DE2833647C2

DE2833647C2 -

Info

Publication number: DE2833647C2
Application number: DE2833647A
Authority: DE
Inventors: Eiji Taniguchi; Susumu Ichihara Chiba Jp Akagi; Seiichi Chiba Jp Torimitsu
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1978-06-15
Filing date: 1978-08-01
Publication date: 1987-05-27
Also published as: GB2029422A; FR2432542B1; FR2432542A1; IT1202941B; GB2029422B; DE2833647A1; ES481517A1; US4294939A; JPS6030348B2; IT7923499A0; NL7808088A; JPS54162729A

Description

Aus dem Gesichtpunkt heraus, Umgebungsverschmutzungen zu verhindern und Material und Energie einzusparen, besteht zweifellos das Bedürfnis nach Farben, die die Umgebung nur geringfügig verschmutzen, billig sind und auf Unterlagen leicht aufgebracht werden können. Besonders günstig als Beschichtungen auf Unterlagen, die keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden können, wie beispielsweise Baumaterialien wie Kunststoffe, Holz, Mörtel und Naturstein wie auch zu reparierende Fahrzeugkarosserien, sind solche nicht toxischen, die Umwelt wenig verschmutzenden und hohen Feststoffgehalt aufweisenden Farben, die während der Sprühverarbeitung gute Verarbeitbarkeit aufweisen, selbst bei verringertem Lösungsmittelgehalt, und die in der Lage sind, eine Beschichtung zu liefern, die verbesserte Eigenschaften zeigt. Für derartige Anwendungen wurden bisher lufttrocknende Farben, wie beispielsweise Acrylfarben mit darin enthaltenen Zellulosefilm bildenden Materialien, beispielsweise Nitrozellulose oder Zelluloseacetatbutyrat wie auch vernetzbare Farben, wie Phthalat- und Urethanfarben benutzt.

Wenn eine Beschichtung mit verbesserten Eigenschaften erforderlich ist, zeigen die bekannten lufttrocknenden Farben jedoch das folgende Problem: in einem solchen Fall muß die Acrylkomponente der lufttrocknenden Farben ein erhöhtes Maß an Polymerisation besitzen, um eine Beschichtung zu liefern, die die verbesserten Eigenschaften besitzt. Bei Verwendung einer derartigen Komponente ist es schwierig, Farben mit hohem Feststoffgehalt und guter Verarbeitbarkeit herzustellen. Bekannte Phthalatfarben besitzen gute Verarbeitbarkeit, jedoch sind einige Eigenschaften der damit erhaltbaren Beschichtungen, wie beispielsweise Härte, unbefriedigend. Obwohl bekannte Urethanfarben eine ziemlich gute Verarbeitbarkeit aufweisen und eine Schicht liefern, die die gewünschten Eigenschaften besitzt, sind derartige Farben teuer und die darin benutzten Isocyanate sind toxisch.

Kürzlich durchgeführte Weiterentwicklungen sind auf ein vernetzungsfähiges wasserlösliches Acrylcopolymer in Verbindung mit einer vernetzungsfähigen Polyepoxidverbindung gerichtet. Gemäß der am 23. Oktober 1975 veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 50(1975)-1 34 030 wird ein Acrylcopolymer, das tertiäre Aminogruppen und Carboxylgruppen enthält, hergestellt aus 12 bis 30 Gew.-% einer äthylenisch ungesättigten Verbindung, die eine tertiäre Aminogruppe besitzt, wie beispielsweise Dimethylaminoäthylmethacrylat, 5 bis 15 Gew.-% einer äthylenisch ungesättigten Verbindung mit zumindest einer Carboxylgruppe, wie beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und itaconischer Säure, Rest bestehend aus Alkylacrylaten, Methacrylaten und/oder anderen copolymerisierbaren Comonomeren, durch Neutralisation der Carboxylgruppen mit einem Amin wasserlöslich gemacht und dann mit einer Polyepoxidverbindung kombiniert. Entsprechend der am 16. März 1976 veröffentlichten japanischen Patentanmeldung 51(1976)-30 232 wird ein Acrylcopolymer, das tertiäre Aminogruppen enthält, abgeleitet aus 12 bis 30 Gew.-% einer äthylenisch ungesättigten Verbindung mit einer tertiären Aminogruppe, wie beispielsweise Dimethylaminoäthylmethacrylat, 0 bis 15 Gew.-% einer äthylenisch ungesättigten Verbindung mit zumindest einer Carboxylgruppe, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure oder itaconischer Säure, Pest bestehend aus einem oder mehreren anderen copolymerisierbaren Comonomeren, die frei von einer Epoxigruppe sind, durch Neutralisation der tertiären Aminogruppen mit einer Säure in Wasser löslich gemacht und dann mit einer Polyepoxidverbindung kombiniert. Die Beschichtungszusammensetzungen gemäß dieser offengelegten Beschreibungen weisen eine niedrige Umweltverschmutzung auf (weil derartige Beschichtungszusammensetzungen wäßrig sind) und sind billig und können Beschichtungen bilden, die verhältnismäßig zufriedenstellende Eigenschaften aufweisen. Jedoch sind die erreichbaren Eigenschaften der Beschichtung, wie beispielsweise die Widerstandsfähigkeit gegenüber Benzin und Wasser, der Glanz und die Wetterfestigkeit nicht notwendigerweise ausgewogen. Beispielsweise zeigt eine Beschichtung mit zufriedenstellender Widerstandsfähigkeit gegenüber Benzin häufig schlechten Glanz. Außerdem wurde gefunden, daß es nicht leicht ist, Farben mit hohem Feststoffgehalt und guter Verarbeitbarkeit herzustellen, wenn wasserlösliche Acrylbestandteile benutzt werden.

Neben den oben erläuterten offengelegten Druckschriften offenbart und beansprucht die am 12. März 1977 veröffentlichte japanische Patentanmeldung 52(1977)-32,927 eine Zusammensetzung zur Beschichtung von Schiffsunterseiten, bestehend aus (A) 70 bis 98 Gew.-% eines Acrylcopolymers und (B) 30 bis 2 Gew.-% einer Epoxiverbindung, wobei das Acrylcopolymer hergestellt wird aus 50 bis 98 Gew.-% (basierend auf dem Copolymer) von C₆-C₂₀-Alkyl- oder Cycloalkylacrylat oder -methacrylat, 2 bis 20 Gew.-% (basierend auf dem Copolymer) einer äthylenisch ungesättigten Verbindung, welche ein basisches Stickstoffatom besitzt, wie beispielsweise Dimethylaminoäthylmethacrylat, und als Rest ein oder mehrere andere copolymerisierbare Comonomere. Die Beschreibung lehrt, daß angesichts der Verwendung der Beschichtung innerhalb des Meerwassers der C₆- oder höhere Alkyl- oder Cycloalkylacrylat- oder Methacrylatbestandteil einen Hauptanteil des Acrylcopolymers bilden sollte, um so die Beschichtung ausreichend wasserabstoßend zu machen.

Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die bisher bekannten Beschichtungszusammensetzungen der in den obigen japanischen Offenlegungsschriften beschriebenen Art zu verbessern. Um eine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften für die Beschichtung zu erhalten, insbesondere hinsichtlich der Eigenschaften, die zur Reparatur von Fahrzeugkarosserien erforderlich sind, wurde gefunden, daß besonders ausgewählte Monomere in speziell ausgewählten Proportionen bei der Herstellung des Acrylbestandteils verwendet werden sollten.

Diese Ausgabe wird mit einer Beschichtungszusammensetzung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Die Einheiten (a) in der Acrylkomponente (I) liefern die Hauptfunktionsgruppen, die mit den Epoxigruppen in der Polyepoxidkomponente (II) reagieren, um eine Vernetzung zu bilden. Die Einheiten (a) werden von einem oder mehreren Di(C₁_-₂alkyl)amino- C₁_-₃alkylacrylat und -methacrylat abgeleitet, wie beispielsweise Dimethylaminoäthylacrylat oder -methacrylat und Diäthylaminoäthylacrylat oder -methacrylat. Die Einheiten (a) sind in der acrylischen Komponente (I) in einem Anteil von zumindest 2 Gew.-% (basierend auf der Komponente [I]), vorhanden, weil ansonsten einige Eigenschaften, insbesondere die Widerstandsfähigkeit gegenüber Lösungsmitteln, und die Härte der Beschichtung nicht mehr so zufriedenstellend ist. Bezüglich der Widerstandsfähigkeit gegenüber Lösungsmitteln und bezüglich der Härte ist zu sagen, daß diese beiden Eigenschaften sich verbessern, wenn der Anteil der Einheit (a) auf 10 oder mehr Gew.-% erhöht wird. Wenn jedoch der Anteil wesentlich über 10 Gew.-% liegt, sind weitere Verbesserungen dieser beiden Eigenschaften nicht mehr zu erwarten, während andere Eigenschaften, wie beispielsweise die Wasserfestigkeit und das Aussehen negativ beeinflußt werden.

Die Einheiten (b), die von Acrylamid und/oder Methacrylamid abgeleitet werden, liefern Funktionsgruppen, die einige Hilfseffekte zu denen der von den Einheiten (a) gelieferten Funktionsgruppen hinzufügen können. Es wurde gefunden, daß die Anwesenheit von 0,5 bis 5 Gew.-% an den Einheiten (b) in der Acrylkomponente (I) die Härte und die Widerstandsfähigkeit der Beschichtung gegenüber Benzin und Lösungsmitteln erhöht, obwohl die Löslichkeit der Komponente (I) leicht abgesenkt wird. Die Anwendung von wesentlich mehr als 5 Gew.-% an Einheiten (b) muß vermieden werden, weil ansonsten der Acrylbestandteil weniger löslich wird und somit die Verarbeitbarkeit der Beschichtungszusammensetzung unbefriedigend wird. Außerdem wird die Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser sowie die Haftung der Beschichtung negativ beeinflußt.

Die Einheiten (c) liefern ebenfalls Funktiongruppen, die einige Hilfseffekte zu denen der Funktionsgruppen ergeben, die von den Einheiten (a) geliefert werden. Die Einheiten (c) werden angeleitet von einem oder mehreren Hydroxy-C₂_-₄alkylacrylaten und -methacrylaten, wie die beispielsweise 2-Hydroxyäthylacrylat oder -methacrylat und 2-Hydroxypropylacrylat oder -methacrylat. Es wurde gefunden, daß die Anwesenheit von 0,5 bis 20 Gew.-% der Einheiten (c) in dem Acrylbestandteil (I) nicht nur die Löslichkeit der Komponente (I) erhöht, sondern auch die Härte, die Widerstandskraft gegenüber Benzin und Lösungsmitteln und die Verwitterungsbeständigkeit der Beschichtung verbessert. Jedoch müssen übermäßige Mengen an Einheiten (c) vermieden werden, weil ansonsten die Wasserwiderstandskraft der Beschichtung und die Verarbeitbarkeit der Beschichtungszusammensetzung nachteilig beeinflußt werden.

Die Einheiten (d) sind nicht reaktiv mit der Polyepoxidkomponente (II), sondern bilden den Träger für die Acrylkomponente (I). Die Einheiten (d) werden abgeleitet von einem oder mehreren C₁_-₄ alkylacrylaten und -methacrylaten, einschließlich beispielsweise Methyl-, Äthyl-, n-propyl-, Isopropyl-, n-butyl- und Isobutylacrylaten und -methacrylaten. Die Einheiten (d) machen 35 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 80 Gew.-%, der Acrylkomponente (I) aus.

Die Acrylkomponente (I) kann bis zu 50 Gew.-% an Einheiten (e) enthalten, abgeleitet von einer oder mehreren copolymerisierbaren, äthylenisch ungesättigten Monomeren, einschließlich beispielsweise Styrol, Acryl- und Methacrylsäuren, α-Methylstyrol, Vinylacetat, Acrylonitril, Methacrylonitril und C₅_- oder höhere Alkylacrylate und -methacrylate. Unter anderem ist Styrol vorzuziehen. Vorzugsweise Mengen derartiger Monomere, wenn angewendet, hängen von der Art des jeweiligen Monomers ab. Bei Styrol und α-Methylstyrol können bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-%, bei Acryl- und Methylacrylsäuren bis zu 10 Gew.-% und bei anderen Monomeren bis zu 20 Gew.-% enstprechend benutzt werden.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht in der Tatsache, daß in der Acrylkomponente (I) zusätzlich zu den Einheiten (a) und (d) eine kleine aber definierte Menge an Einheit (b) und (c) vorhanden sind, und daß A, B und C, die Prozentzahlen der Einheiten (a), (b) und (c), der Beziehung

genügen. Diese Beziehung wird im folgenden noch in Einzelheiten erläutert.

Bequemerweise kann die Acrylkomponente (I) ein Acrylcopolymer umfassen, das die polymerisierten Einheiten (a), (b), (c), (d) und gff. (e) umfaßt. Ein derartiges Copolymer kann vorteilhafterweise durch Radikalpolymerisation in Lösung in an sich bekannter Weise hergestellt werden. Kurz gesagt, ausgewählte Anteile der ausgewählten Monomere können in Lösung polymerisiert werden, wobei als Lösungsmittel aromatisierte Kohlenwasserstoffe wie Toluol oder Xylol, Alkohole wie Isobutanol oder Isopropanol, Ester wie Äthylacetat oder Butylacetat allein oder in Kombination verwendet werden, in Anwesenheit eines Initiators, wie Azobisverbindungen, beispielsweise Azobisisobutyronitril und Azobiscyclohexanitril und Peroxide, beispielsweise Benzylperoxid und tertiätes Butylperoxid und gewünschtenfalls in Anwesenheit eines Kettenübertragungsmittels, wie beispielsweise Mercaptane, wie Dodecylmercaptan und Thioglykolsäure.

Die Acrylkomponente kann eine Mischung von zwei oder mehr Acrylcopolymeren sein, welche basische Stickstoffatome enthalten. Beispielsweise kann sie ein erstes Acrylcopolymer umfassen, das aus einem Teil der Einheiten (a), den gesamten Einheiten (b), einem Teil der Einheiten (d) und einem Teil der Einheiten (e) besteht, sowie einem zweiten Acrylcopolymer, das aus den restlichen Teilen der Einheiten (a), den gesamten Einheiten (c) dem restlichen Teil der Einheiten (d) und dem restlichen Teil der Einheiten (e) besteht. Andere Modifikationen werden dem Fachmann ohne weiteres geläufig sein.

Als Vernetzungskomponenten (II) wird Gebrauch gemacht von einer oder mehreren Polyepoxidverbindungen, welche ein Epoxiäquivalentgewicht von nicht mehr als 400 aufweisen, vorzugsweise von nicht mehr als 250, welche zwei oder mehr Epoxidgruppen pro Molekül enthalten. Vorzugsweise Polyepoxidverbindungen sind u. a. Glycidyläther der mehrwertigen Alkohole, wie Äthylenglykoldiglycidyläther, Glycerolpolyglyciddyläther, Polyglycerolpolyglycidyläther und Sorbitolpolyglycidyläther. Polymere von Glycidylacrylat und/ oder -methacrylat wie Polyepoxidverbindungen, die von Bisphenolverbindungen und Epihalohydrin abgeleitet sind, können ebenfalls benutzt werden, vorausgesetzt, daß die Polyepoxidverbindungen die oben erwähnten Anforderungen erfüllen.

Die Komponenten (I) und (II) sind in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung derart vorhanden, daß das Verhältnis bezüglich des Grammatomgewichts des basischen Stickstoffatomgewichts in der Komponente (I) zum Epoxisauertoffatomgewicht in der Komponente (II) in einem Bereich von 0,3 bis 3,0 fällt, vorzugsweise in einen Bereich zwischen 0,5 und 1,5.

Die Herstellung der Beschichtungszusammensetzung gemäß der Erfindung durch Mischen der Acrylkomponente (I) mit der Polyepoxidkomponente (II) sollte vorzugsweise unmittelbar vor dem Auftragen auf das Substrat erfolgen. Somit sollte eine Zusammensetzung, die die Acrylkomponente (I) enthält und zu der die Pigmente, Additive und Lösungsmittel gewünschtenfalls hinzugefügt worden sein können, mit einer Zusammensetzung kombiniert werden, die die Polyepoxidkomponente (II) enthält und der Lösungsmittel und andere Additive gewünschtenfalls hinzugefügt sein mögen. Die sich ergebende Mischung kann gerührt und dann auf das Substrat aufgebracht werden, ggf. nach Hinzufügen von weiteren Mengen an Lösungsmitteln und anderen Additiven, jedoch bevor die Mischung für eine längere Zeitperiode stehengelassen wird. Die so gebildete Beschichtung kann dadurch getrocknet werden, daß man sie bei Umgebungstemperatur beläßt, oder dadurch, daß man sie auf eine leicht erhöhte Temperatur von bis zu 80° oder höher erhitzt und dadurch eine Vernetzung bewirkt, durch welche sich eine ausgehärtete bildet.

Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung besitzt verbesserte Verarbeitbarkeit für die Sprühbeschichtung und es ist daher erfindungsgemäß möglich, eine Farbe mit hohem Feststoffgehalt zu erzeugen. Mit anderen Worten, die Beschichtungszusammensetzung gemäß der Erfindung besitzt, wenn sie bis zum optimalen Viskositätsgrad für eine Sprühlackierung verdünnt wurde, noch einen Feststoffgehalt von bis zu 40 Gew.-% oder mehr. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann eine Beschichtung liefern, die am Substrat fest anhaftet und die die gewünschten Eigenschaften in guter Abgewogenheit besitzt, einschließlich Aussehen, Glanz, Härte, Schlagfestigkeit, Widerstandsfähigkeit gegenüber Benzin, Wasser, alkalischer Flüssigkeit und Lösungsmitteln sowie Witterungsbeständigkeit.

Die erfindungsgemäße Beschichtung kann vorteilhafterweise bei Anwendungen benutzt werden, bei denen eine ausgewogene Kombination von verbesserten Eigenschaften der Beschichtung gewünscht wird, insbesondere für die Reparatur von Fahrzeugkarosserien. Sie kann auch benutzt werden zur Bildung einer Schicht auf Materialien, wie beispielsweise Metallen, Konstruktionsmaterialien, wie beispielsweise Kunststoff, Holz oder Mörtel oder andere Materialien, die insbesondere nicht bei hohen Temperaturen behandelt werden können oder behandelt werden sollten. Außerdem kann angesichts der ausgezeichneten Haftung auf dem Substrat die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung auch in den Fällen angewendet werden, bei denen die Anhaftung an dem Substrat besonders wichtig ist, beispielsweise bei der Beschichtung von chromplattiertem Stahl, rostfreiem Stahl, verschiedenen Folien oder Beschichtungen und bei geformten Gegenständen aus Propylenpolymeren. Die Verwendung ist auch in Form von Klebstoffen und in Form von verschiedenartigen Vorstrichen möglich.

Die Erfindung und insbesondere deren technischer Effekt wird im folgenden noch anhand von Arbeitsspielen und Vergleichsbeispielen beschrieben, wobei stets "Gewichts"-Teile gemeint sind, wenn nicht anders angegeben.

Beispiel 1

In einen mit einem Kondensator, einem Thermometer und einem Rührer versehenen Kolben wurden 80 Teile Toluol, 20 Teile Isobutanol, 6 Teile Dimethylaminoäthylmethacrylat, 3 Teile Acrylamid, 8 Teile 2-Hydroxyäthylmethacrylat, 10 Teile Äthylacrylat, 10 Teile Butylacrylat, 40 Teile Methylmethacrylat, 23 Teile Styrol und 1 Teil Azobisisobutyronitril eingefüllt. Die Mischung wurde bei einer Temperatur von 80°C zwei Stunden lang gerührt. Am Ende dieser Zeitperiode wurden 0,3 Teile Azobisisobutyronitril zu der Mischung hinzugefügt. Das Rühren wurde bei der gleichen Temperatur zwei Stunden lang fortgesetzt. Das Hinzufügen von 0,3 Teilen Azobisisobutyronitril wurde insgesamt fünfmal in Zweistundenintervallen bewirkt. Nachdem das Hinzufügen des letzten Teiles des Katalysators beendet war, wurde die Mischung bei der gleichen Temperatur weiter gerührt. Nach insgesamt 16 Stunden war die Polymerisation beendet und lieferte eine Lösung einer polymerischen vernetzbaren Basisacrylkomponente (I). Die so hergestellte Lösung der Komponente (I) war klar und durchscheinend.

Eine Mischung von 12 Teilen der Lösung der Acrylkomponete (I), 20 Teilen Toluol und 40 Teilen eines Pigments (Titanoxid) wurde zusammen mit Sandschleifkugeln geschüttelt, um das Pigment zu verteilen. Von der sich ergebenden Mischung wurden die Kugeln entfernt. Die so hergestellte Pigmentdispersion wurde mit 110 Teilen der Lösung der Acrylkomponente (I) und 5 Teilen Sorbitolpolyglycidyläther kombiniert und die sich ergebende Mischung dann mit einem herkömmlichen Verdünner für Lack verdünnt, um eine Beschichtungszusammensetzung zu liefern, die eine Durchflußzeit von etwa 17 s beim Test "Ford cup No. 4" zeigte. Die Verarbeitbarkeit für die Sprühlackierung wurde an einer derartig verdünnten Zusammensetzung, die eine Durchflußzeit von etwa 17 s gemäß dem Ford-cup-No.-4-Test zeigte, ermittelt. Es wird angenommen, daß eine derartige Zusammensetzung für das Sprühlackieren einen optimalen Feststoffgehalt aufweist. Die Ergebnisse in Tabelle 1 sind angegeben in Gew.-% des Feststoffgehaltes einer derartigen Zusammensetzung.

Zinntafeln wurden mit der Beschichtungszusammensetzung sprühlackiert und 30 min lang bei 70°C getrocknet und dann 7 Tage lang bei Umgebungstemperatur, um Proben zu erhalten, die eine getrocknete Beschichtung von etwa 35 µm Dicke aufwiesen.

Danach wurden die Proben hinsichtlich ihrer verschiedenen Eigenschaften untersucht.

Das Aussehen wurde durch Sichtbeobachtung ermittelt. Die Ergebnisse in Tabelle 1 werden auf einer Skala wiedergegeben, die von 1 bis 5 reicht, wobei die Ziffern 1, 2, 3, 4 und 5 ausgezeichnete, gute, mäßige, weniger gute und schlechte Eigenschaften repräsentieren.

Der Glanz wurde gemäß dem Japanischen Industrie Standard (JIS) K 5400 ermittelt, wobei polierte, ebene schwarze Gläser als Standard benutzt wurden, die Spiegelglanzwerte von 92 für 60° Geometrie besaßen. Die Ergebnisse der Tabelle 1 werden ausgedrückt in 60° Spiegelglanz.

Die Haftung wurde ermittelt durch Aufbringen eines Schraffierungsmusters auf die Beschichtung (jedes Quadrat besaß Seiten, die 1 mm lang waren), und zwar mittels Glasmaterial, das sich in das Zinnsubstrat eindrückte, wobei ein druckempfindliches Klebeband auf die schraffierte Beschichtung aufgebracht und das Gebiet der Beschichtung ermittelt wurde, das von der Probenoberfläche entfernt wurde, wenn das Klebeband scharf von der Probe abgezogen wurde. Die Ergebnisse in Tabelle 1 sind ausgedrückt als Gebiet der Beschichtung, das nach der Entfernung des Klebebandes zurückbleibt.

Die Benzinwiderstandsfähigkeit wurde ermittelt, indem die Beschichtung in normales Benzin für eine Zeitdauer von 2 Stunden eingetaucht und dann die behandelte Beschichtung durch optische Beobachtung begutachtet wurde. Die Ergebnisse in Tabelle 1 sind nach einer Skala von 1 bis 5 wiedergegeben, wobei die Ziffern 1, 2, 3, 4 und 5 keine Änderung, geringe Änderung, leicht erweicht, erweicht bzw. gebleicht wiedergeben.

Die Widerstandsfähigkeit gegen Wasser oder Alkali wurde ermittelt, indem die Beschichtung 3 Tage lang in Wasser eingetaucht wurde, welches auf einer Temperatur von 50°C gehalten wurde, oder 2 Tage lang in 5%ige wäßrige NaOH von 23°C. Die Beschichtung wurde dann optisch begutachtet. Die Ergebnisse der Tabelle 1 sind gemäß einer Skala von 1 bis 5 wiedergegeben, wobei die Ziffern 1, 2, 3, 4 und 5 keine Änderung, geringe Änderung, leichter Glanzverlust, Glanzverlust bzw. blasig und/oder abgepellt wiedergeben.

Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Lösungsmitteln wurde ermittelt, indem die Oberfläche der Beschichtung 60mal mit einem Tuch abgewischt wurde, welches mit Methanol getränkt war, wonach die behandelte Oberfläche optisch begutachtet wurde. Die Ergebnisse der Tabelle 1 sind gemäß einer Skala angegeben, die von 1 bis 5 reicht, wobei die Ziffern 1, 2, 3, 4 und 5 keine Änderung, geringe Änderung, leicht gelöster Zustand, gelöster Zustand bzw. extrem gelöster Zustand wiedergeben.

Die Witterungsbeständigkeit wurde ermittelt, indem die Beschichtung den beschleunigenden Expositionsbedingungen eines Witterungsmessers für eine Zeitperiode von 400 Stunden ausgesetzt wurde und danach die behandelte Oberfläche einer Sichtuntersuchung unterzogen wurde. Die Ergebnisse der Tabelle 1 werden in einer von 1 bis 5 reichenden Skala wiedergegeben, wobei die Ziffern 1, 2, 3, 4 und 5 keine Änderung, geringe Änderung, leichter Glanzverlust, Glanzverlust, bzw. gesprungen und/oder abgeschält wiedergeben.

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, stellt die gemäß diesem Beispiel erhaltene Beschichtungszusammensetzung eine ausgezeichnete Beschichtung dar, die eine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften aufweist.

Beispiel 2

Unter Befolgung der bei Beispiel 1 beschriebenen allgemeinen Verfahrensweisen wurde eine Lösung einer Acrylkomponente (I) hergestellt, wobei als Ausgangsmaterialien 80 Teile Toluol, 20 Teile Isopropanol, 4 Teile Dimethylaminoäthylmethacrylat, 3 Teile Acrylamid, 13 Teile 2-Hydroxyäthylmethacrylat, 14 Teile Butylacrylat, 45 Teile Methylmethacrylat, 20 Teile Styrol, 1 Teil Methacrylsäure und 1 Teil einer Anfangscharge Azobisisobutyronitril dienten. In ähnlicher Weise wurden auch Beschichtungszusammensetzung und Proben hergestellt, und an diesen verschiedene Versuche vorgenommen. Tabelle 1 ergibt, daß die so erhaltene Beschichtung eine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften besitzt.

Beispiel 3

Unter Befolgung der in Beispiel 1 beschriebenen allgemeinen Verfahrensweisen wurde eine Lösung einer Acrylkomponente (I) unter Verwendung der folgenden Ausgangsstoffe hergestellt: 90 Teile Toluol, 10 Teile Isobutanol, 3 Teile Dimethylaminoäthylmethacrylat, 2 Teile Acrylamid, 4 Teile 2-Hydrooxyäthylmethacrylat, 25 Teile n-Butylmethacrylat, 65 Teile Methylmethacrylat, 1 Teil Methacrylsäure und 0,8 Teile einer Anfangscharge von Azobisisobutyronitril. Eine Beschichtungszusammensetzung und Versuchsproben wurden in der gleichen Weise hergestellt, wie bei Beispiel 1, wobei jedoch anstelle des Sorbitolpolyglycidyläthers von Beispiel 1 Glycerolpolyglycidyläther benutzt wurde. Die Testproben wurden hinsichtlich verschiedener Eigenschaften untersucht. Die Beschichtung besaß eine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften, wie aus Tabelle 1 hervorgeht.

Beispiel 4

Die gleichen Verfahrensweisen von Beispiel 1 wurden wiederholt, mit Ausnahme, daß eine Anfangscharge benutzt wurde, die aus 100 Teilen Toluol, 8 Teilen Dimethylaminoäthylmethacrylat, 1 Teil Methacrylamid, 2 Teilen Hydroxypropylmethacrylat, 15 Teilen Butylacrylat, 14 Teilen Methylmethacrylat, 30 Teilen Isobutylmethacrylat, 30 Teilen Styrol und 1 Teil Azobisisobutyronitril benutzt wurde. Tabelle 1 zeigt, daß eine Beschichtung mit einer ausgewogenen Kombination von gewünschten Eigenschaften erhalten wurde.

Beispiel 5

Unter Befolgung der allgemeinen Verfahren, wie sie bei Beispiel 1 beschrieben wurden, wurde eine Lösung einer Acrylkomponente (I) hergestellt, indem eine Mischung der folgenden Ausgangsmaterialien hergestellt wurde: 90 Teile Toluol, 10 Teile Isobutanol, 6 Teile Dimethylaminoäthylmethacrylat, 2 Teile Acrylamid, 4 Teile 2-Hydroxyäthylmethacrylat, 23 Teile Äthylacrylat, 65 Teile Methylmethacrylat und 0,8 Teile einer Anfangscharge von Azobisisobutyronitril. 200 Teile der Lösung wurden mit 8 Teilen Glycerolpolyglycidyläther kombiniert und die sich ergebende Mischung dann mit einem Lackverdünner verdünnt, um eine Beschichtungszusammensetzung zu erhalten, die einen optimalen Feststoffgehalt für das Sprühlackieren aufwies (ungefähr 17 s unter Anwendung einer Ford cup No. 4). Schiefertafeln wurden mit der Beschichtungszusammensetzung sprühbeschichtet, um eine (nach Trocknung) etwa 40 µm dicke Schicht zu erhalten, woraufhin die Probe 10 Tage lang bei Umgebungstemperatur getrocknet wurde. Die Beschichtung wurde bezüglich verschiedener Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, besitzt die Beschichtung eine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften.

Beispiel 6

Ausgegangen wurde von einer anfänglichen Charge, die aus 80 Teilen Toluol, 20 Teilen Xylol, 7 Teilen Dimethylaminoäthylmethacrylat, 1 Teil Acrylamid, 6 Teilen 2-Hydroxyäthylmethacrylat, 40 Teilen Äthylacrylat, 17 Teilen Methylmethacrylat, 28 Teilen Styrol, 1 Teil Methacrylsäure und 1 Teil Azobisisobutyronitril bestand, wobei die allgemeinen Verfahrensweisen des Beispiels 1 wiederholt wurden, um eine Lösung einer Acrylkomponente (I) zu erhalten. 200 Teile der Lösung wurden mit 10 Teilen Sorbitolpolyglycidyläther kombiniert und die sich ergebenede Mischung dann mit einem Lackverdünner verdünnt, um eine Beschichtungszusammensetzung mit optimalem Feststoffgehalt für das Sprühauftragen zu erhalten (ungefähr 17 s unter Verwendung eines Ford cup No. 4). Chromplattierte Stahlbleche wurden mit der Beschichtungszusammensetzung sprühbeschichtet, um eine Beschichtung von (nach Trocknung) etwa 30 µm Dicke zu erhalten und dann 30 min lang bei 70°C und daraufhin 7 Tage lang bei Umgebungstemperatur getrocknet. Die Beschichtung wurde bezüglich verschiedener Eigenschaften untersucht. Die Beschichtung war festhaftend und zeigte eine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften, wie aus Tabelle 1 hervorgeht.

Beispiel 7

Eine Mischung von 200 Teilen der Acryllösung gemäß Beispiel 3 und 6 Teile von Sorbitolpolyglycidyläther wurden mit einem Lackverdünner verdünnt, um eine Beschichtungszusammensetzung mit optimalen Feststoffgehalt für das Sprühauftragen zu erhalten, wie mit Hilfe des Ford-cup-No.-4-Testes ermittelt. Stücke von ABS-Harzplatten wurden mit der Beschichtungszusammensetzung sprühbeschichtet, um eine Beschichtung von (nach Trocknung) etwa 30 µm zu erhalten und dann 30 min lang bei 70°C und danach 7 Tage lang bei Umgebungstemperatur getrocknet. Verschiedene Eigenschaften der Beschichtung wurden untersucht. Die Beschichtung besaß eine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften, wie aus Tabelle 1 hervorgeht.

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das in Beispiel 1 verwendete Acrylamid weggelassen und anstelle von 8 Teilen 2-Hydroxyäthylmethacrylat 11 Teile dieses Stoffes verwendet wurden. Die Beschichtung besaß nicht die ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften und zeigte einen schlechten Widerstand gegen Benzin. Die Ergebnisse dieses Vergleichsbeispiels 1 sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

Vergleichsbeispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das 2-Hydroxyäthylmethacrylat weggelassen wurde und daß statt 3 Teile Acrylamid 11 Teile verwendet wurden. Die so hergestellte Acrylkomponentenlösung war extrem trübe. Die erhaltene Beschichtung besaß keine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften, weil sie bezüglich des Aussehens, des Glanzes, der Haftung, der Schlagfestigkeit und der Witterungsbeständigkeit wie auch bezüglich der Verarbeitbarkeit unbefriedigend war, wie aus Tabelle 1 hervorgeht.

Vergleichsbeispiel 3

Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das 2-Hydroxyäthylmethycrylat, das Butylacrylat und das Methylmethacrylat in Mengen von 24, 10 bzw. 38 Teilen verwendet wurden. Die in Tabelle 1 wiedergegebenen Testergebnisse zeigen, daß die erhaltene Beschichtung keine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften zeigt, weil das Aussehen und die Widerstandskraft gegenüber Wasser wie auch die Verarbeitbarkeit der Beschichtungszusammensetzung unbefriedigend war.

Vergleichsbeispiel 4

Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Dimethylaminoäthylmethacrylat und das Methylmethacrylat in Mengen von 1 bzw. 48 Teilen benutzt wurden. Die in Tabelle 1 wiedergegebenen Testergebnisse zeigen, daß die erhaltene Beschichtung keine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften liefert, weil die Beschichtung bezüglich der Haftung und Härte und der Widerstandskraft gegenüber Benzin, Alkali und Lösungsmitteln wie auch bezüglich der Witterungsbeständigkeit unbefriedigend war.

Vergleichsbeispiel 5

Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Dimethylaminoäthylmethacrylat und das Methylmethacrylat in Mengen von 1 bzw. 67 Teilen benutzt wurden. Die in Tabelle 1 wiedergegebenen Ergebnisse offenbaren die Tatsache, daß die erhaltene Beschichtung keine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften aufweist, d. h. die erhaltene Beschichtung war unbefriedigend bezüglich Härte und Widerstandskraft gegenüber Benzin, Alkali und Lösungsmitteln, wie auch bezüglich der Witterungsbeständigkeit.

Vergleichsbeispiel 6

Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Acrylamid, das 2-Hydroxyäthylmethacrylat, das n-Butylmethacrylat und das Methylmethacrylat in Mengen von 0,5, 0,5, 26 bzw. 69 Teilen benutzt wurden. Die in Tabelle 1 wiedergegebenen Testergebnisse Testergebnisse zeigen, daß die erhaltene Beschichtung keine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften besitzt, d. h., daß die Härte und die Widerstandskraft gegenüberBenzin, Alkali und Lösungsmitteln wie auch die Witterungsbeständigkeit der Beschichtung unbefriedigend waren.

Vergleichsbeispiel 7

Beispiel 4 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Methacrylamid und das Hydroxypropylmethacrylat weggelassen wurden und daß 33 Teile von Isobutylmethacrylat anstelle von 30 Teilen, wie in Beispiel 4 angegeben, verwendet wurden. Die in Tabelle 1 dargestellten Testergebnisse zeigen, daß die erhaltene Beschichtung bezüglich von Härte und Lösungsmittelwiderstandskraft und Verwitterungsbeständigkeit unbefriedigend waren.

Vergleichsbeispiel 8

Beispiel 4 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Methacrylamid, das Hydroxypropylmethacrylat und das Isobutylmethacrylat in Mengen von 3, 13 bzw. 17 Teilen benutzt wurden. Die in Tabelle 1 wiedergegebenen Testergebnisse zeigen, daß die erhaltene Beschichtung keine ausgewogene Kombination von gewünschten Eigenschaften zeigt, weil die Beschichtung bezüglich des Aussehens und der Wasserwiderstandsfähigkeit unbefriedigend war.

Vergleichsbeispiel 9

Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Dimethylaminoäthylmethacrylat, das n-Butylmethacrylat und das Methylmethacrylat in Mengen von 12, 19 bzw. 62 Teilen benutzt wurden. Die Acrylkomponentenlösung, die so hergestellt wurde, zeigte eine unschöne ins Orange gehende Verfärbung. Die in Tabelle 1 wiedergegebenen Testergebnisse zeigen, daß die erhaltene Beschichtung bezüglich der Wasserwiderstandsfähigkeit und der Witterungsbeständigkeit unbefriedigend war.

Vergleichsbeispiel 10

Ein kommerzieller weißer Acryllack zur Beschichtung von Fahrzeugkörpern wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise untersucht. Die in Tabelle 1 wiedergegebenen Ergebnisse zeigen, daß die Adhäsion, verschiedene chemische Widerstandsfähigkeiten sowie die Witterungsbeständigkeit der Beschichtung schlecht waren.

Erläuterung der Figur

Die Erfindung wird noch anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei die einzige Figur (Fig. 1) eine grafische Darstellung wiedergibt, die den Zusammenhang zwischen A, das ist der Prozentanteil der Einheiten (a) in der Acrylkomponente (I), und B + C wiedergibt, das ist die Summe der Prozentanteile der Einheiten (b) und (c) in der Acrylkomponente (I). Die aufgetragenen Kreise (O) 1 bis 7 repräsentieren die Acrylkomponenten, die in den Beispielen 1 bis 7 jeweils verwendet wurden, während die aufgetragenen Kreuze (X) 1 bis 9 die Acrylkomponenten in den Vergleichsbeispielen 1 bis 9 wiedergeben.

In der Fig. 1 werden die Gleichungen

2 ≦ A ≦ 10

und

durch die Werte befriedigt, die auf oder innerhalb des Umfangs des aufgetragenen Vierecks liegen. Wenn größer als B + C ist, werden Härte, Lösungsmittelwiderstandsfähigkeit und Witterungsbeständigkeit unbefriedigend, wie aus Fig. 1 sowie aus den Vergleichsbeispielen 6 und 7 der Tabelle 1 zu erkennen ist, während dann, wenn B+C größer als 28-A ist, die Wasserwiderstandsfähigkeit und der Glanz schlecht werden, wie aus Fig. 1 und aus den Ergebnissen der Vergleichsbeispiele 3 und 8 (Tabelle 1) sich ergibt.

Tabelle 1

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Claims

1. Beschichtungszusammensetzung, bestehend aus

(I) einer polymeren vernetzbaren, basische Stickstoffatome enthaltenden Acrylkomponente, aus:
- (a) 2 bis 10 Gew.-% (A Gew.-%) polymerisierten Einheiten aus einem oder mehreren Di (C₁_-₂alkyl)-amino- C₁_-₃alkylacrylaten und -methacrylaten,
- (b) 0,5 bis 5 Gew.-% (8 Gew.-%) polymerisierten Einheiten aus Acrylamid und/oder Methacrylamid,
- (c) 0,5 bis 20 Gew.-% (C Gew.-%) polymerisierten Einheiten aus einem oder mehreren Hydroxyl-C₂_-₄alkylacrylaten und -methacrylaten,
- (d) 35 bis 95 Gew.-% polymerisierten Einheiten aus einem oder mehreren C₁_-₄alkylacrylaten und -methacrylaten, und
- (e) 0 bis 50 Gew.-% polymerisierten Einheiten aus einem oder mehreren copolymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Monomeren, wobei die Prozentanteile A, B und C die folgende Beziehung befriedigen:

wobei die Acrylkomponente (I) entweder aus einem Acrylcopolymeren oder aus einer Mischung aus Acrylcopolymeren besteht und bei der Mischung in jedem Acrylcopolymeren Einheiten mit basischen Stickstoffatomen vorhanden sein müssen, und

(II) einer Vernetzungskomponente, bestehend aus zumindest einer Polyepoxidverbindung, die ein Expoxiäquivalentgewicht von nicht mehr als 400 aufweist und zumindest zwei Epoxigruppen pro Molekül besitzt, wobei die vernetzbare Komponente (I) und die vernetzbare Komponente (II) in der Zusammensetzung derart vorhanden sind, daß das Grammatomverhältnis des basischen Stickstoffatoms in der Komponente (I) zum Expoxisauerstoffatom in der Komponente (II) in einen Bereich fällt, der zwischen 0,3 und 3,0 liegt, sowie ggfls.
(III) Pigmente, Lösungsmittel und übliche Additive.

2. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyepoxidverbindung ein Epoxiäquivalentgewicht von nicht mehr als 250 aufweist.

3. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyepoxidverbindung Äthylenglykoldiglycidyläther, Glycerolpolyglycidyläther, Polyglyderopolyglycidyläther oder Sorbitolpolyglycidyläther ist.

4. Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die benetzbare Komponente (I) und die vernetzbare Komponente (II) in der Zusammensetzung in der Weise vorhanden sind, daß das Grammatomverhältnis des basischen Stickstoffatoms in der Komponente (I) zum Epoxisauerstoffatom in der Komponente (II) in einem Bereich fällt, der von 0,5 bis 1,5 reicht.