DE3002982C2 - Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenbeschichtung aus einem härtbaren Mehrkomponentensystem - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenbeschichtung aus einem härtbaren Mehrkomponentensystem

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DE3002982C2 DE19803002982 DE3002982A DE3002982C2 DE 3002982 C2 DE3002982 C2 DE 3002982C2 DE 19803002982 DE19803002982 DE 19803002982 DE 3002982 A DE3002982 A DE 3002982A DE 3002982 C2 DE3002982 C2 DE 3002982C2
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Description

Gegenstand des Patentes 29 61 007 ist ein Verfahren zur Herstellung von Überzügen in zwei Stufen, wobei auf
ein Substrat 1) als Füller ein lösungsmittelhaitiger Lack aus A) einer hydroxylgruppenhaltigen oligomeren und/oder polymeren Verbindung, B) einem Verneizer und weiteren üblichen Zusätzen aufgebracht und bis zur Wasserfestigkeit gehärtet wird und anschließend 2) eine weitere Lackschicht durch Elektrotauchlackierung aufgetragen und beide Schichten gehärtet werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Herstellung von Überzügen in deren Überlappungszone am Rand des Überzugs die Schichtdicke des Füllers wenigstens so stark ist wie die durch Elektrotauchlackierung aufgebrachte Deckschicht, als Vernetzer B) des Füllers eine Trimellithsäure enthaltendes Polycarbonsäuregemisch eingesetzt wird und daß das Verhältnis der Komponente A) zur Komponente B) 50 : 50 bis 90 : 10 beträgt.
In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes des Hauptpatents wurde nun gefunden, daß sich als hydroxylgruppenhaltige ollgomere und/oder polymere Verbindungen Ai) hydroxylgruppenhaltlge Epoxidharze als solche
.ίο .>der in Kombination mit hydroxylgruppenhaltigen Acrylharzen und/oder hydroxylgruppenhaltigen Polyestern oder Aj) hydroxylgruppenhaltige Acrylharze in Kombination mit hydroxylgruppenhaltigen Polyestern, eignen.
Geeignete Acrylharze sind beispielsweise solche, wie sie durch Mischpolymerisation von Alkylestern der ACPiI- bzw. Methacrylsäure, deren Alkoholkomponente i bis 8 Kohlenstoffatome hat, mit Hydroxyäthyl- bzw. Hydroxypropylestern der Acryl- bzw. Methacrylsäure erhalten werden. Die Alkoholkomponente kann sich beispielsweise von Methyl-, Äthyl-, n- oder iso-Propyl-, n-, sek.-, Iso- oder tert.-Butylalkohol, den verschiedenen
Pentanolen, Hexanolen, Heptanolen und Octanolen ableiten. Derartige Acrylharze können auch durch Einpoly-
merisation von üblichen aromatischen Vinylmonomeren, wie Styrol, den verschiedenen Vinyltoluolen und a-
Methylstyrol, z. B. in einem Gewichtsanteil bis zu 50 Gew.-* des Gesamtgewichts, modifiziert sein. Als Acrylharze sind auch Produkte geeignet, wie sie durch Mischpolymerisation von Acryl- bzw. Methacryl-
amid mit üblichen Monomeren, z. B. den obengenannten Alkylestern der Acryl- bzw. Methacrylsäure und aromatischen Vinylmonomeren, z. B. den vorgenannten erhalten werden. Gegebenenfalls können diese Mischpolymerisate auch Hydroxyalkylacrylate bzw. -methacrylate oder Acryl- oder Methacrylsäure in kleineren Mengen, z. B. weniger als 10%, Insbesondere weniger als 5% enthalten. Die amldgruppenhaltlgen Mischpolymerisate sind dann noch mit Aldehyden, insbesondere Formaldehyd, zu alkylolgruppenhaltlgen Produkten umgesetzt und In dieser Form für die Arbeltswelse gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet.
Geeignete Epoxidharze sind vor allem solche, die durch Umsetzung von mehrwertigen Phenolen, insbesondere Dlphenylolalkanen, wie 4,4-Dlpher.ylolmethan und/oder -propan mit Epihalogenhydrine^ Insbesondere Eplchlorhydrln erhalten werden. In Betracht kommen vor allem die niedrig- und mittelmolekularen Produkte. Diese werden zweckmäßig, ebenso wie höhermolekulare Produkte In geeigneten Lösungsmitteln v.-le Äthylen glykolmonoäthyl- bzw. -monobutylätheracetat, Butylacetat, Ketonen wie Aceton, Methyläthylketon, Methyllso- butylketon, Dlisobutylketon und/oder Vlnyllsobutylketon getost. Bei Verwendung von Vlnyllsobutylketon lassen sich in einzelnen Fällen Spezlaleffekte dadurch erzielen, daß die Doppelblndung durch Polymerlsatlonsreaktlonun In das System eingebaut wird, was vor allem bei der Kombination von Epoxidharzen mit Polyestern bzw. Acrylharzen von Interesse sein kann.
Die Verarbeitung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen hydroxylgruppenhaltigen Produkte erfolgt In der gleichen Welse, wie sie im Hauptpatent beschrieben Ist, und es lassen sich mit Ihnen auch die gleichen Effekte erzielen. Insbesondere die Verwendung der Epoxidharze bringt zusätzliche Vorteile mit sich. Insbesondere In Bezug auf die chemischen und mechanischen Eigenschaften, wie Verselfungsbestandigkelt, Schlagfestigkeit, Haftfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Auch die Mengenverhältnisse und Einbrennbedingungen sowie die
«ι An der weiteren Zusätze und die Schichtdicken der einzelnen Lacküberzüge entsprechen den Angaben des Hauptpatentes. Die in den nachfolgenden Beispielen angeführten Symbole T und % beziehen sich stets auf das Gewicht.
Beispiel 1
Ein handelsübliches hydroxylgruppenhalllges Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol A) und Eplchlorhydrln (in 60%lger Lösung In Äthylenglykolmonoäthyläther, Epoxldäquivalentgewlcht 800 bis 1100, Epoxld-Wert 0,09 bis 0,12, Erweichungspunkt nach Durrans 90 bis 11O0C) wird mit einem Polycarbonsäuregemisch (60%lg In
Äthylglykolacetat [= Essigsäureester des Äthylenglykolmonoäthyläthers], Säurezahl in Wasser 240, auf Basis von 44,7 T Trimellithsäureanhydrid, 9,2 T Propylenglykol, 3,0 T Trimethylolpropan und 2,6 T eines nichtionogenen Netzmittels auf Basis von Nonylpolyglykoläther) in einem Verhältnis von 70:30 (berechnet auf Festharz) gemischt. 55,6 T dieser Mischung werden mit 16,7 T Titandioxid, 16,7 T Bariumsulfat, 0,1 T Gasruß, 0,5 T Kieselsäure und 0,1 T eines Verlaufsmittels auf Basis Polyacrylat, sowie 10,4 T eines Lösungsmittelgemisches aus Äthylenglykolmonobutyläther und Äthylglykolacetat (im Verhältnis 60:40) zu einem Lack verarbeitet. Durch Zugabe von Butylacetat wird dieser Lack auf eine zum Spritzen geeignete Auslaufzeit (DIN 53 211), von 20 bis 30 Sekunden bei 20° C verdünnt und auf eine Hälfte eines phosphatierten Stahlbleches so aufgesprühf. daß eine Trockenfilmstärke von 40 μπι erzielt wird. Die aufgetragene Schicht wird 17 Minuten bei 130° C eingebrannt. Anschließend wird das Stahlblech einer Elektrotauch-Grundierung (ET-Grundierung) unter Verwendung eines Lackes folgender Zusammensetzung unterworfen: 75,9 T eines mit einem Polybutadien-Maleinsäure-Addukt plastiflzierten Phenolharzes (70%ig in Glykoläthern), 12,4 T Titandioxid, 11,5 T Aluminiumsilikat und 0,3 T Gasruß. Diese Mischung wird mit 6,7 T wäßrigem Ammoniak (10«ig) und 430T deionisiertem Wasser zu einem Bad mit ca. 14« Feststoffanteil eingestellt. Die ET-Beschichtung wird bei 25 bis 30° C und 200 bis 300 Volt In 90 bis 120 Sekunden vorgenommen. Schichtstärke 20 μηι. Die aufgetragenen Lackschichten werden 30 Minuten bei 180" C eingebrannt. Die erzielten Ergebnisse können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden.
Vergleichsbeispiel 1
Beispiel 1 wird wiederholt mit dem Unterschied, daß als Härterkomponente ein mit Methanol veräthertes Melaminharz (75%ig In Isobutanol, Molverhältnis Melamin zu Formaldehyd = 1:6, veräthert mit 4 MoI Methylalkohol, dynamische Viskosität 3000 bis 9000 mPa ■ s/20° C, Säurezahl < 1) eingesetzt wird. Die Einbrennbedingungen der Füllerbeschichtung werden zusätzlich auf 17 Minuten bei 90° C variiert.
Vergleichsbeispiei 2
Zum Vergleich wird auch eine Komposition nach dem Stand der Technik hergestellt, indem Beispiel 1 mit dem Unterschied wiederholt wird, daß als hydroxylgruppenhaltige Harzkomponente eine Mischung eines mittelöligen Rlcinenalkydharzes (60% In Xylol mit einem Gehalt von ca. 37 Gew.-% an Phthalsäureanhydrid, dynamische Viskosität [50*>lg in Xylol] 300 bis 450 mPa-s/20°C, Säurezahl <35) und einem Epoxidharz aui Basis Bisphenol A - Eplchlorhydrlc (75961t; <n Xylol, Epoxyd-Äquivalent 450 bis 525, Erweichungspunkt 65 bis 75° C, dynamische Viskosität 5700 b!s 14 000 mPa-s/20°C) und als Härterkomponente ein butyliertes Harnstoff-Formaldehydharz (60%lg in Isobutanoi, Molverhältnis Harnstoff/Formaldehyd = 1 : 2,15, veräthert mit 0,85 Mol Isobutanol, dynamische Viskosität 500 bis 800 mPa · s/20°C, Säurezahl <3) eingesetzt wird. Die Einbrennbedingungen bei der Füllerlacklerung werden zusätzlich auf 17 Minuten bei 80° C variiert.
Tabelle
Beispiel E Einbrennbedingungen
Harz Härter		 T B 16,7 T Füller 17'-130° C ET-
Grundierung		 Überlappungszone Füller/
ET-Grundierung/mm
1 1 E 38,9 T C 10,0 T 17'-130° C
17'- 90° C		 30'-180° C 5*)
V 2 D
E		 40,0 T
T		 F 5,6 T a)
b)		 17'-1300C
17'- 80° C		 30'-180° C
30'-180° C		 keine
keine
V 44,7
4,6		 a)
b)		 ZO'-180° C
30'-180° C		 keine
keine
B Polycarbonsäuregemisch
C Meiaminharz D Ricinenalkydharz E Epoxydharz
F Harnstoff-Formaldehydharz
·) Schichldicke wenigstens so stark wie die der ET-Grundierung

Claims (1)

Patentanspruch:
1. Verfahren zur Herstellung von Überzügen in zwei Stufen, wobei auf ein Substrat 1) als Füller ein lösungsmittelhaitiger Lack aus A) einer hydroxylgruppenhaltigen ollgomeren und/oder polymeren Verbin dung, B) einem Vernetzer und weiteren üblichen Zusätzen aufgebracht und bis zur Wasserfestigkeit gehärtet wird und anschließend 2) eine weitere Lackschicht durch Elektrotauchlackierung aufgetragen und beide Schichten gehärtet werden, zur Herstellung von Überzügen, in deren Überlappungszone die Schichtdicke wenigstens so stark lsi wie die durch Elektrotauchlackierung aufgebrachte Deckschicht, wobei als Vernetzer B) des Füllers ein Trimellithsäure enthaltendes Polycarbonsäuregemisch und die Komponenten A) und B) im
ίο Verhältnis von 50:50 bis 90:10 angewendet werden nach Patent 29 61007, dadurch gekennzeichnet, daß als hydroxyIgruppenhaltige oligomere und/oder polymere Verbindungen A1) hydroxylgruppenhaltige Epoxidharze als solche oder in Kombination mit hydroxylgruppenhaltigen Acrylharzen und/oder hydroxylgruppenhaltigen Polyestern oder A2) hydroxylgruppenhaltige Acrylharze in Kombination mit hydroxylgruppenhaltigen Polyestern verwendet werden.
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