DE3540063C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von
Außenkarosserien von Kraftfahrzeugen. Im einzelnen betrifft
die Erfindung ein Verfahren zum Beschichten von Außenkarosserien
von Kraftfahrzeugen, die aus einem Zusammenbau
von Metall- und Kunststoffelementen bestehen.
Außenkarosserien von Kraftfahrzeugen, wie zum Beispiel
Stoßstangen, Armaturenbretter, Kotflügel, Türblenden,
Blenden von Motorhauben, Blenden von Fahrzeugdächern,
Blenden von Kofferraumdeckeln etc., die früher meist aus
Metallelementen bestanden, werden in letzter Zeit in immer
stärkerem Maße teilweise oder ganz durch Kunststoffelemente
ersetzt. Zum Beispiel werden für Stoßstangen und Armaturenbretter
solche aus Kunststoff, wie zum Beispiel Polyurethan,
Polypropylen, Polycarbonat oder dergleichen, verwendet. Es
gibt auch Kotflügel und Türblenden, deren untere Teile nur
aus Kunststoff, wie oben beschrieben, hergestellt sind. Es
ist unvermeidlich, daß Kunststoffe in immer größerem Maße
für die Außenkarosserien von Kraftfahrzeugen verwendet
werden. Diese Tendenz zeigt sich schon deutlich bei den
Blenden von Fahrzeugdächern und Kofferraumdeckeln. Dies
kommt von solchen, von der Verwendung von Kunststoffen
hergeleiteten Vorteilen, wie verminderte Kraftstoffkosten
durch vermindertes Gewicht der Kraftfahrzeug-Karosserie,
leichtere Verarbeitbarkeit, die ein Ausbilden in die gewünschten
Formen zuläßt, Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit
und der Schlagfestigkeit von Kraftfahrzeug-Karosserien.
Unter diese neue Entwicklung fällt jedoch kein Verfahren
zum Beschichten von Außenkarosserien von Kraftfahrzeugen,
die aus Metall- und Kunststoffelementen bestehen, und
früher wurden die Metall- und Kunststoffelemente, die völlig
unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften
aufweisen, durch getrennte Beschichtungslinien
mit unterschiedlichen Anstricharten, die jeweils für die
Metalle und Kunststoffe geeignet sind, beschichtet und danach
zu den Außenkarosserien zusammengesetzt. Bei einem
solchen Verfahren ist es aber äußerst schwierig, die Farbtöne
der beiden in die Kraftfahrzeug-Karosserie zu integrierenden
Elementearten zu koordinieren, weil die für die
Elemente verwendeten Anstriche (insbesondere die farbigen
Grundanstriche) unterschiedlich sind. Es gibt auch noch
andere Mängel, die die Beschichtungsstufen und die anschließende
Zusammenbaustufe dieser Teile schwierig machen.
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugbeschichtung wird das
Augenmerk jetzt stärker auf die Dauerhaftigkeit von Beschichtungsfilmen
auf Kraftfahrzeug-Außenkarosserien gelegt,
insbesondere auf das Problem der fortschreitenden Korrosion
von metallischen Materialien in den Außenkarosserien, die
durch Rißbildung des Beschichtungsfilms aufgrund von
Stößen hervorgerufen wird. Um ein Gefrieren der Straßenoberflächen
zu verhindern, wird im Winter zum Beispiel in
den kalten Klimazonen Europas und Amerikas oft Splitt, der
mit einer großen Menge von zu relativ groben Teilchen gemahlenem
Steinsalz gemischt ist, auf die Straßen gestreut.
Bei Kraftfahrzeugen, die auf diesen Straßen fahren, wird
der Beschichtungsfilm ihrer Außenteile von den Steinsalzteilchen
und von dem von den Rädern hochgeschleuderten
Splitt getroffen, und diese Stöße verursachten oft ein Rißbildungsphänomen,
nämlich das sogenannte "Splittern", bei
dem der Beschichtungsfilm an bestimmten Stellen der
Karosserie völlig abblättert. Durch diese Phänomen wird
die Metalloberfläche der Außenkarosserie unterhalb der getroffenen
Stellen des Beschichtungsfilms einer Atmosphäre
ausgesetzt, die zu schneller Rostbildung und einem Fortschreiten
der Korrosion führt. Das Abblättern des Beschichtungsfilms
aufgrund von Splittern tritt normalerweise
am unteren Teil und Unterboden auf, aber auch sogar an der
Kühlerhaube und dem Dach. Es ist bekannt, daß die resultierende
lokale Korrosion innerhalb von 6 Monaten bis zu einem
Jahr beträchtlich fortschreitet.
Um das Splittern und die resultierende Korrosionsentwicklung
der Metallteile zu verhindern, wurden früher verschiedene
Untersuchungen hinsichtlich chemischer Behandlung,
Elco-Grundierlackierung, Zwischenanstrich und an die
metallische Anstrichoberfläche der Kraftfahrzeug-Außenkarosserie
anzubringendem Deckanstrich durchgeführt. Bisher
ist jedoch keine durchführbare Lösung gefunden worden.
Aus der US-PS 42 31 850 ist ein Verfahren bekannt, Thermoplasten
auf einem kataphoretisch abgeschiedenen Grundlack
aufzutragen.
Bei diesem Sachverhalt haben die Erfinder konzentriert
Studien durchgeführt, um ein Verfahren zu entwickeln, das
die Endbearbeitung von aus Metall- und Kunststoffelementen
zusammengebauten Kraftfahrzeug-Karosserien einheitlicher
Farbe mittels eines einfachen Verfahrens und weiterhin die
Bildung eines Beschichtungsfilms mit hervorragender Splitterfestigkeit
ermöglicht. Es wurde gefunden, daß die oben genannten
Mängel überwunden werden konnten, wenn auf die
Metall- und Kunststoffelemente nach dem Zusammenbau zu
einer integralen Karosserie zuerst eine Sperrschicht
aufgetragen wird, die eine bestimmte Zusammensetzung und
Eigenschaften hat, und dann die Deckbeschichtung oder eine
Zwischenbeschichtung und Deckbeschichtung aufgebracht wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Beschichten
von Kraftfahrzeug-Außenkarosserien aus Metallelementen
und Kunststoffelementen durch Zusammenstellen der Metallelemente
und der Kunststoffelemente zu Kraftfahrzeug-Außenkarosserien
und elektrophoretische Aufbringen eines Elektrobeschichtungs-Anstrichmittels
vom kationischen Typ auf
die Metallelemente entweder vor oder nach der Zusammenstellung,
sowie gegebenenfalls Aufbringen eines Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittels,
und Aufbringen eines Deckbeschichtungs-Anstrichmittels,
das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man auf die Oberflächen der Kunststoffelemente und
die Oberflächen der kationisch beschichteten Metallelemente
der zusammengestellten Karosserie ein Sperrschicht-Anstrichmittel
aufbringt, welches ein modifiziertes Polyolfinharz
enthält und einen Sperrschichtfilm mit einer statischen
Glasübergangstemperatur von 0 bis -60°C bildet.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
umfaßt die Aufbringung eines Deckbeschichtungsanstrichmittel,
gegebenenfalls nach Aufbringung eines Zwischenbeschichtungsanstrichmittels
auf eine Kraftfahrzeug-Außenkarosserie,
bestehen aus einer Zusammenstellung von kationisch
elektrobeschichteten Metallelementen und Kunststoffelementen
und die Aufbringung einer Sperrschicht mit spezifischer
Zusammensetzung und spezifischen Eigenschaften auf
die Außenkarosserie vor der Aufbringung des genannten Anstrichmittels
oder der genannten Anstrichmittel. Daher ist
es möglich, das gleiche Zwischen- und Deckbeschichtungsanstrichmittel
sowohl auf die Metall- und Kunststoffelemente
aufzubringen, um die Farbtonunterschiede zwischen den
beiden Elementtypen zu eliminieren. Der so gebildete
Überzugsfilm zeigt weiterhin eine ausgeprägt verbesserte
Splitterbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und physikalische
Eigenschaften.
Der Sperrschichtfilm, dessen statische Glasübergangstemperatur
auf 0°C bis -60°C eingestellt ist (dessen Dehnung
beim Bruch bei -20°C, vorzugsweise im voraus auf
100 bis 1000% eingestellt wird, wie später ausgeführt
werden wird), ist im Vergleich zu herkömmlichen Zwischen-
und Deckbeschichtungsfilmen biegsam, und er hat eine
Viskosität, die den modifizierten Polyolefinharzen inhärent
eigen ist. Wenn man daher im voraus einen Überzugsfilm mit
solchen physikalischen Eigenschaften auf die gesamten
Oberflächen sowohl der Metall- als auch Kunststoffelemente
einer Außenkarosserie von Kraftfahrzeugen aufbringt, dann
können die gesamten "Spannungen" oder nahezu alle "Spannungen"
zwischen dem Zwischenbeschichtungsfilm und dem Deckbeschichtungsfilm,
die auf physikalische Unterschiede
zwischen den zwei Elementtypen, wie thermische Elastizität
und Faltbarkeit, etc., zurückzuführen sind, durch die
Sperrschicht absorbiert werden. Somit können die
Effekte von "Spannungen" auf den Zwischen- und Deckbeschichtungsfilmen
fast vollständig verhindert werden. Es
ist daher möglich, Zwischen- und Deckbeschichtungsanstrichmittel
identischer Zusammensetzungen auf die gesamten Oberflächen
der zwei Typen von Elementen, die die Kraftfahrzeug-Außenkarosserie
bilden, aufzubringen, um diese mit identischem
Farbton fertigzustellen.
Wenn weiterhin die Oberflächen des Überzugsfilms, bestehend
aus dem Decküberzug und gegebenenfalls einem Zwischenüberzug
auf der Außenkarosserie, der durch den Sperrschichtüberzug
intensiven Schlagkräften durch Stein, Salz oder Splitt ausgesetzt
sind, dann wird die gesamte Schlagenergie oder
nahezu die gesamte Schlagenergie durch die Sperrschicht
absorbiert, so daß kaum ein Abblättern des Überzugsfilms
erfolgt. Weiterhin kann hierdurch nahezu vollständig das
Auftreten von physikalischen Schäden in dem Decküberzugsfilm
eliminiert werden, wodurch eine Verhinderung des Abblätterns
des Decküberzuges und in bestimmten Fällen auch
des Zwischenüberzugs durch Splittern sowie das Auftreten
von Rost- und Korrosionserscheinungen der Metallelemente
verhindert werden kann.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren
näher erläutert.
Bei diesem Verfahren ist mit dem Begriff "Kraftfahrzeug-Außenkarosserie"
für die Beschichtung die Außenkarosserie
gemeint, die durch den Zusammenbau und die Integrierung
der Metall- und Kunststoffelemente gebildet wird. Diese
Elemente können zum Beispiel solche Teile, wie eine Stoßstange,
ein Armaturenbrett, ein Kotflügel, eine Türblende,
die Blende einer Motorhaube, die Blende eines Fahrzeugdaches,
Blende eines Kofferraumdeckels oder der gleichen,
und solche sein, die aus mehr als aus einem der obigen
Teile durch Kombination und Integrierung gebildet sind. Das
heißt, daß der Begriff jedes einzelne Teil selbst, das aus
Kunststoff- und Metallelementen besteht, umfassen soll und
auch die, in denen ein Teil bzw. Teile, die aus Metallelementen
bestehen, und ein Teil bzw. Teile, die aus Kunststoffelementen
bestehen, integriert sind. Die Metallelemente
bestehen hauptsächlich aus Eisen, Kupfer, Aluminium, Zink
oder diese enthaltenden Legierungen, und die Kunststoffelemente
bestehen aus solchen Kunstharzen, wie zum Beispiel
Polyamid, Polyurethan, Polypropylen und Polycarbonat.
Weiterhin sollte klarwerden, daß der Begriff "Kraftfahrzeug"
in "Kraftfahrzeug-Außenkarosserie" nicht auf Automobile
beschränkt ist, sondern im weiteren Sinne verwendet
wird und Motorräder, Lastkraftwagen, Jeeps und dergleichen
einschließt.
Auf die Metallelemente wird ein Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
vom kationischen Typ aufgebracht. Die Aufbringung
dieses kationischen Elektrobeschichtungs-Anstrichmittels
kann vorzugsweise vor der Zusammenstellung der
Metallelemente und Kunststoffelemente zu einer Außenkarosserie
erfolgen, kann aber in bestimmten Fällen auch
nach der Zusammenstellung bzw. nach dem Zusammenbau erfolgen.
Je nachdem wie es die Gelegenheit erfordert, ist
es empfehlenswert, die Metallelemente einer chemischen
Behandlung mit zum Beispiel Zinkphosphat, Eisenphosphat
oder Chromaten nach eingeführten Techniken vor der Aufbringung
des kationischen Elektrobeschichtungsfilms zu
unterwerfen.
Als Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel zur Beschichtung
der Metallelemente können kationische Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
bzw. kationische Elektrobeschichtungslacke,
die als solche bekannt sind und häufig als Grundlacke für
Automobilstahlbleche verwendet werden (wie sie zum Beispiel
in der Literatur "Kobunshi Kako", Band 25, Nr. 11,
Seiten 5 bis 10 (1976) beschrieben werden), eingesetzt
werden.
Kationische Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel schließen
wärmehärtende Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel vom kationischen
Abscheidungstyp ein, bei denen ein Grundharz mit
basischen Aminogruppen mit einer Säure neutralisiert und
in Wasser aufgelöst (oder dispergiert) worden ist. Diese
Anstrichmittel werden auf die Metallelemente aufgeschichtet,
wobei letztere als Kathode geschaltet werden.
Als Harz mit basischen Aminogruppen können z. B. geeigneterweise
Harze verwendet werden, die im allgemeinen eine Basenzahl
von etwa 20 bis 200 besitzen und die beispielsweise
wie folgt erhalten worden sind. (1) Addition eines Amins
an Epoxygruppen (Oxiranringe) eines Epoxygruppen enthaltenden
Harzes, beispielsweise eines Bisphenol-Epoxyharzes,
eines Epoxygruppen (oder Glycidylgruppen) enthaltenden
Acrylharzes, eines Glycidylethers von Alkylenglykol, eines
epoxidierten Polybutadiens, eines epoxidierten Novolak-Phenolharzes
oder dergleichen, (2) Polymerisation unter Verwendung
einer ungesättigten Verbindung mit basischen Aminogruppen,
wie N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat, N,N-Diethylaminoethylacrylat,
N-Vinylpyrazol oder dergleichen,
als Monomeres, (3) Umsetzung einer Polyisocyanatverbindung
mit einem Glykol, das als eine Komponente ein tertiäres
Aminogruppen enthaltendes Glykol enthält (z. B. N-Methyldiethanolamin),
und (4) Einführung von Aminogruppen in ein
Harz durch eine Imidoaminbildungsreaktion zwischen einem
Säureanhydrid und einem Diamin.
Als für die obige Reaktion (1) geeignete Amine können primäre
Amine, sekundäre Amine und tertiäre Aminsalze vom aliphatischen
Typ, alicyclischen Typ und araliphatischen Typ
genannt werden. Produkte, erhalten durch Addition eines sekundären
Sulfidsalzes oder eines tertiären Phosphinsalzes
anstelle des genannten Amins an das unter (1) genannte Epoxygruppen
enthaltende Harz, können gleichfalls bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren als Trägerkomponente des kationischen
Elektrobeschichtungs-Anstrichmittels verwendet werden.
Als Neutralisationsmittel zur Neutralisation des Harzes mit
basischen Aminogruppen zur Auflösung (oder Dispergierung)
des Harzes in Wasser können z. B. organische Säuren, wie Essigsäure,
Hydroxyessigsäure, Propionsäure, Buttersäure,
Milchsäure, Glycin und dergleichen, sowie anorganische Säuren,
wie Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure und dergleichen,
verwendet werden. Die angemessene Menge des Neutralisationsmittels,
bezogen auf das Harz, ist etwa das
0,1fache bis etwa 0,4fache des Neutralisationsäquivalents
für die Basenzahl des Harzes (im allgemeinen etwa 20 bis
etwa 200).
Als Vernetzungsmittel, das zur Wärmehärtung in das kationische
Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel eingearbeitet wird,
kann im allgemeinen eine blockierte Polyisocyanatverbindung
verwendet werden. Wenn das Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
auf ein Substrat aufgeschichtet und erhitzt wird (gewöhnlich
auf 140°C oder eine höhere Temperatur), dann bewirkt
das Vernetzungsmittel eine Dissoziierung, wodurch die
Isocyanatgruppen regeneriert werden und eine Vernetzungsreaktion
mit aktiven Wasserstoff enthaltenden funktionellen
Gruppen (z. B. Hydroxylgruppen) bewirken, die in dem Harz
mit basischen Aminogruppen vorhanden sind. Auf diese Weise
wird das aufgeschichtete Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
zu einem gehärteten Film.
In das für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete kationische
Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel werden erforderlichenfalls
weiterhin Pigmente, hydrophile organische Lösungsmittel
(z. B. Isopropanol, n-Butanol, Ethoxyethanol,
Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether,
Diethylenglykolmonobutylether) und üblicherweise
verwendete Additive eingearbeitet. Das resultierende Gemisch
wird mit entionisiertem Wasser zu einem Feststoffgehalt
von etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% eingestellt und sein pH-Wert
wird bei 5,5 bis 8,0 gehalten.
Das auf diese Weise hergestellte kationische Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
wird einer kationischen Elektrobeschichtung
unterworfen. Sie wird üblicherweise bei Bedingungen
von 15 bis 135°C (Badtemperatur) und 100 bis 400 V
(Lastspannung) unter Verwendung von Metallelementen als
Kathode durchgeführt. Die Dicke des Elektrobeschichtungsfilms
ist keinen besonderen Beschränkungen unterworfen und
sie kann in großem Ausmaß je nach dem Anwendungszweck des
fertigen Produkts etc. variieren. Es wird jedoch im allgemeinen
bevorzugt, daß die Dicke 10 bis 40 µm, insbesondere
15 bis 40 µm, ausgedrückt als Dicke des gehärteten Films
der flachen Teile, beträgt. Die Brenn- und Härtungstemperatur
des Überzugsfilms beträgt im allgemeinen geeigneterweise
100 bis 210°C.
Bei der Herstellung von kationischen Elektrobeschichtungs-Anstrichmitteln
sind Pigmente in Mengen von weniger als
40 Gewichtsteilen, üblicherweise 35 Gewichtsteilen oder
weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile Harzfeststoff, verwendet
worden, um die Glätte des Überzugsfilms nicht zu vermindern.
Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können
Pigmente in dem kationischen Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
in der obigen Menge eingesetzt werden. Es wurde jedoch
festgestellt, daß die Verwendung von Pigmenten in dem
Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel in einer Menge von 40 Gewichtsteilen
oder mehr, bezogen auf 100 Gewichtsteile
Harzfeststoff, ein fertiges beschichtetes Produkt ergeben
kann, dessen Metallteile (insbesondere dessen spitzwinklige
Teile) hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit und
der Splitterbeständigkeit weiter verbessert ist.
Metallsubstrate, wie Kraftfahrzeug-Karosserien, haben viele
spitzwinklige Teile aus Stahlblenden, wie z. B. Armaturenbrett,
Kotflügel, Türblende, Motorhaubenblende, Fahrzeugblende,
Kofferraumdeckelblende, an der Seite, dem Boden
und im Inneren der Karosserie. Im Gegensatz zu anderen
flachen Teilen haben diese spitzwinkligen Teile eine spitzwinklige
oder vorspringende Form. An solchen Teilen haftet
das Anstrichmittel nur ungenügend und, wenn sie einem haftet,
tritt während des Wärmehärtens Schmelzfluß auf. Deshalb
ist es unvermeidlich, daß die Filmdicke an den spitzwinkligen
Teilen dünner wird im Vergleich zu der an den flachen
Teilen. An sehr spitzwinkligen Teilen wird die Filmdicke
extrem dünn. Daraus folgt, daß die spitzwinkligen Teile
eine weitaus schlechtere Korrosionsbeständigkeit als die
flachen Teile haben, und Rost tritt leicht zuerst an den
spitzwinkligen Teilen auf. Im Gegensatz dazu haftet, wenn
das vorliegende Verfahren mit einem kationischen Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel,
die Pigmente in einer hohen Konzentration
aufweist, durchgeführt wird, selbst an den spitzwinkligen
Teilen genügend. Das Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
und feine Unebenheiten an der Oberfläche des
Lackfilms werden durch eine Sperrschicht (die später
beschrieben wird) gefüllt, wodurch das Durchdringen eines
Zwischenanstrichs oder eines Deckanstrichs verhindert werden
kann und ein Beschichtungssystem erhalten werden kann,
das verbesserte Oberflächenglätte, ausgeprägten Spiegelglanz,
Korrosionsbeständigkeit an den spitzwinkligen Teilen
etc. hat.
Die in das kationische Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
eingearbeitete Pigmentmenge, um ein solches Beschichtungssystem
zu erhalten, ist größer als in normalen Fällen. Sie
beträgt insbesondere 40 bis 150 Gewichtsteile, vorzugsweise
55 bis 100 Gewichtsteile, mehr bevorzugt 60 bis 85 Gewichtsteile,
bezogen auf 100 Gewichtsteile Harzfeststoff. Naturgemäß
können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Mengen
von weniger als 40 Gewichtsteilen, üblicherweise 35 Gewichtsteile
oder weniger, bezogen auf 100 Gewichtsteile Harzfeststoff,
wie es bislang im allgemeinen der Fall war, verwendet
werden. Die für das kationische Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
geeigneten Pigmente sind hinsichtlich
ihres Typs keinen besonderen Beschränkungen unterworfen und
schließen beispielsweise Farbpigmente, Extenderpigmente,
rostverhindernde Pigmente etc. ein, die alle bekannt sind.
Als Einzelbeispiele für solche Pigmente können z. B. Zinkoxid,
Antimonweiß, basisches Bleisulfat, basisches Bleicarbonat,
Titandioxid, Lithopone, Bleisilikat, Zirkonoxid, Ruß,
Graphit, schwarzes Eisenoxid, Anilinschwarz, Kupfer(I)-oxid,
Cadmiumrot, Chromvermilion, rotes Eisenoxid, Pigmentrot,
Pigmentviolett, Pigmentorange, basisches Bleichromat, Chromgel,
Ocker, Cadmiumgelb, Strontiumchromat, Titangelb,
Bleiglätte, Pigmentgelb, Pigmentgrün, Zinkgrün, Chromgrün,
Chromoxid, Phthalocyaningrün, Ultramarin, Preußischblau,
Phthalocyaninblau, Pigmentblau, Kobaltviolett, Pigmentviolett,
Zinkpulver, Zinkoxid, rotes Bleioxid, Bleicyanid, Calciumplumbat,
Zinkgelb, Siliciumcarbid, Aluminiumpulver, Asbest,
Aluminiumoxid, Ton, Diatomeenerde, Löschkalk, Gips,
Talk, Bariumcarbonat, ausgefälltes Calciumcarbonat, Calciumcarbonat,
ausgefälltes Bariumsulfat, Baryt, Bentonit, Kieselsäure,
Glasperlen etc. verwendet werden. Diese Pigmente
können entweder für sich oder in Kombination von zwei oder
mehreren verwendet werden.
Wenn korrosionsbeständige Pigmente in die nachstehend beschriebene
Sperrschicht eingearbeitet werden sollen,
dann wird die Wasserabsorption des Elektrobeschichtungsfilms
vorzugsweise im voraus auf 0,3 bis 20 Gew.-%, insbesondere
0,5 bis 5 Gew.-%, eingestellt, damit die Pigmente ihre korrosionsverhindernde
Fähigkeit vollständig entwickeln können.
Die "Wasserabsorption" des Elektrobeschichtungsfilms ist
ein Wert, der sich folgendermaßen errechnet: Ein kationisches
Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel wird auf ein Substrat
zu einer Dicke des gehärteten Films von 20 µm aufgebracht
(Aufbringsfläche: 5×5 cm). Es wird bei Bedingungen
gebrannt, die für die darin enthaltenden Komponenten geeignet
sind, und der Überzugsfilm wird isoliert. Der Film
wird in Wasser von 50°C 48 Stunden lang eingetaucht, und
sein Gewicht unmittelbar nach Herausnahme aus dem Wasser und
nach dem 1stündigen Trocknen bei 105°C wird gemessen. Die erhaltenen
Werte werden in die folgende Gleichung eingesetzt:
Die Einstellung der Wasserabsorption des kationischen Elektrobeschichtungsfilms
wie oben erleichtert vermutlich die
Einbringung der wasserextrahierten Komponente des korrosionsbeständigen
Pigments aus der das genannte Pigment enthaltenden
Sperrschicht in den Elektrobeschichtungsfilm,
um ihren Kathoden- (oder Anoden-) Inhibierungseffekt auf
die Oberfläche des Metallelements vollständig zu zeigen und
um das Metallelement zu schützen. Die Einstellung der Wasserabsorption
kann leicht durch Kontrolle der Vernetzungsdichte
des Überzugsfilms, Einführung von hydrophilen Gruppen in
das Trägerharz und Kontrolle der Menge des zugemischten Extenderpigments
oder dergleichen erfolgen.
Wenn ein derartiges korrosionsverhinderndes Pigment in der
Sperrschicht enthalten ist, dann kann die Verwendung des
korrosionsbeständigen Pigments in dem kationischen Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel weggelassen werden.
Auf diese Weise können in dieser Stufe elektrobeschichtete
Metallelemente mit Kunststoffelementen zusammengestellt und
integriert werden, um Kraftfahrzeug-Außenkarosserien herzustellen,
wenn diese nicht vor dem Elektrobeschichten zusammengestellt
werden.
Vorzugsweise werden die Kunststoffelemente solchen Oberflächenbehandlungen,
wie einer Entfettung mit Lösungsmitteldampf,
einem Abschleifen, einer Säurebehandlung, einer Koronaentladung
etc., vor der Aufbringung der Sperrschicht
unterworfen, wobei darauf geachtet wird, daß der Elektrobeschichtungsfilm
nicht nachteilig beeinträchtigt wird (zum
Beispiel bei einer bevorzugten Ausführungsform der Aufbringung
des kationischen Elektroüberzugs vor der Zusammenstellung,
wobei die Oberflächenbehandlung vor der Zusammenstellung
mit den elektrobeschichteten Metallelementen erfolgt).
Erfindungsgemäß wird eine Sperrschicht auf die Oberflächen
der kationisch beschichteten Metallelemente und der
Kunststoffelemente, wie sie zu Kraftfahrzeug-Außenkarosserien
zusammengestellt sind, aufgebracht.
Dabei handelt es sich um eine Masse, die auf die Oberfläche
des bereits aufgebrachten kationischen Elektrobeschichtungs-Anstrichmittels
aufgebracht wird. Die Sperrschicht
bzw. der Sperrüberzug besteht hauptsächlich aus einem
modifizierten Polyolefinharz, das dazu imstande ist,
einen Sperrschichtfilm zu bilden, der eine statische
Glasübergangstemperatur von 0 bis -60°C, vorzugsweise -30
bis -60°C, mehr bevorzugt -40 bis -50°C, hat. Unter der obigen
Bezeichnung "modifiziertes Polyolfinharz" soll ein
Harz verstanden werden, das hauptsächlich aus einem Polyolefinharz
besteht und bei dem das Harz durch eine chemische
Reaktion modifiziert worden ist oder mit einem Modifizierungsmittel
vermischt worden ist. Das zu modifizierende
Grundpolyolefin schließt ein Homopolymeres oder Copolymeres
mindestens einer Substanz, ausgewählt aus ethylenischen
Kohlenwasserstoffen der allgemeinen Formel C₂H2n (n
=2 bis 10), Ethylen, Propylen, Buten, Penten, Hepten,
Octen und dergleichen, ein. Das Grundpolyolefinharz hat
vorzugsweise ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht
von 10 000 bis 1 000 000, insbesondere 100 000 bis 800 000.
Als Beispiele für ein modifiziertes Polyolefinharz, das
durch Modifizierung eines Grundpolyolefins durch chemische
Reaktion erhalten wird, können die folgenden Harze genannt
werden:
- (A-1) Harze, enthalten durch Pfropfpolymerisation von Maleinsäure oder Maleinsäureanzhydrid auf ein Grundpolyolefinharz. Unter diesen wird besonders ein Harz bevorzugt, das durch Pfropfpolymerisation von 0,1 bis 50 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,3 bis 20 Gewichtsteilen Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid auf 100 Gewichtsteile eines Propylen-Ethylen-Copolymeren (Molverhältnis von Propylen : Ethylen ist gewöhnlich 40 : 60 bis 80 : 20, vorzugsweise 50 : 50 bis 70 : 30) erhalten worden ist.
- (A-2) Harze, erhalten durch Pfropfpolymerisation von Acrylsäure oder Methacrylsäure auf das chlorierte Produkt eines Grundpolyolefinharzes (z. .B ein chloriertes Polyolefin, weiter unten unter (b) beschrieben). Vorzugsweise beträgt die verwendete Menge von Acrylsäure oder Methacrylsäure im allgemeinen 0,1 bis 50 Gewichtsteile, vorzugsweise 1 bis 30 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile chloriertes Polyolefinharz.
- (A-3) Copolymere aus (a) mindestens einer Substanz, ausgewählt aus den vorgenannten ethylenischen Kohlenwasserstoffen und (b) mindestens einem Comonomeren, ausgewählt aus Vinylacetat, Acrylsäure oder Methacrylsäure. Bei diesen Copolymeren ist vorzugsweise das Verhältnis der zwei Komponenten so, daß die erstgenannte Komponente 99 bis 30% und die letztgenannte Komponente 1 bis 70%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zwei Komponenten, ausmacht. Das angemessene zahlendurchschnittliche Molekulargewicht dieser Copolymeren ist 10 000 bis 800 000.
Was das modifizierte Polyolefinharz betrifft, das durch Addition
einer weiteren Komponente (eines Modifizierungsmittels)
an ein Grundpolyolefinharz erhalten wird, können z. B.
die folgenden Harze genannt werden:
- (B-1) Produkte, erhalten durch Addition von 1 bis 90 Gewichtsteilen, vorzugsweise 1 bis 60 Gewichtsteilen, mehr bevorzugt 10 bis 40 Gewichtsteilen, eines chlorierten Polyolefins (vorzugsweise eines chlorierten Polypropylens) mit einem Chlorierungsgrad von im allgemeinen etwa 1 bis 60%, vorzugsweise 20 bis 40%, und einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht gewöhnlich von 10 000 bis 1 000 000, insbesondere 100 000 bis 500 000 an 100 Gewichtsteile eines Grundpolyolefins (vorzugsweise des gleichen Propylen-Ethylen-Copolymeren wie unter (A-1) erwähnt).
- (B-2) Produkte, erhalten durch Addition eines Acrylharzes mit einer statischen Glasübergangstemperatur von 0°C oder niedriger, vorzugsweise -10°C oder niedriger, und einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 5000 bis 100 000 in gleichen Verhältnis wie in (B-1) an das Grundpolyolefinharz.
- (B-3) Produkte, erhalten durch Addition von 1 bis 90 Gewichtsteilen, vorzugsweise 1 bis 60 Gewichtsteilen, mehr bevorzugt 10 bis 40 Gewichtsteilen eines Styrol-Butadien-Copolymeren, vorzugsweise mit einem Gewichtsverhältnis Styrol : Butadien von 1: 99 bis 50 : 50, an 100 Gewichtsteile des Grundpolyolefinharzes.
Von den oben genannten modifizierten Polyolefinharzen werden
(A-1) und (B-1) besonders bevorzugt.
Diese modifizierten Polyolefinharze haben vorzugsweise ihrerseits
eine statische Glasübergangstemperatur von 0 bis
-6°C, was jedoch nicht erfindungswesentlich ist. Was wesentlich
ist, ist, daß der durch die Sperrschicht gebildete
Überzugsfilm die oben angegebene statische Glasübergangstemperatur
besitzt. Selbst wenn ein modifiziertes Polyolefinharz,
das verwendet wird, als solches nicht die
obengenannte statische Glasübergangstemperatur hat, kann
trotzdem das Harz eine Sperrschicht bilden, die dazu
imstande ist, einen Überzugsfilm mit einer statischen Glasübergangstemperatur
von 0 bis -60°C zu bilden, indem das
Harz in Kombination mit einem Modifizierungsmittel für die
statische Glasübergangstemperatur verwendet wird. Solche
Modifizierungsmittel für die statische Glasübergangstemperatur
schließen Verdicker ein. Als für die Zwecke der Erfindung
geeignete Verdicker können solche mit einer guten
Verträglichkeit mit dem verwendeten zu modifizieren
Polyolefinharz genannt werden, wie z. B. Kolophonium, Kolophoniumester,
hydriertes Kolophonium, Polyterpenharz,
Estergummi, epoxymodifiziertes Polybutadien, aliphatisches
Epoxyharz mit niedrigem Molekulargewicht, Epoxyharz vom
aliphatischen Bisphenoltyp mit niedrigem Molekulargewicht,
Polyoxytetramethylenglykol, Silikonkautschuk, Polyvinylethylether
und Polyvinylmethylether. Diese Verdicker haben
vorzugsweise eine statische Glasübergangstemperatur im allgemeinen
von +20 bis -70°C. Diese Verdicker können sogar
zu einem modifzierten Polyolefinharz mit einer statischen
Glasübergangstemperatur von 0 bis -60°C gegeben werden. In
diesem Falle hat der erhaltene Überzugsfilm der Sperrschicht
ein erwünschtere statische Glasübergangstemperatur.
Die Menge des verwendeten Verdickungsmittels variiert je
nach dessen Typ, dem Typ des modifizierten Polyolefinharzes,
das verwendet wird, den erforderlichen physikalischen
Eigenschaften des Überzugsfilms, der gebildet wird, etc.
und sie können daher nicht genau angegeben werden. Jedoch
beträgt im allgemeinen die Menge 1 bis 50 Gewichtsteile,
vorzugsweise 5 bis 30 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile
modifizierten Polyolefinharz.
Der Überzugsfilm, der durch die Sperrschicht erfindungsgemäß
gebildet wird, hat eine statische Glasübergangstemperatur
von 0 bis -60°C, vorzugsweise -30 bis -60°C,
mehr bevorzugt -40 bis -55°C. Weiterhin hat der Beschichtungsfilm
gewünschterweise eine Dehnung beim Bruch, die
gewöhnlich 200 bis 1000%, vorzugsweise 300 bis 800%, mehr
bevorzugt 400 bis 800%, in einer Atmosphäre von -20°C beträgt.
Die "statische Glasübergangstemperatur" und die "Dehnung
beim Bruch", wie hierin verwendet, beziehen sich auf Werte,
die nach den folgenden Meßmethoden erhalten worden sind.
Eine Sperrschicht wurde auf eine dünne Platte so aufgebracht,
daß die Endfilmdicke 25 µm betrug. Es wurde 30 min
lang bei 120°C gebrannt. Danach wurde der Überzugsfilm unter
Verwendung eines Amalgamverfahrens isoliert. Der so
isolierte Film wurde als Probe verwendet.
Bei der obigen Probe wurde die statische Glasübergangstemperatur
unter Verwendung eines Differential-Abtastkalorimeters
vom DSC-10-Typ gemessen. Bei der gleichen
Probe wurde die Dehnung beim Bruch bei -20°C unter
Verwendung eines Universal-Zugtesters
mit einem konstanten Temperaturbad vom Autograph-S-D-Typ
gemessen.
Bei dieser Messung betrug die Länge der Probe 20 mm.
Die Zuggeschwindigkeit war 20 mm/min.
Das modifizierte Polyolefinharz und erforderlichenfalls
die Verdicker werden so ausgewählt, daß ein Sperrschichtfilm
mit den gewünschten physikalischen Eigenschaften,
wie oben beschrieben, erhalten wird.
Eine Sperrschicht, die hauptsächlich aus einem modifizierten
Polyolefinharz besteht, kann in Form eines Anstrichmittels
vom organischen Lösungsmitteltyp oder eines Anstrichmittels
vom wasserhaltigen Typ hergestellt werden. Die Form eines Anstrichmittels
vom organischen Lösungsmitteltyp wird bevorzugt.
Eine solche Sperrschicht vom organischen Lösungsmitteltyp
kann in der Weise hergestellt werden, daß man modifiziertes
Polyolefin und erforderlichenfalls ein Modifizierungsmittel
für die statische Glasübergangstemperatur in einem organischen
Lösungsmittel auflöst oder dispergiert. Als geeignete
organische Lösungsmittel können aromatische Kohlenwasserstoffe,
wie Benzol, Toluol, Xylol und dergleichen,
aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan,
Octan, Decan und dergleichen, chlorierte Kohlenwasserstoffe,
wie Trichlorethylen, Perchlorethylen, Dichlorethylen, Dichlorethan,
Dichlorbenzol und dergleichen, genannt werden.
Wenn ein pulverförmiges Deckbeschichtungs-Anstrichmittel direkt auf
den Sperrschichtfilm (wobei das Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
nicht aufgetragen wird) aufgebracht wird, dann
ist es zu bevorzugten, daß die Sperrschicht zusätzlich
zu dem obengenannten organischen Lösungsmittel ein weiteres
organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von
150°C oder höher enthält, das mit dem pulverförmigen Deckbeschichtungs-Anstrichmittel
verträglich ist (nachstehend
wird dieses organische Lösungsmittel manchmal als "verträgliches
Lösungsmittel" bezeichnet). Beispiele hierfür
sind Diisopropylbenzol, Tetralin, Decalin, o-Dichlorbenzol,
Trichlorbenzol, Benzylalkohol, Diisobutylketon, Isophoron,
Cellosolveacetat, Carbitolacetat, Dimethylphthalat
oder dergleichen. Die Verwendung eines verträglichen Lösungsmittels
in Kombination mit einem organischen Lösungsmittel,
wie oben beschrieben, ist aus dem folgenden Grunde
zu bevorzugen. Wenn eine Sperrschicht, erhalten durch
Auflösen oder Dispergieren eines modifizierten Polyolefinharzes
in einem Mischlösungsmittel, bestehend aus einem
organischen Lösungsmittel und einem verträglichen Lösungsmittel,
aufgebracht wird und wenn danach ein pulverförmiges
Deckbeschichtungs-Anstrichmittel auf den noch nassen
(nicht gebrannten) Sperrschichtfilm aufgebracht und
gebrannt wird, dann verdampft das verträgliche Lösungsmittel,
das in dem Sperrschichtfilm zurückgeblieben ist,
und erreicht den Deckbeschichtungs-Pulverfilm, wodurch das
Harzpulver verbesserte Schmelzflußeigenschaften erhält und
die Glätte der fertigen Beschichtungsoberfläche erheblich
verbessert wird. Die Menge des verträglichen Lösungsmittels
in dem Mischlösungsmittel ist einen besonderen Beschränkungen
unterworfen, beträgt aber vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%.
Der Gehalt des Mischlösungsmittels in der Sperrschicht
ist ungefähr 15 bis 95 Gew.-%. Wenn somit ein
pulverförmiges Deckbeschichtungs-Anstrichmittel direkt auf
einen Sperrschichtfilm aufgebracht wird und wenn kein
Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel aufgebracht wird, indem
ein pulverförmiges Deckbeschichtungs-Anstrichmittel auf
einen Sperrschichtfilm aufgebracht wird, der noch naß
ist, und ein verträgliches Lösungsmittel enthält, dann
kann hierdurch in wirksamer Weise eine Oberfläche des fertiggestellten
Überzugs mit verbesserter Glätte erhalten
werden.
In die Sperrschicht können erforderlichenfalls verschiedene
Additive eingearbeitet werden. So können z. B.
im Zusammenhang mit dem kationischen Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
erwähnte Pigmente, wie Farbpigmente, Extenderpigmente
u. dgl., eingearbeitet werden. Die eingearbeiteten
Pigmentmenge kann im allgemeinen 150 Gewichtsteile oder
weniger, vorzugsweise 100 Gewichtsteile oder weniger, bezogen
auf 100 Gewichtsteile modifiziertes Polyolefinharz, betragen.
In die Sperrschicht können weiterhin geeignete Mengen
von bekannten Additiven für solche Überzüge eingearbeitet
werden, um verschiedenen Zwecken Rechnung zu tragen, z. B.
(1) der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des
Überzugsfilms, (2) der Verbesserung der Dispergierbarkeit
der Pigmente und (3) des Füllens. Beispiele für solche Additive
sind Kolophonium, Kolophoniumester, hydriertes Kolophonium,
Polyterpenharze, Estergummi, epoxymodifiziertes
Polybutadien, aliphatisches Epoxyharz mit niedrigem Molekulargewicht,
Epoxyharz mit niedrigem Molekulargewicht vom
aliphatischen Bisphenoltyp, Polyoxytetramthylenglykol,
Silikonkautschuk, Polyvinylethylether, Polyvinylmethylether,
ein Pigmentdispergierungsmittel, ein Verbesserungsmittel
für die Oberfläche des Films und dergleichen.
Wenn die Sperrschicht durch elektrostatisches Beschichten
aufgebracht wird, dann wird vorzugsweise eine elektroleitfähige
Substanz mit dem Mittel zur Erzeugung der Sperrschicht
im voraus vermischt, um die Sperrschicht so
einzustellen, daß der daraus gebildete Film einen spezifischen
Volumenwiderstand von nicht mehr als 10⁷ Ω cm, insbesondere
im Bereich von 10³ bis 10⁵ Ω cm, hat. Beispiele für
solche elektroleitfähigen Substanzen sind Pulver von elektroleitfähiger
Kohle, Silber, Nickel, Aluminium, Zinkoxid,
Zinndioxid, Wolframoxid und dergleichen. Die zugemischte
Menge einer solchen elektroleitfähigen Substanz ist nicht
kritisch, sofern sie das physikalische Verhalten des
Sperrschichtfilms nicht beeinträchtigt. Die normalerweise
bevorzugten Mengen sind aber höchstens 150 Gewichtsteile,
insbesondere 15 bis 80 Gewichtsteile, auf 100 Gewichtsteile
modifizierten Polyolefinharz.
Wenn ein Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel weggelassen
wird und ein Deckbeschichtungs-Anstrichmittel direkt auf
ein Sperrschichtfilm aufgebracht wird, dann wird es bevorzugt,
daß die Sperrschicht weiterhin Zersetzungsinhibitoren
für Harze, wie Ultraviolett-Absorber, Photostabilisatoren,
Antioxidantien u. dgl., enthält. Der Zweck der
Verwendung solcher Inhibitoren ist es, die Ultraviolettstrahlen
zu absorbieren, die durch einen Decküberzugsfilm
mit geringer Abschirmkraft hindurchgehen, und die Oxidation
von in den Harzketten erzeugten Radikalen zu verhindern
und auf diese Weise den Sperrschichtfilm zu schützen
und auch die Oberfläche des elektrisch aufgebrachten Films
davor zu schützen, daß sie im Lauf der Zeit durch die
Ultraviolettstrahlen zersetzt wird.
Für die Sperrschicht können alle beliebigen geeigneten
Ultraviolett-Absorptionsmittel verwendet werden, sofern sie
dazu imstande sind, die Energie der Ultraviolettstrahlen
zu absorbieren, mit dem modifzierten Polyolefinharz, das
in der Sperrschicht verwendet wird, verträglich sind
oder darin gleichförmig dispergierbar sind und sich nicht
leicht zersetzen und ihre Funktion bei einer Temperatur
verlieren, bei der der Sperrschichtfilm oder das gesamte
Überzugssystem gebrannt wird. Beispiele für geeignete
Ultraviolett-Absorptionsmittel sind Benzophenone, wie
Benzophenon, 2,4-Dihydroxybenzophenon, 2,2′,4,4′-Tetrahydroxybenzophenon,
2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2,2′-Dihydroxy-
4,4′-dimethoxybenzophenon, 2,2′-Dihydroxy-4-dimethoxybenzophenon,
2-Hydroxy-4-octoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-dodecyloxybenzophenon,
2-Hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzophenon,
5-Chlor-2-hydroxybenzophenon, 2,2′-Dihydroxy-4,4′-dimethoxy-5-
sulfobenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-2′-carboxybenzophenon,
2-Hydroxy-4-(2-hydroxy-3-methylacryloxy)-propoxybenzophenon und dergleichen,
Benzotriazole, wie
2-(2′-Hydroxy-5′-methylphenyl)-benzotriazol,
2-(2-Hydroxy-3,5-di-(1,1-
dimethylbenzylphenyl)-2H-benzotriazol, 2-(2′-Hydroxy-3′,5′-
ditert.-butylphenyl)-benzotriazol, 2-(2′-Hydroxy-3′-tert.-
butyl-5′-methylphenyl)-benzotriazol, 2-(3,5-ditert.-Amyl-2-
hydroxyphenyl)-benzotriazol, 2-(2′-Hydroxy-3′,5′-ditert.-isoamylphenyl)-benzotriazol,
2-(Hydroxy-5-tert.-butyl-phenyl)-benzotriazol und dergleichen,
Salicylsäureester,
wie
Phenylsalicylat, 4-tert.-Butylphenylsalicylat,
p-Octylphenylsalicylat und dergleichen,
Diphenylacrylate, wie
Ethyl-2-cyano-3,3′-diphenylacrylat,
2-Ethylhexyl-2-cyano-3,3′-diphenylacrylat und dergleichen,
Hydroxy-5-methoxyacetophenon, 2-Hydroxynaphthophenon,
2-Ethoxyethyl-p-methoxycinnamat, Nickelbisoctylphenylsulfid,
[2,2′-Thio-bis 4-t-octylphenolat]-n-butylaminnickel, Oxalsäureanilid etc.
Es gibt handelsübliche Ultraviolett-Absorptionsmittel. Als handelsübliche Produkte vom Benzotriazoltyp können z. B. Tinuvin 900® und Tinuvin 328® genannt werden. Als Produkte vom Benzophenontyp kann z. B. Uninul 400® genannt werden. Als Produkte vom Oxalsäureanilidtyp kann z. B. Sanduvor 3206® genannt werden.
Phenylsalicylat, 4-tert.-Butylphenylsalicylat,
p-Octylphenylsalicylat und dergleichen,
Diphenylacrylate, wie
Ethyl-2-cyano-3,3′-diphenylacrylat,
2-Ethylhexyl-2-cyano-3,3′-diphenylacrylat und dergleichen,
Hydroxy-5-methoxyacetophenon, 2-Hydroxynaphthophenon,
2-Ethoxyethyl-p-methoxycinnamat, Nickelbisoctylphenylsulfid,
[2,2′-Thio-bis 4-t-octylphenolat]-n-butylaminnickel, Oxalsäureanilid etc.
Es gibt handelsübliche Ultraviolett-Absorptionsmittel. Als handelsübliche Produkte vom Benzotriazoltyp können z. B. Tinuvin 900® und Tinuvin 328® genannt werden. Als Produkte vom Benzophenontyp kann z. B. Uninul 400® genannt werden. Als Produkte vom Oxalsäureanilidtyp kann z. B. Sanduvor 3206® genannt werden.
Die verwendete Menge des Ultraviolett-Absorptionsmittels
beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10 Gewichtsteile, mehr bevorzugt
0,5 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile
modifiziertes Polyolefinharz.
Als Photostabilisatoren können z. B.
Tetrakis-(2,2,6,6-
tetramethyl-4-piperidyl)-1,2,3,4-butantetracaroxylat,
8-Acetyl-3-dodecyl-7,7,9,9-tetrammethyl-1,3,8-triazaspiro-
(4,5)-decan-2,4-dion, Bis-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-
sebacat, Bis-(2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidyl)-sebacat,
Bis-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-sebacat, Dimethyl-
2-(4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidyl)-ethanolkondensat,
Poly-[6-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-imino-
1,3,5-triazin-2,4-diyl-4-(2,2,6,6-tetramethylpiperidyl)-
hexamethylen-4,4-(2,2,6,6-tetrammethylpiperidyl)-imino],
1-[2,3-(3,5-Di-t.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionyloxyethyl]-
3,4-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionyloxy]-2,2,6,6-
tetramethylpiperidin etc.
genannt werden. Als Antioxidantien
können beispielsweise
4,4′-Thiobis-(3-methyl-6-t-
butylphenyl), 2,2′-Methylenbis-(4-methyl-6-t-butylphenol),
4,4′-Methylenbis-(2,6-di-t-butylphenol), 1,3,5-Trimethyl-
2,4,6-tris-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)-benzol, Tris-
(2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl)-butan, Pentaeryhtrit-
tetrakis-(3-laurylthiopropionat), Dilaurylthiodipropionat,
Distearylthiodipropionat, Dimyristylthiodipropionat, Triethylenglykol-
bis-3-(3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)-
propionat, 1,6-Hexandiol-bis-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-
propionat, 2,4-Bis-(n-octylthio)-6-(hydroxy-3,5-
di-t-butylanilino)-1,3,5-triazin, Pentaerythrittetrakis-
[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat], 2,2-Thiodiethylen-bis-
[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat],
Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat], 2,2-
Thiobis-(4-methyl-6-t-butylphenol), N,N′-Hexamethylenbis-
(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy-hydroxycinnamamid) etc.
genannt
werden. Der Photostabilisator und/oder das Antioxidationsmittel
werden vorzugsweise in Kombination mit dem Ultraviolett-Absorptionsmittel
verwendet. Die geeignete Menge des
verwendeten Photostabilisators ist 0,1 bis 10 Gewichtsteile,
vorzugsweise 0,5 bis 3 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile
des modifizierten Polyolefinharzes. Die geeignete
Menge des verwendeten Antioxidationsmittels ist 0,1
bis 5 Gewichtsteile, vorzugsweise 0,2 bis 3 Gewichtsteile,
auf der gleichen Basis.
Weiterhin kann in die Sperrschicht ein korrosionsverhinderndes
Pigment eingearbeitet werden, das dazu wirksam ist,
die Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäßen erhaltenen
Überzugsfilme in erheblichem Maße zu verbessern.
Unter der Bezeichnung "korrosionsverhinderndes Pigment", das
in die Sperrschicht eingearbeitet werden soll, sollen
Pigmente verstanden werden, die die Funktion haben, die Korrosion
der Metalle zu hemmen oder zu verhindern. Diese Bezeichnung
steht im deutlichen Unterschied zu Farbpigmenten,
die dazu vorgesehen sind, einfach eine Farbe zu verleihen,
und Extenderpigmenten, um die physikalischen Eigenschaften
des Überzugsfilms einzustellen. Beispiele für solche korrosionsverhindernden
Pigmente sind Bleipigmente, Chromatpigmente
und Metallpulverpigmente. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren ist die Art des geeigneten korrosionsverhindernden
Pigments keinen besonderen Beschränkungen unterworfen.
Jedoch sind geeignete Produkte solche, die eine derartige
Zusammensetzung haben, daß nach dem Kontakt mit Wasser ihre
korrosionsverhindernde Komponente eluiert wird. Besonders
bevorzugte korrosionsverhindernde Pigmente sind solche, deren
Extrakte mit Wasser eine Elektroleitfähigkeit von mindestens
100 µΩ/cm, insbesondere mindestens 300 µΩ/cm, haben.
Die Elektroleitfähigkeit des wäßrigen Extrakts des korrosionsverhindernden
Pigments wird wie folgt gemessen: 80 Gewichtsteile
entionisiertes Wasser mit einer Elektroleitfähigkeit
von nicht mehr als 1 µΩ/cm und 20 Gewichtsteile
korrosionsverhinderndes Pigment werden vermischt und 5 Tage
bei 30°C stehengelassen. (Mittlerweise wird das Gemisch 10 Minuten
pro Tag gemischt.) Sodann wird die überstehende
Flüssigkeit (der wäßrige Extrakt) abgetrennt, und seine
Elektroleitfähigkeit wird gemessen.
Beispiele für korrosionsverhindernde Pigmente mit einer
Elektroleitfähigkeit innerhalb des oben genannten Bereichs
sind Zinkchromat (1570 µΩ/cm), Strontiumchromat (973 µΩ/cm),
Bariumchromat (736 µΩ/cm), Calciumchromat (8000 µΩ/cm),
basisches Bleichromat (111 µΩ/cm), basisches Bleisulfat
(118 µΩ/cm), Calciumphosphat (332 µΩ/cm), Zinkmolybdat
(333 µΩ/cm), Calciummolybdat (256 µΩ/cm), Aluminiumphosphomolybdat
(182 µΩ/cm), Bariummetaborat (1540 µΩ/cm),
Ammoniummetavanadat (7450 µΩ/cm) und dergleichen. (Die in
Klammern angegebenen Zahlenwerte geben die jeweilige Elektroleitfähigkeit
wieder.) Es können auch mehr als ein Produkt
gleichzeitig verwendet werden. Von den genannten Substanzen
werden Zinkchromat, Strontiumchromat, Bariumchromat und Calciumchromat
besonders bevorzugt. Die geeignete verwendete
Menge eines solchen korrosionsverhindernden Pigments liegt
im Bereich von 1 bis 150 Gewichtsteilen, vorzugsweise 2 bis
50 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile modifiziertes Polyolefinharz.
Die im voraus erfolgende Vermischung des korrosionsverhindernden
Pigments mit der Masse zur Erzeugung der Sperrschicht
kann in erheblichem Ausmaß die Korrosionsbeständigkeit
des Beschichtungssystems im Vergleich zu dem Fall verbessern,
daß das Pigment mit dem Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
vermischt wird.
Die Aufbringung der Sperrschicht auf den Elektrobeschichtungsfilm,
der nach der obenbeschriebenen Methode
bereits gebildet ist, kann nach allen beliebigen
bekannten Methoden, beispielsweise durch Sprühbeschichten,
Bürstenbeschichten, Tauchbeschichten, Schmelzbeschichten,
elektrostatisches Beschichten und dergleichen, erfolgen.
Die Filmdicke der Sperrschicht beträgt vorzugsweise gewöhnlich
1 bis 20 µm, insbesondere 2 bis 10 µm, ausgedrückt
als Dicke des getrockneten Films.
Wie oben erwähnt, wird erfindungsgemäß auf die Oberfläche
des gebildeten Sperrschichtfilms ein Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
oder eine Deckbeschichtungs-Anstrichfarbe
aufgebracht. Vor diesem Beschichten kann der
Sperrschichtfilm gebrannt werden. Das vorhergehende
Brennen ist zwar im allgemeinen vorzuziehen, jedoch nicht
wesentlich. Je nach dem Typ des Anstrichmittels, das auf den
Sperrschichtfilm aufgebracht wird, beispielsweise dann,
wenn ein Deckbeschichtungs-Anstrichmittel in Pulverform
direkt auf den Sperrschichtfilm aufgebracht wird, kann
ein Brennen des Sperrschichtfilms nicht notwendig sein
und eine Naß-auf-naß-Aufbringung eines Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittels
oder eines Deckbeschichtungs-Anstrichmittels
ist möglich. Es gibt Fälle, wo diese Naß-auf-naß-Aufbringung
bevorzugt wird.
Die geeignete Brenntemperatur liegt im allgemeinen im Bereich
von 60 bis 140°C, insbesondere 80 bis 140°C. Die
Brenntemperatur ist so, daß keine Zersetzung oder thermische
Deformierung der Kunststoffelemente bewirkt wird.
Auf die Oberfläche des Sperrschichtfilms kann
ein Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel vor der Aufbringung
des Deckbeschichtungs-Anstrichmittels aufgebracht werden.
Der Hauptzweck der Durchführung dieses Zwischenbeschichtens
besteht darin, einen Endbeschichtungsfilm zu erhalten,
der hinsichtlich der Dauerhaftigkeit, der Oberflächenglätte
und Schärfe, der Haftung etc. eine ausgezeichnet
hohe Qualität besitzt. Wenn es daher nicht erforderlich ist,
daß der Endüberzugsfilm eine derart hohe Qualität besitzt,
dann kann der Zwischenüberzug weggelassen werden. Jedoch
wird bei den bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens die Aufbringung eines Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittels
im allgemeinen bevorzugt.
Als Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel, die gegebenenfalls
beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, können
alle beliebigen bekannten Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
verwendet werden, die in einem herkömmlichen Überzugssystem,
bestehend aus einem Grundierlack, eines Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittels,
verwendet werden und die ausgezeichnete Eigenschaften
hinsichtlich der Haftung, der Ausgeprägtheit des
Bildglanzes (Oberflächenglätte), der Oberflächenschärfe,
der Überbrennbeständigkeit, der Wetterbeständigkeit etc.
haben. Insbesondere können wärmehärtende Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
genannt werden, in denen als Hauptträgerkomponente
eine Kombination aus (1) einem kurzen oder
ultrakurzen Ölalkydharz mit einer Öllänge von 30% oder weniger
und/oder einem ölfreinen Polyesterharz und (2) einem
Aminoharz enthalten. Das Alkydharz und das Polyesterharz
haben erwünschterweise eine Hydroxylzahl üblicherweise von
60 bis 140, insbesondere 80 bis 120, und eine Säurezahl von
5 bis 100.
Als besonders bevorzugte Alkydharze und Polyesterharze können
Harze genannt werden, die durch Veresterung eines mehrwertigen
Alkohols (z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol,
Hexandiol, Neopentylglykol, Glycerin, Trimethylolethan,
Trimethylolpropan, Pentaerythrit) mit einer mehrbasischen
Säure (z. B. Phthalsäure, Maleinsäure, Terepthalsäure,
Adipinsäure, Tetrahydroxyphthalsäure, Fumarsäure,
Itaconsäure, Pyromellitsäure und ihren Anhydriden) erhalten
worden sind.
Als Öl, das zur Modifizierung des Alkydharzes geeignet ist,
können z. B. trocknende Öle oder halbtrocknende Öle, wie Leinsamenöl,
Sojabohnenöl, Saffranöl, Tungöl, Tallöl, entwässertes
Rizinusöl und dergleichen sowie ungesättigte aus den
genannten Ölen erhaltene Fettsäuren genannt werden.
Als Aminoharz, das in Kombination mit dem ölmodifizierten
Alkydharz oder dem ölfreinen Polyesterharz verwendet wird,
können beispielsweise geeignete Melaminharze, die mit einer
Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen verethert sind,
Harnstoffharze, Benzoguanaminharze etc. genannt werden.
Was das Mengenverhältnis von Aminoharz zu den anderen Harzen
betrifft, so ist es zweckmäßig, daß der Anteil des ölmodifizierten
Alkydharzes und/oder des ölfreien Polyesterharzes
65 bis 85%, vorzugsweise 70 bis 80%, bezogen auf
das Festoffgewicht, und derjenige des Aminoharzes 35 bis
15%, vorzugsweise 30 bis 20%, beträgt. Mindestens ein Teil
des Aminoharzes kann durch eine Polyisocyanatverbindung oder
ein blockiertes Polyisocyanat ersetzt werden. Als Beispiele
für blockierte oder nichtblockierte Polyisocyanatverbindungen
können Tolylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat,
Xylylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat,
ein Reaktionsprodukt aus 1 mol Trimethylolpropan
und 3 mol Tolylendiisocyanat oder Hexamethylendiisocyanat
genannt werden.
Das Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel, in dem die obigen
Harze als Trägerkomponenten verwendet worden sind, hat vorzugsweise
die Form eines Anstrichmittels vom organischen Lösungsmitteltyp
oder wäßrigem Typ (wäßrige Lösung oder wäßrige
Dispersion). Der organische Lösungsmitteltyp wird am
meisten bevorzugt. Das Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
kann auch die Form eines nichtwäßrigen Disperionstyps,
eines Typs mit hohem Feststoffgehalt, Pulvertyps oder dergleichen
haben. Es wird bevorzugt, daß Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
einen Überzugsfilm mit einer Bleistifthärte
von im allgemeinen 3B bis 6H, vorzugsweise B bis
2H, bei 20°C ergibt. Das Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
kann erforderlichenfalls weiterhin Extenderpigmente, Farbpigmente
und andere Additive, wie sie üblicherweise für
Überzüge verwendet werden, in den üblichen Mengen enthalten.
Die Aufbringung des Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittels auf
den Sperrschichtfilm kann wie bei der Aufbringung der
Sperrschicht unter Verwendung einer solchen Methode,
wie beispielsweise des Sprühbeschichtens, des Bürstenbeschichtens,
Tauchbeschichtens, Schmelzbeschichtens, elektrostatischen
Beschichtens oder dergleichen, geschehen. Es
wird bevorzugt, daß der Zwischenbeschichtungsfilm eine Dicke
im allgemeinen von 10 bis 100 µm, vorzugsweise 15 bis 50 µm,
hat. Das Härten des Zwischenbeschichtungsfilms kann bei
jeder beliebigen Temperatur erfolgen, die zum Härten des
Films geeignet ist, solange diese Temperatur keine wesentliche
thermische Zersetzung des Films bewirkt. Wenn jedoch
eine thermische Härtung erfolgt, dann beträgt die Härtungstemperatur
vorzugsweise 60 bis 140°C, mehr bevorzugt 80
bis 140°C.
Hierbei handelt es sich um ein Anstrichmittel, das auf die
Oberfläche des Sperrschichtfilms oder des Zwischenbeschichtungsfilms
aufgebracht wird, um den lackierten Karosserien
ein ansprechendes Aussehen zu verleihen. Als
solche Deckbeschichtungs-Anstrichmittel können Deckbeschichtungs-Anstrichmittel
verwendet werden, wie sie in herkömmlichen
Beschichtungssystemen verwendet werden, die aus einem
Grundlack, einem Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel und
einem Deckbeschichtungs-Anstrichmittels bestehen. Als ein
solches Deckbeschichtungs-Anstrichmittel können im allgemeinen
herkömmliche bekannte Anstrichmittel verwendet werden,
die dazu imstande sind, einen Überzugsfilm mit ausgezeichneten
Eigenschaften hinsichtlich des Oberflächenaussehens
(z. B. Schärfe, Glätte, Glanz), der Wetterbeständigkeit
(z. B. Glanzbeibehaltung, Farbbeibehaltung, Verkreidungsbeständigkeit),
der chemischen Beständigkeit, der Feuchtigkeitsbeständigkeit,
der Wasserbeständigkeit, der Härtbarkeit
etc. zu bilden. Als Deckbeschichtungs-Anstrichmittel,
das für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, können
beispielsweise Anstrichmittel vorzugsweise vom organischen
Lösungsmitteltyp oder vom wäßrigen Typ genannt werden,
die als Hauptträgerkomponente ein Harz, beispielsweise vom
Aminoacrylharztyp, vom sauren Glycidylacrylharztyp, vom
Isocyanatacrylharztyp, vom Aminoalkydharzsystem, vom Aminopolyesterharztyp,
vom Isocyanatpolyesterharztyp oder dergleichen,
enthalten.
Bevorzugte Beispiele für das Deckbeschichtungs-Anstrichmittel
sind Anstrichmittel vom Aminoacrylharztyp, nämlich
wärmehärtende Anstrichmittel, die ein Aminoharz als Vernetzungsmittel
enthalten. In diesen Anstrichmitteln werden
als Hauptkomponenten (a) ein Acrylharz, erhalten durch Polymerisation
einer geeigneten Kombination eines harten Monomeren
(beispielsweise Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat,
n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat), eines weichen
Monomeren (z. B. n-Hexylmethacrylat, Laurylmethacrylat,
Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat),
eines funktionelle Gruppen enthaltenden Monomeren
(z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Hydroxyethylmethacrylat,
Hydroxyethylacrylat, Acrylamid, Glycidylacrylat)
und eines weiteren Monomeren (z. B. Styrol, Acrylnitril) und
(b) ein Aminoharz, ausgewählt aus Harzen, wie ein Melaminharz,
das mit einer Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen
verethert ist, und einem Harnstoffharz, das mit einer
Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen verethert ist,
verwendet. Das genannte Acrylharz (a) hat vorzugsweise ein
zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von 5000 bis
50 000, eine Hydroxylzahl von 5 bis 40 und eine Säurezahl
von 2 bis 100. Ein weiteres bevorzugtes Beispiel des Deckbeschichtungs-Anstrichmittels
ist ein Anstrichmittel ist ein Anstrichmittel vom
Aminoalkydharztyp, bei der ein butyliertes Melaminharz vorzugsweise
die Aminoharzkomponente darstellt und ein Alkydharz,
das mit einem halbtrocknenden Öl oder einem ultrakurzen
Ölalkydharz modifiziert ist, vorzugsweise die Alkydharzkomponente
darstellt.
Wenn das Deckbeschichtungs-Anstrichmittel insbesondere ein
Anstrichmittel ist, das dazu imstande ist, einen ultraharten
Film zu bilden, dann hat der erfindungsgemäß erhaltene zusammengesetzte
Überzugsfilm eine erheblich verbesserte Beständigkeit
gegenüber einem Rauhwerden und er ist hart und
flexibel. Dieser zusammengesetzte Überzugsfilm kann, da seine
oberste Schicht ein ultraharter Film ist und er somit
hart ist, fast vollständig die Bildung von Aufrauhungen
bzw. Kratzern verhindern, die durch Autowaschbürsten, Poliermittel,
Staub etc. bewirkt werden. Weiterhin besitzt
er eine verbesserte Wetterbeständigkeit. Der zusammengesetzte
Überzugsfilm kann, da er einen Trägerschichtfilm mit
den oben beschriebenen physikalischen Eigenschaften unterhalb
der obersten Schicht besitzt, selbst dann, wenn er
starker Schlageinwirkung aufgrund der Kollision mit Steinsalz,
Splitt etc. am äußersten ultraharten Film ausgesetzt
ist, die Schlagenergie vollständig oder fast vollständig
innerhalb des Sperrschichtfilms absorbieren. Hierdurch
erreicht die Schlagenergie nicht den Elektrobeschichtungsfilm
unterhalb des Sperrschichtfilms und der
Decküberzugsfilm (und der Zwischenüberzugsfilm) erleiden
nur geringe physikalische Beschädigungen. Der Sperrschichtfilm
wirkt somit als Pufferzone für von außen herkommende
Schlageinwirkungen, was dazu führt, daß der erfindungsgemäß
erhaltene vielschichtige Überzugsfilm eine
erheblich verbesserte Splitterbeständigkeit besitzt und
daß das Metallsubstrat, beispielsweise ein Stahlblech, vor
der Entwicklung von Rost und Korrosion, die durch das Absplittern
bewirkt wird, geschützt wird. Weiterhin kann der
Decküberzugsfilm von Beschädigungen durch Kollision mit
Steinsalz, Splitt etc. frei sein. Der erfindungsgemäß erhaltene
vielschichtige Überzugsfilm ist daher hart und flexibel
und zeigt demgemäß die oben beschriebenen ausgezeichneten
Eigenschaften.
Ein "ultraharter Film" ist hierin ein Überzugsfilm mit einer
Härte (wie gehärtet) von 4H bis 9H bei 20°C bei Messung
nach der Bleistifthärte-Testmethode.
Die im Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Bleistifthärte-Testmethode
erfolgt in der Weise, daß eine Glasplatte
mit der zu testenden Anstrichfarbe beschichtet wird. Der
resultierende zusammengesetzte Überzugsfilm wird gehärtet.
Die so erhaltene Testplatte wird bei 20°C gehalten. Ein
handelsüblicher
Bleistift, dessen Schreibspitze flach geschliffen worden
ist, so daß er eine scharfe Kante hat, wird stark auf
die beschichtete Oberfläche der Testplatte mit einem Winkel
von 45° und mit einem solchen Druck aufgedrückt, daß die
Bleistiftspitze nicht bricht. In diesem Zustand wird der
Bleistift etwa 1 cm weit mit einer Geschwindigkeit von
3 cm/s bewegt. Auf diese Weise wird die Härte des härtesten
Bleistifts, der keine Kratzer bewirkt, gemessen.
Als Deckbeschichtungs-Anstrichmittel, das dazu imstande ist,
einen ultraharten Film zu bilden, können z. B. durch Vernetzung
härtbare Anstrichmittel genannt werden, die als
Trägerkomponente ein Harz, beispielsweise vom Aminoacrylharztyp,
vom Aminoalkydharztyp, vom Aminopolyesterharztyp,
vom Aminofluorharztyp, vom Amino-Silicium-Polyester-Harztyp,
vom ungesättigten Polyesterharztyp, vom Isocyanatacrylharztyp,
vom Isocyanatpolyesterharztyp, vom Isocyanatfluorharztyp,
vom ungesättigten Acrylharztyp oder dergleichen,
enthalten. Von diesen werden Deckbeschichtungs-Anstrichmittel
vom Aminoalkydharztyp, vom Aminoacrylharztyp
und Amino-Silicium-Polyester-Harztyp bevorzugt.
Geeignete Methoden zur Bildung eines ultraharten Films sind
z. B. (1) wenn die Trägerkomponente auf der Basis eines Polyesterharzes
oder eines Alkydharzes aufgebaut ist, eine Methode,
bei der als mehrbasische Säurekomponente des genannten
Harzes eine harte mehrbasische Säure vom aromatischen
Typ, wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Trimellitsäure,
ihre Anhydride oder dergleichen, verwendet wird,
(2) wenn die Trägerkomponente auf der Basis eines Acrylharzes
aufgebaut ist, eine Methode, bei der das genannte Harz
ein hartes Harz vom Acryltyp verwendet wird, wobei ein Monomeres
eingesetzt wird, das eine hohe Glasübergangstemperatur
ergibt, und (3) eine Methode, bei der als Trägerkomponente
ein Harz verwendet wird, welches ein relativ großes
Molekulargewicht aufweist und das im Molekül einen großen
Anteil von vernetzbaren funktionellen Gruppen enthält, wobei
die Menge und der Typ des Katalysators (innerer oder
äußerer Katalysator) und/oder die Menge und der Typ des
Vernetzungsmittels (oder Härtungsmittels) kontrolliert werden.
Die Form des Deckbeschichtungs-Anstrichmittels, das bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, ist keinen besonderen
Beschränkungen unterworfen. Dieses Anstrichmittel
kann vom organischen Lösungsmitteltyp, vom nichtwäßrigen
Dispersionstyp, vom wäßrigen Lösungstyp, vom wäßrigen Dispersionstyp,
Pulvertyp, Typ mit hohem Feststoffgehalt etc.
sein.
Das Deckanstrichmittel, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet wird, kann in (1) Emailanstrichmittel,
erhalten durch Zugabe von Metallpigmenten und/oder Farbpigmenten
zu einem Anstrichmittel in dem die oben beschriebenen
Hauptträgerkomponente verwendet worden ist, und (2) klare
Anstrichmittel, die von solchen Pigmenten vollständig oder
im wesentlichen frei sind, aufgeteilt werden. Unter Verwendung
eines solchen Anstrichmittels kann beispielsweise nach
den folgenden Methoden ein Deckbeschichtungsüberzugsfilm
thermisch gebildet werden.
- (1) Ein metallisches Anstrichmittel, die Metallpigmente und erforderlichenfalls Farbpigmente enthält, oder ein festes Farbanstrichmittel, das Farbpigmente enthält, wird aufgebracht und hitzegehärtet (die Fertigstellung zu einem Metallack oder einem Farblack erfolgt durch einen Beschichtungs- und einen Brennvorgang).
- (2) Ein metallisches Anstrichmittel oder ein festes Farbanstrichmittel wird aufgebracht und hitzegehärtet. Sodann wird ein klares Anstrichmittel aufgebracht und es wird erneut hitzegehärtet (die Fertigstellung zu einem Metallack oder einen Farblack erfolgt durch zwei Beschichtungs- und zwei Brennvorgänge).
- (3) Ein metallisches Anstrichmittel oder ein festes Farbanstrichmittel wird aufgebracht und sodann wird ein klares Anstrichmittel aufgebracht. Danach werden die resultierenden zwei Filme gleichzeitig gehärtet (die Fertigstellung zu einem Metallack oder einen Farblack erfolgt durch zwei Beschichtungsvorgänge und einen Brennvorgang).
Die obengenannten Deckbeschichtungs-Anstrichmittel werden
vorzugsweise durch Sprühbeschichten, elektrostatisches
Beschichten etc. aufgebracht. Der resultierende Beschichtungsfilm
wird durch Raumtemperaturtrocknen, Hitzetrocknen,
Hitzehärten, Vernetzungshärten, durch Bestrahlung mit
Strahlen mit aktiver Energie (z. B. Elektronenstrahlen, Ultraviolettstrahlen)
etc., je nach der Form, des Typs etc. des
aufgebrachten Anstrichmittels getrocknet und/oder gehärtet.
Der auf die obige Weise gebildete Decküberzugsfilm hat vorzugsweise
eine Dicke (im getrockneten Zustand) von 25 bis
40 µm, wenn Methode (1) angewendet wird, und von 10 bis 30 µm
(Metall- und feste Farbanstrichmittel) und 25 is 50 µm
(klare Anstrichmittel), wenn Methode (2) oder (3) angewendet
wird. Die Erhitzungsbedingungen des Deckbeschichtungsfilms
können je nach dem Typ der verwendeten Trägerkomponente
variieren. Vorzugsweise erfolgt die Behandlung aber
im allgemeinen bei 60 bis 140°C, insbesondere 80 bis 120°C,
und über einen Zeitraum von 10 bis 40 min.
Wenn ein Deckbeschichtungs-Anstrichmittel vom Pulvertyp
hauptsächlich als Deckbeschichtungs-Anstrichmittel verwendet
wird, dann können z. B. die folgenden Beschichtungs-
und Brennmethoden angewendet werden.
- (a) Ein Email-Festfarbanstrichmittel in Pulverform, erhalten durch Zugabe von Farbpigmenten zu der Trägerkomponente des obengenannten pulverförmigen Anstrichmittels wird auf den Sperrschichtfilm aufgebracht und gebrannt (Festfarb-Fertigbearbeitung durch einen Beschichtungs- und einen Brennvorgang).
- (b). Ein Festfarben- oder Metallanstrichmittel in flüssiger Form wird auf den Sperrschichtfilm aufgebracht. Sodann wird nach Durchführung eines Brennens oder ohne ein solches Brennen das obengenannte klare Anstrichmittel in Pulverform, die im wesentlichen oder vollständig von Farbpigmenten frei ist, aufgebracht und das Brennen wird durchgeführt (eine Festfarben- oder Metallfertigstellung durch zwei Beschichtungs- und einen Brennvorgang oder durch zwei Beschichtungs- und zwei Brennvorgänge).
Bei der Methode (a) wird nachdem der Sperrschichtfilm
gebrannt worden ist, vorzugsweise eine Sperrschicht,
die ein verträgliches Lösungsmittel enthält, aufgebracht.
Darauf wird ohne Brennen ein Festfarben-Email-Anstrichmittel
in Pulverform aufgebracht, so daß dieses Aufbringen
einen Film ergeben kann, der eine Dicke (nach dem Brennen)
von etwa 30 bis 150 µm hat. Der resultierende Film wird bei
80 bis 140°C, insbesondere 120 bis 140°C, gebrannt. Indem
man den Sperrschichtfilm ein verträgliches Lösungsmittel
enthalten läßt, kann die Entwicklung von feienn Ungleichmäßigkeiten
(als Orangenhaut ersichtlich) auf der
Oberfläche des Decküberzugsfilms verhindert werden und es
kann ein Decküberzugsfilm mit dem Aussehen einer ausgezeichneten
Glätte erhalten werden.
Bei der Methode (b) wird eine Sperrschicht aufgebracht
und nach Durchführung eines Brennens oder ohne Durchführung
eines Brennens wird eine Festfarben- oder Metallanstrichmittel
in flüssiger Form so darauf aufgebracht, daß hierdurch
ein Film mit einer Dicke von (nach dem Brennen) 10 bis 30 µm
erhalten werden kann. Sodann wird nach dem Brennen bei beispielsweise
60 bis 140°C oder ohne Durchführung eines solchen
Brennens das obengenannte klare Anstrichmittel in Pulverform
so aufgebracht, daß ein Film mit einer Dicke von
(nach dem Brennen) 30 bis 150 µm erhalten wird, und das Brennen
wird bei 60 bis 140°C, insbesondere 80 bis 120°C,
durchgeführt.
Der Decküberzugsfilm, der so gebildet wird, kann eine Bleistifthärte
im allgemeinen von 2B bis 9H bie 20°C je nach
Faktoren, wie dem Typ der in dem Film enthaltenen Trägerkomponente,
besitzen.
Bei einem Überzugsfilm, der auf die obige Weise gemäß der
Erfindung dadurch erhalten worden ist, daß eine Sperrschicht,
gegebenenfalls ein Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
und ein Deckbeschichtungs-Anstrichmittel auf eine
Kraftfahrzeug-Außenkarosserie aufgebracht worden ist, wobei
die Außenkarosserie durch Zusammenstellung und Integrierung
von kationisch elektrobeschichteten Metallelementen und
Kunststoffelementen hergestellt worden ist, dann werden Farbungleichmäßigkeiten
zwischen den Metallteilen und den Kunststoffteilen
eliminiert. Weiterhin zeigt das Filmsystem eine
ausgeprägt verbesserte Splitterbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit
und andere physikalische Eigenschaften.
Die Erfindung wird anhand der Beispiele und Vergleichsbeispiele
näher erläutert.
(A) Ein Stahlblech, das mit einem Oberflächenbehandlungsmittel
vom Zinkphosphattyp behandelt worden war (Abmessungen:
300 mm×90 mm×0,8 mm).
(B) Ein Stahlblech mit spitzwinkligem Teil, erhalten
durch Biegen des Stahlblechs (A) um 90°.
(C) Eine Platte aus Polyamidharz, die mit Trichlorethylendampf
entfettet worden war (Abmessungen: 300 mm×90 mm×0,8 mm).
(A) Ein Anstrichmittel, das als
Trägerkomponenten ein polyamidmodifiziertes Bisphenolepoxyharz
(Essigsäure wurde als Neutralisationsmittel verwendet)
und eine blockierte Polyisocyanatverbindung enthielt (pH:
6,5, Feststoffgehalt: 20 Gew.-%, Wasserabsorption des Überzugsfilms:
3,5 Gew.-%).
(B) Ein Anstrichmittel, das 100 Gewichtsteile
der Trägerkomponenten des Anstrichmittels (A)
und 70 Gewichtsteile Pigmente, bestehend aus Titandioxid,
Ruß und Ton im Gewichtsverhältnis von 30 : 1,5 : 30 enthielt
(pH: 6,5, Feststoffgehalt: 20 Gew.-%, Wasserabsorption des
Überzugsfilms: 4,8 Gew.-%).
(A) Eine Lösung eines Gemisches aus einem Harz, erhalten
durch Pfropfpolymerisation von Maleinsäure auf ein Propylen-Ethylen-Copolymeres
(100 Gewichtsteile) mit Printex
L-6® (elektroleitfähige Kohle,
25 Gewichtsteile), in einem organischen Lösungsmittel (statische
Glasübergangstemperatur: -43°C, Dehnung beim Bruch
bei -20°C: 410%, spezifischer Volumenwiderstand: 2,3×10³ Ωcm).
(B) Eine Toluollösung eines Gemisches des obigen Harzes
(A) (100 Gewichtsteile), Kolophonium (10 Gewichtsteile)
und Printex L-6® (10 Gewichtsteile): (statische Glasübergangstemperatur:
-52°C, Dehnung beim Bruch bei -20°C: 700%,
spezifischer Volumenwiderstand: 4,5×10⁴ Ωcm).
(C) Lösung eines Gemisches, gebildet durch Dispergieren
von Printex L-6® (25 Gewichtsteile) und Zinkchromat (10 Gewichtsteile)
in dem obigen Harz (A) (100 Gewichtsteile)
in einem organischen Lösungsmittel: (statische Glasübergangstemperatur:
-43°C, Dehnung beim Bruch bei -20°C: 400%,
spezifischer Volumenwiderstand: 2,3×10³ Ωcm).
(D) Eine Lösung eines Gemisches des obigen Harzes (A)
(100 Gewichtsteile), Kolophonium (10 Gewichtsteile), Strontiumchromat
(20 Gewichtsteile) und Printex L-6® (10 Gewichtsteile)
in einem organischen Lösungsmittel: (statische Glasübergangstemperatur:
-52°C, Dehnung beim Bruch bei -20°C:
680%, spezifischer Volumenwiderstand: 4,5×10⁴ Ωcm).
(E) Toluollösung, enthaltend das Harz (A), 2-[2-Hydroxy-
3,5-di(1,1-dimethylbenzol)phenyl]-2H-benztriazol (Ultraviolettabsorber),
Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)sebacat
(Photostabilisator) und Printex L-6® im Gewichtsverhältnis
von 100 Teilen, 1 Teil, 0,5 Teil und 10 Teilen.
(F) Eine Toluollösung eines Gemisches, bestehend aus
25 Gewichtsteilen Printex L-6®, dispergiert in 100 Gewichtsteilen
des Harzes (A) (statische Glasübergangstemperatur:
+5°C, spezifischer Volumenwiderstand: 5,2×10⁻³ Ωcm).
Handelsübliches Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel vom Aminopolyesterharztyp,
Bleistifthärte: H.
(A) Handelsübliches Deckbeschichtungs-Anstrichmittel vom
Aminoalkydharztyp, eines weißen Anstrichmittels für einen
Beschichtungs- und einen Brennvorgang; Bleistifthärte bei
20°C: H.
(B) Handelsübliches Deckbeschichtungs-Anstrichmittel vom
Aminoacrylharztyp, ein Silbermetallanstrichmittel für zwei
Beschichtungs- und einen Brennvorgang; Bleistifthärte bei
20°C: H.
(C) Handelsübliches Deckbeschichtungs-Anstrichmittel vom
Aminoacrylharztyp, ein klares Anstrichmittel für zwei Beschichtungs-
und einen Brennvorgang; Bleistifthärte bei 20°C:
H.
(D) Handelsübliches durch Elektronenstrahl härtendes
Anstrichmittel unter Verwendung eines Acrylat-Polyester-Harzes,
Bleistifthärte: 6H. Der Überzugsfilm dieses Anstrichmittels
wurde durch Bestrahlen mit 6 · 10⁴ J/kg (6-Mrad)-Elektronenstrahlen
bie 270 KeV gehärtet.
Unter Verwendung der obigen Proben wurden die kationischen
Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel auf die Substrate (A)
und (B) aufgebracht. Die Überzugsfilme wurden durch Erhitzen
gehärtet. Sodann wurden das beschichtete Stahlblech und
die Harzplatte (C), auf deren Oberflächen eine Sperrschicht,
eine Zwischenschicht und eine Deckschicht aufgebracht
worden waren, zusammengestellt und integriert. Einzelheiten
der Beschichtungsstufen werden in der folgenden
Tabelle I gezeigt:
In Tabelle I waren die Bedingungen der kationischen Elektrobeschichtung
wie folgt: Badtemperatur: 28°C, pH: 6,5, Lastspannung:
etwa 250 V, Elektrifizierung: etwa 180 s. Nach dem
Elektrobeschichten wurde mit Wasser gewaschen, und es wurde
bei 170°C 30 min lang gebrannt. Alle Filmdicken sind die
Filmdicken nach dem Härten.
Die Sperrschichten wurden unter Verwendung einer Luftsprühmaschine
aufgebracht. Die Gesamtfilmdicke war 6 bis 10 µm
nach dem Trocknen an den flachen Teilen.
Die Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel und die Deckbeschichtungs-Anstrichmittel
wurden unter Verwendung einer
elektrostatischen Beschichtungseinrichtung durch Sprühbeschichten
aufgebracht.
In dem Decküberzug bedeutet "1C1B" ein Beschichtungssystem,
bei dem ein Farbanstrich aufgebracht und sodann bei 160°C
30 min lang gebrannt wird. "2C1B" bedeutet ein Beschichtungssystem,
bei dem ein Metallanstrich und ein klarer Anstrich
in dieser Reihenfolge oder auf Naß-auf-naß-Basis
aufgebracht werden und sodann die resultierenden zwei Filme
gleichzeitig bei 140°C 30 min lang gebrannt werden. Alle
Filmdicken sind für die flachen Teile angegeben.
Die in den obigen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen
beschichteten Bleche wurden als Testbleche verwendet
und Verhaltenstests unterworfen. Die Ergebnisse sind in der
folgenden Tabelle II zusammengestellt.
- (1) Splittschlageinwirkungstestvorrichtg.: ein handelsübliches Q-G-R-Gravelometer.
- (2) Aufgeblasene Steine: Zerkleinerte Steine mit Durchmessern von etwa 15 bis 20 mm.
- (3) Volumen der verblasenen Steine: etwa 500 ml.
- (4) Blasluftdruck: etwa 4 · 10⁵ Pa.
- (5) Testtemperatur: etwa 20°C.
Ein Testblech wurde auf einer Trägerplatte fixiert. Etwa
500 ml zerkleinerte Steine wurden auf das Testblech auftreffen
gelassen, wobei ein Blasluftdruck von etwa 4 · 10⁵ Pa angewendet
wurde. Danach wurde das Testblech auf den Zustand
der Filmoberfläche und die Beständigkeit gegenüber dem Salzwasserspray
untersucht. Der Zustand der Filmoberfläche wurde
visuell ermittelt und aufgrund der unten angegebenen Kriterien
bewertet. Beim Test der Beständigkeit gegenüber dem
Salzwasserspray wurde ein Testblech, nachdem es von den zerkleinerten
Steinen getroffen worden war, dem Salzwasserspraytest
nach der JIS-Norm Z 2371 480 h unterworfen. Danach
wurde ein Cellophanklebband auf die Filmoberfläche des
Testblechs aufgeklebt und rasch abgezogen. Der Zustand der
nachfolgenden Rostenwicklung, der Korrosionszustand, das
Abblättern des Überzugsfilms etc. an den getroffenen Teilen
wurde beobachtet.
- (1) Zustand der Filmoberfläche:
- : Eine Rißbildung durch Auftreffen der Steinchen ist in sehr geringfügigem Ausmaß an begrenzten Stellen des Decküberzugsfilms festzustellen. Es erfolgt kein Abblättern bzw. Abschälen des Elektrobeschichtungsfilms.
- ○: Eine Rißbildung durch das Auftreffen der Steinchen ist an Stellen des Deckbeschichtungsfilms erkennbar. Ein Abblättern bzw. Abschälen des Elektrobeschichtungsfilms wird an wenigen Stellen festgestellt.
- ∆: Der Decküberzug schälte sich an vielen Stellen ab. Ein Abblättern des Elektrobeschichtungsfilms war zu einem geringeren Ausmaß aufgetreten.
- ×: Der größte Teil des Deckbeschichtungsfilms war abgeblättert bzw. abgeschält. Der Elektrobeschichtungsfilm hatte sich an den getroffenen Teilen und den umgebenden Bereichen abgeschält.
- (2) Beständigkeit gegenüber dem Salzwasserspray:
- : Es werden keine Rostentwicklung, Korrosion, Abblättern bzw. Abschälen des Films etc. beobachtet.
- ○: Geringfügige Rostentwicklung, Korrosion und Abschälen des Films.
- ∆: Etwas größere Rostentwicklung, Korrosion und Abblättern des Films.
- ×: Sehr starke Rostentwicklung, Korrosion und Abblättern des Films.
- Die Splitterbeständigkeit nach beschleunigtem Aussetzen wurde nach der obigen Methode getestet, nachdem das beschichtete Blech 2000 h lang in einem handelsüblichen Sonnenschein-Bewitterungsmeter der Atmosphäre ausgesetzt worden war.
Dieser Test wurde in einer Atmosphäre von 0°C der JIS-Norm
K 5400-1979 6.133B durchgeführt. Ein Gewicht von 500 g
wurde von einer Höhe von 50 cm auf das Blech fallengelassen,
um die Beschädigung des Beschichtungsfilms zu untersuchen.
: Keine Veränderung.
∆: Geringfügiges Auftreten von Rissen und Abblätterungserscheinungen.
×: Schwere Rißbildung und schweres Abblättern.
∆: Geringfügiges Auftreten von Rissen und Abblätterungserscheinungen.
×: Schwere Rißbildung und schweres Abblättern.
Der Beschichtungsfilm einer Testplatte wurde zu 100 Quadraten
jeweils mit den Abmessungen 1 mm×1 mm nach der JIS-Norm
K 5400-1979 6.15 verformt. Darauf wurde ein Cellophanklebband
aufgeklebt. Das Band wurde rasch abgezogen und
die Anzahl der zurückgebliebenen Quadrate wurde durch Zählen
ermittelt.
Die Haftung nach beschleunigtem Aussetzen wurde nach der
obigen Methode nach 2000stündigem Aussetzen der Probe
in einem handelsüblichen Sonnenschein-Bewitterungsmeter
der Atmosphäre ermittelt.
Ein Testblech wurde in Wasser von 40°C 10 Tage lang eingetaucht
und sodann wurde die Filmoberfläche bewertet.
: Keine Veränderung.
Ein Testblech wurde visuell auf die Bildung von Ungleichmäßigkeiten
auf der Filmoberfläche untersucht.
: Fast keine.
∆: Geringe Anzahl von Unebenheiten.
×: Große Anzahl von Unebenheiten.
∆: Geringe Anzahl von Unebenheiten.
×: Große Anzahl von Unebenheiten.
Ein Testblech wurde dem gleichen Salzwasserspraytest wie
in 1 unterworfen. Splitterungsbeständigkeit über 480 h. Der
Zustand der Filmoberfläche am spitzwinkligen Teil wurde visuell
ermittelt.
: Keine Rostentwicklung.
∆: Geringe Rostentwicklung.
×: Schwere Rostentwicklung.
∆: Geringe Rostentwicklung.
×: Schwere Rostentwicklung.
In den Überzugsfilm eines Testblechs wurden zwei Linien diagonal
mit einem Schneider bis zum Substrat des Blechs hinunter
eingeschnitten. Sodann wurde das Testblech in den
Salzwasserspraytester der JIS-Norm Z 2371 48 h lang eingegeben.
Danach wurde die Filmoberfläche mit entionisierten Wasser
gewaschen. Hierauf wurde das Testblech in einen Kasten
mit konstanter Temperatur und konstanter Feuchtigkeit (Temperatur:
40±2°C, rel. Feuchtigkeit: 85±2%) 480 h lang
eingegeben. Das Ausmaß der Filiform-Korrosion bzw. der fadenförmigen
Korrosion auf dem Testblech wurde untersucht.
Die durchschnittliche Länge und Dichte der Filiform-Korrosion
wurde aufgezeichnet.
F: 2 bis 3 oder weniger Filiform-Korrosionen innerhalb
jedes 1ß-mm-Teils der eingeschnittenen Linien.
M: etwa 5 bis 6 Filiform-Korrosionen innerhalb eines 10-mm-Teils der eingeschnittenen Linien.
D: 10 oder mehr Filiform-Korrosionen innerhalb jedes 10-mm-Teils der eingeschnittenen Linien.
M: etwa 5 bis 6 Filiform-Korrosionen innerhalb eines 10-mm-Teils der eingeschnittenen Linien.
D: 10 oder mehr Filiform-Korrosionen innerhalb jedes 10-mm-Teils der eingeschnittenen Linien.
Ein Testblech wurde in warmes Wasser von 40°C 120 h lang
eingetaucht und sodann 4 h lang bei 20°C getrocknet. Das
resultierende Testblech wurde einer Splitterungseinwirkung
ausgesetzt, wobei 300 g zerkleinerte Steine Nr. 6 mit 4 · 10⁵ Pa
verwendet wurden. Weiterhin wurde gerade Linien
eingeschnitten. Hierauf wurde das Blech der Wiederholung
eines Einheitstests unterworfen (Eintauchen in 5%ige wäßrige
NaCl-Lösung bei 30°C über 2 h → Stehlenlassen bei -20°C
über 1 h → Stehenlassen im Freien über 45 h). Dieser Einheitstest
wurde dreimal pro Woche als ein Zyklus durchgeführt.
Nach 10 Zyklen wurde der Zustand der Filmoberfläche
(insbesondere hinsichtlich einer Rostbildung, eines Aufquellens
etc.) untersucht.
: Keine ausgeprägte Veränderung.
∆: Geringfügige Rostbildung und Quellen.
×: Schwere Rostbildung und Quellen.
∆: Geringfügige Rostbildung und Quellen.
×: Schwere Rostbildung und Quellen.
Die Härte des härtesten Bleistifts, der bei 20°C keinen
Kratzer gibt.
Auf ein horizontal gehaltenes Testblech wurden 4 Lagen
Victoria-Battist von 20°C aufgelegt. Hierauf wurde ein Gewicht
von 1 kg (zur Verwendung in ebenen Lagen mit einem
Boden mit einem Durchmesser von 5 cm) aufgebracht. Indem
die Enden des Victoria-Battists gehalten und gezogen wurden,
wurden die Victoria-Battist-Teile und das Gewicht auf
dem Blech 20mal mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/s hin-
und herbewegt. Sodann wurde der Zustand der Filmoberfläche
bewertet.
: Im wesentlichen von einer Abnutzung frei.
∆: Geringfügige Abnutzung.
×: Schwere Abnutzung.
∆: Geringfügige Abnutzung.
×: Schwere Abnutzung.
Claims (31)
1. Verfahren zum Beschichten von Kraftfahrzeug-Karosserien
aus Metallelementen und Kunststoffelementen durch Zusammenstellen
der Metallelemente und der Kunststoffelemente
zu Kraftfahrzeug-Außenkarosserien und elektrophoretisches
Aufbringen eines Elektrobeschichtungs-Anstrichmittels vom
kationischen Typ auf die Metallelemente entweder vor oder
nach der Zusammenstellung, sowie gegebenenfalls Aufbringen
eiens Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittels, und Aufbringen
eines Deckbeschichtungs-Anstrichmittels, dadurch gekennzeichnet,
daß man auf die Oberflächen
der Kunststoffelemente und die Oberflächen der kationisch
beschichteten Metallelemente der zusammengestellten Karosserie
ein Sperrschicht-Anstrichmittel aufbringt, welches ein
modifiziertes Polyolefinharz enthält und einen Sperrschichtfilm
mit einer statischen Glasübergangstemperatur von 0 bis
-60°C bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
vom kationischen Typ ein wärmehärtendes Anstrichmittel
verwendt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
verwendet wird, das 35 Gew.-Teile oder weniger
Pigmente, bezogen auf 100 Gew.-Teile Harzfeststoff, enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
vom kationischen Typ verwendet wird, das 40 bis
150 Gew.-Teile, vorzugsweise 55 bis 100 Gew.-Teile, Pigmente,
bezogen auf 100 Gew.-Teile Harzfeststoff, enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Kunststoffelemente einer
Oberflächenvorbehandlung unterwirft, die aus Entfettung mit
Lösungsmitteldampf, Abschleifen, Säurebehandlung und Koronaentladungsbehandlung
ausgewählt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß durch das Sperrschicht-Anstrichmittel
ein Film gebildet wird, der eine statische Glasübergangstemperatur
von -30 bis -60°C hat.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Film gebildet wird, eine eine
statische Glasübergangstemperatur von -40 bis -55°C hat.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein modifiziertes Polyolefinharz
verwendet wird, das durch Pfropfpolymerisation von Maleinsäure
oder Maleinsäureanhydrid auf ein Polyolefinharz erhalten
worden ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein modifiziertes Polyolefinharz
verwendet wird, das durch Pfropfpolymerisation von 0,1 bis
50 Gew.-Teilen Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid auf
100 Gew.-Teile eines Propylen-Ethylen-Copolymeren mit einem
Molverhältnis Propylen-Ethylen von 40 : 60 bis 80 : 20 erhalten
worden ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein modifiziertes Polyolefinharz
verwendet wird, das ein Gemisch aus 100 Gew.-Teilen eines
Polyolefinharzes und 1 bis 90 Gew.-Teilen eines chlorierten
Polyolefins mit einem Chlorierungsgrad von 1 bis 60%
und einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 10.000
bis 1.000.000 ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß als Polyolefinharz ein Propylen-Ethylen-Copolymeres
mit einem Molverhältnis von Propylen : Ethylen
von 40 : 60 bis 80 : 20 und daß als chloriertes Polyolefin
ein chloriertes Polypropylen verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß durch das Sperrschicht-Anstrichmittel
ein Film gebildet wird, der eine Dehung beim Bruch von
200 bis 1000% in einer Atmosphäre von -20°C hat.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Film gebildet wird, der eine
Dehnung beim Bruch von 300 bis 800% in einer Atmosphäre
von -20°C hat.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sperrschicht-Anstrichmittel
verwendet wird, das eine elektroleitfähige Substanz enthält.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sperrschicht-Anstrichmittel
verwendet wird, das höchstens 150 Gew.-Teile einer elektroleitfähigen
Substanz pro 100 Gew.-Teile modifiziertes Polyolefinharz
enthält.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sperrschichtanstrichmittel verwendet
wird, das ein korrosionsverhinderndes Pigment enthält.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß ein korrosionsverhinderndes Pigment
verwendet wird, dessen wäßriger Extrakt eine Elektroleitfähigkeit
von mindestens 100 µΩ/cm hat.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sperrschicht-Anstrichmittel verwendet
wird, das pro 100 Gew.-Teile modifiziertes Polyolefinharz
1 bis 150 Gew.-Teile des korrosionsverhindernden Pigments
enthält.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß aus dem kationischen Elektrobeschichtungs-Anstrichmittel
ein Film gebildet wird, der eine Wasserabsorption
im Bereich von 0,3 bis 20 Gew.-% hat.
20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Sperrschicht-Anstrichmittel ein
Anstrichmittel vom Lösungsmitteltyp verwendet wird.
21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß durch das Sperrschicht-Anstrichmittel
ein Film gebildet wird, der eine Dicke von 1 bis 20 µm
hat.
22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
aufbringt.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß als Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
ein wärmehärtendes Zwischenbeschichtungs-Anstrichmittel
vom organischen Lösungsmitteltyp oder vom wäßrigen
Typ verwendet wird, das als Trägerhauptkomponente eine Kombination
von (1) einem Kurzöl- oder Ultrakurzölalkydharz mit
einer Öllänge von 30% oder weniger und/oder einem ölfreien
Polyesterharz und (2) einem Aminoharz enthält.
24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß durch das Deckbeschichtungs-Anstrichmittel
ein Film gebildet wird, der eine Bleistifthärte
von 3B bis 6H bei 20°C hat.
25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß der Film eine Dicke von 10 bis 100 µm
als gehärteter Film hat.
26. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Deckbeschichtungs-Anstrichmittel
ein Deckbeschichtungs-Anstrichmittel vom Aminoacrylharztyp
oder Aminoalkydharztyp verwendet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Deckbeschichtungs-Anstrichmittel
ein Anstrichmittel verwendet wird, das dazu imstande
ist, einen ultraharten Überzugsfilm zu bilden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet,
daß ein ultraharter Überzugsfilm gebildet
wird, der als gehärteter Film eine Bleistifthärte von
4H bis 9H bei 20°C hat.
29. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Deckbeschichtungs-Anstrichmittel
direkt auf den Sperrschichtfilm aufbringt.
30. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Deckbeschichtungs-Anstrichmittel
verwendet wird, das Pulverform aufweist.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sperrschicht-Anstrichmittel verwendet
wird, das mindestens einen Zersetzungsinhibitor für
Harze, ausgewählt aus Ultraviolettabsorptionsmitteln, Photostabilisatoren
und Antioxidationsmitteln, enthält.
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