

Im Falle von nichtfunktionalisierten und/oder unpolaren Substratoberflächen können diese vor der Beschichtung in bekannter Weise einer Vorbehandlung, wie mit einem Plasma oder mit Beflammen, unterzogen oder mit einer Hydrogrundierung versehen werden.In the case of non-functionalized and / or non-polar substrate surfaces, these can before coating in a known manner a pretreatment, such as with a plasma or by flaming, subjecting or hydro priming.

Erfindungsgemäß wird in einem ersten Verfahrenschritt ein thermisch sowie gegebenenfalls mit aktinischer Strahlung härtbarer pigmentierter Basislack, insbesondere ein Wasserbasislack, auf das grundierte oder ungrundierte Substrat appliziert, wodurch die Basislackschicht resultiert.According to the invention, in a first process step, a thermal and optionally with actinic radiation curable pigmented basecoat, in particular  a water-based paint, applied to the primed or ungrounded substrate, whereby the Basecoat layer results.

Beispiele geeigneter Wasserbasislacke sind aus den Patentschriften EP-A-0 089 497, EP-A-0 256 540, EP-A-0 260 447, EP-A-0 297 576, WO 96/12747, EP-A-0 523 610, EP-A-0 228 003, EP-A-0 397 806, EP-A-0 574 417, EP-A-0 531 510, EP-A-0 581 211, EP-A-0 708 788, EP-A-0 593 454, DE-A-43 28 092, EP-A-0 299 148, EP-A-0 394 737, EP-A-0 590 484, EP-A-0 234 362, EP-A-0 234 361, EP-A-0 543 817; WO 95/14721, EP-A-0 521 928, EP-A-0 522 420, EP-A-0 522 419, EP-A-0 649 865, EP-A-0 536 712, EP-A-0 596 460, EP-A-0 596 461, EP-A-0 584 818, EP-A- 0 669 356, EP-A-0 634 431, EP-A-0 678 536, EP-A-0 354 261, EP-A-0 424 705, WO 97/49745, WO 97/49747 oder EP-A-0 401 565 bekannt.Examples of suitable aqueous basecoats are known from the patents EP-A-0 089 497, EP-A-0 256 540, EP-A-0 260 447, EP-A-0 297 576, WO 96/12747, EP-A-0 523 610, EP-A-0 228 003, EP-A-0 397 806, EP-A-0 574 417, EP-A-0 531 510, EP-A-0 581 211, EP-A-0 708 788, EP-A-0 593 454, DE-A-43 28 092, EP-A-0 299 148, EP-A-0 394 737, EP-A-0 590 484, EP-A-0 234 362, EP-A-0 234 361, EP-A-0 543 817; WO 95/14721, EP-A-0 521 928, EP-A-0 522 420, EP-A-0 522 419, EP-A-0 649 865, EP-A-0 536 712, EP-A-0 596 460, EP-A-0 596 461, EP-A-0 584 818, EP-A-0 669 356, EP-A-0 634 431, EP-A-0 678 536, EP-A-0 354 261, EP-A-0 424 705, WO 97/49745, WO 97/49747 or US Pat EP-A-0 401 565.

Die Applikation des Wasserbasislacks kann durch alle üblichen Applikationsmethoden, wie z. B. Spritzen, Rakeln, Streichen, Gießen, Tauchen, Tränken, Träufeln oder Walzen erfolgen. Dabei kann das zu beschichtende Substrat als solches ruhen, wobei die Applikationseinrichtung oder -anlage bewegt wird. Indes kann auch das zu beschichtende Substrat, insbesondere ein Coil, bewegt werden, wobei die Applikationsanlage relativ zum Substrat ruht oder in geeigneter Weise bewegt wird.The application of the waterborne basecoat can be achieved by all common application methods, such as As spraying, knife coating, brushing, pouring, dipping, watering, trickling or rolling respectively. In this case, the substrate to be coated can rest as such, wherein the Application device or system is moved. However, even the one to be coated Substrate, in particular a coil to be moved, wherein the application system relative to Substrate is resting or moved in a suitable manner.

Vorzugsweise werden Spritzapplikationsmethoden angewandt, wie zum Beispiel Druckluftspritzen, Airless-Spritzen, Hochrotation, elektrostatischer Sprühauftrag (ESTA), gegebenenfalls verbunden mit Heißspritzapplikation wie zum Beispiel Hot-Air- Heißspritzen. Die Applikation kann bei Temperaturen von max. 70 bis 80°C durchgeführt werden, so daß geeignete Applikationsviskositäten erreicht werden, ohne daß bei der kurzzeitig einwirkenden thermischen Belastung eine Veränderung oder Schädigungen des Wasserbasislacks und seines gegebenenfalls wiederaufzubereitenden Overspray eintreten. So kann das Heißspritzen so ausgestaltet sein, daß der Wasserbasislack nur sehr kurz in der oder kurz vor der Spritzdüse erhitzt wird.Preferably, spray application methods are used, such as Compressed air spraying, airless spraying, high rotation, electrostatic spray application (ESTA), optionally combined with hot spray application such as hot air Hot spraying. The application can be carried out at temperatures of max. 70 to 80 ° C performed be so that suitable application viscosities are achieved without that in the short term acting thermal stress a change or damage of the Waterborne paints and his possibly reprocessed overspray occur. Thus, the hot spraying can be designed so that the water-based paint only very briefly in the or just before the spray nozzle is heated.

Die für die Applikation verwendete Spritzkabine kann beispielsweise mit einem gegebenenfalls temperierbaren Umlauf betrieben werden, der mit einem geeigneten Absorptionsmedium für den Overspray, z. B. dem Wasserbasislack selbst, betrieben wird. The spray booth used for the application, for example, with a optionally circulating, which can be operated with a suitable Absorption medium for the overspray, z. B. the water-based paint itself, is operated.  

Bevorzugt wird die Applikation bei Beleuchtung mit sichtbarem Licht einer Wellenlänge von über 550 µm oder unter Lichtausschluß durchgeführt, wenn der Wasserbasislack thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbar ist. Hierdurch werden eine stoffliche Änderung oder Schädigung des Wasserbasislacks und des Oversprays vermieden.The application is preferably when illuminated with visible light of a wavelength of over 550 microns or in the absence of light when the water-based paint thermally curable and with actinic radiation. This will be a material Change or damage to the water-based paint and overspray avoided.

Selbstverständlich können die vorstehend beschriebenen Applikationsmethoden auch bei der Herstellung der übrigen Lackschichten im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandt werden.Of course, the application methods described above can also in the production of the other paint layers in the context of the method according to the invention be applied.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Wasserbasislackschicht nach ihrer Applikation thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung ausgehärtet. Wegen ihres hohen Gehalts an Pigmenten, die die aktinische Strahlung stark absorbieren und/oder streuen, wird die Wasserbasislackschicht vorzugsweise thermisch gehärtet. Hierbei werden bevorzugt die nachfolgend beschriebenen Methoden der thermischen Härtung sowie gegebenenfalls die nachfolgend beschriebenen Methoden der Härtung mit aktinischer Strahlung angewandt.In the context of the process according to the invention, the waterborne basecoat layer is after their application cured thermally or thermally and with actinic radiation. Because of their high content of pigments, which strongly absorb the actinic radiation and / or sprinkle, the aqueous basecoat film is preferably thermally cured. In this case, the methods of the thermal methods described below are preferred Curing and optionally the methods of curing described below actinic radiation applied.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die thermische Härtung unmittelbar nach der Applikation der Wasserbasislackschicht erfolgen. Gegebenenfalls können hierbei die darunter liegenden, noch nicht vollständig ausgehärteten Lackschichten der Grundierung mit ausgehärtet werden. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn die Grundierung vor der Applikation des Wasserbasislacks bereits vollständig ausgehärtet ist.In the context of the process according to the invention, the thermal curing can be immediate take place after application of the aqueous basecoat. Optionally, this can the underlying, not yet fully cured lacquer layers of Primer to be cured with. According to the invention it is advantageous if the Primer is already fully cured before applying the water-based paint.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Wasserbasislackschicht vorzugsweise nicht ausgehärtet, sondern nur getrocknet oder partiell ausgehärtet. D. h., daß keine der vorhandenen zur thermischen Vernetzung befähigten funktionellen Gruppen umgesetzt werden oder nur ein Teil hiervon, etwa bis zu 90, vorzugsweise bis zu 80 und insbesondere bis zu 70 Mol-%, umgesetzt wird.In the context of the process according to the invention, the aqueous basecoat film is used preferably not cured, but only dried or partially cured. That is, that none of the existing functional groups capable of thermal crosslinking be converted or only a part thereof, for example up to 90, preferably up to 80 and in particular up to 70 mol%, is reacted.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Wasserbasislackschicht oder die Wasserbasislackierung, insbesondere die Wasserbasislackschicht, mit einer Klarlackschicht I aus einem thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbaren Klarlack I überschichtet. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es wesentlich, daß man als Klarlack I einen erfindungsgemäß zu verwendenden Klarlack verwendet, der eine wäßrige Polyurethandispersion enthält oder hieraus besteht, die aus den nachstehend beschriebenen Ausgangsprodukten A), B), C), D), E) und F) sowie gegebenenfalls G) aufgebaut ist.In the method according to the invention, the aqueous basecoat film or the Waterborne coating, in particular the aqueous basecoat film, with a Clearcoat I from a clearcoat thermally curable with actinic radiation I. overlayed. It is essential for the process according to the invention that it is possible to use as clearcoat I uses a clearcoat to be used according to the invention, which comprises an aqueous  Contains or consists of polyurethane dispersion, which from the below described Starting products A), B), C), D), E) and F) and optionally G) is constructed.

Im allgemeinen werden die Basislackschicht und Klarlackschicht in einer Naßschichtdicke appliziert, daß nach ihrer Aushärtung Schichten mit der für ihre Funktionen notwendigen und vorteilhaften Schichtdicken resultieren. Im Falle der Basislackierung liegt sie bei 5 bis 50, vorzugsweise 5 bis 40, besonders bevorzugt 5 bis 30 und insbesondere 10 bis 25 µm, und im Falle der Klarlackierungen liegt sie bei 10 bis 100, vorzugsweise 15 bis 80, besonders bevorzugt 20 bis 75 und insbesondere 25 bis 70 µm.In general, the basecoat film and clearcoat film will be in a wet film thickness applied, that after their curing layers with the necessary for their functions and advantageous layer thicknesses result. In the case of the base coat it is 5 to 50, preferably 5 to 40, more preferably 5 to 30 and in particular 10 to 25 μm, and in the case of clearcoats, it is 10 to 100, preferably 15 to 80, particularly preferably 20 to 75 and in particular 25 to 70 microns.

In einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Klarlackschicht I für sich alleine ausgehärtet. Die setzt voraus, daß die darunter liegenden Lackschichten bereits vollständig ausgehärtet sind.In a first variant of the method according to the invention, the clearcoat film I for cured alone. This assumes that the underlying layers of paint already completely cured.

In einer zweiten, bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Klarlackschicht I gemeinsam mit der Basislackschicht ausgehärtet.In a second, preferred variant of the method according to the invention is the Clearcoat I I cured together with the basecoat.

Die Aushärtung kann nach einer gewissen Ruhezeit erfolgen. Sie kann eine Dauer von 30 s bis 2 h, vorzugsweise 1 min bis 1 h und insbesondere 1 min bis 45 min haben. Die Ruhezeit dient beispielsweise zum Verlauf und zur Entgasung der Klarlackschicht I und zum Verdunsten von flüchtigen Bestandteilen wie Wasser sowie gegebenenfalls noch vorhandenen Lösemittel. Die Ruhezeit kann durch die Anwendung erhöhter Temperaturen bis 90°C und/oder durch eine reduzierte Luftfeuchte < 10 g Wasser/kg Luft, insbesondere < 5g/kg Luft, unterstützt und/oder verkürzt werden, sofern hierbei keine Schädigungen oder Veränderungen der Lackschichten eintreten, etwa eine vorzeitige vollständige Vernetzung.Curing can take place after a certain rest period. It can last for 30 seconds to 2 h, preferably 1 min to 1 h and especially 1 min to 45 min. The Rest period serves, for example, for the course and degassing of the clearcoat film I and to evaporate volatiles such as water and possibly still existing solvents. The rest period can be increased by the application of elevated temperatures to 90 ° C and / or by a reduced air humidity <10 g of water / kg of air, in particular < 5g / kg of air, supported and / or shortened, provided that no damage or damage occurs Changes in the paint layers occur, such as premature complete networking.

In einer ersten bevorzugten Variante erfolgt die Aushärtung der Klarlackschicht I alleine mit aktinischer Strahlung, wobei vorteilhafte technische Effekte resultieren, wenn hierbei keine Photoinitiatoren im Klarlack I angewandt werden. Vorzugsweise ist bei dieser Variante die Wasserbasislackschicht bereits vollständig oder zumindest partiell ausgehärtet.In a first preferred variant, the curing of the clearcoat film I takes place alone with actinic radiation, resulting in advantageous technical effects, if this no photoinitiators are used in clearcoat I. Preferably, this is Variant the waterborne basecoat already completely or at least partially hardened.

In einer zweiten bevorzugten Variante erfolgt die Aushärtung der Klarlackschicht I thermisch und mit aktinischer Strahlung, wobei kein Photoinitiator zugegen sein braucht. In a second preferred variant, the curing of the clearcoat film I takes place thermally and with actinic radiation, wherein no photoinitiator needs to be present.  

Vorzugsweise ist bei dieser Variante die Wasserbasislackschicht nicht oder nur partiell ausgehärtet.Preferably, in this variant, the aqueous basecoat is not or only partially hardened.

In einer weiteren Variante erfolgt die Aushärtung der Klarlackschicht I alleine thermisch, wobei Initiatoren der radikalischen Polymerisation im Klarlack I angewandt werden können. Vorzugsweise ist bei dieser Variante die Wasserbasislackschicht nicht oder nur partiell ausgehärtet.In a further variant, the curing of the clearcoat film I alone takes place thermally, wherein initiators of free-radical polymerization are used in clearcoat I can. Preferably, in this variant, the aqueous basecoat is not or only partially cured.

Vorzugsweise wird die Härtung mit aktinischer Strahlung mit UV-Strahlung und/oder Elektronenstrahlen durchgeführt. Vorzugsweise wird hierbei eine Dosis von 1.000 bis 2.000, bevorzugt 1.100 bis 1.900, besonders bevorzugt 1.200 bis 1.800, ganz besonders bevorzugt 1.300 bis 1.700 und insbesondere 1.400 bis 1.600 mJ/cm2 angewandt. Gegebenenfalls kann diese Härtung mit aktinischer Strahlung von anderen Strahlenquellen ergänzt werden. Im Falle von Elektronenstrahlen wird vorzugsweise unter Inertgasatmosphäre gearbeitet. Dies kann beispielsweise durch Zuführen von Kohlendioxid und/oder Stickstoff direkt an die Oberfläche der Klarlackschicht I gewährleistet werden. Auch im Falle der Härtung mit UV-Strahlung kann, um die Bildung von Ozon zu vermeiden, unter Inertgas gearbeitet werden.Preferably, the curing is carried out with actinic radiation with UV radiation and / or electron beams. Preferably, a dose of from 1,000 to 2,000, preferably from 1,100 to 1,900, particularly preferably from 1,200 to 1,800, very particularly preferably from 1,300 to 1,700 and in particular from 1,400 to 1,600 mJ / cm 2 is used. Optionally, this cure can be supplemented with actinic radiation from other sources. In the case of electron beams, it is preferable to operate under an inert gas atmosphere. This can be ensured, for example, by supplying carbon dioxide and / or nitrogen directly to the surface of the clearcoat film I. Even in the case of curing with UV radiation, to avoid the formation of ozone, under inert gas can be used.

Für die Härtung mit aktinischer Strahlung werden die üblichen und bekannten Strahlenquellen und optischen Hilfsmaßnahmen angewandt. Beispiele geeigneter Strahlenquellen sind Blitzlampen der Firma VISIT, Quecksilberhoch- oder -niederdruckdampflampen, welche gegebenenfalls mit Blei dotiert sind, um ein Strahlenfenster bis zu 405 nm zu öffnen, oder Elektronenstrahlquellen. Deren Anordnung ist im Prinzip bekannt und kann den Gegebenheiten des Werkstücks und der Verfahrensparameter angepaßt werden. Bei kompliziert geformten Werkstücken, wie sie für Automobilkarosserien vorgesehen sind, können die nicht direkter Strahlung zugänglichen Bereiche (Schattenbereiche) wie Hohlräume, Falze und andere konstruktionsbedingte Hinterschneidungen mit Punkt-, Kleinflächen- oder Rundumstrahlern verbunden mit einer automatischen Bewegungseinrichtung für das Bestrahlen von Hohlräumen oder Kanten (partiell) ausgehärtet werden. For curing with actinic radiation, the usual and known Radiation sources and optical aids applied. Examples of suitable Radiation sources are flash lamps of the company VISIT, mercury high or low-pressure vapor lamps, which are optionally doped with lead to a Beam windows open up to 405 nm, or electron beam sources. Their arrangement is known in principle and can the conditions of the workpiece and the Process parameters are adjusted. For complicated shaped workpieces like them are intended for automotive bodies, the non-direct radiation accessible areas (shadows) such as cavities, folds and others Design-related undercuts with point, small area or Rundumstrahlern associated with an automatic movement device for the Irradiation of cavities or edges (partially) cured.  

Die Anlagen und Bedingungen dieser Härtungsmethoden werden beispielsweise in R. Holmes, U. V. and E. B. Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, United Kingdom 1984, beschrieben.The systems and conditions of these curing methods are described, for example, in R. Holmes, U.V. and E.B. Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, United Kingdom 1984.

Hierbei kann die Aushärtung stufenweise erfolgen, d. h. durch mehrfache Belichtung oder Bestrahlung mit aktinischer Strahlung. Dies kann auch alternierend erfolgen, d. h., daß abwechselnd mit UV-Strahlung und Elektronenstrahlung gehärtet wird.Here, the curing can be done in stages, d. H. through multiple exposure or Irradiation with actinic radiation. This can also be done alternately, d. h., that is cured alternately with UV radiation and electron radiation.

Auch die thermische Härtung weist keine methodischen Besonderheiten auf, sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten Methoden wie Erhitzen in einem Umluftofen oder Bestrahlen mit IR-Lampen. Wie bei der Härtung mit aktinischer Strahlung kann auch die thermische Härtung stufenweise erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt die thermische Härtung bei Temperaturen oberhalb 100°C. Im allgemeinen empfiehlt es sich, hierbei Temperaturen von 180°C, vorzugsweise 170°C und insbesondere 150°C nicht zu überschreiten.The thermal curing has no special features, but takes place by the usual and known methods such as heating in a convection oven or Irradiate with IR lamps. As in the case of curing with actinic radiation, the thermal hardening gradually. Advantageously, the thermal Curing at temperatures above 100 ° C. In general, it is recommended here Temperatures of 180 ° C, preferably 170 ° C and especially 150 ° C not to exceed.

Werden die thermische Härtung und Härtung mit aktinischer Strahlung zusammen angewandt, können diese Methoden gleichzeitig oder alternierend eingesetzt werden. Werden die beiden Härtungsmethoden alternierend verwendet, kann beispielsweise mit der thermischen Härtung begonnen und mit der Härtung mit aktinischer Strahlung geendet werden. In anderen Fällen kann es sich als vorteilhaft erweisen, mit der Härtung mit aktinischer Strahlung zu beginnen und hiermit zu enden. Besondere Vorteile resultieren, wenn die Klarlackschicht I in zwei getrennten Verfahrensschritten zuerst mit aktinischer Strahlung und anschließend thermisch gehärtet wird.Are the thermal curing and curing together with actinic radiation applied, these methods can be used simultaneously or alternately. If the two curing methods used alternately, for example, with the thermal curing started and ended with curing with actinic radiation become. In other cases, it may prove advantageous to cure with Actinic radiation to begin and end hereby. Special benefits result when the clearcoat I in two separate steps first with actinic Radiation and then thermally cured.

Selbstverständlich können die vorstehend beschriebenen Härtungsmethoden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch zur Härtung der übrigen Lackschichten angewandt werden.Of course, the curing methods described above in the context the method according to the invention also for curing the other lacquer layers be applied.

Die durch die vorstehend beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens resultierende farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung kann noch mit einer Schicht aus einem organisch modifizierten Keramikmaterial, wie es beispielsweise unter der Marke Ormocer® im Handel erhältlich ist, beschichtet werden. The by the above-described embodiment of the invention Method resulting color and / or effect multi-layer coating can still with a layer of organically modified ceramic material, like it For example, under the brand Ormocer® commercially available coated.  

Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Klarlackschicht I aus einem thermisch und/oder mit aktinischer strahlenhärtbaren Klarlack I auf die Oberfläche der Basislackschicht, insbesondere Wasserbasislackschicht, appliziert und
In an alternative embodiment of the method according to the invention, a clearcoat film I of a thermally and / or actinic radiation-curable clearcoat I is applied to the surface of the basecoat film, in particular aqueous basecoat film, and

  • - für sich alleine partiell,- partially by itself,
  • - gemeinsam mit der Basislackschicht partiell,Partially, together with the basecoat,
  • - gemeinsam mit der Basislackschicht vollständig oder- together with the basecoat layer completely or
  • - für sich alleine vollständig- completely by itself

thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung ausgehärtet, wobei die vorstehend im Detail beschriebenen Methoden zur Anwendung kommen.cured thermally and / or with actinic radiation, the above in detail described methods are used.

Im Anschluß daran wird auf die Oberfläche der Klarlackschicht I oder der Klarlackierung I eine weitere Klarlackschicht II aus einem thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren Klarlack II appliziert, wonach man
Subsequently, on the surface of the clearcoat film I or the clearcoat I, a further clearcoat film II is applied from a clearcoat II curable thermally and / or with actinic radiation, after which

  • - die Karlackschicht II alleine oder- the Karlack layer II alone or
  • - gemeinsam mit den darunter liegenden noch nicht vollständig ausgehärteten Lackschichten- together with the underlying not yet fully cured paint layers

thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung vollständig aushärtet, wobei die vorstehend beschriebenen Methoden zur Anwendung kommen.thermally and / or fully cured with actinic radiation, the above described methods are used.

Für die weitere Alternative des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wesentlich, daß mindestens einer der Klarlacke I oder II ein erfindungsgemäß zu verwendender Klarlack ist, der eine wäßrige Polyurethandispersion enthält oder hieraus besteht, die aus den nachstehend beschriebenen Ausgangsprodukten A), B), C), D), E) und F) sowie gegebenenfalls G) aufgebaut und somit thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbar ist. Der andere Klarlack kann dann einer der eingangs beschriebenen üblichen und bekannten Klarlacke oder ein üblicher und bekannter Einkomponenten(1K)-Klarlack, wie er beispielsweise in den Patentschriften DE-A-42 04 518, US-A-5,474,811, US-A-5,356,669, US-A-5,605,965, WO 94/10211, WO 94/10212, WO 94/10213, EP-A-0 594 068, EP-A-0 594 071 oder EP-A-0 594 142 beschrieben wird, sein. Diese Einkomponenten(1K)- Klarlacke enthalten bekanntermaßen hydroxylgruppenhaltige Bindemittel und Vernetzungsmittel wie blockierte Polyisocyanate, Tris(alkoxycarbonylamino)triazine und/oder Aminoplastharze. In einer weiteren Variante enthalten sie als Bindemittel Polymere mit seitenständigen Carbamat- und/oder Allophanatgruppen und gegebenenfalls carbamat- und/oder allophanatmodifizierten Aminoplastharzen als Vernetzungsmittel.For the further alternative of the method according to the invention, it is essential that at least one of the clearcoats I or II a clearcoat to be used according to the invention is that contains or consists of an aqueous polyurethane dispersion, which consists of the starting materials A), B), C), D), E) and F) described below optionally G) and thus curable thermally and with actinic radiation. The other clearcoat may then be one of the customary and known ones described above Clearcoats or a common and well-known one-component (1K) clearcoat, as he For example, in the patents DE-A-42 04 518, US-A-5,474,811, US-A-5,356,669, US-A-5,605,965, WO 94/10211, WO 94/10212, WO 94/10213, EP-A-0 594 068, EP-A-0 594 071 or EP-A-0 594 142. This one-component (1K) -  Clearcoats contain, as is known, hydroxyl-containing binders and Crosslinking agents such as blocked polyisocyanates, tris (alkoxycarbonylamino) triazines and / or aminoplast resins. In another variant they contain as binders Polymers with pendant carbamate and / or allophanate groups and optionally carbamate- and / or allophanate-modified aminoplast resins as crosslinking agents.

Für das erfindungsgemäße Verfahren und die hieraus resultierenden farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen ist es von Vorteil, wenn es sich bei dem Klarlack II um einen erfindungsgemäß zu verwendenden Klarlack handelt.For the inventive method and the resulting color and / or It is advantageous if multicoat paint systems are effective if the clearcoat is II is a clearcoat to be used according to the invention.

Auch bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die resultierende farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung noch mit einer Schicht aus einem organisch modifizierten Keramikmaterial, wie es beispielsweise unter der Marke Ormocer® im Handel erhältlich ist, beschichtet werden.Also in this embodiment of the method according to the invention can resulting color and / or effect multi-layer coating still with a layer from an organically modified ceramic material such as, for example, under the trademark Ormocer® is commercially available coated.

Der für das erfindungsgemäße Verfahren zu verwendende thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbare Klarlack enthält eine wäßrige Polyurethandispersion oder besteht aus dieser. In der wäßrigen Polyurethandispersion sind mit aktinischer Strahlung aktivierbare Bindungen, isocyanatreaktive funktionelle Gruppen, blockierte Isocyanatgruppen und dispergierende funktionelle Gruppen als wesentliche funktionelle Gruppen enthalten. Die erfindungsgemäß zu verwendende wäßrige Polyurethandispersion ist daher im eingangs genannten Sinne selbstvernetzend.The thermal and actinic process to be used for the process according to the invention Radiation curable clearcoat contains an aqueous polyurethane dispersion or consists of this. In the aqueous polyurethane dispersion can be activated with actinic radiation Bonds, isocyanate-reactive functional groups, blocked isocyanate groups and containing dispersing functional groups as essential functional groups. The The aqueous polyurethane dispersion to be used according to the invention is therefore in the beginning Self-crosslinking.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Bindung eine Bindung verstanden, die bei Bestrahlen mit aktinischer Strahlung reaktiv wird und mit anderen aktivierten Bindungen ihrer Art Polymerisationsreaktionen und/oder Vernetzungsreaktionen eingeht, die nach radikalischen und/oder ionischen Mechanismen ablaufen. Beispiele geeigneter Bindungen sind Kohlenstoff-Wasserstoff-Einzelbindungen oder Kohlenstoff-Kohlenstoff-, Kohlenstoff-Sauerstoff-, Kohlenstoff-Stickstoff-, Kohlenstoff-Phosphor- oder Kohlenstoff-Silizium-Einzelbindungen oder -Doppelbindungen. Von diesen sind die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen besonders vorteilhaft und werden deshalb erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt verwendet. Der Kürze halber werden sie im folgenden als "Doppelbindungen" bezeichnet. In the context of the present invention is under a with actinic radiation activable bond understood a bond that upon irradiation with actinic Radiation becomes reactive and with other activated bonds of its kind Polymerization reactions and / or crosslinking reactions, which after radical and / or ionic mechanisms. Examples of suitable bonds are carbon-hydrogen single bonds or carbon-carbon, Carbon-oxygen, carbon-nitrogen, carbon-phosphorus or Carbon-silicon single bonds or double bonds. Of these, the Carbon-carbon double bonds are particularly advantageous and therefore very particularly preferably used according to the invention. For the sake of brevity they will be in hereinafter referred to as "double bonds".  

Besonders gut geeignete Doppelbindungen sind beispielsweise in (Meth)acrylat-, Ethacrylat-, Crotonat-, Cinnamat-, Vinylether-, Vinylester-, Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylgruppen; Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylethergruppen oder Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylestergruppen enthalten. Von diesen bieten die Acrylatgruppen ganz besondere Vorteile, weswegen sie erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt verwendet werden.Particularly suitable double bonds are, for example, in (meth) acrylate, Ethacrylate, crotonate, cinnamate, vinyl ether, vinyl ester, dicyclopentadienyl, Norbornenyl, isoprenyl, isopropenyl, allyl or butenyl groups; dicyclopentadienyl, Norbornenyl, isoprenyl, isopropenyl, allyl or butenyl ether groups or Dicyclopentadienyl, norbornenyl, isoprenyl, isopropenyl, allyl or Butenylestergruppen included. Of these, the acrylate groups offer very special Advantages, why they are very particularly preferably used according to the invention.

Beispiele geeigneter isocyanatreaktiver funktioneller Gruppen sind Thio-, Hydroxyl-, Amino- und/oder Iminogruppen, insbesondere Thio-, Hydroxyl- und/oder Aminogruppen.Examples of suitable isocyanate-reactive functional groups are thio, hydroxyl, Amino and / or imino groups, in particular thio, hydroxyl and / or amino groups.

Vorzugsweise sind die Isocyanatgruppen mit den aus der US-Patentschrift US-A- 4,444,954 bekannten Blockierungsmitteln F) blockiert. Beispiele geeigneter Blockierungsmittel F) sind
Preferably, the isocyanate groups are blocked with the blocking agents F) known from US-A-4,444,954. Examples of suitable blocking agents F) are

  • a) Phenole wie Phenol, Cresol, Xylenol, Nitrophenol, Chlorophenol, Ethylphenol, tert.-Butylphenol, Hydroxybenzoesäure, Ester dieser Säure oder 2,5-di-tert.-Butyl- 4-hydroxytoluol;a) phenols such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, chlorophenol, ethylphenol, tert-butylphenol, hydroxybenzoic acid, esters of this acid or 2,5-di-tert.-butyl 4-hydroxytoluene;
  • b) Lactame, wie ε-Caprolactam, δ-Valerolactam, γ-Butyrolactam oder β- Propiolactam;b) lactams, such as ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam or β- propiolactam;
  • c) aktive methylenische Verbindungen, wie Diethylmalonat, Dimethylmalonat, Acetessigsäureethyl- oder -methylester oder Acetylaceton;c) active methylenic compounds, such as diethyl malonate, dimethyl malonate, Acetoacetic acid ethyl or methyl ester or acetylacetone;
  • d) Alkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, t-Butanol, n-Amylalkohol, t-Amylalkohol, Laurylalkohol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Propylenglykolmonomethylether, Methoxymethanol, Glykolsäure, Glykolsäureester, Milchsäure, Milchsäureester, Methylolharnstoff, Methylolmelamin, Diacetonalkohol, Ethylenchlorohydrin, Ethylenbromhydrin, 1,3-Dichloro-2-propanol, 1,4-Cyclohexyldimethanol oder Acetocyanhydrin;d) alcohols, such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, n-amyl alcohol, t-amyl alcohol, lauryl alcohol, Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, Diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, Methoxymethanol, Glycolic acid, Glycolic acid esters, Lactic acid, Lactic acid esters, Methylolurea, methylolmelamine, diacetone alcohol, ethylene chlorohydrin,  Ethylene bromohydrin, 1,3-dichloro-2-propanol, 1,4-cyclohexyldimethanol or acetone cyanohydrin;
  • e) Mercaptane wie Butylmercaptan, Hexylmercaptan, t-Butylmercaptan, t- Dodecylmercaptan; 2-Mercaptobenzothiazol, Thiophenol, Methylthiophenol oder Ethylthiophenol;e) mercaptans such as butylmercaptan, hexylmercaptan, t-butylmercaptan, t-butyl dodecyl; 2-mercaptobenzothiazole, thiophenol, methylthiophenol or ethylthiophenol;
  • f) Säureamide wie Acetoanilid, Acetoanisidinamid, Acrylamid, Methacrylamid, Essigsäureamid, Stearinsäureamid oder Benzamid;f) acid amides such as acetoanilide, acetoanisidine amide, acrylamide, methacrylamide, Acetic acid amide, stearic acid amide or benzamide;
  • g) Imide wie Succinimid, Phthalimid oder Maleimid;g) imides such as succinimide, phthalimide or maleimide;
  • h) Amine wie Diphenylamin, Phenylnaphthylamin, Xylidin, N-Phenylxylidin, Carbazol, Anilin, Naphthylamin, Butylamin, Dibutylamin oder Butylphenylamin;h) amines such as diphenylamine, phenylnaphthylamine, xylidine, N-phenylxylidine, Carbazole, aniline, naphthylamine, butylamine, dibutylamine or butylphenylamine;
  • i) Imidazole wie Imidazol oder 2-Ethylimidazol;i) imidazoles such as imidazole or 2-ethylimidazole;
  • j) Harnstoffe wie Harnstoff, Thioharnstoff, Ethylenharnstoff, Ethylenthioharnstoff oder 1,3-Diphenylharnstoff;j) ureas such as urea, thiourea, ethyleneurea, ethylene thiourea or 1,3-diphenylurea;
  • k) Carbamate wie N-Phenylcarbamidsäurephenylester oder 2-Oxazolidon;k) carbamates such as N-phenylcarbamic acid phenyl ester or 2-oxazolidone;
  • l) Imine wie Ethylenimin;l) imines such as ethyleneimine;
  • m) Oxime wie Acetonoxim; Formaldoxim, Acetaldoxim, Acetoxim, Methylethylketoxim, Diisobutylketoxim, Diacetylmonoxim, Benzophenonoxim oder Chlorohexanonoxime;m) oximes such as acetone oxime; Formaldoxime, acetaldoxime, acetoxime, Methyl ethyl ketoxime, diisobutyl ketoxime, diacetyl monoxime, benzophenone oxime or chlorohexanone oximes;
  • n) Salze der schwefeligen Säure wie Natriumbisulfit oder Kaliumbisulfit;n) salts of sulfurous acid such as sodium bisulfite or potassium bisulfite;
  • o) Hydroxamsäureester wie Benzylmethacrylohydroxamat (BMH) oder Allylmethacrylohydroxamat; odero) hydroxamic acid esters such as benzylmethacrylohydroxamate (BMH) or allyl methacrylohydroxamate; or
  • p) substituierte Pyrazole, insbesondere Dimethylpyrazol oder Triazole; sowie p) substituted pyrazoles, in particular dimethylpyrazole or triazoles; such as  
  • q) Gemische dieser Blockierungsmittel, insbesondere Dimethylpyrazol und Triazole, Malonester und Acetessigsäureester oder Dimethylpyrazol und Succinimid.q) mixtures of these blocking agents, in particular dimethylpyrazole and triazoles, Malonic esters and acetoacetic esters or dimethylpyrazole and succinimide.

Beispiele geeigneter dispergierender funktioneller Gruppen sind (potentiell) anionische Gruppen wie Carbonsäure-, Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppen, insbesondere Carbonsäuregruppen. Sie sind in der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethandispersion in einer Menge vorhanden, daß eine Säurezahl von 5,0 bis 100, vorzugsweise 6,0 bis 90, bevorzugt 7,0 bis 80, besonders bevorzugt 8,0 bis 70, ganz besonders bevorzugt 9,0 bis 60 und insbesondere 10 bis 50 mg KOH/g resultiert.Examples of suitable dispersing functional groups are (potentially) anionic Groups such as carboxylic acid, sulfonic acid or phosphonic acid groups, in particular Carboxylic acid groups. They are to be used in the invention Polyurethane dispersion present in an amount such that an acid number of 5.0 to 100, preferably 6.0 to 90, preferably 7.0 to 80, particularly preferably 8.0 to 70, completely particularly preferably 9.0 to 60 and in particular 10 to 50 mg KOH / g results.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es wesentlich, daß die Polyurethandispersion so aus den nachstehend beschriebenen Ausgangsprodukten A) bis F) sowie gegebenenfalls G) hergestellt wird, daß die vorstehend beschriebenen wesentlichen funktionellen Gruppen in einem Bestandteil, d. h. dem Polyurethan, vorliegen.For the process according to the invention it is essential that the polyurethane dispersion so from the starting products A) to F) described below and, if appropriate, G) is prepared that the essential functional groups described above in a component, i. H. the polyurethane.

Das erfindungsgemäß zu verwendende Polyurethan enthält daher vorzugsweise im statistischen Mittel
The polyurethane to be used according to the invention therefore preferably contains on a statistical average

  • - mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei und insbesondere mindestens drei der vorstehend beschriebenen mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Bindungen,- At least one, preferably at least two and in particular at least three of above-described activatable with actinic radiation bonds,
  • - mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei und insbesondere mindestens drei der vorstehend beschriebenen blockierten Isocyanatgruppen und- At least one, preferably at least two and in particular at least three of Blocked isocyanate groups described above and
  • - mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei und insbesondere mindestens drei der vorstehend beschriebenen isocyanatreaktiven funktionellen Gruppen.- At least one, preferably at least two and in particular at least three of Isocyanate-reactive functional groups described above.

Das Polyurethan ist in den erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethandispersionen vorzugsweise in einer Menge von, bezogen auf die Dispersion, 5 bis 80, bevorzugt 10 bis 70, besonders bevorzugt 15 bis 60, ganz besonders bevorzugt 20 bis 50 und insbesondere 25 bis 40 Gew.-% enthalten. The polyurethane is in the polyurethane dispersions to be used according to the invention preferably in an amount of, based on the dispersion, 5 to 80, preferably 10 to 70, more preferably 15 to 60, most preferably 20 to 50 and in particular 25 to 40 wt .-% included.  

Die wäßrige Polyurethandispersion bzw. das hierin enthaltene Polyurethan ist aufgebaut aus mindestens einem aliphatischen, inklusive cycloaliphatischen Polyisocyanat A) mit einer Isocyanatfunktionalität von 2, 0 bis 6,0, vorzugsweise 2,0 bis 5,0, bevorzugt mit 2,0 bis 4,5 und insbesondere 2,0 bis 3,5. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "cycloaliphatisches Diisocyanat" ein Diisocyanat, worin mindestens eine Isocyanatgruppe an einen cycloaliphatischen Rest gebunden ist.The aqueous polyurethane dispersion or the polyurethane contained therein is constructed from at least one aliphatic, including cycloaliphatic polyisocyanate A) with an isocyanate functionality of 2.0 to 6.0, preferably 2.0 to 5.0, preferably 2.0 to 4.5 and especially 2.0 to 3.5. In the context of the present invention the term "cycloaliphatic diisocyanate" means a diisocyanate wherein at least one Isocyanate group is bonded to a cycloaliphatic radical.

Beispiele geeigneter cycloaliphatischer Polyisocyanate A) mit einer Isocyanatfunktionalität von 2,0 sind Isophorondiisocyanat (= 5-Isocyanato-1-isocyanatomethyl-1,3,3-trimethyl- cyclohexan), 5-Isocyanato-1-(2-isocyanatoeth-1-yl)-1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 5- Isocyanato-1-(3-isocyanatoprop-1-yl)-1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 5-Isocyanato-(4- isocyanatobut-1-yl)-1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 1-Isocyanato-2-(3-isocyanatoprop-1-yl)- cyclohexan, 1-Isocyanato-2-(3-isocyanatoeth-1-yl)cyclohexan, 1-Isocyanato-2-(4- isocyanatobut-1-yl)-cyclohexan, 1,2-Diisocyanatocyclobutan, 1,3- Diisocyanatocyclobutan, 1,2-Diisocyanatocyclopentan, 1,3-Diisocyanatocyclopentan, 1,2- Diisocyanatocyclohexan, 1,3-Diisocyanatocyclohexan, 1,4-Diisocyanatocyclohexan Dicyclohexylmethan-2,4'-diisocyanat oder Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat, insbesondere Isophorondiisocyanat.Examples of suitable cycloaliphatic polyisocyanates A) having an isocyanate functionality of 2.0 are isophorone diisocyanate (= 5-isocyanato-1-isocyanatomethyl-1,3,3-trimethyl- cyclohexane), 5-isocyanato-1- (2-isocyanatoeth-1-yl) -1,3,3-trimethylcyclohexane, 5- Isocyanato-1- (3-isocyanatoprop-1-yl) -1,3,3-trimethylcyclohexane, 5-isocyanato (4- isocyanatobut-1-yl) -1,3,3-trimethylcyclohexane, 1-isocyanato-2- (3-isocyanatoprop-1-yl) - cyclohexane, 1-isocyanato-2- (3-isocyanatoeth-1-yl) cyclohexane, 1-isocyanato-2- (4- isocyanatobut-1-yl) cyclohexane, 1,2-diisocyanatocyclobutane, 1,3- Diisocyanatocyclobutane, 1,2-diisocyanatocyclopentane, 1,3-diisocyanatocyclopentane, 1,2- Diisocyanatocyclohexane, 1,3-diisocyanatocyclohexane, 1,4-diisocyanatocyclohexane Dicyclohexylmethane-2,4'-diisocyanate or dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, in particular isophorone diisocyanate.

Beispiele geeigneter, erfindungsgemäß zu verwendender, acyclischer aliphatischer Diisocyanate sind Trimethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Pentame­ thylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Ethylethylendiisocyanat, Trimethylhexan­ diisocyanat, Heptanmethylendiisocyanat oder Diisocyanate, abgeleitet von Dimerfettsäuren, wie sie unter der Handelsbezeichnung DDI 1410 von der Firma Henkel vertrieben und in den Patentschriften DO 97/49745 und WO 97/49747 beschrieben werden, insbesondere 2-Heptyl-3,4-bis(9-isocyanatononyl)-1-pentyl-cyclohexan, oder 1,2-, 1,4- oder 1,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan, 1,2-, 1,4- oder 1,3-Bis(2-isocyanatoeth-1- yl)cyclohexan, 1,3-Bis(3-isocyanatoprop-1-yl)cyclohexan oder 1,2-, 1,4- oder 1,3-Bis(4- isocyanatobut-1-yl)cyclohexan.Examples of suitable, acyclic aliphatic to be used according to the invention Diisocyanates are trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentame thylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, ethylethylene diisocyanate, trimethylhexane diisocyanate, heptanemethylene diisocyanate or diisocyanates derived from Dimer fatty acids, such as those sold under the trade name DDI 1410 by Henkel sold and described in the patents DO 97/49745 and WO 97/49747 in particular 2-heptyl-3,4-bis (9-isocyanatononyl) -1-pentyl-cyclohexane, or 1,2-, 1,4- or 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,2-, 1,4- or 1,3-bis (2-isocyanatoeth-1) yl) cyclohexane, 1,3-bis (3-isocyanatoprop-1-yl) cyclohexane or 1,2-, 1,4- or 1,3-bis (4- isocyanatobut-1-yl) cyclohexane.

Von diesen ist Hexamethylendiisocyanat von besonderem Vorteil und wird deshalb erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt verwendet. Of these, hexamethylene diisocyanate is of particular advantage and therefore becomes very particularly preferably used according to the invention.  

Beispiele geeigneter Polyisocyanate A) mit einer Isocyanatfunktionalität <2 sind Polyisocyanate, insbesondere auf der Basis von Hexamethylendiisocyanat, die Isocyanurat- Biureth-, Allophanat-, Iminooxadiazindion-, Urethan-, Harnstoff-, Carbodiimid und/oder Urethiongruppen aufweisen und die in üblicher und bekannter Weise aus den vorstehend beschriebenen Diisocyanaten erhältlich sind. Hiervon sind die allophanatgruppenhaltigen von Vorteil und werden deshalb erfindungsgemäß besonders bevorzugt verwendet.Examples of suitable polyisocyanates A) having an isocyanate functionality <2 are Polyisocyanates, in particular based on hexamethylene diisocyanate, the isocyanurate Biurethane, allophanate, iminooxadiazinedione, urethane, urea, carbodiimide and / or Have urethione groups and in the usual and known manner from the above Diisocyanates described are available. Of these, the allophanate groups are advantageous and are therefore particularly preferably used according to the invention.

Beispiele geeigneter Verbindungen B) mit mindestens einer, insbesondere einer, funktionellen Gruppe sowie mindestens einer mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Bindung pro Molekül sind
Examples of suitable compounds B) having at least one, in particular one, functional group and at least one activatable with actinic radiation bond per molecule

  • - Allylalkohol oder 4-Butylvinylether;Allyl alcohol or 4-butyl vinyl ether;
  • - Hydroxyalkylester der Acrylsäure oder der Methacrylsäure, insbesondere der Acrylsäure, die durch Veresterung aliphatischer Diole, beispielsweise der vorstehend beschriebenen niedermolekularen Diole B), mit Acrylsäure oder Methacrylsäure oder durch Umsetzung von Acrylsäure oder Methacrylsäure mit einem Alkylenoxid erhältlich sind, insbesondere Hydroxyalkylester der Acrylsäure oder Methacrylsäure, in denen die Hydroxyalkylgruppe bis zu 20 Kohlenstoffatome enthält, wie 2-Hydroxyethyl-, 2-Hydroxypropyl-, 3-Hydroxypropyl-, 3- Hydroxybutyl-, 4-Hydroxybutyl-, Bis(hydroxymethyl)cyclohexanacrylat oder -methacrylat; von diesen sind 2-Hydroxyethylacrylat und 4-Hydroxybutylacrylat besonders vorteilhaft und werden deshalb erfindungsgemäß besonders bevorzugt verwendet; oderHydroxyalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid, in particular the Acrylic acid obtained by esterification of aliphatic diols, for example the above-described low molecular weight diols B), with acrylic acid or Methacrylic acid or by reaction of acrylic acid or methacrylic acid with an alkylene oxide, in particular hydroxyalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid in which the hydroxyalkyl group has up to 20 carbon atoms contains, such as 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl, 3 Hydroxybutyl, 4-hydroxybutyl, bis (hydroxymethyl) cyclohexane acrylate or methacrylate; of these are 2-hydroxyethyl acrylate and 4-hydroxybutyl acrylate particularly advantageous and are therefore particularly preferred according to the invention used; or
  • - Umsetzungsprodukte aus cyclischen Estern, wie z. B. epsilon-Caprolacton, und diesen Hydroxyalkyl- oder -cycloalkylestern.- reaction products of cyclic esters, such as. Epsilon-caprolactone, and these hydroxyalkyl or cycloalkyl esters.

Beispiele geeigneter niedermolekularer aliphatischer Verbindungen C) mit mindestens zwei, insbesondere zwei, isocyanatreaktiven funktionellen Gruppen sind Polyole, insbesondere Diole, Polyamine, insbesondere Diamine, und Aminoalkohole. Üblicherweise werden die Polyole und/oder Polyamine neben den Diolen und/oder Diaminen in untergeordneten Mengen verwendet, um Verzweigungen in die Polyurethane einzuführen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter untergeordneten Mengen Mengen zu verstehen, die kein Gelieren der Polyurethane bei ihrer Herstellung bewirken. Für die Aminoalkohole gilt dies sinngemäß.Examples of suitable low molecular weight aliphatic compounds C) with at least two, in particular two, isocyanate-reactive functional groups are polyols, in particular diols, polyamines, in particular diamines, and amino alcohols. Usually, the polyols and / or polyamines in addition to the diols and / or Diamines in minor amounts are used to branch into the polyurethanes introduce. In the context of the present invention are subordinate amounts  To understand amounts that cause no gelling of the polyurethanes in their preparation. This applies mutatis mutandis to the amino alcohols.

Beispiele geeigneter Diole C) sind Ethylenglykol, 1,2- oder 1,3-Propandiol, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Butandiol, 1,2-, 1,3-, 1,4- oder 1,5-Pentandiol, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- oder 1,6-Hexandiol, Hydroxypivalinsäureneopentylester, Neopentylglykol, Diethylenglykol, 1,2-, 1,3- oder 1,4- Cyclohexandiol, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Cyclohexandimethanol, Trimethylpentandiol, Ethylbutylpropandiol, die stellungsisomeren Diethyloctandiole, 2-Butyl-2-ethylpropandiol-1,3, 2-Butyl-2-methylpropandiol-1,3, 2-Phenyl-2-methylpropandiol-1,3, 2-Propyl-2-ethylpropandiol-1,3, 2-Di-tert.-butylpropandiol-1,3, 2-Butyl-2-propylpropandiol-1,3, 1-Dihydroxymethyl-bi­ cyclo[2.2.1]heptan, 2,2-Diethylpro-pandiol-1,3, 2,2-Dipropylpropandiol-1,3, 2-Cyclo­ hexyl-2-methylpropandiol-1,3, 2,5-Dimethyl-hexandiol-2,5, 2,5-Diethylhexandiol-2,5, 2-Ethyl-5-methylhexandiol-2,5, 2,4-Dimethylpentandiol-2,4, 2,3-Dimethylbutandiol-2,3, Dihydroxymethylcyclohexan, Bis(hydroxycyclohexyl)propan, Tetramethylcyclobutandiol, Cyclooctandiol oder Norbornandiol.Examples of suitable diols C) are ethylene glycol, 1,2- or 1,3-propanediol, 1,2-, 1,3- or 1,4-butanediol, 1,2-, 1,3-, 1,4- or 1,5-pentanediol, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- or 1,6 hexanediol, Hydroxypivalic acid neopentyl ester, neopentyl glycol, diethylene glycol, 1,2-, 1,3- or 1,4- Cyclohexanediol, 1,2-, 1,3- or 1,4-cyclohexanedimethanol, trimethylpentanediol, Ethylbutylpropanediol, the positionally isomeric diethyloctanediols, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 2-butyl-2-methylpropanediol-1,3, 2-phenyl-2-methylpropanediol-1,3, 2-propyl-2-ethylpropanediol-1,3, 2-di-tert-butylpropanediol-1,3, 2-butyl-2-propylpropanediol-1,3, 1-dihydroxymethyl-bi cyclo [2.2.1] heptane, 2,2-diethylpro-1,3-diol, 2,2-dipropylpropane-1,3-diol, 2-cyclo hexyl 2-methylpropanediol-1,3,2,5-dimethylhexanediol-2,5, 2,5-diethylhexanediol-2,5, 2-ethyl-5-methylhexanediol-2,5, 2,4-dimethylpentanediol-2,4, 2,3-dimethylbutanediol-2,3, Dihydroxymethylcyclohexane, bis (hydroxycyclohexyl) propane, tetramethylcyclobutanediol, Cyclooctanediol or norbornanediol.

Beispiele geeigneter Polyole C) sind Trimethylolethan, Trimethylolpropan oder Glycerin, Pentaerythrit oder Homopentaerythrit oder Zuckeralkohole wie Threit oder Erythrit oder Pentite wie Arabit, Adonit oder Xylit oder Hexite wie Sorbit, Mannit oder Dulcit.Examples of suitable polyols C) are trimethylolethane, trimethylolpropane or glycerol, Pentaerythritol or homopentaerythritol or sugar alcohols such as threit or erythritol or Pentites such as arabitol, adonite or xylitol or hexites such as sorbitol, mannitol or dulcitol.

Beispiele geeigneter Diamine C) sind Hydrazin, Ethylendiamin, Propylendiamin, 1,4- Butylendiamin, Piperazin, 1,4-Cyclohexyldimethylamin, Hexamethylendiamin-1,6, Trimethylhexamethylendiamin, Methandiamin, Isophorondiamin oder 4,4'- Diaminodicyclohexylmethan.Examples of suitable diamines C) are hydrazine, ethylenediamine, propylenediamine, 1,4- Butylenediamine, piperazine, 1,4-cyclohexyldimethylamine, hexamethylenediamine-1,6, Trimethylhexamethylenediamine, methanediamine, isophoronediamine or 4,4'- Diaminodicyclohexylmethane.

Beispiele geeigneter Polyamine C) sind Diethylentriamin, Triethylentetramin, Dipropylendiamin und Dibutylentriamin.Examples of suitable polyamines C) are diethylenetriamine, triethylenetetramine, Dipropylenediamine and dibutylenetriamine.

Beispiele geeigneter Aminoalkohole C) sind Ethanolamin, Diethanolamin oder Triethanolamin.Examples of suitable amino alcohols C) are ethanolamine, diethanolamine or Triethanolamine.

Von diesen Verbindungen C) bietet Diethanolamin besondere Vorteile und wird deshalb erfindungsgemäß bevorzugt verwendet. Of these compounds C) diethanolamine offers particular advantages and is therefore preferably used according to the invention.  

Beispiele geeigneter Verbindungen D) mit mindestens einer isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe und mindestens einer dispergierenden funktionellen Gruppe, insbesondere einer (potentiell) anionischen Gruppe, sind Mercapto-, Hydroxy -, Amino- oder Iminocarbonsäuren, -phosphonsäuren oder -sulfonsäuren wie Mercaptoessigsäure (Thioglykolsäure), Mercaptopropionsäure, Mercaptobernsteinsäure, Hydroxyessigsäure, Hydroxydecansäure, Hydroxydodecansäure, 12-Hydroxystearinsäure, Hydroxyethansulfonsäure, Hydroxypropansulfonsäure, Mercaptoethansulfonsäure, Mercaptopropansulfonsäure, Aminopropansulfonsäure, Glycin, Iminodiessigsäure, 2,2-Di­ methylolessigsäure, 2,2-Dimethylolpropionsäure, 2,2-Dimethylolbuttersäure, 2,2- Dimethylolpentansäure, α,δ-Diaminovaleriansäuxe, 3,4-Diaminobenzoesäure, 2,4- Diaminotoluolsulfonsäure oder 2,4-Diamino-diphenylethersulfonsäure. Sie werden in Mengen verwendet, daß die vorstehend beschriebenen Säurezahlen resultieren.Examples of suitable compounds D) with at least one isocyanate-reactive functional group and at least one dispersing functional group, especially a (potentially) anionic group, are mercapto, hydroxy, amino or iminocarboxylic acids, phosphonic acids or sulfonic acids such as mercaptoacetic acid (Thioglycolic acid), mercaptopropionic acid, mercaptosuccinic acid, hydroxyacetic acid, Hydroxydecanoic acid, hydroxydodecanoic acid, 12-hydroxystearic acid, Hydroxyethanesulfonic acid, hydroxypropanesulfonic acid, mercaptoethanesulfonic acid, Mercaptopropanesulfonic acid, aminopropanesulfonic acid, glycine, iminodiacetic acid, 2,2-di methylolacetic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2- Dimethylolpentanoic acid, α, δ-diaminovaleric acid, 3,4-diaminobenzoic acid, 2,4- Diaminotoluenesulfonic acid or 2,4-diamino-diphenyl ether sulfonic acid. They are in Amounts used that result in the acid numbers described above.

Beispiele für geeignete Neutralisationsmittel E) für die potentiell anionischen Gruppen der Verbindung D) sind Alkali- und Erdalkalihydroxide, -oxide, -carbonate oder -hydrogencarbonate sowie Ammoniak oder Amine, wie z. B. Trimethylamin, Triethylamin, Tributylamin, Dimethylanilin, Diethylanilin, Triphenylamin, Dimethylethanolamin, Diethylethanolamin, Methyldiethanolamin, 2-Aminomethylpropanol, Dimethylisopropylamin oder Dimethylisopropanolamin.Examples of suitable neutralizing agents E) for the potentially anionic groups of Compound D) are alkali and alkaline earth hydroxides, oxides, carbonates or bicarbonates and ammonia or amines, such as. Trimethylamine, triethylamine, Tributylamine, dimethylaniline, diethylaniline, triphenylamine, dimethylethanolamine, Diethylethanolamine, methyldiethanolamine, 2-aminomethylpropanol, Dimethylisopropylamine or dimethylisopropanolamine.

Beispiele geeigneter Verbindungen G), die von den Verbindungen B) bis F) verschieden sind und eine isocyanatreaktive funktionelle Gruppe aufweisen, sind Ethanol, Propanol, n- Butanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, Amylalkohole, Hexanole, Fettalkohole, Phenol, Allylalkohol oder Ethylhexylamin. Sie werden vorzugsweise i. V. m. höherfunktionellen Verbindungen C) verwendet, insbesondere um das Gelieren der Polyurethane bei ihrer Herstellung zu vermeiden.Examples of suitable compounds G) which differ from the compounds B) to F) and have an isocyanate-reactive functional group, are ethanol, propanol, n- Butanol, sec-butanol, tert-butanol, amyl alcohols, hexanols, fatty alcohols, phenol, Allyl alcohol or ethylhexylamine. They are preferably i. V. m. higher functional Compounds C) is used, in particular for gelling the polyurethanes in their To avoid production.

Die Herstellung des erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethans kann so gesteuert werden, daß wäßrige Polyurethandispersionen resultieren, die flüssige Partikel enthalten. Indes kann die Auswahl der vorstehend beschriebenen Ausgangsprodukte, insbesondere der Ausgangsprodukte D) und A), nach Art und Menge so getroffen werden, daß über die Variation von Glasübergangstemperatur und/oder Säurezahl der Polyurethane feinteilige feste Partikel resultieren, d. h., daß es sich um eine erfindungsgemäße Pulverslurry handelt. The preparation of the polyurethane to be used according to the invention can thus be controlled be that result in aqueous polyurethane dispersions containing liquid particles. However, the selection of the starting materials described above, in particular the starting products D) and A), are made according to type and quantity so that the Variation of glass transition temperature and / or acid number of polyurethanes finely divided solid particles result, i. h., That it is a powder slurry according to the invention.  

Vorzugsweise weisen diese festen feinteiligen Partikel eine mittlere Teilchengröße von 3,0 bis 10 µm, insbesondere 3,0 bis 5 µm, auf.Preferably, these solid fine particles have an average particle size of 3.0 to 10 microns, especially 3.0 to 5 microns, on.

Methodisch gesehen weist die Herstellung der wäßrigen Polyurethandispersion aus den vorstehend beschriebenen Ausgangsprodukten keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten Methoden der Herstellung wäßriger Polyurethandispersionen, wie sie beispielsweise in den eingangs genannten, die Wasserbasislacken betreffenden Patentschriften beschrieben werden. So wird beispielsweise in einer bevorzugten Verfahrensweise in einem ersten Verfahrenschritt mindestens eine Verbindung B) mit einem molaren Überschuß mindestens einer Verbindung A) zu einem Addukt umgesetzt, das mit aktinischer Strahlung aktivierbare Bindungen und freie Isocyanatgruppen enthält. Das Addukt wird in einem zweiten Verfahrenschritt mit mindestens einer Verbindung D) sowie gegebenenfalls C) zu einem Isocyanatgruppen enthaltenden Präpolymeren umgesetzt. In einem weiteren Verfahrenschritt wird mindestens ein Neutralisationsmittel E) sowie gegebenenfalls mindestens eine Verbindung C) zugesetzt, so daß ein partiell oder vollständig neutralisiertes Präpolymer resultiert. Das neutralisierte Präpolymer wird in einem vierten Verfahrenschritt mit einer Verbindung F) umgesetzt. Sollten hiernach noch freie Isocyanatgruppen vorliegen, werden diese vorzugsweise mit mindestens einer Verbindungen G) und/oder C) umgesetzt, wodurch das erfindungsgemäß zu verwendende Polyurethan resultiert. Dieses wird in ein wäßriges Medium überführt, wodurch die erfindungsgemäß zu verwendende Polyurethandispersion resultiert.From a methodological point of view, the preparation of the aqueous polyurethane dispersion from the The starting materials described above no special features, but takes place according to the usual and known methods of preparation of aqueous Polyurethane dispersions, as described for example in the aforementioned, the Waterborne paints relating to patents are described. So will for example, in a preferred procedure in a first process step at least one compound B) with a molar excess of at least one Compound A) converted to an adduct which activatable with actinic radiation Contains bonds and free isocyanate groups. The adduct is in a second Process step with at least one compound D) and optionally C) to a Reacted prepolymers containing isocyanate groups. In another Process step is at least one neutralizing agent E) and optionally at least one compound C) is added so that a partially or completely neutralized prepolymer results. The neutralized prepolymer is in a fourth Process step implemented with a compound F). Should thereafter still free Isocyanate groups are present, these are preferably at least one Compounds G) and / or C) reacted, whereby the invention to be used Polyurethane results. This is transferred into an aqueous medium, whereby the According to the invention to be used polyurethane dispersion results.

Das wäßrige Medium enthält im wesentlichen Wasser. Hierbei kann das wäßrige Medium in untergeordneten Mengen organische Lösemittel, mit aktinischer Strahlung härtbare Reaktivverdünner, Photoinitiatoren, Initiatoren der radikalischen Polymerisation und/oder sonstige lackübliche Additive und/oder sonstige gelöste feste, flüssige oder gasförmige organische und/oder anorganische, nieder- und/oder hochmolekulare Stoffe enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter dem Begriff "untergeordnete Menge" eine Menge zu verstehen, welche den wäßrigen Charakter des wäßrigen Mediums nicht aufhebt. Bei dem wäßrigen Medium kann es sich aber auch um reines Wasser handeln.The aqueous medium contains essentially water. In this case, the aqueous medium in minor amounts organic solvents curable with actinic radiation Reaktivverdünner, photoinitiators, initiators of radical polymerization and / or other paint additives and / or other dissolved solid, liquid or gaseous organic and / or inorganic, low and / or high molecular weight substances. in the For the purposes of the present invention, by the term "minor amount" is meant one Amount understood that does not cancel the aqueous character of the aqueous medium. However, the aqueous medium may also be pure water.

Als strahlenhärtbare Reaktivverdünner kommen niedermolekulare polyfunktionelle ethylenisch ungesättigte Verbindungen in Betracht. Beispiele geeigneter Verbindungen dieser Art sind Ester der Acrylsäure mit Polyolen, wie Neopentylglykoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittriacrylat oder Pentaerythrittetraacrylat; oder Umsetzungsprodukte von Hydroxyalkylacrylaten mit Polyisocyanaten, insbesondere aliphatischen Polyisocyanaten. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart-New York, 1998, "Reaktiwerdünner", Seite 491, verwiesen.As radiation-curable reactive diluents are low molecular weight polyfunctional ethylenically unsaturated compounds into consideration. Examples of suitable compounds  of this type are esters of acrylic acid with polyols, such as neopentyl glycol diacrylate, Trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate or pentaerythritol tetraacrylate; or Reaction products of hydroxyalkyl acrylates with polyisocyanates, in particular aliphatic polyisocyanates. In addition, on Römpp Lexikon Lacke and Printing inks, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart-New York, 1998, "Reactive thinner", Page 491, referenced.

Sofern Photoinitiatoren mit verwendet werden, sind sie in der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethandispersion bevorzugt in Anteilen von 0,1 bis 10 Gew.-%, 1 bis 8 Gew.-% und insbesondere 2 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Dispersion, enthalten.If photoinitiators are used with, they are in the invention to polyurethane dispersion used preferably in proportions of 0.1 to 10 wt .-%, 1 to 8 Wt .-% and in particular 2 to 6 wt .-%, each based on the total amount of Dispersion, included.

Beispiele geeigneter Photoinitiatoren sind solche vom Norrish-II-Typ, deren Wirkungsmechanismus auf einer intramolekularen Variante der Wasserstoff- Abstraktionsreaktionen beruht, wie sie in vielfältiger Weise bei photochemischen Reaktionen auftreten (beispielhaft sei hier auf Römpp Chemie-Lexikon, 9. erweiterte und neubearbeitete Auflage, Georg Thieme-Verlag Stuttgart, Bd. 4, 1991, verwiesen) oder kationische Photoinitiatoren (beispielhaft sei hier auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme-Verlag Stuttgart, 1998, Seiten 444 bis 446, verwiesen), insbesondere Benzophenone, Benzoine oder Benzoinether oder Phosphinoxide. Es können auch beispielsweise die im Handel unter den Namen Irgacure® 184, Irgacure® 1800 und Irgacure® 500 der Firma Ciba Geigy, Genocure® MBF der Firma Rahn und Lucirin® TPO der Firma BASF AG erhältlichen Produkte eingesetzt werden.Examples of suitable photoinitiators are those of the Norrish II type, whose Mechanism of action on an intramolecular variant of the hydrogen Abstraction reactions, as in many ways in photochemical Reactions occur (for example, Römpp Chemie-Lexikon, 9th extended and revised edition, Georg Thieme-Verlag Stuttgart, Vol. 4, 1991, referenced) or cationic photoinitiators (for example, Römpp Lexikon Lacke and Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1998, pages 444 to 446, referenced), in particular benzophenones, benzoins or benzoin ethers or phosphine oxides. It can Also, for example, the commercially under the name Irgacure® 184, Irgacure® 1800 and Irgacure® 500 from Ciba Geigy, Genocure® MBF from Rahn and Lucirin® TPO BASF AG available products.

Neben den Photoinitiatoren können übliche Sensibilisatoren wie Anthracen in wirksamen Mengen verwendet werden.In addition to the photoinitiators common sensitizers such as anthracene can be effective in Quantities are used.

Des weiteren kann die erfindungsgemäße Polyurethandispersion noch mindestens einen Initiator der thermischen Vernetzung enthalten. Diese bilden ab 80 bis 120°C Radikale, welche die Vernetzungsreaktion starten. Beispiele für thermolabile radikalische Initiatoren sind organische Peroxide, organische Azoverbindungen oder C-C-spaltende Initiatoren wie Dialkylperoxide, Peroxocarbonsäuren, Peroxodicarbonate, Peroxidester, Hydroperoxide, Ketonperoxide, Azodinitrile oder Benzpinakolsilylether. C-C-spaltende Initiatoren sind besonders bevorzugt, da bei ihrer thermischen Spaltung keine gasförmigen Zersetzungprodukte gebildet werden, die zu Störungen in der Lackschicht führen könnten. Sofern sie mit verwendet werden, liegen ihre Mengen im allgemeinen zwischen 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 8 Gew.-% und insbesondere 1 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Dispersion.Furthermore, the polyurethane dispersion according to the invention may still contain at least one Initiator of thermal crosslinking included. These form radicals from 80 to 120 ° C, which start the crosslinking reaction. Examples of thermolabile radical initiators are organic peroxides, organic azo compounds or C-C cleaving initiators such as Dialkyl peroxides, peroxycarboxylic acids, peroxodicarbonates, peroxide esters, hydroperoxides, Ketone peroxides, azodinitriles or benzpinacol silyl ethers. C-C cleaving initiators are particularly preferred, since in their thermal cleavage no gaseous  Decomposition products are formed, which could lead to disturbances in the paint layer. When used with, their amounts are generally between 0.1 to 10 Wt .-%, preferably 0.5 to 8 wt .-% and in particular 1 to 5 wt .-%, respectively based on the total amount of the dispersion.

Beispiele geeigneter weiterer lacküblicher Additive sind transparente organische und anorganische Füllstoffe, thermisch härtbare Reaktiverdünner, niedrig siedende und/oder hochsiedende organische Lösemittel ("lange Lösemittel"), UV-Absorber, Lichtschutzmittel, Radikalfänger, Katalysatoren für die Vernetzung, Entlüftungsmittel, Slipadditive, Polymerisationsinhibitoren, Entschäumer, Emulgatoren, Netzmittel, Haftvermittler, Verlaufmittel, filmbildende Hilfsmittel, rheologiesteuernde Additive oder Flammschutzmittel. Weitere Beispiele geeigneter Lackadditive werden in dem Lehrbuch "Lackadditive" von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, beschrieben. Sie werden in den üblichen und bekannten, wirksamen Mengen angewandt.Examples of suitable further customary additives are transparent organic and inorganic fillers, thermally curable reactive diluents, low-boiling and / or high-boiling organic solvents ("long solvents"), UV absorbers, Light stabilizers, radical scavengers, catalysts for crosslinking, deaerating agents, Slip additives, polymerization inhibitors, defoamers, emulsifiers, wetting agents, Adhesion promoters, leveling agents, film-forming aids, rheology-controlling additives or Flame retardants. Further examples of suitable paint additives are in the textbook "Paint Additives" by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, described. They are used in the usual and known, effective amounts.

Vorzugsweise werden solche vorstehend genannten Zusatzstoffe ausgewählt, die mit Wasser verträglich sind und insbesondere durch Wasser nicht zersetzt werden.Preferably, those aforementioned additives are selected with the Water are compatible and in particular are not decomposed by water.

Die mit Hilfe des erflndungsgemäßen Verfahrens hergestellten farb- und/oder effektgebenden Mehrschichflackierungen sind, was Farbe, Effekt, Glanz und D. O. I. (distinctiveness of the reflected image) betrifft, von höchster optischer Qualität, haben eine glatte, strukturfreie, harte, flexible und kratzfeste Oberfläche, sind witterungs-, chemikalien- und etch-beständig, vergilben nicht und zeigen keine Rißbildung und Delamination der Schichten.The color and / or produced by the Erflndungsgemäßen method effect multi-layer finishes are what color, effect, gloss and D. O. I. (distinctiveness of the reflected image), of the highest optical quality, have a smooth, structure-free, hard, flexible and scratch-resistant surface, are weatherproof, chemical and etch resistant, do not yellow and show no cracking and Delamination of the layers.

Die mit diesen farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen beschichteten grundierten oder ungrundierten Substrate haben daher eine besonders hohe Gebrauchsdauer und einen besonders hohen Gebrauchswert, was sie für Hersteller, Anwender und Endverbraucher technisch und wirtschaftlich ganz besonders attraktiv macht.The coated with these color and / or effect multi-layer coatings primed or unprimed substrates therefore have a particularly high Service life and a particularly high utility value, what they are for manufacturers, Users and end users are particularly attractive technically and economically makes.

Beispielexample Die Herstellung einer farbgebenden Mehrschichtlackierung nach dem erfindungsgemäßen VerfahrenThe preparation of a multicoat colorant coating after inventive method 1. Die Herstellung eines Allophanats aus Hexamethylendiisocyanat und 2- Hydroxyethylacrylat1. The preparation of an allophanate from hexamethylene diisocyanate and 2- hydroxyethyl

Die Herstellung des Allophanats erfolgte gemäß der deutschen Patentschrift DE-A-198 60 041, Experimenteller Teil 1.1, Produkt Nr. 6. Hierzu wurde Hexamethylendiisocyanat unter Stickstoffbedeckung mit 40 Mol-% (bezogen auf das Isocyanat) 2- Hydroxyethylacrylat vermischt und auf 80°C erwärmt. Nach Zugabe von 200 Gew.-ppm (bezogen auf das Isocyanat) N,N,N-Trimethyl-N-(2-hydroxypropyl)ammonium-2- ethylhexanoat wurde die Reaktionsmischung langsam auf 120°C erhitzt und bei dieser Reaktionstemperatur gehalten. Bei einem Isocyanatgehalt der Reaktionsmischung von 13,5 Gew.-% wurde die Reaktion durch Zugabe von 250 Gew.-ppm (bezogen auf das Isocyanat) Di(2-ethylhexyl)phosphat gestoppt. Die Reaktionsmischung wurde dann im Dünnschichtverdampfer bei 135°C und 2,5 mbar von nichtumgesetztem Hexamethylendiisocyanat befreit. Das resultierende Allophanat hatte nach der Destillation einen Isocyanatgehalt von 13,5 Gew.-% und eine Viskosität von 810 mPa.s bei 23°C.The allophanate was prepared according to the German patent DE-A-198 60 041, Experimental Part 1.1, Product No. 6. To this was added hexamethylene diisocyanate under nitrogen coverage with 40 mol% (based on the isocyanate) 2- Mixed hydroxyethyl acrylate and heated to 80 ° C. After addition of 200 ppm by weight (based on the isocyanate) N, N, N-trimethyl-N- (2-hydroxypropyl) ammonium-2 ethylhexanoate, the reaction mixture was slowly heated to 120 ° C and this Reaction temperature maintained. At an isocyanate content of the reaction mixture of 13.5 Wt .-%, the reaction was by adding 250 ppm by weight (based on the isocyanate) Di (2-ethylhexyl) phosphate stopped. The reaction mixture was then in Thin-film evaporator at 135 ° C and 2.5 mbar of unreacted Hexamethylene diisocyanate freed. The resulting allophanate had after distillation an isocyanate content of 13.5 wt .-% and a viscosity of 810 mPa.s at 23 ° C.

2. Die Herstellung eines isocyanatgruppenhaltigen Präpolymeren2. The preparation of an isocyanate group-containing prepolymer

In einem Rührkessel wurden 100 Gewichtsteile des vorstehend beschriebenen Allophanats (vgl. Ziff. 1.), 0,13 Gewichtsteile 2,6-Di-tert.-butyl-p-kresol und 0,1 Gewichtsteile Hydrochinonmonomethylether vorgelegt. Nach dem Zumischen von 0,02 Gewichtsteilen Dibutylzinndilaurat von 17,5 Gewichtsteilen 3,5-Dimethylpyrazol wurde das Reaktionsgemisch während drei Stunden bei 70°C gerührt.In a stirred tank, 100 parts by weight of the allophanate described above (see Section 1.), 0.13 part by weight of 2,6-di-tert-butyl-p-cresol and 0.1 part by weight Submitted hydroquinone monomethyl ether. After admixing 0.02 parts by weight Dibutyltin dilaurate of 17.5 parts by weight of 3,5-dimethylpyrazole was added Reaction mixture stirred at 70 ° C for three hours.

3. Die Herstellung der wäßrigen Polyurethandispersion3. The preparation of the aqueous polyurethane dispersion

Zu dem gemäß Ziff. 2. resultierenden Reaktionsgemisch wurden 3,3 Gewichtsteile Thioglykolsäure hinzugegeben. Danach wurde das Reaktionsgemisch während weiterer drei Stunden bei 70°C gerührt und hiernach abgekühlt. Der Gehalt an freien Isocyanatgruppen betrug hiernach 3 Gew.-%. Nach dem Zumischen von 9,6 Gewichtsteilen Diethanolamin und 4, 4 Gewichtsteilen Triethylamin wurde das Reaktionsgemisch in Wasser dispergiert. Es resultierte eine stabile Dispersion mit einer z- mittleren Teilchengröße von 320 nm (gemessen mit einem PCS-Malvern-Zetasizer 1000).To the 2. resulting reaction mixture was 3.3 parts by weight Thioglycolic acid added. Thereafter, the reaction mixture became further stirred for three hours at 70 ° C and then cooled. The content of free Isocyanate groups were hereafter 3 wt .-%. After adding 9.6 Diethanolamine and 4, 4 parts by weight of triethylamine was the  Reaction mixture dispersed in water. This resulted in a stable dispersion with a z average particle size of 320 nm (measured with a PCS Malvern Zetasizer 1000).

Für die Applikation wurde die Dispersion wurde auf einen Festkörpergehalt von 30 Gew.- % (1 Stunde; 130°C) eingestellt.For the application, the dispersion was added to a solids content of 30% by weight. % (1 hour, 130 ° C).

4. Die Herstellung eines erfindungsgemäß zu verwendenden Klarlacks4. The preparation of a clearcoat to be used according to the invention

100 Gewichtsteile der gemäß Ziff. 3. hergestellten Dispersion wurden mit 0,1 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Verlaufmittels (BYK® 307 der Firma Byk Chemie), 4,0 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Photoinitiators (Genocure® MBF der Firma Rahn Chemie), 1,0 Gewichtsteilen eines handelsüblichen UV-Absorbers (Tinuvin® 1130 der Firma Ciba Specialty Chemicals) und 0,8 Gewichtsteile eines sterisch gehinderten Amins (HALS) (Tinuvin® 292 der Firma Ciba Specialty Chemicals) innig vermischt. Der Klarlack war hiernach spritzfertig.100 parts by weight of the products specified in para. 3. prepared dispersion were 0.1 Parts by weight of a commercially available leveling agent (BYK® 307 from Byk Chemie), 4.0 parts by weight of a commercially available photoinitiator (Genocure® MBF from the company Rahn Chemie), 1.0 parts by weight of a commercially available UV absorber (Tinuvin® 1130 Ciba Specialty Chemicals) and 0.8 parts by weight of a sterically hindered Amines (HALS) (Tinuvin® 292 from Ciba Specialty Chemicals) intimately mixed. The Clearcoat was ready to spray afterwards.

5. Die Herstellung der farbgebenden Mehrschichtlackierung5. The preparation of the multicoat colorant coating

Auf mit einem handelsüblichen Elektrotauchlack (Cathoguard® 500 der Firma BASF Coatings AG) kathodisch beschichteten Stahltafeln (Elektrotauchlackierung mit einer Schichtdicke von 18-22 µm) wurden mit einer Becherpistole zunächst ein handelsüblicher wäßriger Füller (Ecoprime® R130 der Firma BASF Coatings AG) appliziert und eingebrannt. Es resultierte eine Füllerlackierung mit einer Schichtdicke von 35 bis 40 µm. Anschließend wurde auf den Füller in gleicher Weise ein schwarzer Wasserbasislack (Basislack nachtschwarz FV96-9400 der Firma BASF Coatings AG) appliziert und während 10 min bei 80°C vorgetrocknet. Nach dem Abkühlen der Tafeln wurde eine Schicht aus dem gemäß Ziff. 4. hergestellten Klarlack mit einer Becherpistole in einer Naßschichtdicke von 150 µm aufgetragen und während 10 min bei Raumtemperatur abgelüftet und während 5 min bei 80°C vorgetrocknet (Naß-in-naß-Verfahren).On with a commercial electrodeposition paint (Cathoguard® 500 BASF Coatings AG) cathodically coated steel panels (electrocoating with a Layer thickness of 18-22 microns) were with a cup gun initially a commercial aqueous filler (Ecoprime® R130 from BASF Coatings AG) and applied baked. This resulted in a surfacer coating with a layer thickness of 35 to 40 microns. Subsequently, a black aqueous basecoat was applied to the filler in the same way (Basecoat night black FV96-9400 from BASF Coatings AG) and applied pre-dried at 80 ° C for 10 min. After cooling the panels became a Layer from the according to para. 4. prepared clear coat with a cup gun in one Wet layer thickness of 150 microns applied and for 10 min at room temperature vented and pre-dried for 5 min at 80 ° C (wet-in-wet method).

Anschließend wurden die Prüftafeln mit UV-Strahlung mit einer Dosis von 1.500 mJ/cm2 bestrahlt. Danach wurden sie während 30 min bei 150°C eingebrannt (Dual Cure). Es resultierte eine Basislackierung einer Schichtdicke von 16 µm und eine Klarlackierung einer Schichtdicke von 45 µm.Subsequently, the test panels were irradiated with UV radiation at a dose of 1,500 mJ / cm 2 . They were then baked at 150 ° C for 30 minutes (Dual Cure). This resulted in a basecoat of a layer thickness of 16 .mu.m and a clearcoat of a layer thickness of 45 .mu.m.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Mehrschichtlackierung wies einen hohen Glanz von 87° nach DIN 67530 und eine hohe Härte (Pendelhärte nach König: 195 s) auf.The multi-layer coating prepared by the process according to the invention showed a high gloss of 87 ° according to DIN 67530 and a high hardness (pendulum hardness according to König: 195 s).

Die Kratzfestigkeit der Mehrschichtlackierung wurde nach dem Bürstentest bestimmt. Für diesen Test wurden die Prüftafeln wurden nach Applikation der Mehrschichtlackierung mindestens 2 Wochen bei Raumtemperatur gelagert, bevor die Prüfung durchgeführt wurde.The scratch resistance of the multi-layer coating was determined after the brush test. For this test were the test panels were after application of the multi-layer coating stored at room temperature for at least 2 weeks before the test is performed has been.

Die Kratzfestigkeit wurde mit Hilfe des in Figur 2 auf Seite 28 des Artikels von P. Betz und A. Bartelt, Progress in Organic Coatings, 22 (1993), Seiten 27-37, beschriebenen BASF- Bürstentests, der allerdings bezüglich des verwendeten Gewichts (2000 g statt der dort genannten 280 g) abgewandelt wurde, folgendermaßen beurteilt:
Bei dem Test wurde die Lackoberfläche mit einem Siebgewebe, welches mit einer Masse belastet wurde, geschädigt. Das Siebgewebe und die Lackoberfläche wurden mit einer Waschmittel-Lösung reichlich benetzt. Die Prüftafel wurde mittels eines Motorantriebs in Hubbewegungen unter dem Siebgewebe vor- und zurückgeschoben.
The scratch resistance was determined by means of the BASF brush test described in FIG. 2 on page 28 of the article by P. Betz and A. Bartelt, Progress in Organic Coatings, 22 (1993), pages 27-37. 2000 g instead of the 280 g mentioned therein) was assessed as follows:
In the test, the paint surface was damaged with a screen cloth, which was loaded with a mass. The mesh and the paint surface were wetted abundantly with a detergent solution. The test panel was pushed back and forth by means of a motor drive in strokes under the screen mesh.

Der Prüfkörper war mit Nylon-Siebgewebe (Nr. 11, 31 µm Maschenweite, Tg 50°C) be­ spanntes Radiergummi (4,5 × 2,0 cm, breite Seite senkrecht zur Kratzrichtung). Das Aufla­ gegewicht betrug 2000 g.The test specimen was with nylon screen mesh (No. 11, 31 μm mesh size, Tg 50 ° C) be stretched eraser (4.5 × 2.0 cm, wide side perpendicular to the direction of the scratch). The Aufla weight was 2000 g.

Vor jeder Prüfung wurde das Siebgewebe erneuert, dabei war die Laufrichtung der Gewe­ bemaschen parallel zur Kratzrichtung. Mit einer Pipette wurde ca. 1 ml einer frisch aufge­ rührten 0,25%igen Persil-Lösung vor dem Radiergummi aufgebracht. Die Umdrehungszahl des Motors wurde so eingestellt, daß in einer Zeit von 80 s 80 Doppelhübe ausgeführt wur­ den. Nach der Prüfung wurde die verbleibende Waschflüssigkeit mit kaltem Leitungswasser abgespült, und die Prüftafel wurden mit Druckluft trockengeblasen. Gemessen wurde der Glanz nach DIN 67530 vor und nach Beschädigung (Meßrichtung senkrecht zur Kratzrichtung):
Before each test, the mesh was renewed, while the running direction of the fabric was stitched parallel to the direction of the thread. About 1 ml of a freshly stirred 0.25% Persil solution was applied with a pipette before the eraser. The number of revolutions of the motor was adjusted so that 80 double strokes were executed in a time of 80 s. After the test, the remaining wash was rinsed with cold tap water and the test panel was dry-blown with compressed air. The gloss was measured according to DIN 67530 before and after damage (measuring direction perpendicular to the direction of the scratch):

Anfang:Beginning: 87°87 ° nach Schädigung:after injury: 81°81 ° 2 h bei 40°C:2 h at 40 ° C: 84°84 ° 2 h bei 60°C:2 h at 60 ° C: 86°86 °

Der Bürstentest zeigte, daß die Mehrschichtlackierung eine hohe Kratzfestigkeit und ein sehr gutes Reflow-Verhalten aufwies.The brush test showed that the multi-layer coating a high scratch resistance and a had very good reflow behavior.

Zusätzlich wurde die Kratzfestigkeit nach dem Sandtest bestimmt. Hierzu wurde die Lackoberfläche mit Sand belastet (20 g Quarz-Silbersand 1,5-2,0 mm). Der Sand wurde in einen Becher (Boden plan abgeschnitten) gegeben, der fest auf der Prüftafel befestigt wurde. Es wurden die gleichen Prüftafeln wie oben im Bürstentest beschrieben verwendet. Mittels eines Motorantriebes wurde die Tafel mit dem Becher und dem Sand in Schüttelbewegungen versetzt. Die Bewegung des losen Sandes verursachte dabei die Beschädigung der Lackoberfläche (100 Doppelhübe in 20 s). Nach der Sandbelastung wurde die Prüffläche vom Abrieb gereinigt, unter einem kalten Wasserstrahl vorsichtig abgewischt und anschließend mit Druckluft getrocknet. Gemessen wurde der Glanz nach DIN 67530 vor und nach Beschädigung (Meßrichtung senkrecht zur Kratzrichtung):
In addition, the scratch resistance was determined after the sand test. For this purpose, the surface of the paint was subjected to sand (20 g quartz silver sand 1.5-2.0 mm). The sand was placed in a beaker (ground plane cut), which was fixed firmly on the test panel. The same test panels were used as described above in the brush test. By means of a motor drive, the board with the cup and the sand was shaken. The movement of the loose sand caused damage to the paint surface (100 double strokes in 20 s). After the sand load, the test surface was cleaned from abrasion, carefully wiped under a cold water jet and then dried with compressed air. The gloss was measured according to DIN 67530 before and after damage (measuring direction perpendicular to the direction of the scratch):

Anfang:Beginning: 87°87 ° nach Schädigung:after injury: 80°80 ° 2 h bei 40°C:2 h at 40 ° C: 82°82 ° 2 h bei 60°C:2 h at 60 ° C: 85°85 °

Der Sandtest untermauerte die hohe Kratzfestigkeit und das sehr gute Reflow-Verhalten der Mehrschichtlackierung.The sand test underpinned the high scratch resistance and the very good reflow behavior the multi-layer coating.

Der BART (BASF ACID RESISTANCE TEST) diente der Ermittlung der Beständigkeit der Lackoberfläche gegen Säuren, Laugen und Wassertropfen. Dabei wurde die Mehrschichtlackierung auf einem Gradientenofen weiteren Temperaturbelastungen ausgesetzt (30 min 40°C und 70°C). Zuvor wurden die Testsubstanzen (Schwefelsäure 1%-ig, 10%-ig, 36%-ig; schweflige Säure 6%-ig, Salzsäure 10%-ig, Natronlauge 5%-ig, vollentsalztes(VE)-Wasser: 1, 2 oder 3 Tropfen) definiert mit einer Dosierpipette aufgebracht. Im Anschluß an die Einwirkung der Substanzen wurden diese unter fließendem Wasser entfernt und die Beschädigungen nach 24 h entsprechend einer vorgegebenen Skala visuell beurteilt:
The BART (BASF ACID RESISTANCE TEST) was used to determine the resistance of the paint surface to acids, alkalis and water droplets. The multi-layer coating was subjected to further temperature loads on a gradient oven (30 min, 40 ° C and 70 ° C). The test substances (sulfuric acid 1%, 10%, 36%, sulfuric acid 6%, hydrochloric acid 10%, sodium hydroxide 5%, demineralized water: 1, 2) were previously used or 3 drops) defined with a dosing pipette. Following the action of the substances, these were removed under running water and the damage was assessed visually after 24 h according to a predetermined scale:

Benotunggrading AussehenAppearance 00 kein Defektno defect 11 leichte Markierungslight mark 22 Markierung/Vermattung/keine ErweichungMarking / matting / no softening 33 Markierung/Vermattung/Farbtonveränderung/ErweichungMarking / dulling / color change / softening 44 Risse/beginnende DurchätzungCracks / incipient etching 55 Klarlack entferntClearcoat removed

Es wurde jede einzelne Markierung (Spot) ausgewertet und das Ergebnis in geeigneter Form (z. B. Notensummen für eine Temperatur) festgehalten.Each single mark (spot) was evaluated and the result in a suitable Form (eg, suffrage for a temperature) recorded.

Die Ergebnisse des Tests finden sich in der Tabelle.The results of the test can be found in the table.

Tabelle table

Die Säurebeständigkeit der Mehrschichtlackierung nach BART The acid resistance of the multi-layer coating according to BART

Der BART untermauerte die hohe Säurebeständigkeit der Mehrschichtlackierung bzw. der Klarlackierung.The BART underpinned the high acid resistance of the multi-layer coating or the Clearcoat.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung einer farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat, bei dem man eine Basislackschicht und mindestens eine Klarlackschicht übereinander appliziert, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Klarlacke thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbar ist und mindestens eine wäßrige Polyurethandispersion mit einer Säurezahl von 5,0 bis 100 mg KOH/g enthält oder hieraus besteht, die aus
  • A) mindestens einem aliphatischen Polyisocyanat mit einer Isocyanatfunktionalität von 2,0 bis 6,0,
  • B) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe sowie mindestens einer mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Bindung,
  • C) mindestens einer niedermolekularen aliphatischen Verbindung mit mindestens zwei isocyanatreaktiven funktionellen Gruppen,
  • D) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe und mindestens einer dispergierenden funktionellen Gruppe,
  • E) mindestens einem Neutralisationsmittel für die dispergierenden funktionellen Gruppen der Verbindung D),
  • F) mindestens einem Blockierungsmittel für Isocyanatgruppen und/oder mindestens einer Verbindung mit mindestens einer blockierten Isocyanatgruppe sowie gegebenenfalls
  • G) mindestens einer von den Verbindungen B) bis F) verschiedenen Verbindung mit einer isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe
aufgebaut ist, wobei die blockierten Isocyanatgruppen über die Umsetzung der Blockierungsmittel F) mit den isocyanatgruppenhaltigen Polyurethanpräpolymeren, die aus der Umsetzung eines stöchiometrischen Überschusses der Verbindungen A) mit den Verbindungen B) sowie gegebenenfalls C) sowie mit einer zur Dispergierbarkeit in wäßrigen Medien ausreichenden Menge an Verbindungen D) und E) resultieren, in die Polyurethandispersion eingeführt werden.
Anspruch [en] A method for producing a multicoat color and / or effect coating on a primed or unprimed substrate in which a basecoat film and at least one clearcoat film are applied to one another, characterized in that at least one of the clearcoat films is curable thermally and with actinic radiation and at least one aqueous polyurethane dispersion containing or consisting of an acid number of 5.0 to 100 mg KOH / g, the
  • A) at least one aliphatic polyisocyanate having an isocyanate functionality of 2.0 to 6.0,
  • B) at least one compound having at least one isocyanate-reactive functional group and at least one bond activatable with actinic radiation,
  • C) at least one low molecular weight aliphatic compound having at least two isocyanate-reactive functional groups,
  • D) at least one compound having at least one isocyanate-reactive functional group and at least one dispersing functional group,
  • E) at least one neutralizing agent for the dispersing functional groups of compound D),
  • F) at least one blocking agent for isocyanate groups and / or at least one compound having at least one blocked isocyanate group and optionally
  • G) at least one compound other than compounds B) to F) having an isocyanate-reactive functional group
is constructed, wherein the blocked isocyanate groups on the reaction of the blocking agent F) with the polyurethane prepolymers containing isocyanate groups, from the reaction of a stoichiometric excess of the compounds A) with the compounds B) and optionally C) and with an adequate dispersibility in aqueous media amount Compounds D) and E), are introduced into the polyurethane dispersion.
2. Thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbare Pulverslurry, die mindestens eine wäßrige Polyurethandispersion aus feinteiligen, festen Partikeln enthält oder hieraus besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Polyurethandispersion eine Säurezahl von 5,0 bis 100 mg KOH/g aufweist und aus
  • A) mindestens einem aliphatischen Polyisocyanat mit einer Isocyanatfunktionalität von 2,0 bis 6,0,
  • B) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe sowie mindestens einer mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Bindung,
  • C) mindestens einer niedermolekularen aliphatischen Verbindung mit mindestens zwei isocyanatreaktiven funktionellen Gruppen,
  • D) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe und mindestens einer dispergierenden funktionellen Gruppe,
  • E) mindestens einem Neutralisationsmittel für die dispergierenden funktionellen Gruppen der Verbindung D),
  • F) mindestens einem Blockierungsmittel für Isocyanatgruppen und/oder mindestens einer Verbindung mit mindestens einer blockierten Isocyanatgruppe sowie gegebenenfalls
  • G) mindestens einer von den Verbindungen B) bis F) verschiedenen Verbindung mit einer isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe
aufgebaut ist, wobei die blockierten Isocyanatgruppen über die Umsetzung der Blockierungsmittel F) mit den isocyanatgruppenhaltigen Polyurethanpräpolymeren, die aus der Umsetzung eines stöchiometrischen Überschusses der Verbindungen A) mit den Verbindungen B) sowie gegebenenfalls C) sowie mit einer zur Dispergierbarkeit in wäßrigen Medien ausreichenden Menge an Verbindungen D) und E) resultieren, in die Polyurethandispersion eingeführt werden.
2. Thermally and actinic radiation curable powder slurry containing or consisting of at least one aqueous polyurethane dispersion of finely divided, solid particles, characterized in that the aqueous polyurethane dispersion has an acid number of 5.0 to 100 mg KOH / g and from
  • A) at least one aliphatic polyisocyanate having an isocyanate functionality of 2.0 to 6.0,
  • B) at least one compound having at least one isocyanate-reactive functional group and at least one bond activatable with actinic radiation,
  • C) at least one low molecular weight aliphatic compound having at least two isocyanate-reactive functional groups,
  • D) at least one compound having at least one isocyanate-reactive functional group and at least one dispersing functional group,
  • E) at least one neutralizing agent for the dispersing functional groups of compound D),
  • F) at least one blocking agent for isocyanate groups and / or at least one compound having at least one blocked isocyanate group and optionally
  • G) at least one compound other than compounds B) to F) having an isocyanate-reactive functional group
is constructed, wherein the blocked isocyanate groups on the reaction of the blocking agent F) with the polyurethane prepolymers containing isocyanate groups, from the reaction of a stoichiometric excess of the compounds A) with the compounds B) and optionally C) and with an adequate dispersibility in aqueous media amount Compounds D) and E), are introduced into the polyurethane dispersion.
3. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • 1. eine Basislackschicht aus einem thermisch sowie gegebenenfalls mit aktinischer Strahlung härtbaren pigmentierten Basislack auf die Oberfläche des Substrats appliziert und,
    • 1. (1.1) ohne auszuhärten, trocknet oder partiell aushärtet oder
    • 2. (1.2) thermisch sowie gegebenenfalls mit aktinischer Strahlung vollständig aushärtet,
wonach man
  • 1. eine Klarlackschicht I aus dem thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbaren Klarlack I auf die Oberfläche der Basislackschicht oder der Basislackierung appliziert und
    • 1. (2.1) gemeinsam mit der Basislackschicht oder
    • 2. (2.2) für sich alleine
3. The method according to claim 1, characterized in that
  • 1. a basecoat layer of a thermally and optionally curable with actinic radiation pigmented basecoat applied to the surface of the substrate and,
    • 1. (1.1) without curing, drying or partially curing or
    • 2. (1.2) Cures completely thermally and optionally with actinic radiation,
which one
  • 1. a clearcoat I applied from the thermally and actinic radiation curable clearcoat I to the surface of the basecoat or basecoat and
    • 1. (2.1) together with the basecoat or
    • 2. (2.2) on its own
vollständig thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung aushärtet;
oder alternativ
  • 1. eine Klarlackschicht I aus einem thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren Klarlack I auf die Oberfläche der Basislackschicht oder der Basislackierung appliziert und
    • 1. (2.1) für sich alleine partiell,
    • 2. (2.2) gemeinsam mit der Basislackschicht partiell oder
    • 3. (2.3) gemeinsam mit der Basislackschicht vollständig oder
    • 4. (2.4) für sich alleine vollständig
thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung aushärtet, wonach man
  • 1. eine weitere Klarlackschicht II aus einem thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren Klarlack II auf die Oberfläche der Klarlackschicht I oder der Klarlackierung I appliziert, wobei mindestens eine der Klarlackschichten I und II ein thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbarer Klarlack ist, wonach man
    • 1. (3.1) die Klarlackschicht II alleine oder
    • 2. (3.2) gemeinsam mit den darunterliegenden noch nicht vollständig ausgehärteten Lackschichten
thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung vollständig aushärtet,
completely thermally and / or cured with actinic radiation;
or alternatively
  • 1. a clearcoat I applied from a thermally and / or actinic radiation curable clearcoat I to the surface of the basecoat or the basecoat and
    • 1. (2.1) alone in part,
    • 2. (2.2) together with the basecoat partially or
    • 3. (2.3) together with the basecoat layer completely or
    • 4. (2.4) completely by itself
thermally and / or cured with actinic radiation, after which
  • 1. a further clearcoat film II of a thermally and / or actinic radiation-curable clearcoat II applied to the surface of the clearcoat I or the clearcoat I, wherein at least one of the clearcoat films I and II is a curable thermally and with actinic radiation clearcoat, after which
    • 1. (3.1) the clearcoat film II alone or
    • 2. (3.2) together with the underlying, not yet completely cured lacquer layers
fully cured thermally and / or with actinic radiation,
4. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 3 und die Pulverslurry nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Polyurethandispersion enthaltene Polyurethan mit aktinischer Strahlung aktivierbare Bindungen, isocyanatreaktive funktionelle Gruppen, blockierte Isocyanatgruppen und dispergierende funktionelle Gruppen, insbesondere (partiell) anionische Gruppen, enthält. 4. The method according to claim 1 or 3 and the powder slurry according to claim 2, characterized in that contained in the polyurethane dispersion Polyurethane with actinic radiation activatable bonds, isocyanate-reactive functional groups, blocked isocyanate groups and dispersing functional Groups, in particular (partially) anionic groups containing.   5. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4 und die Pulverslurry nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungen A) Isocyanurat-, Biureth-, Allophanat-, Iminooxadiazindion-, Urethan-, Harnstoff-, Carbodiimid- und/oder Urethdiongruppen aufweisende aliphatische Polyisocyanate verwendet werden.5. The method according to any one of claims 1, 3 or 4 and the powder slurry according to Claim 2 or 4, characterized in that as compounds A) isocyanurate, Biurethane, allophanate, iminooxadiazinedione, urethane, urea, carbodiimide and / or urethdione groups having aliphatic polyisocyanates used become. 6. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5 und die Pulverslurry nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als mit aktinischer Strahlung aktivierbare Bindungen Kohlenstoff-Wasserstoff-Einzelbindungen oder Kohlenstoff-Kohlenstoff-, Kohlenstoff-Sauerstoff-, Kohlenstoff-Stickstoff-, Kohlenstoff-Phosphor- oder Kohlenstoff-Silizium-Einzelbindungen oder -Doppelbindungen verwendet werden.6. The method according to any one of claims 1 or 3 to 5 and the powder slurry according to one of claims 2, 4 or 5, characterized in that as with actinischer Radiation activatable bonds carbon-hydrogen single bonds or Carbon-carbon, carbon-oxygen, carbon-nitrogen, Carbon-phosphorus or carbon-silicon single bonds or Double bonds are used. 7. Das Verfahren und die Pulverslurry nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelbindungen als (Meth)Acrylat-, Ethacrylat-, Crotonat-, Cinnamat-, Vinylether-, Vinylester-, Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylgruppen; Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylethergruppen oder Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylestergruppen vorliegen.7. The method and the powder slurry according to claim 6, characterized in that the double bonds as (meth) acrylate, ethacrylate, crotonate, cinnamate, Vinyl ether, vinyl ester, dicyclopentadienyl, norbornenyl, isoprenyl, isoprenyl, Isopropenyl, allyl or butenyl groups; Dicyclopentadienyl, norbornenyl, Isoprenyl, isopropenyl, allyl or butenyl ether groups or Dicyclopentadienyl, norbornenyl, isoprenyl, isopropenyl, allyl or Butenylestergruppen present. 8. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7 und die Pulverslurry nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als isocyanatreaktive funktionelle Gruppen Thio-, Hydroxyl-, Amino-, Imino-, Carbamat- und/oder Allophanatgruppen, insbesondere Thio-, Hydroxyl- und Aminogruppen, verwendet werden.8. The method according to any one of claims 1 or 3 to 7 and the powder slurry according to one of claims 2 or 4 to 7, characterized in that as isocyanate-reactive functional groups thio, hydroxyl, amino, imino, Carbamate and / or allophanate, especially thio, hydroxyl and Amino groups, are used. 9. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 8 und die Pulverslurry nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als (potentiell) anionische Gruppen Carbonsäure-, Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppen, insbesondere Carbonsäuregruppen, verwendet werden.9. The method according to any one of claims 1 or 3 to 8 and the powder slurry according to one of claims 2 or 4 to 8, characterized in that as (potentially) anionic groups carboxylic acid, sulfonic acid or phosphonic acid groups, in particular carboxylic acid groups. 10. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 9 und die Pulverslurry nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Blockierungsmittel Oxime und/oder substituierte Pyrazole, insbesondere Ketoxime und/oder Dimethylpyrazol, verwendet werden.10. The method according to any one of claims 1 or 3 to 9 and the powder slurry according to one of claims 2 or 4 to 9, characterized in that as  Blocking agents oximes and / or substituted pyrazoles, in particular ketoximes and / or dimethylpyrazole. 11. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 10 und die Pulverslurry nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Klarlacke I und/oder II mindestens einen Photoinitiator, mindestens einen Reaktivverdünner für die Härtung mit aktinischer Strahlung mindestens einen Initiator der thermischen Vernetzung und/oder mindestens ein lackübliches Additiv enthält.11. The method according to any one of claims 1 or 3 to 10 and the powder slurry after one of claims 2 or 4 to 10, characterized in that at least one of the clearcoats I and / or II at least one photoinitiator, at least one Reactive thinner for curing with actinic radiation at least one Initiator of thermal crosslinking and / or at least one customary paint additive contains. 12. Farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierungen auf grundierten oder ungrundierten Substraten, herstellbar mit Hilfe des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 11 und/oder mit Hilfe der Pulverslurry gemäß einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 11.12. Color and / or effect multicoat paint systems on primed or unprimed substrates, preparable by means of the method according to one of Claims 1 or 3 to 11 and / or with the aid of the powder slurry according to one of Claims 2 or 4 to 11.
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