DE3439128A1

DE3439128A1 - Beschichtungsmassen fuer klare deckbeschichtungen

Info

Publication number: DE3439128A1
Application number: DE19843439128
Authority: DE
Inventors: Takeo Neyagawa Osaka Kurauchi; Jun Hirakata Osaka Nozue; Atsushi Nishinomiya Hyogo Yamada
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1983-10-26
Filing date: 1984-10-25
Publication date: 1985-05-09
Also published as: DE3439128C2; GB2148907B; AU565336B2; GB8427132D0; FR2558478B1; GB2148907A; AU3404084A; FR2558478A1; US4728543A; CA1270704A

Description

PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER ^: DR.; WE^NSFTfVNZEBACH

S-

lEITSTÖTTER. KINZEBACH Bt PARTNER ¹OSTFACH 78Ο, D-BOOO MÜNCHEN 43 PATENTANWÄLTE ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

TELEFON: (Ο89) 2 71 05 83 CABLES: PATMONDIAL MÜNCHEN

TELEX: O521S2O8 ISAR D TELEKOP: (Ο89) 271 OO 63 (GR. II + III) BAUERSTRASSE 22. D-SOOO MÜNCHEN

München,

UNSERE AKTE: OUR REF:

25. Oktober 1984 M/25 225

IETREFF:

NIPPON PAINT CO,, LTD.
1-2 Oyodokita 2-chome, Oyodo-ku, Osaka, Japan

Beschichtungsmassen für klare Deekbeschichtungen

POSTANSCHRIFT; D-8OOO MÜNCHEN 43, POSTFACH 78Ο

„_/25225

Die Erfindung betrifft Beschichtungsmassen für klare Deckbe βchichtungen, die auf eine farbige Grundbeschichtung aufgetragen werden, und Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtüberzügen.
5

Automobilkarosserien werden mit einer farbigen Grundbeschichtung versehen, auf die eine dekorative und schützende, klare Deckbeschichtung aufgetragen wird. Um eine größere Produktivität zu erzielen, wird die klare Deckbeschichtung üblicherweise naß-in-naß auf die Grundbeschichtung aufgetragen und zugleich mit der Grundbeschichtung gehärtet. Diese Methode ist für Inline-Beschichtungsverfahren in der Automobilindustrie sehr geeignet und liefert ein Finish hoher Güte hinsichtlich Aussehen, Wetterbeständigkeit, Ιοί 5 sungsmittelbeständigkeit, chemischer Beständigkeit, Farbechtheit und dergl.

Um ausgezeichnetes Aussehen und insbesondere einen ausgezeichneten Metallglanz zu erzielen, ist es zwingend, daß die naß-in-näß" auf die"Grundbeschichtung aufgetragene Deckbeschichtung sich nicht mit der Grundbeschichtung vermischt. Wäre dies der Fall, würde dies die Orientierung der Metallschuppen und des metallischen Glanzes stark beeinflussen. Man hat daher Versuche unternommen, die Verträglichkeit zwischen dem Basislack und dem Decklack zu verringern, beispielsweise dadurch, daß man für den Basislack ein Harz mit einem höheren Molekulargewicht verwendete als für den Decklack, oder auch dadurch, daß man für diese Beschichtungen verschiedene Harze verwendete, z.B. eine Kombination aus Acrylharz-Deckbeschichtung/Polyester- oder Celluloseacetat-butyrat-Grundbeschichtung. Die Verträglichkeit zweier ungehärteter Beschichtungen kann auch dadurch verringert werden, daß man die Beschichtungsbedingungen modifiziert. Diese Technik umfaßt den Auftrag des Basislacks in zwei Stufen, längere Unter-

brechungen zwischen den Auftragschritten, eine Erhöhung der Viskosität des Basislacks gegenüber derjenigen des Decklacks und dergl. Keine dieser Techniken ist jedoch zufriedenstellend. Die Verwendung von Harzen mit hohem Molekulargewicht erfordert eine Verringerung des Harzgehaltes beim Auftragen. Kommen verschiedene Harze für die beiden Beschichtungen zur Anwendung, verringert sich die Haftung zwischen diesen Beschichtungen. Eine Modifizierung der BeSchichtungsbedingungen erhöht die Anzahl der Verfahrensschritte und verlängert die für eine Gesamtbeschichtung erforderliche Zeitspanne.

Eine Möglichkeit zur Verbesserung der ästhetischen Eigenschaften eines Mehrschicht-Systems besteht darin, daß man auf den Basislack einen relativ dicken Decklack aufträgt. Bei einem Zwei-Schicht-System auf der Grundlage einer Basisbeschichtung, die Aluminiumschuppen mit einer Größe von 10 bis 50/um enthält, ragen große Aluminiumschuppen häufig aus der Oberfläche des Basislacks heraus. Der klare Decklack muß daher eine Filmstärke haben, die ausreicht, um das Hervortreten der Aluminiumschuppen zu kompensieren. Darüber hinaus dienen dick aufgetragene, klare Decklacke auch zur Verbesserung des gesamten Finish (build up appearance), wenn der Basislack mit nichtmetallischen, festen Farbpigmenten pigmentiert ist. Bei Verwendung herkömmlicher Deckbeschichtungsmassen lassen sich mit nur einem Beschichtungsvorgang lediglich eine Schichtdicke von 20 bis 30/um und mit zwei Beschichtungsvorgängen eine Schichtdicke von 40 bis 45/um erzielen. Der Grund dafür liegt darin, daß herkömmliche Beschichtungsmassen zu stark verlaufen, wenn man die aufgetragene Menge pro Flächeneinheit erhöht. Dicke Deckbeschichtungen kann man durch mehrere Beschichtungsvorgänge erhalten. Diese Technik ist jedoch wenig effizient und erfordert eine weitgehende Modi-

35 fizierung der bestehenden Fließbänder.

Um natürliche Rohstoffquellen und die Umwelt zu schonen und um Energie zu sparen, wurden in letzter Zeit viele Versuche unternommen, die nichtflüchtigen Bestandteile in Beschichtungsmaterialien zu erhöhen. Lösungsmittelarme Beschichtungssysteme (high-solids coating systems) basieren im allgemeinen auf einer Verringerung des Molekulargewichts des Trägerharzes. Diese Methode hat aber bei der Anwendung auf Zwei-Schicht-Systeme, die mit der naß-innaß-Technik aufgetragen werden, große Probleme zur Folge, wie eine ungenügende Orientierung der Metallschuppen, Vermischen, einen schlechten Glanz, zu starkes Verlaufen und dergl. Weitere Versuche zielten darauf ab, dem System eine nichtwäßrige Harzdispersion einzuverleiben. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch dieses Verfahren mit den oben erwähnten Problemen behaftet ist, weil eine Erhöhung der Viskosität nach dem Auftragen zu viel Zeit verbraucht.

Aufgabe der Erfindung war es daher, Beschichtungsmassen für Mehrschicht-Systeme zu schaffen, welche die obengenannten Nachteile nicht aufweisen.

Gegenstand der Erfindung ist eine klare Deckbeschichtungsmasse, die enthält:

(a) ein filmbildendes Acry!polymerisat mit mehreren vernetzbaren Gruppen,

(b) ein flüchtiges, organisches, flüssiges Verdünnungsmittel, das in der Lage ist, als Träger für das filmbildende Polymerisat zu wirken,

(c) ein Vernetzungsmittel für das in dem Verdünnungsmittel gelöste, filmbildende Polymerisat und

(d) ein vernetztes Polymerisat in Form von Mikrogel-Partikeln mit einer Größe von 0,01 bis 10/um, welche in der Mischung aus dem filmbildenden Polymerisat, dem Verdünnungsmittel und dem Vernetzungsmittel unlöslich,

35 aber in der Mischung stabil dispergierbar sind.

ff.

Weiter ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur
Bildung eines Schutzüberzuges auf einem Substrat, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Farb-Basisbeschichtungsmasse auf das Substrat aufträgt, auf die Farb-Basisbeschichtung naß-in-naß eine klare Deckbeschichtungsmasse aufträgt und die erhaltene Mehrfachbeschichtung
gleichzeitig härtet. Erfindungsgemäß enthält die klare
Deckbeschichtungsmasse folgende Bestandteile:

(a) ein filmbildendes Acry!polymerisat mit mehreren vernetzbaren Gruppen,

20 aber in der Mischung stabil dispergierbar sind.

Vorzugsweise enthält auch die Farb-Basisbeschichtungsmasse die Mikrogel-Partikel zusätzlich zu der herkömmlichen Formulierung.

Die vorliegende Erfindung weist die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik nicht auf. Dementsprechend ermöglichen es die Mikropartikel aus einem intern vernetzten Polymerisat, welche der klaren Deckbeschichtungsmasse und vorzugsweise auch der Farb-Grundbeschichtungsmasse einverleibt sind, die Deckbeschichtung naß-in-naß in einem
Arbeitsgang in einer größeren Filmstärke aufzutragen als dies ohne Mikrogel-Partikel möglich wäre. Der Grund dafür liegt darin, daß die Mikrogel-Partikel dem Beschichtungssystem eine große Strukturviskosität mit einer Fließgrenze

M/25 225

verleihen. Das die Mikrogel-Partikel enthaltende System besitzt deshalb in stationärem Zustand eine sehr hohe scheinbare Viskosität, es kann jedoch bei Anwendung von Scherkräften, die oberhalb der Fließgrenze liegen, beliebig zerstäubt werden. Aus diesem Grund wird auch die Wanderung von Metallschuppen in der Basisbeschichtung, die auf einer Lösungsmittelkonvektion, auf dem Vermischen und Verlaufen der beiden Beschichtungen beruht, verhindert. Auf diese Weise erzielt man ein ausgezeichnetes Finish mit verbessertem Glanz und verbesserten ästhetischen Eigenschaften, selbst wenn die Deckbeschichtung in relativ großer Filmstärke aufgetragen wird. Diese Vorteile bleiben auch dann erhalten, wenn die erfindungsgemäße Beschichtungsmasse als System mit hohem Feststoffgehalt formuliert

15 wird.

Jedes bekannte, filmbildende Acry!polymerisat mit vernetzbaren funktionellen Gruppen kann Inder klaren Deckbeschichtungsmasse zur Anwendung kommen. Das Polymerisat muß je-

20 doch mehrere vernetzbare funktioneile Gruppen, wie

Hydroxy- und Carboxylgruppen, besitzen. Außerdem muß es für die Bildung eines vernetzten Überzugsfilms die erforderlichen Schutz- und dekorativen Eigenschaften aufweisen, wie Wetter-, Lösungsmittel- und chemische Beständigkeit, Schlagfestigkeit und dergl. Vorzugsweise besitzt das Polymerisat eine Säurezahl von 0,5 bis 40, insbesondere bevorzugt von 2 bis 30, und eine Hydroxylzahl von 20 bis 200, insbesondere bevorzugt von 40 bis 150. Wenn diese Werte zu niedrig liegen, ist die Vernetzungsdichte zu gering, um der Beschichtung ausreichende Schlagfestigkeit und Lösungsmittelbeständigkeit zu-verleihen. Wenn diese Werte dagegen zu hoch liegen, verringert sich die Wasserbeständigkeit des erhaltenen Films, so daß sich beim wiederholten Benetzen Blasen bilden können.

H/₂₅₂₂₅

Die erfindungsgemäß in der klaren Deckbeschichtungsmasse zur Anwendung kommenden Acrylpolymerisate können durch Copolymerisation einer Mischung aus einem Alkylacrylat oder -methacrylat und einem Comonomeren mit vernetzbaren funktioneilen Gruppen gemäß üblichen Verfahren hergestellt werden. Die Mischung kann auch ein von den obigen Monomeren verschiedenes, ethylenisch ungesättigtes Monomer enthalten.

Beispiele bevorzugter Alkyl(meth)acrylate sind Methyl-(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat und 2-Ethylhexyl (meth) acry lat.

Beispiele geeigneter Monomerer mit vernetzbaren Gruppen sind Acrylsäure, Methacrylsäure, 2-Hydroxyethyl(meth)-acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, N-Butoxymethyl-(meth)acrylamid, Glycidyl(meth)acrylat und dergl.

Geeignete Beispiele weiterer Monomerer, die gewünschtenfalls in der Monomerenmischung verwendet werden können, sind Vinylacetat, Acrylnitril, Styrol, Vinyltoluol und dergl. Die Monomerenmischung kann auch ein Monomer enthalten, das die Reaktion zwischen dem filmbildenden Polymer

und dem Vernetzungsmittel katalysiert. Zu diesem Zweck verwendet man üblicherweise Acryl- oder Methacrylsäure. Man kann ebenfalls Monomere mit Sulfonsäuregruppen, wie 2-Sulfoethyl-methacrylat,und Maleinsäureester-halbester, wie Butylsäure-maleat, verwenden.

Die Monomerenmischung kann nach bekannten Methoden polymerisiert werden. Dazu zählen beispielsweise Lösungsmittel-Polymerisation, nichtwäßrige Dispersions-Polymerisation oder BuIk-Polymerisation. Man kann auch mit einer Emulsions-Polymerisation und anschließendem Lösungsmittel-

35 austausch arbeiten.

MZ₂₅₂₂₅

Die so hergestellten, filmbildenden Polymerisate können in der Mischung aus organischem, flüssigem Verdünnungsmittel und Vernetzungsmittel in Form einer Lösung, einer stabilen Dispersion oder beidem vorliegen.

Beispiele geeigneter Vernetzungsmittel zur Vernetzung der filmbildenden Acrylpolymerisate sind Polyisocyanate und Aminoplastharze, wie Kondensate aus Formaldehyd und einer Stickstoffverbindung, z.B. Harnstoff, Thioharnstoff, Melamin, Benzoguanamin und dergl. Man kann auch C. ^- Alkylether dieser Kondensate verwenden. Bevorzugt wird ein Melamin-Formaldehyd-Kondensat, wobei eine beträchtliche Zahl der Methylolgruppen mit Butanol verethert ist. Der Anteil des Vernetzungsmittels kann 5 bis 50 Gew.%, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt an filmbildendem Polymerisat und Vernetzungsmittel, betragen.

Die dem erfindungsgemäßen Beschichtungssystem einverleibten Mikrogel-Partikel sollen intern vernetzt sein, damit sie in dem Beschichtungssystem nicht löslich, aber stabil dispergierbar sind. Darüber hinaus sollen sie eine einheitliche mikroskopische Größe besitzen. Es sind mehrere Verfahren zur Herstellung derartiger Mikrogel-Partikel bekannt.

Eines dieser Verfahren, das im allgemeinen als nichtwäßriges Dispersionsverfahren (NAD) bezeichnet wird, umfaßt die Polymerisation einer Mischung aus ethylenisch ungesättigten Comonomeren einschließlich wenigstens einem vernetzbaren Comonomeren. Die Polymerisation erfolgt in einer organischen Flüssigkeit, in der zwar die Mischung löslich, das Polymerisat jedoch zur Bildung einer nichtwäßrigen Dispersion des vernetzten Copolymerisats unlöslich ist. Derartige organische Flüssigkeiten sind beispielsweise aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe.

M/25 225 β &

Alternativ können die Mikrogel-Partikel durch Emulsions-Polymerisation einer Mischung aus ethylenisch ungesättigten Comonomeren, die wenigstens ein vernetzbares Comonomeres enthalten, in einem wäßrigem Medium gemäß herkömmliehen Verfahren hergestellt werden. Anschließend entfernt man das Wasser aus der Emulsion, z.B. durch Lösungsmittelsubstitution, Zentrifugieren, Filtrieren oder Trocknen. Für die Emulsions-Polymerisation können alle bekannten Emulgatoren und/oder Dispersionsmittel verwendet werden. Emulgatoren mit amphoteren, ionischen Gruppen sind besonders bevorzugt. ¥enn Mikrogel-Partikel einer Beschichtungsmasse einverleibt werden, kann die auf den Mikrogelen basierende Strukturviskosität mit der Teilchengröße der Mikrogele variieren. Die Teilchengrößenverteilung der Mikrogele sollte daher so gleichmäßig wie möglich sein. Dies kann leicht durch die Verwendung eines Emulgators mit amphoteren, ionisierbaren Gruppen erreicht werden.

Beispiele geeigneter,ethylenisch ungesättigter Comonomerer zur Herstellung von Mikrogelen sind Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, η-Butyl(meth)acrylat, Isobutyl(meth)-acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol, t-Butylstyrol, Ethylen, Propylen, Vinylacetat, Vinylpropionat, Acrylnitril, Methacrylnitril, Dimethylamine ethyl (meth) acrylat und dergl. Dabei kann man zwei oder mehrere Comonomere kombinieren.

Die vernetzenden Comonomere umfassen ein Monomeres mit wenigstens zwei ethylenisch ungesättigten Bindungen im Molekül und die Kombination zweier verschiedener Monomerer mit Gruppen, welche miteinander reagieren können.

Typische Vertreter von Monomeren mit wenigstens zwei Polymerisationsstellen sind Ester von Polyalkoholen mit ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäuren, Ester von ethyle-

M/25 225 ^At

nisch ungesättigten Monoalkoholen mit Polycarbonsäuren und aromatische Verbindungen mit wenigstens zwei Vinylsubstituenten. Spezifische Beispiele davon sind Ethylenglykol-diacrylat, Ethylenglykol-dimethacrylat, Triethylenglykol-dimethacrylat, Tetraethylenglykol-dimethacrylat, 1^-Butylenglykol-dimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropan-trimethacrylat, 1,4-Butandiol-diacrylat, Neopentylglykol-diacrylat, 1,6-Hexandiol-diacrylat, Pentaerythrit-diacrylat, Pentaerythrittriacrylat, Pentaerythrit-tetracrylat, Pentaerythrit-dimethacrylat, Pentaerythrit-trimethacrylat, Pentaerythrittetramethacrylat, Glycerin-diacrylat, Glycerin-allyloxydimethacrylat, 1,1,1-Tris-(hydroxymethyl)-ethan-diacrylat, 1,1,1-Tris-(hydroxymethyl)-ethan-triacrylat, 1,1,1-Tris-(hydroxymethyl)-ethan-dimethacrylat, 1,1,1-Tris-(hydroxymethyl) -ethan-tr imethacrylat , 1,1,1-Tris-(hydroxymethyl)-propan-diacrylat, 1,1,1-Tris-(hydroxymethyl)-propan-triacrylat , 1,1,1-Tris-(hydroxymethyl)-propan-dimethacrylat, 1,1,1-Tris-(hydroxymethyl)-propan-trimethacrylat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triallyltrimellitat, Diallylphthalat, Diallylterephthalat und Divinylbenzol.

Kombinationen zweier. Monomere, welche miteinander reagierende Gruppen besitzen, kann man anstelle oder zusätzlich zu den Monomeren mit zwei oder mehreren Polymerisationsstellai verwenden. Beispielsweise kann man Monomere mit Glycidylgruppen, wie Glycidylacrylat oder -methacrylat, mit Carboxylgruppen enthaltenden Monomeren, wie Acryl-, Methacryl- oder Crotonsäure, kombinieren. Außerdem kann man Hydroxylgruppen enthaltende Monomere mit Isocyanatgruppen enthaltenden Monomeren, wie Vinylisocyanat oder Isopropenylisocyanat, kombinieren. Zu den Hydroxylgruppen enthaltenden Monomeren zählen 2-Hydroxyethyl-(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl(meth)acrylat, Allylalkohol oder Methallylalkohol. Weitere Kombinationsmöglichkeiten sind dem Fachmann bekannt.

M/25225 yr φ 3439123

Mikrogele bildende Monomerenmischlingen können Monomere mit funktioneilen Gruppen enthalten, welche mit dem Vernetzungsmittel reagieren können. Geeignete Beispiele derartiger Monomere sind Acrylsäure, Methacrylsäure, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl(meth)acrylat, Allylalkohol, Methallylalkohol, Acrylamid, Methacrylamid und dergl.

Die Mikrogelteilchen können einheitlich strukturiert sein oder eine Mehrschichtenstruktur besitzen. Ist letzteres der Fall, können die von den Mikrogelen als Ganzes verursachten chemischen oder physikalischen Wirkungen auf die jeweiligen Schichten aufgeteilt sein.

Die Mikrogelpartikel müssen eine Kolloidteilchengröße von 0,01 bis 10/um (Mikron), vorzugsweise 0,02 bis 5/um, besitzen.

Der Anteil der Mikrogele in der Beschichtungsmasse beträgt 0,5 bis 20 Gew.?6, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.%, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt an Acry!polymerisat, Vernetzungsmittel und Mikrogelen. Wenn die Menge an Mikrogelpartikeln zu gering ist, besteht die Gefahr, daß die Beschichtungsmasse beim Auftragen in dicker Filmstärke verläuft. Wenn die Menge dagegen zu groß ist, erhält man ein mattes und damit nicht zufriedenstellendes Finish.

Das in der erfindungsgemäßen, klaren Deckbeschichtungsmasse verwendete organische, flüssige Verdünnungsmittel kann jedes herkömmliche, in der Lackindustrie zum Lösen von Trägerharzen verwendete Lösungsmittel sein. Geeignete Beispiele sind aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan und Heptan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol; verschiedene Petroleumfraktionen mit einem geeigneten Siedepunktbereich; Ester, wie Butyl-

^: ■·'■■■ 3439123

M/25 225 1/T 46 <

acetat, Ethylenglykol-diacetat und 2-Ethoxyethylacetat; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon und Methylisobutylketon; Alkohole, wie Butanol; sowie Mischungen dieser Lösungsmittel. Die Auswahl eines geeigneten Verdünnungsmittels erfolgt in Abhängigkeit des zur Anwendung kommenden, filmbildenden Polymerisats und der Form der Lösungsmittel-Polymer-Mischung (Lösung oder Dispersion). Wenn das System freies Isocyanat enthält, sollte die Verwendung von Lösungsmitteln mit aktiven. Wasserstoffatomen vermieden werden.

Die erfindungsgemäße, klare Deckbeschichtungsmasse kann, falls erforderlich, neben den oben beschriebenen Bestandteilen weitere übliche Additive enthalten. Beispiele da- für sind Viskosität-einstellende Mittel, wie organischer Montmorillonit, Polyamid- und Polyethylenwachse; Oberflächenkonditioniermittel, wie Silikone und organische Polymerisate; Katalysatoren, wie p-Toluolsulfonsäure; UV-Adsorptionsmittel, sterisch gehinderte Amine und sterisch

20 gehinderte Phenole.

Die erfindungsgemäße, klare Deckbeschichtungsmasse kann in üblicher Weise bereitet werden. Im allgemeinen wird zuerst ein Lack aus dem filmbildenden Polymerisat und dem Verdünnungsmittel bereitet. Dazu gibt man dann die übrigen Bestandteile und dispergiert gründlich. Schließlich wird die Mischung mit dem Verdünnungsmittel auf eine geeignete Viskosität eingestellt. Bei Verwendung eines Polyisocyanate als Vernetzungsmittel wird dieses in einem separaten Behälter aufbewahrt und bei Gebrauch mit den anderen Bestandteilen gut vermischt.

Für die Farb-Basisbeschichtung, auf die die erfindungsgemäße, klare Deckbeschichtungsmasse naß-in-naß aufgetragen wird, kann jede herkömmliche Formulierung verwendet wer-

1 den. Wesentliche Bestandteile davon sind

(a) ein filmbildendes Polymerisat mit mehreren vernetzbaren Gruppen,

(b) ein Vernetzungsmittel für das filmbildende Polymerisat,

(c) ein Pigment und

(d) ein flüchtiges Lösungsmittel.

Die in der klaren Deckbeschichtungsmasse verwendeten Mikrogelpartikel können ebenfalls zur Anwendung kommen.

Beispiele geeigneter filmbildender Polymerisate mit vernetzbaren funktionellen Gruppen sind neben den bereits oben erwähnten Acry!polymerisaten Polyester und Alkydharze mit einer Säurezahl von 0,5 bis 40, vorzugsweise 2 bis 30, und einer Hydroxylzahl von 40 bis 200, vorzugsweise 50 bis 150.

Der Ausdruck "Polyesterharz" bedeutet ein Polyesterharz, das üblicherweise in der Lackindustrie verwendet wird und das im wesentlichen ein Kondensat aus einem Polyalkohol und einer PoIycarbonsäure darstellt. Dieser Ausdruck umfaßt auch Alkydharze, die mit höheren Fettsäuregruppen modifiziert sind, die von natürlichen oder synthetischen, trocknenden, halbtrocknenden oder nichttrocknenden Ölen stammen. Diese Polyesterharze müssen,wie oben erwähnt, geeignete Säure- und Hydroxylzahlen besitzen.

Beispiele geeigneter Polyalkohole für die Herstellung von Polyesterharzen sind Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, 1,6-Hexylenglykol, Neopentylglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, TrimethyIolethan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tr!pentaerythrit, Hexantriol, Oligomere von Styrol und Allylalkohol (z.B. der von der Monsanto Chemical Company unter der Bezeichnung HJ 100 erhältliche Alkohol), Polyetherpolyole, die von Trimethylolpropan und Ethylen-

1 oxid lind/oder Propylenoxid abstammen (z.B. die unter der Bezeichnung Niax Triol erhältlichen), und dergl.

Beispiele geeigneter Polycarbonsäuren sind Bernsteinsäure, Adipin-, Azelain-, Sebacin- , Malein-, Fumar-, Mucon-, Itacon-, Phthal-, Isophthal-, Terephthal-, Trimellit-, Pyromellitsäuren und ihre Anhydride.

Beispiele von Ölen, von denen höhere Fettsäuren abgeleitet sind, sind Leinsamenöl, Sojabohnenöl, Tallöl, dehydratisiertes Rizinusöl, Fischöl, Tungöl, Saffloröl, Sonnenblumenöl und Baumwollsamenöl. Die Öllänge der ölmodifizierten Alkydharze beträgt vorzugsweise nicht mehr als 50%, Zur Erzielung interner Plastizität können die Polyesterharze auch Monocarbonsäuren, wie eine gesättigte, aliphatische ^C4-20"^^{onocart>onsäure}* Benzoesäure, p-tert.-Butylbenzoesäure und Abietinsäure, umfassen.

Das Vernetzungsmittel, die Mikrogele und das Lösungsmittel sowie weitere Hilfsstoffe, wie Mittel zur Einstellung der Viskosität, Oberflächen-Konditionierungsmittel, Katalysatoren, UV-Absorptionsmittel und dergl., sind im allgemeinen die gleichen wie die in den klaren Deckbeschichtungsmassen verwendeten.

Die Farb-Basisbeschichtungsmasse muß geeignete Pigmente, wie Titandioxid, Eisenoxidpigmente, Chromoxide, Bleichromate, Kohlenstoffschwarz, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Carbazolviolett, Anthrapyrimidingelb, Flavanthrongelb, Isoindolingelb, Indanthronblau, Chinacridonrot und -violett, Perylenrot und dergl., enthalten. Füllpigmente, wie Talk und Kaolin, können ebenfalls zur Anwendung kommen. Für Metallicbeschichtungen enthält die Beschichtungsmasse zusätzliche Metallschuppenpigmente, wie Aluminiumschuppen, Kupferschuppen und weitere Metallpigmen-

te. Diese Pigmente können 5 bis 50 Gew.% (oder 5 bis 30% für Metallicfarben), bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Beschichtungsmasse, ausmachen.

Wenn nicht anders angegeben, sind die Mengen der einzelnen Bestandteile und das Verfahren zur Compoundierung im allgemeinen die gleichen wie für die klaren Deckbeschichtungsmassen.

Das Beschichten erfolgt, indem die Basisbeschichtungsmasse zuerst so auf ein Substrat, das zuvor mit einer Grundierung versehen oder auf andere Weise behandelt wurde, aufgetragen wird, daß man eine Trockenfilmstärke von vorzugsweise 10 bis 30 /um erhält. Nach dem Anziehen bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur wird die klare Deckbeschichtungsmasse naß-in-naß vorzugsweise so aufgetragen, daß man eine Trockenfilmstärke von 20 bis 70 /um erhält. Anschließend läßt man anziehen oder es erfolgt ein Vorwärmen. Die auf diese Weise aufgetragenen Beschichtungen werden dann gleichzeitig bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur je nach Art des Vernetzungsmittels gehärtet. Das Substratmaterial beschränkt sich nicht auf Metalle, wie Eisen, Aluminium, Kupfer und Legierungen dieser Metalle, sondern es umfaßt auch Keramik, Kunststoffe und andere Materialien, vorausgesetzt, sie sind gegen die beim abschließenden Härten der Mehrfachbeschichtung angewandten, erhöhten Temperaturen beständig.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen.

ys

¹ Beispiele Teil I: Herstellung der Mikrogele Mikrogel A (NAD-Verfahren) Stufe (a)

In einen mit Rührer, Thermometer und Rückflußkühler ausgerüsteten Kolben gibt man folgende Materialien:

Teile

aliphatische Kohlenwasserstoffe (SdP.140-156⁰C,

frei von aromatischen Kohlenwasserstoffen) 20,016

Methylmethacrylat 1,776

Methacrylsäure 0,036

Azo-bis-isobutyronitril 0,140

33%ige Lösung eines Pfropfcopolymerisat-Stabilisators (siehe unten) 0,662

Man spült den Kolben mit Stickstoff und hält die Mischung zur Herstellung einer Impfdispersion 1 h bei 100⁰C.

Man gibt dann portionsweise bei 100⁰C und unter Rühren

während 6 h eine Monomerenmischung	folgender Zusammen-
setzung zu:
	Teile
Methylmetha crylat	32,459
Glycidylmethacrylat	0,331
Methacrylsäure	0,331
Azo-bis-isobutyronitril	0,203
Dimethylamino ethano1	0,070

33%ige Lösung eines Pfropfcopolymerisat-Stabilisators (siehe unten) 6,810

aliphatische Kohlenwasserstoffe (SdP.140-156⁰C) 37,166

Der Kolbeninhalt wird weitere 3 h bei 100⁰C gehalten, um die Monomerenmischung in unlösliche Polymer-Gelpartikel (18 bis 199^ der gesamten dispergierten Phase) und nichtvernetzte Polymerpartikel (19% der gesamten dispergierten Phase) zu überführen.

Μ/25 225 Λ Gf M'

Die oben verwendete Pfropfcopolymerisat-Stabilisator-Lösung wird hergestellt, indem man eine Selbstkondensation von 12-Hydroxystearinsäure bis zu einer Säurezahl ναι31 bis 34 mg KOH/g (entsprechend einem Molekulargewicht von 1650 bis 1800) durchführt, das Kondensat mit einer stöchiometrischen Menge Glycidylmethacrylat umsetzt und anschließend 3 Teile des erhaltenen, ungesättigten Esters mit 1 Teil einer 95:5 Mischung von Methylmethacrylat/ Acrylsäure copolymerisiert.

Stufe (b)

Man gibt in einen Kolben gemäß Stufe (a) 63,853 Teile der gemäß Stufe (a) hergestellten Dispersion und erhitzt den Inhalt auf 115°C. Nach Spülen mit Stickstoff gibt man portionsweise unter Rühren bei 115⁰C während 3 h eine Monomerenmischung folgender Zusammensetzung zu:

Teile

Methylmethacrylat 3,342

Hydroxyethylacrylat 1,906

Methacrylsäure 0,496

Butylacrylat 3,691

2-Ethylhexylacrylat 3,812

Styrol 5,712

Azo-bis-isobutyronitril 0,906

n-Octylmercaptan 0,847

33%iger Lösung eines Pfropfcopolymerisat-Stabilisators (siehe oben) 1,495

Nach beendeter Zugabe hält man zur Vervollständigung der Reaktion den Kolbeninhalt weitere 2 h bei 115°C Das erhaltene Produkt wird mit 13,940 Teilen Butylacetat verdünnt, wobei man 100 Teile einer nichtwäßrigen Dispersion mit einer Gesamtmenge an filmbildenden Feststoffen von 45% und einem Gehalt an unlöslichen Polymer-Mikrogelen von 27,0% erhält. Die Teilchengröße beträgt 0,08/um.

1 Herstellung des Emulgators

In einen 2 1 Kolben mit Rührer, Rückflußkühler, Temperatursteuerung, Stickstoff-Einlaß und Abscheidevorrichtung gibt man 134 Teile N,N-Bis-(hydroxyethyl)-taurin, 130 Tei-Ie Neopentylglykol, 236 Teile Azelainsäure, 186 Teile Phthalsäureanhydrid und 27 Teile Xylol. Die Mischung wird unter Rückfluß erhitzt, wobei das Wasser als azeotrope Mischung mit Xylol entfernt wird. Man erhöht die Temperatur während 2 h auf 190⁰C und führt die Reaktion unter Rühren fort, bis eine Säurezahl von 145 erreicht ist.

Man kühlt das Reaktionsprodukt auf 14O°C und tropft dazu während 30 min bei 140⁰C 314 Teile Cardura E-10 (Glycidylversatat der Shell Chemical Company). Die Reaktion wird weitere 2 h unter Rühren weitergeführt. Man erhält ein Polyesterharz mit einer Säurezahl von 59, einer Hydroxylzahl von 90 und einem zahlenmittleren Molekulargewicht (Rn) von 1054.

Dieser Polyester-Emulgator wird für die Herstellung des Mikrogels B verwendet.

Mikrogel B (Emulsions-Polymerisation)

In einen mit Rührer, Kühlvorrichtung und Temperatursteuerung ausgerüsteten 1 1 Kolben gibt man bei 80°C 282 Teile entsalztes Wasser, 10 Teile des oben beschriebenen Emulgators und 0,75 Teile Diethanolamin. Man rührt, um eine Lösung zu erhalten, und gibt dazu dann eine Lösung aus 4,5 Teilen Azo-bis-cyanovaleriansäure und 4,3 Teilen Dimethylethanolamin in 45 Teilen entsalztem Wasser. Dazu tropft man anschließend während 60 min eine Monomerenmischung, bestehend aus 70,7 Teilen Methylmethacrylat, 94,2 Teilen n-Butylacrylat, 70,7 Teilen Styrol, 30,0 Teilen 2-Hydroxyethylacrylat und 4,5 Teilen Ethylenglykoldimethacrylat. Nach Zugabe der Monomeren versetzt man mit

einer Lösung aus 1,5 Teilen Azo-bis-cyanovaleriansäure und 1,4 Teilen Dimethylethanolamin in 15 Teilen entsalztem Wasser. Man rührt die Mischung 60 min bei 80⁰C, wobei man eine Polymer-Emulsion mit einem Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 45%, einem pH von 7»2, einer Viskosität von 92 cP (25⁰C) und einer Größe der Polymerteilchen von 0,156/um erhält.

Die Emulsion wird sprühgetrocknet; man erhält Mikrogelteilchen mit einer Teilchengröße von 0,8/um (Mikrogel B).

Teil II: Herstellung von filmbildenden Polymerisaten

Acryllack A

In ein mit Rührer, Temperatursteuerung und Rückflußkühler ausgerüstetes Reaktionsgefäß gibt man 80 Teile Xylol, 10 Teile Methylisobutylketon und 20 Teile einer Monomerenmischung folgender Zusammensetzung:

Teile Styrol 5,0

20 Methacrylsäure 1,8

Methylmethacrylat 34,4

Ethylacrylat 43,6

Isobutylacrylat 3,2

2-Hydroxyethylacrylat 12,0

25 Azo-bis-isobutyronitril 1,5

Man erhitzt die Mischung unter Rühren zum Rückfluß und tropft dann während 3 h die verbleibenden 81,5 Teile obiger Monomerenmischung zu. Nach Zugabe einer Lösung von 0,3 Teilen Azo-bis-isobutyronitril in 10 Teilen Xylol während 30 min wird die Mischung unter Rühren weitere 2 h unter Rückfluß erhitzt. Man erhält einen Acryllack mit einem Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 50% und einem Wert Mn von 18 000.

M/25 225

Aery Hack B

In ein dem obigen entsprechendes Reaktionsgefäß gibt man 55 Teile Xylol, 7 Teile Methylisobutylketon und 20 Teile einer Monomerenmischung folgender Zusammensetzung: 5 Teile

Styrol 5,0

Ethylacrylat 8,1

Isobutylmethacrylat 61,0

2-Ethylhexylacrylat 8,4

2-Hydroxyethylmethacrylat 15,0

Methacrylsäure 2,5

Azo-bis-isobutyronitril 4,0

Man erhitzt die Mischung unter Rühren zum Rückfluß und 15 tropft dazu während 2 h die verbleibenden 84 Teile der Monomerenmischung. Nach Zugabe einer Lösung von 0,3 Teilen Azo-bis-isobutyronitril in 35 Teilen Xylol und 3 Teilen Methylisobutylketon erhitzt man die Mischung unter Rühren weitere 2 h unter Rückfluß. Man erhält einen Acryl-20 lack mit einem Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 50% und einem Wert Mn von 3500.

Acryllack C

In ein dem obigen entsprechenden Reaktionsgefäß gibt man 25 70 Teile Xylol, 20 Teile n-Butanol und 20 Teile einer

Monomerenmischung folgender Zusammensetzung:

Teile

Methacrylsäure 1,2

Styrol 26,4

Methylmethacrylat 16,4

•n-Butylacrylat 36,0

2-Hydroxyethylacrylat 10,0

Azo-bis-isobutyronitril 1,0

Man erhitzt die Mischung unter Rühren zum Rückfluß und tropft dazu während 2 h die verbleibenden 81,0 Teile der Monomerenmischung. Nach Zugabe einer Lösung von 0,3 Teilen Azo-bis-isobutyronitril in 10 Teilen Xylol erhitzt man die Mischung weitere 2 h unter Rückfluß. Man erhält einen Acryllack mit einem Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 5O?6 und einem Wert Mn von 8000.

Acryllack D

In ein dem obigen entsprechendes Reaktionsgefäß gibt man 57 Teile Xylol, 6 Teile n-Butanol und 20 Teile einer Monomerenmischung folgender Zusammensetzung:

Teile Styrol 30,0

15 2-Ethylhexylmethacrylat 45,2

2-Ethylhexylacrylat 5,5

2-Hydroxyethylmethacrylat 16,2

Methacrylsäure 3 > 1

Azo-bis-isobutyronitril 4,0

Man erhitzt die Mischung unter Rühren zum Rückfluß und tropft dann während 2 h die verbleibenden 84 Teile der Monomerenmischung zu. Nach Zugabe einer Lösung von 0,5 Teilen Azo-bis-isobutyronitril in 23 Teilen Xylol und 14 Teilen n-Butanol während 20 min erhitzt man die Mischung unter Rühren weitere 2 h unter Rückfluß. Man erhält einen Acryllack mit einem Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 50% und einem Wert Mn von 3400.

Acryllack E

Man unterwirft 12-Hydroxystearinsäure einer Selbstkondensation, bis eine Säurezahl von 15 erreicht ist, und bringt dann mit einer stöchiometrischen Menge Glycidylmethacrylat zur Reaktion. 46 Teile des erhaltenen Präpolymerisats werden mit 50 Teilen Methylmethacrylat und 4 Teilen Glycidylmethacrylat in einer 2:1 Mischung von Ethylace-

M/25 225 ^ " o4 Ja IZÖ

tat/Butylacetat copolymerisiert. Anschließend verdünnt man mit Butylacetat auf einen Feststoffgehalt von 33%.

98,982 Teile der erhaltenen Lösung werden mit 0,440 Teilen Methacrylsäure, 0,057 Teilen Dimethylcocosamin und 0,006 Teilen p-tert.-Butylcatechol bei 111⁰C bis zu einer Säurezahl von weniger als 1 zur Reaktion gebracht. Weiter läßt man mit 0,683 Teilen p-Nitrobenzoesäure und 0,032 Teilen Dimethylcocosamin bei 111⁰C bis zu einer Säurezahl von weniger als 1 reagieren, wobei man eine Stabilisator-Polymerlösung erhält.

Eine Mischung von 4,8 Teilen der Stabilisator-Polymerlösung, 16,7 Teilen Methylmethacrylat und 1,25 Teilen Azobis-isobutyronitril gibt man zu 201,6 Teilen einer 1:1 Mischung von Hexan/Heptan bei 80⁰C. Man hält die erhaltene Mischung 25 bis 30 min bei der gleichen Temperatur, wobei man eine Polymethylmethacrylat-Impfdispersion erhält.

Zu dieser Impfdispersion gibt man während 3 h unter Rückfluß folgende Mischung:

Teile

Styrol 114,9

Methylmethacrylat 50,8

Hydroxyethylacrylat 38,3

Butylmethacrylat 74,2

2-Ethylhexylacrylat 76,7

Methacrylsäure 10,0

Stabilisator-Polymerlösung 110,8

Octylmercaptan 1,2

Azo-bis-isobutyronitril 2,6

Nach beendeter Zugabe erhitzt man die Mischung 30 min unter Rückfluß. Zu der Reaktionsmischung gibt man 3,2 Teile Azo-bis-isobutyronitril in vier gleichen Portionen in je-

wells 30 min Abstand. Zur Vervollständigung der Polymerisation erhitzt man die Mischung weitere 2 h unter Rückfluß.

Die erhaltene Dispersion, die das Polymerisat teilweise dispergiert und teilweise gelöst enthält, kühlt man auf 65°C und verdünnt mit einer Mischung von 35,0 Teilen Lackbenzin,

35.2 Teilen eines aromatischen Kohlenwasserstoffs (SdP.190 bis 210°C), 10,2 Teilen Isopropanol und 43,8 Teilen n-Butanol. Nach dem Abkühlen auf 30°C vferdünnt man die Dispersion weiter mit einer Mischung aus 28,8 Teilen Isopropanol,

46.3 Teilen n-Butanol, 48,0 Teilen eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs (SdP.100 bis 120⁰C) und 43,9 Teilen eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs (SdP.160 bis 180°C) bis zu einem Feststoff gehalt von 42%.

Polyesterlack

In ein mit einem Rührer, Temperatursteuerung und Abscheideeinrichtung ausgerüstetes Reaktionsgefäß gibt man die folgenden Reaktionspartner:

20 Teile

Ethylenglykol 39

Neopentylglykol . 130

Azelainsäure 236

Phthalsäureanhydrid 196

25 Xylol 30

Man erhitzt die Mischung unter Rühren bis zu einer Säurezahl von 150, wobei man das entstehende Wasser als azeotrope Mischung mit Xylol entfernt. Man kühlt die Mischung auf 14O°C und gibt 314 Teile Cardura E-10 (Glycidylversatat der Shell Chemical Company) zu. Man läßt unter Rühren weiter 2 h reagieren und erhält ein Polyesterharz mit einer Säurezahl von 9, einer Hydroxylzahl von 90 und einem Wert Mn von 1050. Dieses Harz wird mit Xylol auf einen Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 60% verdünnt, wobei

man den Polyesterlack A mit einer Gardner-Viskosität Y erhält.

Teil III: Basisbeschichtungsmassen Acryl-Silbermetalliclack

A B (Teile)

Acryllack A 100 100

U-VAN 20SE-60¹) 13 13

Alumipaste 1109 MA²^ 13 13 Mikrogel B -6,4

1) Mitsui Toatsu Chemicals Inc., Melaminharz, 60% Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen

2) Toyo Aluminum Co., Aluminiumschuppenpigment. 15

Die obigen Bestandteile werden in einen Edelstahlbehälter eingewogen und mit einem Labormischer gründlich vermischt.

Acryllack B
U-VAN 20Se-60
Alumipaste 1109 MA Mikrogel B

Polyester-Weißlack

(Teile)

Polyesterlack
Titandioxid R-f
Super Beckamine G-821-60⁴" Mikrogel A-Dispersion

3) Sakai Chemical Industry

4) Dainippon Ink and Chemicals, Inc., Melaminharz. 35

C	(Teile)	D	,8
	00		,0
1	20,8	100	,6
	13,0	20
	—	13
	15

„η 5

³⁰ h)

-60 '

100	100
90	90
25	31
	30

M/25 225

1 Polyesterlack und Titandioxid werden in einen Behälter eingewogen und mit einem Konditionierer für Anstrichstoffe gründlich vermischt. Anschließend werden die verbleibenden Bestandteile vermischt.

Acryl-Blaulac k

G H (Teile)

Acryllack B Titandioxid, Rutil Fastogen blue Desmodur N-75 ' Mikrogel B

5) Dainippon Ink and Chemicals, Inc., Phthalocyanin-Pig-15 ment

6) Bayer AG, Polyisocyanat, Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen = 75%.

100	100
40	40
4	4
20	20
—	11,5

Acryl-Silbermetalliclack

Acryllack B Alumipaste 1109 MA Mikrogel B Desmodur N-75

Teil IV: Deckbeschichtungsmassen

Acryllack C U-VAN 20SE-60

Modaflow⁷^ Mikrogel B

7) Monsanto Chemical Co. 35

I J (Teile)

100	1	,8	00	,6
13		(Teile)	13	,8
-		12
28	28
A	B

100
36
0,5

100 36

0,5 2,2

1	Acryllack D	C (Teile)	UV-Absorptionsmittel	D	F	,8
	U-VAN 20SE-60	100	E (Teile)	100	100	,0
	Tinubin 328^ö;	27,8	100	27	16	,5
5	Mikrogel B	1,0	16,7	1	7
	8) Ciba-Geigy AG,	-	-	3	H
		G (Teile)		100
	Acryllack D	100	46	,7
10	Desmodur N-75	46	6	,0
	Mikrogel B

	Acryllack E
15	U-VAN 20SE-60	,2
	Mikrogel B

Teil V: Mehrschichtsystem

20 Beispiel I

Die Basisbeschichtungsmassen A und B werden jeweils mit einer Mischung aus Cellosolveacetat/Butylacetat/Xylol (50/30/20) (im folgenden als "Verdünnungsmittel für die Basisschicht" bezeichnet) bis zu einer Viskosität Ford

25 Cup Nr. 4 von 15 see bei 20⁰C verdünnt.

Die klaren Deckbeschichtungsmassen A und B werden mit einer 1:1 Mischung von Xylol und Swasol 1000 (Maruzen Oil Co., Ltd.) (im folgenden als "Verdünnungsmittel für die Deckschicht" bezeichnet) bis zu einer Ford Cup Nr. 4 Visko sität von 25 see bei 20⁰C verdünnt.

Für jeden Versuch werden zwei entfettete, verzinnte Eisenblechmuster verwendet. Ein Muster bringt man in horizonta-Ie und das andere in vertikale Position. Die Teststücke

beschichtet man dann mit einer verdünnten Basisbeschichtungsmasse bis zu einer Trockenfilmstärke von 15/um und läßt 3 min bei Raumtemperatur anziehen. Anschließend trägt man eine verdünnte, klare Beschichtungsmasse naß-in-naß auf das jeweilige Teststück auf, läßt 5 min bei Raumtemperatur anziehen und brennt 30 min bei 14O°C ein. Die vertikal aufgestellten Teststücke besitzen eine Deckbeschichtung mit einer Trockenfilmstärke von 20 bis 60/um, die einen Gradienten aufweist. Die horizontal positionierten Teststücke besitzen eine gleichmäßige Deckbeschichtung mit einer Trockenfilmstärke von 35/um. Es kamen folgende Kombinationen zur Anwendung:

I-a I₁I) I-c

Basisbeschichtung AAB

15 Deckbeschichtung ABB

Wie aus den Tabellen I und II ersichtlich, besitzen Mehrschichtsysteme auf der Grundlage einer klaren Deckbeschichtung, die Mikrogelpartikel enthält, hervorragende Oberflächengüte (Finish) im Hinblick auf die Orientierung der Aluminiumschuppen, den Glanz, die Läuferbildung und den Aufbau.

Beispiel II

Gemäß dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren verdünnt man die Basisbeschichtungsmassen C und D und trägt sie auf Teststücke auf, wobei man die folgenden Mehrschichtkombinationen erhält:

30 Basisbeschichtung C D

Deckbeschichtung D D

Das Mehrschichtsystem Il-b, das Mikrogelpartikel enthält, ergibt zufriedenstellende Ergebnisse, obwohl ein filmbildendes Polymerisat mit niedrigem Molekulargewicht verwendet wird.

1 Beispiel III

Die Polyester-Weißlacke E und F und die Deckbeschichtungsmassen E und F werden auf eine Ford Cup Nr. 4 Viskosität von 20 see bei 20⁰C verdünnt. Die Basisbeschichtungsmassen werden gemäß Beispiel 1 auf jedes Teststück aufgetragen. Man läßt 1 min bei Raumtemperatur setzen. Auf die Basisbeschichtung trägt man naß-in-naß die Deckbeschichtungsmassen auf, läßt 8 min bei Raumtemperatur setzen und brennt 30 min bei 120⁰C ein, wobei man die folgenden Mehrschichtkombinationen erhält.

III-a III-b III-c

Basisbeschichtung EEF Deckbeschichtung EFF

Die Mehrschichtsysteme auf der Grundlage einer klaren Deckbeschichtung mit Mikrogelpartikeln ergeben ausgezeichnete Ergebnisse.

Beispiel IV

Die Basisbeschichtungsmassen G und H verdünnt mit dem Verdünnungsmittel für die Basisschicht bis zu einer Ford Cup Nr. 4 Viskosität von 17 see bei 20°C. Gemäß dem Verfahren des Beispiels I und unter Anwendung der in Beispiel II verwendeten, verdünnten Deckbeschichtungsmassen C und D stellt

25 man die folgenden Mehrschichtkombinationen her.

IV-a

Basisbeschichtung G H

Deckbeschichtung C D

Die Mehrschichtsysteme, die Mikrogelpartikel enthalten, er geben ausgezeichnete Ergebnisse.

Beispiel V

Die Basisbeschichtungsmassen I und J verdünnt man mit dem ■ Verdünnungsmittel für die Basisschicht auf eine Ford Cup

Nr. 4 Viskosität von 15 see bei 20⁰C. Gemäß dem Verfahren des Beispiels I trägt man die in Beispiel III verwendeten, verdünnten Deckbeschichtungsmassen E und F naß-in-naß auf die Grundbeschichtung auf. Man läßt 24 h bei Raumtemperatür härten, wobei man die folgenden Mehrschichtkombinationen erhält

V-a V-b

Basisbeschichtung I J

Deckbeschichtung E F

Beispiel VI

Man verdünnt die Basisbeschichtungsmassen A und B mit dem Verdünnungsmittel für die Basisbeschichtung auf eine Ford Cup Nr. 4 Viskosität von 15 see bei 20⁰C. Die Deckbeschichtungsmassen G und H werden ebenfalls mit dem Verdünnungsmittel für die Deckbeschichtung auf eine Ford Cup Nr. 4
Viskosität von 25 see bei 25⁰C verdünnt. Gemäß dem Verfahren des Beispiels I und auf der Grundlage der obigen Beschichtungsmassen stellt man die folgenden Mehrschicht-

20 kombinationen her.

VI-a Vl-b VI-c

Basisbeschichtung AAB Deckbeschichtung G H H

Die Systeme mit einer Mikrogelpartikel enthaltenden Deckbeschichtung ergeben ausgezeichnete Ergebnisse.

Die gemäß den obigen Beispielen erhaltenen Ergebnisse sind in den Tabellen I und II zusammengestellt.
30

ω οι

Cu

Beispiel

to

CJl

Tabelle I

I-a

I-c

H-b

CJi

III-a IH-b III-c

Ul

ro ro

Ul

Basisbeschichtung	Acryllack A	B	B	B	Acryllack B	B	Metallic	B
Lack	18 000	3	10	3	3500	20		5
Mn	Melaminharz				Melaminharz	Acryllack D
Vernetzungsmittel	14			20	3400
%	mm mm			Melaminharz
Mikrogel	mm «■			25
%	Metallic
Pigment
Deckbeschichtung	Acryllack C
Lack	8000
Mn	Melaminharz
Vernetzungsmittel	30
%
Mikrogel
%

Polyester

1050

Melaminharz 20

A 8 Weißpigment

Acryllack D

3400 Polyisocyanat

B B 10 10

<Us»

ω
σι

co ο

fco cn

Tabelle I (Fortsetzung) Beispiel IV-a

Basisbeschichtung

Vernetzungsmittel %
Mikrogel

%
Pigment

Deckbeschichtunff Lack

FE"
Vernetzungsmittel %
Mikrogel

IV-Td

V-a

VI-a

VI-b

VI-c

Acryllack B	B	B	Acryllack B	B	B
3500	13	5	3500	15	10
Polyisocyanat	Blaupigment	Polyisocyanat	Metallic
20	Acryllack D	30	Acryllack D
3400	3400
Melaminharz	Polyisocyanat
. 25	20

Acryllack A	-	B	B
18 000	-	8	10
Melaminharz	Metallic
14	Acryllack E
NAD
Melaminharz
40
B
8

VJl

ro ro

VJl

CjO I

CO CJD

CJl

CiD

to CJl

to ο

CJi

Tabelle II Beispiel

I-a

I-b

I-c III-c

Bewertung

Al-Schuppenorientierung (1)

Glanz (2)
Schärfe (3)
Läufer (4), /um

nicht gut gut

90

0,5

27

98

0,9

50

gut

98

0,8

50

sehr schlecht

50

0,2

22 gut

0,9

60

0,2

23

95

0,2

50

100 1,0 50

Beispiel

IV-a

IV-b

V-a

V-b VI-a

VI-b

Al-Schuppenorient.

Schärfe

Läufer,/um

52

0,3

22

sehr schlecht gut 98 60 0,9 0,3 1,0 48 23

nicht gut gut

85 97

0,4 0,9

23 45

VI-c

gut 98 0,9 47

(1) Visuell bestimmt

(2) Die Daten wurden mit einem Digitalglanzmeter bei 60⁰C bestimmt (Suga Shikenki K.K.)

(3) Die Daten wurden mit einem tragbaren Glanzmeter (visibility glossmeter)bestimmt (Nippon Shisai Kenkyusho)

(4) Maximale Trockenfilmstärke, bei der die Läuferbildung einsetzt.

Claims

1 Patentansprüche

1. Klare Deckbeschichtungsmasse für den naß-in-naß-Auftrag auf eine Farb-Basisbeschichtung, enthaltend

(a) ein filmbildendes Acry!polymerisat mit mehreren vernetzbaren, funktioneilen Gruppen,

(b) ein flüchtiges, organisches, flüssiges Verdünnungsmittel als Träger für das filmbildende Polymerisat, und

(c) ein Vernetzungsmittel für das in dem Verdünnungsmittel gelöste, filmbildende Polymerisat, dadurch gekennzeichnet, daß es intern vernetzte Polymer-Mikrogelpartikel mit einer Teilchengröße von 0,01 bis 10/um in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.% enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht aus filmbildendem Polymerisat, Vernetzungsmittel und Mikrogelpartikeln,

wobei die Mikrogelpartikel in der Mischung aus filmbildendem Polymerisat, Verdünnungsmittel und Vernetzungsmittel

20 unlöslich, aber stabil dispergiert sind.

2. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel ein Aminoplastharz ist.

3. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel ein Polyisocyanat ist.

4. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das filmbildende Polymerisat in dem Verdünnungsmittel gelöst ist.

5. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das filmbildende Polymerisat in dem Verdünnungsmittel dispergiert ist.

6. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das filmbildende Polymerisat in dem Verdünnungsmittel teilweise gelöst und teilweise dispergiert ist.

7. Beschichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrogelpartikel durch das nichtwäßrige Dispersionsverfahren erhalten wurden.

8. Beechichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrogelpartikel durch Emulsions-Polymerisation erhalten wurden.

9. Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichten-Überzugs auf einem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Farb-Basisbeschichtungsmasse auf das Substrat aufträgt, darauf die klare Deckbeschichtungsmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8 naß-in-naß aufträgt und beide Beschichtungen gleichzeitig härtet. 20

10. Verfahren zur Herstellung eines Mehrschichtenüberzugs auf einem Substrat, indem man

(a) eine Farb-Basisbeschichtungsmasse, enthaltend (i) ein erstes filmbildendes Polymerisat mit

25 mehreren- vernetzbaren, funktioneilen Gruppen,

(ii) ein flüchtiges, organisches, flüssiges Verdünnungsmittel als Träger für das erste bilmbildende Polymerisat,

(iii) ein Vernetzungsmittel für das erste filmbildende Polymerisat und

(iv) ein Pigment

auf das Substrat aufträgt,

(b) darauf eine klare Deckbeschichtungsmasse,

enthaltend
35

(i) ein zweites filmbildendes Polymerisat mit

mehreren vernetzbaren, funktioneilen Gruppen,

(ii) ein flüchtiges, organisches, flüssiges Verdünnungsmittel als Träger für das zweite filmbildende Polymerisat und

(iii) ein Vernetzungsmittel für das zweite filmbildende Polymerisat,
naß-in-naß aufträgt, und

(c) beide Beschichtungen gleichzeitig härtet, 10

wobei das erste filmbildende Polymerisat ein Acryl- oder Polyesterharz und das zweite filmbildende Polymerisat ein Acrylharz ist,

dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Farb-Basisbeschichtungsmasse als auch die klare Deckbeschichtungsmasse jeweils intern vernetzte Polymer-Mikrogelpartikel mit einer Teilchengröße von 0,01 bis 10/um in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des filmbildenden Polymerisats, des Vernetzungsmittels und der Mikrogelpartikel, enthalten, wobei die Mikrogelpartikel in der Mischung aus dem filmbildenden Polymerisat, dem Verdünnungsmittel und dem Vernetzungsmittel unlöslich, aber stabil dispergiert sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vernetzungsmittel ein Aminoplastharz verwendet.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vernetzungsmittel ein Polyisocyanat verwendet.

13· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das filmbildende Polymerisat in dem Verdünnungsmittel gelöst ist.

14. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das filmbildende Polymerisat in dem Verdünnungsmittel dispergiert ist.

15. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das fumbildende Polymerisat in dem Verdünnungsmittel teilweise gelöst und teilweise dispergiert ist.

16. Verfahren nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrogelpartikel durch das nichtwäßrige Dispersionsverfahren erhalten wurden.

17. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrogelpartikel durch Emulsions-Polymeri-

15 sation erhalten wurden.