DE2204429B2

DE2204429B2 - Verfahren zum Herstellen von Überzügen durch Aufspritzen von Lösungen von thermoplastischen Acrylpolymerisaten in organischen Lösungsmittelsystemen

Info

Publication number: DE2204429B2
Application number: DE2204429A
Authority: DE
Inventors: Donald Peter Allison Park Hart; Samuel Tarentum Porter Jun.; Jerome Allan Pittsburgh Seiner
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1971-02-01
Filing date: 1972-01-31
Publication date: 1975-03-13
Also published as: DE2204429A1; US3713872A; CA973287A; GB1359330A; FR2124314B1; BE768650A; FR2124314A1; IT939896B

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verdünnungsmittel einen flüssigen aliphatischen Kohlenwasserstoff verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als mit dem Acrylpolymeren verträgliches flüchtiges Lösungsmittel Diälhyläther verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als mit dem Acrylpolymeren verträgliches flüchtiges Lösungsmittel Toluol verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als mit dem Acrylpolymeren verträgliches flüchtiges Lösungsmittel Aceton verwendet.

In der Automobilindustrie sind Lacküberzüge aus thermoplastischen Acrylpolymeren seit längerem wegen ihres guten Aussehens und ihrer guten Schutzwirkung im Gebrauch. Man trägt die Überzugsmassen wie auch andere industriell verwendete Überzugsmassen in der Regel durch Aufspritzen auf.

Man stellt die thermoplastischen Acrylpolymeren dadurch her, daß man die Acrylmonomeren in einem flüchtigen (aktiven) Lösungsmittel polymerisiert, das mil dem entstehenden Acrylpolymeren verträglich ist. Man erhält die überzugsmasse hierbei in der Form finer gebrauchsfertigen Lösung.

Man gibt dieser mit einem aktiven Lösungsmittel hergestellten Lösung des thermoplastischen Acrylpolymeren dann durch Verdünnen mit anderen Lösungs- oder Verdünnungsmitteln die zum Sprii/.en geeignete Konsistenz.

Hin Hauptproblem liegt nun darin, daß beim Spritzen von Substraten, wie Autokarosserien und anderen Werkstücken, bis heule nur ein Arbeiten unter schlechter Ausnutzung der Überzugsmassen möglich war. Das heißt, daß infolge einer zu starken Lackzuführung und des dadurch verursachten Zurück springcns des Lacks vom Substrat nur die Hälfte der die Spritzpistole durchlaufenden lockstoffe auf dein Substrat haltend abgelagert wird.

Da in der Praxis überzüge, insbesondere überzüge von gutem Aussehen und einer Gesamtstärke von mindestens etwa 0,0508 mm verlangt werden, war es wegen der ucschildertcn Probleme bis jetzt schwierig, in der Automobilinduslrie mil weniger als drei Beschichtungen Lacküberzüge von der geforderten Stärke herzustellen. Das zu beschichtende Subs!, ' mußte daher die Spritzvorrichtung mindestens drcp ' durchlaufen. Man bezeichnet hier im allgemeinen als einen Arbeitsgang für die Herstellung einer Schicht eines Lacküberzuges die Vorgänge, die zwischen zwei Verdampfunüsstufen des Lösungsmittels liegen.

Da das Dreischichtensyslem einen bedeutenden Aufwand an Zeil und Arbeit erfordert, hat man in der Lackindustrie große Anstrengungen aui die Lntwieklunu eines Zweischichtsystems verwendet, d. h. eines Verfahrens, mit dem mim bei nur zwei Bcschichtungsvorgängcn überzüge erhält, die In ihrer Stärke den überzüücn gleichkommen, für die bisher drei Bcschichtunücn erforderlich waren.

Auftzabe der Frlindung ist es deshalb, das I !erstellen von überzügen durch Aufspritzen von Lösungen auf der Basis von thermoplastischen Acrylpolymerisaten und Lösungsmiltelsystemen. welche gegebenenfalls noch andere Harze. Pigmente. Füllmittel. Cclluloseabkömmlinge und einen äußeren Weichmacher einhalten, /u verbessern.

Frfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren ieföst. bei dem man eine Lösung verwendet, die unpigmentierl eine Oberfläehenspanntuing von weniiier als 25,2 Dyn cm bei Raumtemperatur besitzt und deren Lösungsmittelsystcm aus

a) einem organischen Lösungsmittel, welches fliichliii und mit dem Polymerisat verträglich ist, und

b) einem Nichtlöser oder Verdünnimgsmillel besteht.

Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich mil der Spritzpistole im Zweischichtverfahren überzüge bzw. Filme herstellen, die in ihrer Stärke und in ihrem Aussehen den früher nach dem Dreischichtsyslcm hergestellten überzügen mindestens gleich sind. Man kann auf diese Weise nicht allein Zweischichtfilme von der geforderten Stärke herstellen, sondern unerwarteterweise auch etwa 50% der bisher aufzuwendenden überzugsmasse einsparen. Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Systems lassen sich die Kosten für das Lackieren von Autoteilen und anderen Werkstücken drastisch senken. Gleichzeitig verringern sich auch die Gefahren oder Störungen, die mit einer zu starken Lackzufuhr verbunden sind.

Aus der US-PS 29 34 509 waren Überzugsmassen bekannt, die Mclhylmethacrylatpolymere von bestimmtcr Viskosität enthalten. In Spalte 4. Zeile 68 bis Spalte 5. Zeile 4 wird dort ausgeführt, daß außer Toluol und Xylol auch andere Lösungsmittel verwendet werden können, wobei auch Nichtlöser unter der Voraussetzung zugegeben werden können, daß genügeiid Lösungsmittel vorhanden ist. Nähere Angaben über die Verwendung von Mischungen aus Lösungsmitteln und Nichllösern fehlen.

Aus den US-PSen 28 49 4(W und 3194 777 waren Überzugsmassen bekannt, die Lösungen von Melhylacrylatpolymeren in Mischungen von Lösungsmitteln und Nichllösern darstellen. Diese Lösungen haben aber Oberflächenspannungen, die bei Raumtemperatur deutlich höher liege ι als 25,2 Dyn cm.

Aus diesem Stand der Technik wai nicht herzuleiten, dall man durch das Verfahren nach der Erlin-Juns: die geschilderten vorteilhaften Ergebnisse erhält.

Als Lösungsmittel verwendet man bei der Erfindung sogenannte aktive Lösungsmittel bzw. Lösungsmittel. in denen die Acrylpolymerisate löslich sind und die flüchtig und mit den Aerylpolymeren verträglich sind.

Als für die Zwecke der Erfindung geeignete aktive Lösungsmittel kann man aromatische Kohlen wasserstoffe oder sauerstoffringe Lösungsmittel, wie Ester. Ketone. Äther, Äthcralkohole und halogenierte Kohlenwasserstoffe verwenden. Als Beispiel aktiver Lösungsmittel seien Äthoxyälhylacetat. 2.2,4-Trimclhyl-1.3-pentandiolmoncisobutyrat. Aceton. Toluol, Methyläthylkelon, Mcthylisobulylketon, Diisobutylketon. Melhylisoamylketon, Diäthyläther, Amylacetui. Butylacetat.Älhylenglykoldiacetat.Cyclohexanon. I richlortrifluorälhaaTrichlormonofluormethan.2 -Nitropropan und andere genannt.

Man setzt dem aus dem Polymeren und dem aktiven Lösungsmittel bestehenden Gemisch dann zur Herstellung der erforderlichen Spritzviskosität und der gewünschten Oberflächenspannung einen Nichtlöser öder ein Verdünnungsmittel in geeigneter Menge zu.

Einige der für die Zwecke der Erfindung verwendbaren Nichtlöser oder Verdünnungsmittel sind flüssige Stoffe, die mit den aktiven Lösungsmitteln mischbar sind, die Acrylpolymercn jedoch nicht in starkem Malic lösen oder mit diesen nicht verträglich sind. Beispiele solcher Nichtlöser sind die flüssigen aliphatischen Kohlenwasserstoffe, wie Hexan. Heptan. Octan. Pentun und einige Naphthasorten. Ferner seien Alkohole, wie Methanol, Isopropanol und andere genannt.

Bei der Erfindung bevorzugte Gemische enthalten als Lösungsmittel Alhoxyäthylacetat, Toluol oder Aceton und als Nichtlöser einen flüssigen aliphatischen Kohlenwasserstoff, wie Hexan oder Heptan.

Es ist unbedingt erforderlich, daß die aktiven Lösungsmittel und die nichtaktiven Lösungsmittel oder Nichtlöser in einem so ausgewogenen Verhältnis zueinander stehen, daß das Polymere sich nicht niederschlägt und daß die aufzusprühende Polymerenlösung unpigmenlicrt eine Oberflächenspannung von weniger als 25.2 Pyn/crn bei Raumtemperatur hat.

Als thermoplastisches Acrylpolymeiisal verwendet man gewöhnlich einen Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure oder ein C'opolymcrisal eines solchen Esters mit einem anderen copolymerisierbaren Mononieren. Geeignet sind die lister von Alkoholen, die etwa I bis 16 Kohlenstoffatome enthalten, beispielsweise Mcthylacrylat, Methylmcthacrylat. Äthylacrylal, Bulylacrylat, n-Bulylmcthacrylal. Octylacrylat. L.aurylmclhacrylat, Slcarylmethacrylal und 2-Äthoxyäthylmethacrylat. Man kann entweder Gemische dieser Ester «!polymerisieren, oder man kann einen oder mehrere dieser Ester mit einem höheren Alkylesler cider Amid der Acryl- oder Methacrylsäure oder mit einem anderen Monomeren, das eine copolymerisierbare Vinylgruppe enthält, copolymerisieren. beispielsweise einem llaconsäureester. einem Maleins^; ireester oder einer Allylverbindung. Hie nach der l.ilindung mit Vorzug verwendeten Aerylpolymeren sind die Alkylmelhacrylale und -acrylate, beispielsweise Polyfmethylmethacrylall und ('opolymere dieser Μοηοπκ:on, beispielsweise Copolymere aus Mcthylmelhacrylal und Biitylacrylal. Man kann auch Gemische der genannten Acrylverbindungen mit anderen Harzen, beispielsweise Epoxiden, Celluloseacetatbulyrat. Nitrocellulose und andere verwenden. In ihrer bevorzugten Zusammensetzung enthalten solche Gemische mindestens etwa 40 Gewichtsprozent des Aerylpolymeren.

Man stellt die bei der Erfindung verwendeten thermoplastischen Acrylpolymerisate im allgemeinen auf die Weise her. daß man die Aerylmonomcren in einem aktiven bzw. mit dem entstehenden Polymeren verträglichen Lösungsmittel polymerisiert. Durch Zugabe eines Nichtlösers oder nichtlöscnden Verdünnungsmittels wird eine zum Verspritzen erforderliche Konsistenz des Systems eingestellt. Wesentlich ist. daß die mit der Spritzpistole aufzutragende Zubereitung unpigmenticrt eine Oberflächenspannung von weniger als 25,2 Dyn./cm bei Raumtemperatur hat. Es wurde nämlich festgestellt, daß bei Zubereitungen mit einer Oberflächenspannung von mehr als 25.2 Dyn cm zur Herstellung eines 0,0508 mm starken Überzuges mit gutem Aussehen drei Beschichtungen erforderlich sind, wobei aber die überzugsmasse schlecht ausgenutzt wird.

Für die Messung der nach der Erfindung wesentlichen Oberflächenspannung darf das Überzugsbad keine Pigmente enthalten, da der Zusatz von Pigmenten zum Überzugsbad dessen Oberflächenspannung beeinflußt. Obgleich jede pigmentierte Überzugsmasse unterschiedliche Werte für die Oberflächenspannung aufweisen kann, bleibt die Beziehung zwischen der Oberflächenspannung und dem Grad der Ausnutzung der überzugsmasse und der Herslellbarkcit eines Zweischichtfilmes unverändert bestehen. Wenn folglich eine überzugsmasse unpigmentierl eine Oberflächenspannung von 25,2 Dyn cm oder weniger hat. kann sie. auch wenn ihre Oberflächenspannung nach der Zugabe der Pigmente herabgesetzt wird, besser ausgenutzt und zu überzügen von größerer Stärke aufgetragen werden.

Für das Messen der Oberflächenspannung der polymeren Lösungen nach der Erfindung wird die von du N ο ü y entwickelte Standard-Methodenach AS I M D-1331 angewandt. Die Messungen werden bei Raumtemperaturen (etwa 22 C) vorgenommen, da Temperaturschwankungen die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit beeinflussen. Das du Noüy-Meßgerät ist aus seiner Meßskala für destilliertes Wasser als Slandardfiüssigkeil auf 72 Dyn'cin eingestellt.

Es wurde festgestellt, daß man noch genauere Meßwerte erhallen kann, wenn man als weitere I ichnorm reines Xylol mit einer Oberflächenspannung von 30,1 Dyn cm verwendet.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Temperatur in der Spritzpistole etwa 20 C beträgt und daß die Oberflächenspannung der Spritzmasse geringfügig größer ist als bei Raumtemperatur.

Man stellt die Polymerenlösung im allgemeinen dadurch auf die gewünschte niedrige Oberflächenspannung ein, daß man die Lösungsmittel und die Nichllöser in einem ausgewogenen Verhältnis verwendet. Wenn man daher einen Nichtlöser mit einer niedrigen Oberflächenspannung, beispielsweise Hexan, verwendet, so verwendet man ihn in einer Menge, die groß genug ist. die Oberflächenspannung der Lösung auf unter 25,2 Dyn/cm herabzusetzen, die aber nicht ausreicht, die Lösung in eine Dispersion umzuwandeln. Es ist ferner auch möglich, die Wirkung der aktiven Lösungsmittel im Blick auf die angestrebte niedrige

Oberflächenspannung der Spritzmassen dadurch zu steuern, daß man an Stelle von Lösungsmitteln mit hoher Oberflächenspannung, wie Toluol und Äthoxyäthylacetat, solche mit niedrigerer Oberflächenspannung, beispielsweise Diisobutylketon, verwendet.

Man muß die Oberflächenspannung des Gemisches messen, wenn man die Lösungsmittel und die Nichtlöser in ihrer Wirkung gegeneinander abwägt, weil die Oberflächenspannung dem Mittel der Werte für die Oberflächenspannung der einzelnen Komponenten nicht linear folgen muß.

Es kann für bestimmte Zwecke wünschenswert sein, die hier verwendeten Flüssigkeiten auch im Hinblick auf andere Eigenschaften, beispielsweise einen bestimmten Viskositätsgrad oder eine bestimmte Verdampfungsgeschwindigkeit, untereinander auszulegen bzw. abzustimmen. Die wichtigste Eigenschaft ist jedoch die niedrige Oberflächenspannung der Zubereitungen, weil sie es in der Hauptsache ermöglicht, aus Lösungen von thermoplastischen Acrylpolymcren mit erhöhter Auftragsleistung auf Automobile brauchbare Zweischichtüberzüge aufzutragen.

Eine bevorzugte überzugsmasse enthält ein C'opolymeres aus Methylmethacrylat und Butylacrylat. Im einzelnen enthält sie etwa 9 Volumprozent des Acrylcopolymeren, etwa 2 Volumprozent Celluloseacetatbutyrat, etwa 2 Volumprozent eines Weichmachers, etwa 25,5 Volumprozent Hexan, etwa 27,5 Volumprozent Toluol, etwa 4 Volumprozent Äthylenglykoldiacetat, etwa 21 Volumprozent Äthoxyäthylacetat und etwa 9 Volumprozent Aceton. Das Gemisch hat bei Raumtemperatur eine Oberflächenspannung von etwa 21,8 Dyn/cm.

Man kann aus unpigmenticrten Gemischen dieser Art klare überzüge herstellen. Bevorzugt färbi man das Gemisch jedoch mit Pigmenten ein. Als Beispiel von geeigneten Pigmenten seien Titandioxid, Ruß. rotes Eisenoxid, Phthalocyanin, Aluminiumpuder und gelbes Eisenoxid genannt. Im allgemeinen kann man der überzugsmasse jedes in der Lackindustrie gebräuchliche Pigment oder Füllmittel zusetzen. Entscheidend bleibt jedoch, daß die überzugsmasse die erfindungswesentliche Oberflächenspannung im unpigmenticrlen Zustand haben muß.

Wenn die erfindungsgemäßen Gemische für Lacküberzüge von Automobilen verwendet werden sollen, ist es bei metallischen Pigmenten im allgemeinen zweckmäßig, ihnen Cellulose-Abkömmlinge, beispielsweise Cclluloseacetatbutyrat oder Nitrocellulose, zuzusetzen, um die metallische Orientierung zu verbessern. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung setzt man der überzugsmasse, auf ihr Gewicht bezogen, Celluloseacetatbutyrat in einer Menge von etwa 2 bis 30 Gewichtsprozent zu.

Im allgemeinen setzt man der überzugsmasse einen äußeren Weichmacher von der für Lösungen von Acrylpolymeren gebräuchlichen Art zu. Als Beispiele solcher Weichmacher seien Dibutylphthalat, Butylbenzylphthalat, Diisooctylphthalat. Decylbutylphthalat, Diisooctyladipal, DibuHylsebacat. Butylbenzoat. Triisooctyltrimcllithat. Di-n-octyl-n-dccyltrimcllithat, Tricrcsylphosphat sowie polymere Weichmacher, wie ölmodifizicrtc oder nicht mit öl modifizierte Polyester, genannt. Man setzt den Lösungen von Acrylpolymcren Weichmacher dieser Art im allgemeinen in einer Menge von etwa 5 bis 35 Gewichtsprozent zu.

Die überzugsmasse kann mit Sprit/vorrichlungen konventioneller Art auf Unterlagen beliebiger Art. wit Metall, grundiertes Metall. Holz oder Kunststoff, auf getragen werden.

Für die Zwecke der Automobilindustrie sind im all gemeinen thermoplastische überzüge von einer Stärke von mindestens etwa 0,0508 min erforderlich, wem daher eine Polymcrenlösung eine Oberflächenspan nung von weniger als 25,2 Dyn/cm hat, kann mar das Substrat bei nur zwei Durchgängen durch dii Spritzvorrichtung mit einer Lackschicht von eine: Stärke von mindestens 0,0508 mm überziehen. Di₁ bei der Autolackierung verwendete konvenliondk Spritzvorrichtung wird auf eine bestimmte Lack durchlaufmenge eingestellt. Bei dieser Lackdurchlauf menge kann man mit den bisher bekannten thermoplastischen Überzugsmassen auf dem Substrat nui einen überzug von etwa 0,01778 mm pro Durchgang aufgetragen. Da in der Aulomobilindustrie Lacküberzüge von etwa 0,0508 mm Stärke verlangt weiden mußte auf dem Substrat bei den bekannten Überzugsmassen eine Drcifachschicht aufgetragen werden Wenn man das Problem der Lackschichtslärkc auf die Weise /u lösen versucht, daß man die Lackdurchlaufmenge derart erhöht, daß man Oberzüge mit der geforderten Stärke von 0,0508 mm mit nur zwei Lackauftragungen herstellen kann, erhält man Überzüge von unbefriedigendem Aussehen, weil die Lösung beim Auffließen auf das Substrat ins Laufen kommt und »Gardinen« bildet. Man kann diesem Problem nichi dadurch beikommen, daß man die Zeil Tür das Auftragen jeder Lackschicht mit der Spritzpistole einfach verlängert, weil die Massenfertigung in der Automobil-Industrie eine Zeilbegrenzung für das Lackieren jedes Werkstückes zum Gebot macht, das Lackierverfahren also nicht verlangsamt werden darf. Auch die Forderung nach einem guten Aussehen des Lacküherzujies steht dieser Verfahrensweise gegenüber.

Nach dem Verfahren der Fi findung kann man bei normaler Zuführgeschwindigkeit der aufzubringenden Lacklösung und bei gleicher Spritzdauer bei jedem Werkstück einen Zweischichtfilm von einer Stärke von 0,0508 mm herstellen. Dies ist deshalb möglich, weil die nach der Erfindung hergestellten Lacklösungen in ihrer Anwendung ergiebiger sind als die bekannten Lösungen. Man stellt die Ergiebigkeit oder Effizienz des Lackes auf die Weise fest, daß man eine Lacklösung mit einer abgemessenen Menge von Lackfeststoffen auf ein Substrat mit der Spritzpistole aulträgt und danach die aufgetragene Lackmenge mißt. Zum Vergleich der Ergiebigkeit der nach der Erfindung hergestellten Lacklösungen spritzt man gleiche Mengen der jeweils die gleichen Feslstoffmengc enthaltenden Lösungen bei gleicher Zuführgeschwindigkeit auf Substrate auf und mißt die abgelagerten Filme. Hierbei wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäßen Lackmassen eine bedeutend höhere Ergiebigkeit haben als die Lacklösungen bekannter Art. Der Vergleich zeigt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Substrate, wie Automobilteile, mit einer geringeren Lackmenge als im Falle der bekannten Lacklösungen kostensparend mit einem gleich starken oder einem stärkeren Lackfilm als in den Vergleichsfällen überzogen werden können.

Man kann die Überzugsmassen nach der Erfindung für alle Arien von Substraten verwenden. Bevorzugt verwendet man sie zur Herstellung von Spritzüberzügen auf grundierten und nichlgrundicrtcn Metallen, beispielsweise Aluminium und Stahl.

Die Lrlindung ist in den folgenden Beispielen an spezifischen Auslühi ungslormen in größeren Linzelheiten dargestellt. Sie isl jedoch auf diese Ausführungsformen nicht heschränkt. sondern auf vielfältige Weise .ihwandel- und veränderbar. Alle in der Bc-.chιcibirnu und in den Beispielen genannten feile und Prozentsätze sind, wenn nichts anderes gesagt ist. (iewichtv teile und (. iewiehlsproz.ente.

Beispiele ! bis ?

Man stellt eine 35".ι feststoffe enthaltende 1 ösung eines ('opolynieren aus ¹H)",, Melhylmethaci \ la l und ΙΟ"» BuKlacrvlai in toluol her und mischt 72 I eile diesel I.ösuivj mit 20 feilen ( elluloscacetatbutuai

und 20 Teilen Butylben/ylphlhalat. Aus diesem Gemisch stellt man sodann in einem aus .S? 1 eilen Toluol. 35 feilen Aceton und 10 Teilen Athoxyälhylacetat bestehenden Lösungsmittelgemisch eine 30'!» feststoffe enthaltende Lösung her.

Man versetzt sieben Proben und drei Kontrollproben der vorstehend beschriebenen impigmentierten Zubereitung mil je 100 Volumprozent eines Losungsmiltelgemisches bzw. eines Lösungsmittels nach der folgenden labeile und trägt die Gemische dann mit derselben Spritzvorrichtung bei jeweils gleicher Dauer des Beseliiehlungsvorgangs auf Metallplatlen auf. Die Spritzgeschwindigkeit entspricht einer Zuführge-■ehwmdiukcn \ on 730 em' XvUiI in der Minute.

iVclllMilM·,'/

VcI.Mi

N:' ι ν' c-11 ij i ν _k · ■ ί <

K i'iil 11 ΊΚ er Mich λ ' U :

lon

I nchl.'tinlluo:·
mcii.ir.

I ^Cn-clukcll

Λ <-unipr.i.'c::

'"1JkCIl

s> .:,n^ss ^n-UN j,,n_N,s ,„.„40M μι,,ΑΙ |Ο..ΡΛΜ ]-M" i.oiiiM" !'i.iMiUii ^! i).i iiii-1 ; (i.iiiiliifr j u.OOli W22 i O.OOil'li) |

.\u> den Beispielen ergibt sich, daß die Vberzugsmassen mit einer Oberflächenspannung \on weniger als 25.2 I)\n ein den 1"'berzugsmasscn mit einer Oberfläehenspannung von mehr als 25.2!)>ncm in der Stärke der daraus hergestellten Filme und in ihrer Ergiebigkeit deutlich überlegen sind.

Bespiel 8

Man stellt eine I ösung eines thermoplastischen Acrylpolymcren auf die Vv eise her. daß man 172 1 eile einer 35".. Feststoffe enthaltenden Lösung eines Copolymeren aus 90".. Methylmethacrylat und 10% Buiylacrylat in Toluol: 23.5 Teile einer 85°« Feststoffe enthaltenden Xylollösung eines Cocosnußglycerin-Phthalsäure-Polyesters mn einem Molekulargewicht von etwa 1200 als Weichmacher 20 Teile Celluloseacetatbutyrai miteinander mischt und dem Gemisch ein aus 17",, Ioluol. f>5".· Aceton und IS",. ^:\tho\>äthylacetat bestehendes 1 ösungsmittelsystem in solcher Menge zusetzt, dal·* cmc 30"ο Feststoffe enthaltende Lösung entsteht

Man pigmentiert die Lösung, indem man ihr auf 333 Teile Ϊ.5 Teile Aluminiumschuppen und 0.5 1,-ile blaues PhthaUvsaninpigmeni/uset/l. Die pigment, te Lösung hat eine metallisch blaue farbe.

Man setzt dann einen Volumteil der pigmentierten Losung, um sie snni/.bar zu ιτκ-.chen. einen Volumteil Lines aus 50¹O Hexan. 17",. 1 oluol. 25"» Athoxyälhyf

so acetat und K",. Athylenglycoldiacetat bestehender Lösungsmittelsystems zu. Die erhaltene Lösung hai eine Oberflächenspannung von 21.6 Dyn crr (21.8Dyncm klare Lösung).

Die mit der erfindungsgemäßen l'bcrzugsmassc erzielbare Filmstärke und die Frgiebigkeit diesel Überzugsmasse zeigen sich. v\enn man die Masse mi einer gegenwat;: in der Automobilindustrie verwen deten handeisiibiichen Acrylpolymercnlösung \er gleicht, die aus der in diesem Beispiel beschriebenei pigmentierten Polymerenlösur.g besteht und. auf dii 1 (isung be/oien. mn KH) Volumprozent eines (V' Lactol-Destillai. 14"., \> !öl. 31"« Toluol. 14"η Aceton !S".. '"uhoxviihvlaceuit. 10"» Diacetonalkohol um "".. AthvlengUkt^ldiacetai enthaltenden Liisungsn.it ielsvstems versetzt ist Die die Spritzpistole dunh laufende jebi.iuchsfertisie Li-sung hat eine Ober flächenspannunj \on 2^.5 P\n cm (2(S.O Dyn cm klar 1 c'sunLM

Man trägt die beiden Lacke mit einer automatischen Spritzmaschine auf. ohnederen Umstellung beim t'Jbergang von einem zum anderen Lack zu ändern. Man stellt die Spritzdüsen auf die Zuführung von 7(K) cm¹ Toluol pro Minute ein und trägt die überzugsmasse bei dieser Einstellung auf. Man trägt in beiden Rillen zwei Lackschichten auf. Die folgende Tabelle gibt die Versuchsergebnisse wieder:

	Viskosität
Lack	Nr. I Fischer
	Becher
Beispiel 8	68 Sek.
Handels
üblicher
Lack ..	56 Sek.

(iesamtverbrauch

an

LackfeslstolTcn

290 cm¹

2X5 cm¹

Stärke des

abgelagerten

Films

0.0762 mm

0.0508 mm

Aussehen
des Films

hervorragend '⁵

hervorragend

Hieraus folgt, daß man nach Beispiel 8 einen 50% Äärkcren Film als mit dem handelsüblichen Lack «rliält und daß ferner der Lackverbrauch in beiden Fällen annähernd gleich ist. Die Ergiebigkeit der Lacklösung nach Beispiel 8 ist folglich um etwa 50% höher •Is die des handelsüblichen Lackes.

Beispiel e 9 bis 12

Man stellt eine Lösung eines thermoplastischer Acrylpolymeren auf die Weise her. daß man 161 Teilt einer 36% Feststoffe enthaltenden Lösung eines Co polymeren aus 90% Methylmelhacrylat und ΙΟ'/ί Butylacrylat in Toluol. 26 Teile einer 85"» Feststoff enthaltenden Lösung eines polymeren Polyesters au: 60% Glyecrylphthalat und 40",, eines Öls mit einen Molekulargewicht von etwa 1200 in Xylol als Weich macher und 20 Teile C'elluloseacetatbuiyrai mitein ander mischt.

Man setzt diesem Polymerengemisch dann ein au: 17% Toluol, 65% Aceton und 18% Äthoxyäihylaceta bestehendes Lösungsmitlelsystem in solcher Mengt zu, daß man eine 30% Feststoffe enthaltende Lösuni erhält.

Man pigmentiert diese Lösung, indem man ihr au 333 Teile etwa 1,5 Teile Aluminiumschuppen undenv; 0,5 Teile blaues Phthalocyaninpigment zusetzt.

Man versetzt vier Proben und eine Konirollprobt dieser pigmentierten Zubereitung mit je 100 Volum prozent eines Lösungsmittelgemisches nach der InI genden Tabelle und trägt die Gemische dann tinte gleichen Spritzbedingungen in zwei Schichten au Metallplatte!! auf. Man erhält Filme von der in de Tabelle genannten Stärke.

Lösungsmittel Beispiel

(Volumprozent) 9 10 l|

Pen tan

Hexan

Heptan ■-

Octan

Athoxyäthyl-

acetat 25 25

Toluol 17 17

Äthylenghcoldiacetat

Diacetonalkohol

Aceton

Xylol

Lactol-Destillat .

Oberflächenspannung
(Dyn/cm) ....

Filmstärke (mm)

Aus der Tabelle gehl hervor, daß gegenüber dem aus einer Lacklösung mit höherer Oberflächenspannnung hergestellten Kontrollfilm die aus den Lacklösungen mit niedrigerer Oberflächenspannung hergestellten Filme eine größere Schichtstärke haben.

Beispiel 13

Man stellt eine Polymerenlösung nach Beispiel 9 her «nd pigmentiert sie durch die Zugabe von 28,7Teilen TiO₂. 1,5 Teilen eines Gelbpigments, 0,08 Teilen Ruß »nd 0,3 Teilen rotes Eisenoxid auf 333 Teile der Lösung. Pigmentiert hat die Lösung eine gelbbraune Farbe.

Man bereitet die pigmentierte Lösung dann durch die Zugabe von 100 Volumprozent eines aus 50" ο Hexan, 17".« Toluol. 25% Athoxyäthylacetat und 8% Älhylenglykoldiacetat bestehenden Lösungsmittel-

9	10
50
	50
25	25
17	17
S	8
21,3	21,7
0,05588	0,0f

22.1
0.05588

25
17

23.1
0.05842

KonlrnlluT-aich

18 31

10 !4

4 6

25.6 0.04064

systems für das Spritzen zu und trägt die Zubereitun, dann in zwei Schichten auf eine Metallplatte auf. Zur Vergleich trägt man eine mit 100 Volumprozent de handelsüblichen Nichtlösers nach Anspruch 8 ver setzte zweite Probe der Zubereitung unter gleichei Spritzbedingungen ebenfalls in 2 Schichten auf ein Metallplatte auf. Die die Lackschichten in beidei Fällen betreffenden Vergleichswerte sind in der folgen den Tabelle verzeichnet:

I I )berflaehenspannuni!

Beispiel 13
Kontrollversueh ..

25.0 Djncm

Verbrauchte |

I .ick- j 1 -Imsliirkc leslstnltc

225 cm' I 0.0635 mm

200 cm-' ! 0.04572 mn

Beispiel 14 und 15

Man stellt eine Polymerenlösung nach Beispiel 9 her und pigmentiert sie mit 1.7 Teilen Ruß auf 333 Teilen der Lösung. Die pigmentierte Lösung hat eine schwarze Farbe.

Man versetzt zwei Proben sowie drei Kontrollproben dieser pigmentierten Zubereitung mit je

100 Volumprozent eines Lösungsmittelgemisches bzw. eines Lösungsmittels nach der folgenden Tabelle und trägt die Zubereitungen dann unter gleichen Spritzbedingungen in zwei Schichten auf Metallplatten auf. Die Werte für die Schichtstärke der aufgetragenen Lackfilme und die Werte für die Ergiebigkeit der Überzugsmassen sind in der Tabelle verzeichnet:

Lösungsmittel	Beispiel 14	Konirollversuch Λ
(Volumprozent)
Toluol	17	35
Äthoxyäthyl
acetat	25	20
Aceton		15
Xylol		15
Äthylenglycol-
diacetat	8	8
Lactol-Destillat .		7
Hexan	50	....
■'-Propanol
2-Nitropropan ..	—	■-·
Cyclohexanon ..		-■
Oberflächen
spannung
(Dyn/cm) ....	20,2	24,3
Filmstärke (mm)	0,05841	0,04572
Ergiebigkeit
(mm/cm³) ....	0,0016002	0,001168

Beispiel 15

17

25

50

22,8
0,04318

0,0013716

Kontrollvcrsiich I)

100

24,3
0,03556

0,001143

Kontrollversueh \:

100

24,6
0,03302

0,00109

Zu der im Beispiel 15 genannten Filmstärke sei gesagt, daß andere pigmentierte Zubereitungen, bei denen lsopropanolalkohol als nichllösendes Verdünnungsmittel verwendet wird, Filmstärken ergeben, die an die nach Beispiel 14 herankommen (vgl. Beispiel 7).

Beispiel 16

Man stellt eine Polymerenlösung nach Beispiel 9 her und pigmentiert sie mit 45 Teilen TiO₂ auf 333 Teile der Lösung. Die pigmentierte Lösung hat eine weiße Farbe.

Man versetzt die pigmentierte Lösung mit 100 Volumprozent eines aus 50% Hexan, 25% Äthoxyäthylacctat, 17% Toluol und 8% Äthylenglycoldiacelat bestehenden Lösungsmittelsysicms und spritzt die Zubereitung auf eine Metallplatte auf. Zum Vergleich trägt man eine mit 100 Volumprozent des handelsüblichen Nichtlöscrs nach Anspruch 1 versetzte Probe der Zubereitung unter gleichen Spritzbedingungen auf eine Metallplatte auf. Die die beiden Lackschichten betreffenden Vergleichswerte sind in der folgenden Tabelle verzeichnet:

	Oberflächenspannung	Gesamlvcrbraueh an Lack feststoffen	Filmsiarke	I rgiehigkcit
Beispiel 16	21, Dyn/cm	36,8 cm³	0.06096 mm	0.001651 mm-cm³
Kontrollversueh ..	23,4 Dyn/cm	40,4 cm³	0.04064 mm	0,0009906 mm/cm³
		Beispiel 17

Man stellt eine Polymerenlösung auf die Weise her. daß man 24% eines aus 50" <> eines Methylmethacrylatpolymeren und 50% eines I poxidharzes bestehenden Gemisches mit 76% eines aus 50,4 Volumprozent Toluol; 32,5% Älhylenglykolmonoälhyläthcr. 13 Volumprozent Methyläthylketon. 2.0 Volumprozent Isopropanol bestehenden Lösungsmittelsystcms mischt.

Man versetzt die erhaltene Polymercnlösung. aul 100 Volumteile bezogen, mit 37.5 Volumteilen eines aus 48% Hexan. 19% Toluol. 15"« Äthylenglycoldiacetat und 18% Äthoxyäthylacetat bestehenden Lo sungsmittelsystems und pigmentiert sie dann durch di< Zugabe von 12 Teilen gebranntem Ton; 10 Teilet Talk; 13,6 Teilen TiO₂; 2,5 Teilen ("alciumchroma und 1,7 Teilen Ruß, die Zugabe auf 100 Teile der poly meren Feststoffe bezogen.

Zum Vergleich versetzt man eine Probe der Poly merenlösung mi! einem aus 34% Toluol. S"„ Aceton 24% Äthoxyäthylacetat. 9% Äthylenglycoldiacetal 9" ο Lactol-Destillat und 16%. Xylol besiehendei

handelsüblichen Lösungsmitlelgemisch in solcher Menge, daß die Zubereitung 45 Volumpm/eni I esistoffe einhält. Man trägt die beiden Zubereitungen unter gleichen Spritzbedingungen auf Substrate auf. Die Werte für die Stärke der nach einem einmaligen Auftrag erhaltenen LackIiIme sowie andere die I lime bei reffende Angaben können der nachstehenden Iabelle entnommen werden:

Heispiel 17 Kontrollversuch . .

14

< )hcitl;idiL'n-

21.4 1)vn cm

24.d l)\ η cm

l'ilinsliiiku

0.022X6 mm

Vcrhi;iui;li

an

niL'hticdu/.iriii l.ackfcslslolTi:

109 cm¹

0.01524 mm I i()7cni^l

Claims

Patcntan: prüchc:

1. Verfahren zum Herstellen von überzügen' durch Aufspritzen von Lösungen auf der Basis von thermoplastischen Acryipolymcrisaten und organischen Lösungsmittelsystemen, welche gegebenenfalls noch andere Harze, Pigmente, Füllmittel, CeI-luloseabkömmlinge und einen äußeren Weichmacher enthalten, dadurch gekcnnzeichnet, daß man eine Lösung verwendet, die iinpigmentiert eine Oberflächenspannung von weniger als 25,2 Dyn/cm bei Raumtemperatur besitzt und deren Lösungsmittelsystem aus

15

a) einem organischen Lösungsmittel, welches flüchtig und mit dem Polymerisat verträglich ist, und

b) einem Nichtlöser oder Verdünnungsmittel besteht.