DE3607385C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungszusammensetzung,
die imstande ist, eine Überzugsschicht für z. B. Automobile
zu liefern, die eine ausgezeichnete Witterungsbeständigkeit,
ein hervorragendes äußeres Aussehen und - ohne
Durchführung einer Schmirgelbehandlung - eine gute Haftfähigkeit
hat, und ein Verfahren zur Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung.
Was Beschichtungsmaterialien betrifft, die für Substrate
wie Metalle und Kunststoffe bei z. B. Automobilen einzusetzen
sind, besteht die Neigung, daß die Anforderungen an
ihre Witterungsbeständigkeit, ihr äußeres Aussehen und ihre
Beständigkeit gegen Absplittern usw. Jahr für Jahr strenger
werden. Um solchen Anforderungen zu entsprechen, wird auf
einem derartigen Substrat eine laminierte Beschichtung
gebildet, die eine Grundierschicht, eine Zwischenschicht
und eine Deckschicht umfaßt. Die Eigenschaften, die für die
einzelnen Schichten der Beschichtung erforderlich sind,
unterscheiden sich jedoch voneinander, und die laminierte
Beschichtung besteht aus chemisch und physikalisch verschiedenen
Schichten, weshalb es wahrscheinlich ist, daß
die Haftung der Schichten der Beschichtung aneinander ungenügend
wird oder die Neigung besteht, daß sich die Schichten
verschlechtern, während die Zeit vergeht, so daß es
wahrscheinlich ist, daß eine Abschälung der Schichten voneinander
eintritt. Wenn auf die Deckschicht eine Ausbesserungsschicht
aufgebracht wird, besteht ferner die Neigung,
daß die Haftung an der getrockneten oder gehärteten Deckschicht
ungenügend wird, was eine wahrscheinliche Ursache
für Schwierigkeiten ist. Ferner besteht in den letzten
Jahren die Neigung, daß die Anforderungen neuer Moderichtungen
in bezug auf das äußere Aussehen strenger werden,
und es sind viele Versuche zur Verbesserung des äußeren
Aussehens durch Bildung einer mehrfarbigen Beschichtung
unternommen worden. Die ungenügende Haftung der Schichten
der Beschichtung aneinander ist jedoch ein schwerwiegendes
Problem. Zur Verbesserung der Haftung ist es üblich, eine
getrocknete oder gehärtete Schicht einer Schmirgelbehandlung
zu unterziehen, wofür ein beträchtlicher Aufwand an
Zeit und Arbeit erforderlich ist, worauf die Schicht beschichtet
wird; es ist wahrscheinlich, daß bei diesem Verfahren
auf einen Teil der gewünschten Eigenschaften verzichtet
werden muß. Es besteht ein großer Bedarf an einer
Beschichtungszusammensetzung für die Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung, die imstande ist, ohne Schmirgelbehandlung
eine ausgezeichnete Haftung zu liefern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend
erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden
und eine Beschichtungszusammensetzung und ein Verfahren zur
Bildung einer mehrschichtigen Beschichtung bereitzustellen,
durch die das Beschichtungsverfahren mittels eines Systems
ohne Schmirgelbehandlung, das zur Energie- und zur Kosteneinsparung
beiträgt, vereinfacht werden kann und die
Bildung einer Beschichtung mit ausgezeichneter Haltbarkeit
und sehr gutem äußerem Aussehen ermöglicht wird.
Gegenstand der Erfindung ist eine Beschichtungszusammensetzung,
die (A) 100 Masseteile eines Acrylcopolymers und (B)
0 bis 40 Masseteile eines Aminoplastharzes oder eines Isocyanatvorpolymer als Härtungsmittel
und ggf. (C) an sich bekannte Bestandteile und ein organisches Lösungsmittel
enthält, wobei das
Acrylcopolymer ein Copolymer einer Monomermischung ist, die
im wesentlichen aus:
- (1) 1 bis 50 Masse-% 1,4-Butandiolmono(meth)acrylat,
- (2) 0,2 bis 10 Masse-% einer α,β-monoethylenisch ungesättigten Carbonsäure und
- (3) 40 bis 98,8 Masse-% anderer copolymerisierbarer Monomere
besteht, vorausgesetzt, daß die Gesamtmenge des 1,4-Butandiolmono(meth)acrylats
und hydroxylgruppenhaltiger Monomere
in den copolymerisierbaren Monomeren nicht mehr als 50 Masse-%
der Monomermischung beträgt,
und für den Fall, daß das Härtungsmittel ein Isocyanatvorpolymer ist, das Molverhältnis
x/y nicht höher als 1,5/1 ist, wobei x die Molzahl der NCO-Gruppen in dem Isocyanatvorpolymer
und Y die Zahl der OH-Gruppen in dem Acrylcopolymer (A) ist, und
für den Fall, daß das Härtungsmittel ein Aminoplast ist, dieses in einer Menge von 10 bis
40 Masseteilen pro 100 Masseteile des Acrylcopolymers enthalten ist.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die bevorzugten
Ausführungsformen näher erläutert.
Die Fig. 1 bis 7 in den beigefügten Zeichnungen sind
Schnittzeichnungen von mehrschichtigen Beschichtungen, die
durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wurden.
Fig. 1 erläutert eine mehrschichtige Beschichtung, bei der
auf der Oberfläche eines Substrats 1 eine aus einer erfindungsgemäßen
Beschichtungszusammensetzung hergestellte Überzugsschicht
2 und auf dieser eine Deckschicht 3 gebildet
wurde.
Fig. 2 erläutert eine mehrschichtige Beschichtung, die der
in Fig. 1 erläuterten Beschichtung ähnlich ist, wobei jedoch
das Substrat auf seiner Oberfläche eine weitere Überzugsschicht
4 aufweist.
Fig. 3 und 4 erläutern mehrschichtige Beschichtungen,
die durch doppelte Beschichtung wie z. B. Ausbesserungsbeschichtung
oder dicke Beschichtung gebildet wurden. Fig. 3
erläutert eine Ausführungsform, bei der sowohl eine Überzugsschicht
I (2) als auch eine Deckschicht (2) aus einer
erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung hergestellt
wurden. Die Deckschicht wurde auf der thermisch behandelten
bzw. gebrannten Überzugsschicht I gebildet. Fig. 4 erläutert
eine Ausführungsform, bei der die Deckschicht aus zwei
Schichten (3 und 2) besteht und für die oberste Schicht 2
eine erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung verwendet
wurde.
Fig. 5 und 6 erläutern Farb-Beschichtungen in zwei Farbtönen.
In Fig. 5 sind die aus einer erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
hergestellte Überzugsschicht I
(2c₁) und eine Deckschicht 3c₂ mit verschiedenen Farbmitteln
gefärbt.
Fig. 7 erläutert eine Farb-Beschichtung in drei Farbtönen,
bei der eine aus einer erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
hergestellte Überzugsschicht I (2c₁) und eine
doppelschichtige Deckschicht, die aus einer Überzugsschicht
2′c₂, die aus einer erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
hergestellt wurde, und einer weiteren Überzugsschicht
3c₃ besteht, mit drei verschiedenen Farbmitteln
gefärbt sind.
Das 1,4-Butandiolmono(meth)acrylat in dem Acrylcopolymer
(A), das im Rahmen der Erfindung verwendet wird, ist 1,4-
Butandiolmonoacrylat oder 1,4-Butandiolmonomethacrylat und
stellt einen Bestandteil dar, der zu einer Verbesserung der
Haftung an einem Substrat, das aus einem Metall oder einem
Harz mit im allgemeinen schlechten Haftungseigenschaften
wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen hergestellt ist, und
an einer Deckschicht, die auf der aus der erfindungsgemäßen
Beschichtungszusammensetzung hergestellten Überzugsschicht
gebildet wird, beiträgt und die auch zu der Vernetzungsreaktion
beiträgt, wenn die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
als Härtungsmittel ein Aminoplastharz
oder ein Isocyanatvorpolymer enthält. Das 1,4-Butandiolmono(meth)acrylat
wird in dem Acrylcopolymer in einer
Menge von 1 bis 50 Masse-% verwendet. Wenn die Menge weniger
als 1 Masse-% beträgt, wird die Haftung an dem Substrat und
an der Deckschicht ungenügend. Andererseits besteht die
Neigung, daß die Viskosität des Harzes hoch ist, wenn die
Menge 50 Masse-% überschreitet, und die Wasserbeständigkeit
der Überzugsschicht wird in diesem Fall sehr mäßig. Ein
bevorzugter Bereich liegt zwischen 3 und 35 Masse-%.
Die α,β-monoethylenisch ungesättigte Carbonsäure, die im
Rahmen der Erfindung verwendet wird, dient zur Verbesserung
der Affinität zu Pigmenten und der Haftung an der Deckschicht
und spielt
auch eine wichtige
Rolle als Katalysator für die Vernetzungsreaktion. Die α,β-monoethylenisch
ungesättigte Carbonsäure ist ein polymerisierbares
Monomer mit mindestens einer Carboxylgruppe. Als
spezielle Beispiele können Acrylsäure, Methacrylsäure,
Itaconsäure, Maleinsäure, Phthalsäure, Fumarsäure und mit
einem Alkohol (wie z. B. Methylalkohol, Ethylalkohol oder
Butylalkohol) modifizierte Monoalkylester von Itaconsäure,
Maleinsäure oder Fumarsäure erwähnt werden. Solch eine α,β-monoethylenisch
ungesättigte Carbonsäure wird in dem Acrylcopolymer
in einer Menge von 0,2 bis 10 Masse-% verwendet.
Wenn die Menge weniger als 0,2 Masse-% beträgt, werden die
vorstehend erwähnten Wirkungen ungenügend, und wenn die
Menge 10 Masse-% überschreitet, besteht die Neigung, daß die
Viskosität des Copolymers hoch ist, und die Wasserbeständigkeit
wird sehr mäßig. Ein bevorzugter Bereich
liegt zwischen 0,5 und 5 Masse-%, wenn als Härtungsmittel
ein Aminoplastharz verwendet wird, und zwischen 0,2 und 5
Masse-%, wenn als Härtungsmittel ein Isocyanatvorpolymer
verwendet wird.
Als andere copolymerisierbare Monomere können (Meth)acrylate
wie z. B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat,
n-Butyl(meth)acrylat, Isobutyl(meth)acrylat,
t-Butyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat,
Benzyl(meth)acrylat, Phenethyl(meth)acrylat
und Phenyl(meth)acrylat; Styrolderivate wie z. B.
Styrol, α-Methylstyrol und Vinyltoluol; polymerisierbare
ungesättigte Nitrile wie z. B. Acrylnitril und Methacrylnitril
und Vinylester wie z. B. Vinylacetat und Vinylpropionat
erwähnt werden. Diese nichtfunktionellen Monomere können in
geeigneter Weise für eine Kombination mit anderen, funktionellen
Monomeren ausgewählt werden, um die gewünschten
Eigenschaften als Beschichtungsmaterial für Automobile,
z. B. Witterungsbeständigkeit, äußeres Aussehen, chemische
Beständigkeit, Wasserbeständigkeit und gute physikalische
Eigenschaften, zu liefern. Als andere copolymerisierbare
Monomere, die von den vorstehend erwähnten verschieden
sind, können je nach Erfordernis Hydroxyalkyl(meth)acrylate
wie z. B. 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat
und 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat; Veresterungsreaktionsprodukte
von Monoepoxyverbindungen mit (Meth)acrylsäure,
Fumarsäure oder Maleinsäure wie z. B. "Carjera E" (Glycidylester
einer synthetischen Fettsäure);
hydroxylgruppenhaltige Monomere
wie z. B. niedermolekulare Polyesterharze mit polymerisierbaren
ungesättigten Gruppen; N-alkoxysubstituierte Amide
wie z. B. N-Methoxymethyl(meth)acrylamid, N-Ethoxymethyl(meth)acrylamid
und N-Butoxymethyl(meth)acrylamid; epoxygruppenhaltige
Monomere wie z. B. Glycidyl(meth)acrylat,
(Meth)acrylglycidylether oder m-Glycidyl(meth)acrylat und
basische Monomere wie z. B. Dimethylaminoethyl(meth)acrylat
und Diethylaminoethyl(meth)acrylat eingesetzt werden.
Im Rahmen der Erfindung sollte die Gesamtmenge des 1,4-
Butandiolmono(meth)acrylats und hydroxylgruppenhaltiger
Monomere unter den erwähnten anderen copolymerisierbaren
Monomeren nicht mehr als 50 Masse-% betragen. Wenn die Gesamtmenge
50 Masse-% überschreitet, besteht die Neigung, daß
die Viskosität des Harzes hoch ist, und die Wasserbeständigkeit
der Überzugsschicht wird sehr mäßig.
Im Rahmen der Erfindung besteht die Monomereinrichtung, die
das Acrylcopolymer (A) bildet, vorzugsweise aus:
- (1) 1 bis 50 Masse-% 1,4-Butandiolmono(meth)acrylat,
- (2) 0,2 bis 10 Masse-% einer α,β-monoethylenisch ungesättigten Carbonsäure,
- (3) 15 bis 98,8 Masse-% eines Alkyl(meth)acrylats mit einer 1 bis 20 Kohhlenstoffatome enthaltenden Alkylgruppe,
- (4) 0 bis 40 Masse-% Styrol und
- (5) 0 bis 39 Masse-% eines Alkylhydroxy(meth)acrylats mit einer 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthaltenen Alkylgruppe,
vorausgesetzt, daß die Gesamtmenge des 1,4-Butandiolmono(meth)acrylats
und des Alkylhydroxy(meth)acrylats mit einer
1 bis 8 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylgruppe nicht
mehr als 50 Masse-% beträgt.
Das Acrylcopolymer (A) kann im Rahmen der Erfindung durch
irgendein übliches Verfahren wie z. B. ein Lösungspolymerisationsverfahren,
ein Massepolymerisationsverfahren oder
ein Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellt werden.
Ein Polymer, das durch ein Lösungspolymerisationsverfahren
erhalten wird, wird jedoch bevorzugt. Beim Lösungspolymerisationsverfahren
wird die vorstehend erwähnte Monomermischung
in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels und
eines Polymerisationsinitiators copolymerisiert. Das organische
Lösungsmittel kann ein üblicherweise verwendetes
organisches Lösungsmittel wie z. B. Isopropylalkohol, n-Butanol,
Toluol oder Xylol sein. Gleichermaßen kann der
Polymerisationsinitiator ein üblicherweise verwendeter Polymerisationsinitiator
wie z. B. Azobisisobutyronitril, Benzoylperoxid
oder Cumolhydroperoxid sein. Nötigenfalls kann
auch ein Kettenüberträger wie z. B. 2-Mercaptoethanol oder
n-Octylmercaptan verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung kann ferner
gebräuchliche Bestandteile, die üblicherweise für Beschichtungszusammensetzungen
verwendet werden, bis zu einem
derartigen Ausmaß enthalten, daß die im Rahmen der Erfindung
gewünschten Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden.
Als solche zusätzliche Bestandteile können von Acrylharzen
verschiedene Harze wie z. B. ein Alkydharz, ein Polyesterharz,
ein Epoxyharz und ein Celluloseharz; verschiedene
Pigmente und verschiedene Zusatzstoffe wie z. B. ein Oberflächensteuerungsmittel
und ein Ultraviolettabsorber erwähnt
werden. Ferner kann die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
für den Beschichtungsvorgang mit einem
organischen Lösungsmittel, das für den besonderen Zweck
geeignet ist, bis zur Erzielung für die Beschichtung
geeigneten Höhe der Viskosität verdünnt und dann aufgebracht
und zur Bildung einer Überzugsschicht getrocknet
oder gehärtet werden.
Die vorstehend erwähnte Beschichtungszusammensetzung des
Lacktyps ist besonders wirksam, wenn das Substrat aus einem
Olefinpolymer wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen, das
gegenüber einem gebräuchlichen Beschichtungsmaterial im
allgemeinen schlechte Haftungseigenschaften hat, hergestellt
ist.
Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung ist ferner
imstande, z. B. einen hohen Grad von Witterungsbeständigkeit
und ein sehr gutes äußeres Aussehen zu liefern,
wenn sie als eine wärmehärtbare Beschichtungszusammensetzung
formuliert wird, die ein
Aminoplastharz in einer Menge
von nicht mehr als 40 Masseteilen pro 100 Masseteile des
Acrylcopolymers (A) enthält, und als zur thermischen Behandlung
bzw. zum Brennen geeignetes Beschichtungsmaterial
für z. B. ein Metallsubstrat verwendet wird. Wenn die Menge
des Härtungsmittels in einem solchen Fall 40 Masseteile
überschreitet, besteht die Neigung, daß sich die physikalischen
und chemischen Eigenschaften verschlechtern, und
gleichzeitig werden die Haftungseigenschaften, die im Rahmen
der Erfindung erzielbar sind, beeinträchtigt.
Zu speziellen Beispielen für das Aminoplastharz gehören
Aminotriazin-, Harnstoff- und Dicyandiamidharz und ein
Alkylveretherungsprodukt eines methylolmodifizierten N,N-
Ethylenharnstoffs mit Cyclohexanol oder mit einem Alkanol,
das 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält. Besonders bevorzugt
wird ein Aminoplastharz, das aus Aminotriazin erhalten
wird, wie z. B. ein methylverethertes Melaminharz oder ein
butylverethertes Melaminharz. Wenn als Härtungsmittel ein
Aminoplastharz verwendet wird, kann zu der vorstehend erwähnten
Beschichtungszusammensetzung ein externer Katalysator
wie z. B. p-Toluolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure
oder Naphthalinsulfonsäure oder ein aminneutralisiertes
Produkt davon hinzugegeben werden.
Wenn als Härtungsmittel ein Isocyanatvorpolymer verwendet
wird, wird es in einer derartigen Menge eingesetzt, daß das
Molverhältnis X/Y nicht höher als 1,5/1 ist, wobei X die
Molzahl der NCO-Gruppen in dem Isocyanatvorpolymer und Y
die Molzahl der OH-Gruppen in dem Acrylcopolymer (A) ist,
um eine bei Raumtemperatur härtbare oder wärmehärtbare
Beschichtungszusammensetzung zu erhalten, wodurch es
möglich ist, z. B. einen hohen Grad von Witterungsbeständigkeit
und ein sehr gutes äußeres Aussehen zu liefern. Das
Isocyanatvorpolymer ist eine Verbindung, die pro Molekül
mindestens zwei freie oder blockierte (geschützte) Isocyanatogruppen
enthält. Insbesondere können aliphatische Isocyanate
wie z. B. Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat
und Trimethylhexandiisocyanat, alicyclische Diisocyanate
wie z. B. Isophorondiisocyanat und 4,4′-Methylen-
bis(cyclohexylisocyanat); aromatische Diisocyanate wie z. B.
Xylylendiisocyanat und Toluoldiisocyanat; Addukte von Isocyanat
mit einem mehrwertigen Alkohol wie z. B. Ethylenglykol,
Propylenglykol, Neopentylglykol oder Trimethylolpropan;
Addukte oder Biuretprodukte eines niedermolekularen
Polyesterharzes oder von Wasser mit einer funktionellen
Gruppe, die mit einer Isocyanatogruppe reaktionsfähig ist;
Polymere von Diisocyanaten selbst und blockierte Produkte,
die durch Blockieren der Isocyanatogruppen dieser Materialien
mit einem üblichen Blockiermittel (Schutzgruppenreagenz)
wie z. B. einem niederen einwertigen Alkohol oder
Methylethylketoxim erhalten werden, erwähnt werden. Wenn
die Menge des Isocyanatvorpolymers derart ist, daß das
Molverhältnis X/Y den wert 1,5/1 überschreitet, besteht die
Neigung, daß sich die physikalischen und chemischen Eigenschaften
verschlechtern, und gleichzeitig werden auch die
Haftungseigenschaften, die im Rahmen der Erfindung erzielbar
sind, beeinträchtigt.
Die vorstehend beschriebene Beschichtungszusammensetzung
wird auf ein Substrat aufgebracht und
gehärtet, um eine Überzugsschicht I zu bilden. Dann wird
auf der gesamten Oberfläche der Überzugsschicht I oder auf
einem Teil dieser Oberfläche direkt - ohne Durchführung
einer Schmirgelbehandlung - eine Deckschicht gebildet,
wodurch es möglich ist, eine mehrschichtige Beschichtung
mit verschiedenen hervorragenden Eigenschaften zu bilden
(Fig. 1).
Für das im Rahmen der Erfindung zu verwendende Substrat
gibt es keine besondere Einschränkung, und das Substrat
kann aus einem Metall oder einem Harz hergestellt sein.
Ferner ist es möglich, ein Substrat zu verwenden, das auf
seiner Oberfläche mindestens eine Überzugsschicht aufweist
(Fig. 2 bis 7).
Auf der Überzugsschicht I wird eine Deckschicht gebildet.
Die Deckschicht kann eine einzelne Schicht oder eine mehrschichtige,
aus zwei oder mehr Schichten bestehende Beschichtung
sein. Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
kann auch für die Deckschicht verwendet werden
(Fig. 3 und 4). Sie ist beispielsweise in der Hinsicht
effektiv, daß dadurch eine doppelte Beschichtung für eine
Ausbesserungsbeschichtung oder eine dicke Beschichtung
mittels eines Beschichtungsverfahrens ohne Schmirgelbehandlung
durchgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß kann eine mehrfarbige, mehrschichtige Beschichtung,
bei der zwei oder mehr Schichten verschiedene
Farben haben, beispielsweise eine Farb-Beschichtung in zwei
oder drei Farbtönen, wie sie in Fig. 5 bis 7 gezeigt
wird, durch ein Beschichtungsverfahren ohne Schmirgelbehandlung
gebildet werden, wodurch auf einfache Weise eine
Beschichtung mit einem sehr schönen äußeren Aussehen erhalten
werden kann. Beispielsweise wird eine erfindungsgemäße
Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat aufgebracht,
worauf getrocknet oder gehärtet wird, um eine Überzugsschicht
I zu erhalten, und dann wird die Überzugsschicht I
teilweise abgedeckt, z. B. mit einem Abdeckstreifen. Dann
wird eine erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung mit
einer anderen Farbe aufgebracht, worauf getrocknet oder
gehärtet wird, und dann wird der Abdeckstreifen abgezogen,
um eine mehrfarbige, mehrschichtige Beschichtung wie z. B.
eine Farb-Beschichtung in zwei Farbtönen zu erhalten.
Durch die Bereitstellung der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung
und des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Bildung einer mehrschichtigen Beschichtung, wie sie
vorstehend erwähnt wurden, ist es nun möglich gemacht worden,
durch ein Verfahren ohne Schmirgelbehandlung, was
schwierig zu sein pflegte, eine mehrschichtige Beschichtung
zu bilden. Auf diese Weise trägt die Erfindung in hohem
Maße zur Rationalisierung und zur Kosteneinsparung bei und
hat einen beträchtlichen Einfluß auf die Qualitätsverbesserung
von Überzugsschichten für verschiedene Zwecke.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele
näher erläutert. In den Beispielen sind unter "Teilen"
"Masseteile" zu verstehen.
Auf eine Polypropylenplatte, deren Oberfläche mit Toluol
gereinigt worden war, wurde mit einer Luft-Spritzpistole
eine thermoplastische Beschichtungszusammensetzung, wie sie
in Tabelle 2 (P-1 bis P-11) angegeben ist und die als
Hauptbestandteil ein Acrylcopolymer enthielt, wie es in
Tabelle 1 (A-1 bis A-11) angegeben ist, aufgebracht und
30 min lang bei 80°C getrocknet, um eine Überzugsschicht 1
mit einer Dicke von 20 µm zu erhalten. Auf die Überzugsschicht
1 wurde eine wärmehärtbare oder thermoplastische
Beschichtungszusammensetzung (T-1 oder T-2; wie in Tabelle
3 angegeben), die als Hauptbestandteil ein Acrylcopolymer
(D-1 oder D-2) enthielt, aufgebracht und 30 min lang bei
80°C gehärtet oder getrocknet, um eine Überzugsschicht 2
mit einer Dicke von etwa 30 µm zu bilden, wodurch eine
mehrschichtige Beschichtung erhalten wurde. Die Haftung der
Schichten der mehrschichtigen Beschichtung aneinander war
in jedem Beispiel sowohl in der Anfangsstufe als auch nach
dem Bewitterungsversuch gut, während in jedem Vergleichsbeispiel
eine Abschälung der Schichten voneinander beobachtet
wurde und die Beschichtung als solche für die praktische
Anwendung unbrauchbar war.
Im Rahmen der Erfindung wurde die Haftung durch eine Abschälprüfung
bewertet, bei der quadratische Abschnitte der
Überzugsschicht, die durch sich kreuzende Schnittlinien
festgelegt wurden, (10×10 quadratische Abschnitte mit einer
Fläche von jeweils 1 mm²) einem Abschälversuch mit einem
Ausbesserungsstreifen unterzogen wurden, wobei die Zahl
der quadratischen Abschnitte, die unabgeschält blieben,
gezählt wurde.
Eine zur kationischen elektrochemischen Abscheidung dienende
Beschichtungszusammensetzung für Automobile wurde auf
ein mit Zinkphosphat behandeltes Stahlblech aufgebracht und
dann 30 min lang bei 180°C thermisch behandelt bzw. gebrannt.
Darauf wurde dann eine wärmehärtbare Zwischenschicht-Beschichtungszusammensetzung, wie sie in Tabelle 5
(N-1 oder N-2) angegeben ist und die ein Acrylcopolymer
enthielt, wie es in Tabelle 4 (B-1 oder B-2) angegeben ist,
aufgebracht und 30 min lang bei 160°C thermisch behandelt
bzw. gebrannt, um eine Überzugsschicht 1 zu erhalten. Auf
dieser Überzugsschicht wurden durch Aufbringen einer der in
Tabellen 4 bis 6 angegebenen Deckschicht-Beschichtungszusammensetzungen
des Typs, bei dem auf einen Beschichtungsvorgang
eine thermische Behandlung folgt, oder des Typs, bei
dem auf zwei Beschichtungsvorgänge eine thermische Behandlung
folgt, und durch darauffolgende 30 min lang dauernde
thermische Behandlung bei 140°C eine Überzugsschicht 2
oder Überzugsschichten 2 und 3 gebildet, wodurch eine mehrschichtige
Beschichtung erhalten wurde. Die Haftung der
Überzugsschicht 1 an der Überzugsschicht 2 oder an den
Überzugsschichten 2 und 3 war in jedem der Beispiele gut,
während in dem Vergleichsbeispiel eine Abschälung beobachtet
wurde.
Eine zur kationischen elektrochemischen Abscheidung dienende
Beschichtungszusammensetzung für Automobile wurde auf
ein mit Zinkphosphat behandeltes Stahlblech aufgebracht und
dann 30 min lang bei 180°C thermisch behandelt bzw. gebrannt.
Darauf wurde dann ferner eine Zwischenschicht-Beschichtungszusammensetzung,
die ein Alkydharz und ein Aminoplastharz
enthielt, aufgebracht und 30 min lang bei
160°C thermisch behandelt bzw. gebrannt. Die auf diese
Weise erhaltene Überzugsschicht wurde einer Schmirgelbehandlung
unter Verwendung von Wasser unterzogen und getrocknet.
Dann wurden die Hauptbeschichtung und die Ausbesserungsbeschichtung,
wie sie in Tabelle 9 angegeben sind,
unter Verwendung wärmehärtbarer Beschichtungszusammensetzungen,
wie sie in Tabellen 7 und 8 angegeben sind, durch
thermische Behandlung aufgebracht, um eine mehrschichtige
Beschichtung zu erhalten. Die Haftung der auf diese Weise
erhaltenen mehrschichtigen Beschichtung war ausgezeichnet.
Eine zur kationischen elektrochemischen Abscheidung dienende
Beschichtungszusammensetzung für Automobile wurde auf
ein mit Zinkphosphat behandeltes Stahlblech aufgebracht und
30 min lang bei 180°C thermisch behandelt bzw. gebrannt.
Darauf wurde dann eine Zwischenschicht-Beschichtungszusammensetzung,
die ein Alkydharz und ein Aminoplastharz enthielt,
aufgebracht und 30 min lang bei 160°C thermisch
behandelt bzw. gebrannt. Die auf diese Weise erhaltene
Überzugsschicht wurde einer Schmirgelbehandlung unter Verwendung
von Wasser unterzogen und dann getrocknet. Dann
wurde eine der in Tabellen 10 bis 12 angegebenen wärmehärtbaren
Deckschicht-Beschichtungszusammensetzungen des Typs,
bei dem auf zwei Beschichtungsvorgänge eine thermische Behandlung
folgt, oder des Typs, bei dem auf einen Beschichtungsvorgang
eine thermische Behandlung folgt, aufgebracht
und thermisch behandelt, um eine Überzugsschicht mit der
Farbe 1 zu bilden.
Die Eigenschaften von jeder der auf diese Weise erhaltenen
Beschichtungen sind ausgezeichnet, wie in Tabelle 12 gezeigt
wird, und sie sind für Automobil-Deckschichten geeignet.
Dann wurde eine Hälfte der Überzugsschicht mit einem Abdeckstreifen
abgedeckt, und zur Bildung einer Überzugsschicht
mit der Farbe 2 wurde eine der in Tabelle 13 angegebenen
wärmehärtbaren Deckschicht-Beschichtungszusammensetzungen
des Typs, bei dem auf zwei Beschichtungsvorgänge
eine thermische Behandlung folgt, oder des Typs, bei dem
auf einen Beschichtungsvorgang eine thermische Behandlung
folgt, aufgebracht und thermisch behandelt. Dann wurde der
Abdeckstreifen abgezogen, wodurch ohne Schmirgelbehandlung
eine mehrschichtige Farb-Beschichtung in zwei Farbtönen
mit einem hervorragenden äußeren Aussehen erhalten wurde.
Die Haftung der Schichten von jeder der auf diese Weise
erhaltenen mehrschichtigen Beschichtungen aneinander war
sowohl in der Anfangsstufe als auch nach dem beschleunigten
Bewitterungsversuch gut.
Claims (15)
1. Beschichtungszusammensetzung,
gekennzeichnet durch
- (A) 100 Masseteile eines Acrylcopolymers und
- (B) 0 bis 40 Masseteile eines Aminoplastharzes oder eines Isocyanatvorpolymers als Härtungsmittel und ggf.
- (C) an sich bekannte Bestandteile und ein
organisches Lösungsmittel, wobei das Acrylcopolymer ein
Copolymer einer Monomermischung ist, die im wesentlichen
aus:
- (1) 1 bis 50 Masse% 1,4-Butandiolmono(meth)acrylat,
- (2) 0,2 bis 10 Masse% einer α,β-monoethylenisch ungesättigten Carbonsäure und
- (3) 40 bis 98,8 Masse% anderer copolymerisierbarer Monomere
besteht, vorausgesetzt, daß die Gesamtmenge des 1,4-
Butandiolmono(meth)acrylats und hydroxylgruppenhaltiger
Monomere in den copolymerisierbaren Monomeren nicht mehr
als 50 Masse% der Monomermischung beträgt, und für den
Fall, daß das Härtungsmittel ein Isocyanatvorpolymer ist,
das Molverhältnis X/Y nicht höher als 1,5/1 ist, wobei X
die Molzahl der NCO-Gruppen in dem Isocyanatvorpolymer und
Y die Molzahl der OH-Gruppen in dem Acrylcopolymer (A) ist,
und für den Fall, daß das Härtungsmittel ein Aminoplastharz
ist, dieses in einer Menge von 10 bis 40 Masseteilen pro
100 Masseteile des Acrylcopolymers enthalten ist.
2. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Monomermischung im wesentlichen aus:
- (1) 1 bis 50 Masse% 1,4-Butandiolmono(meth)acrylat,
- (2) 0,2 bis 10 Masse% einer α,β-monoethylenisch ungesättigten Carbonsäure,
- (3) 15 bis 98,8 Masse% eines Alkyl(meth)acrylats mit einer 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylgruppe,
- (4) 0 bis 40 Masse% Styrol und
- (5) 0 bis 39 Masse% eines Alkylhydroxy(meth)acrylats mit einer 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylgruppe
besteht, vorausgesetzt, daß die Gesamtmenge des 1,4-
Butandiolmono(meth)acrylats und des Alkylhydroxy(meth)-
acrylats mit einer 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthaltenden
Alkylgruppe nicht mehr als 50 Masse% der Monomermischung
beträgt.
3. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzichnet, daß
das Molverhältnis X/Y 0,5/l bis 1,5/l beträgt.
4. Verfahren zur Bildung einer aus mindestens zwei
Schichten bestehenden, mehrschichtigen Beschichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf ein Substrat eine Beschichtungszusammensetzung
aufgebracht wird, worauf zur Bildung einer Überzugsschicht
I getrocknet oder gehärtet wird, und daß auf der gesamten
Oberfläche oder auf einem Teil der Oberfläche der
Überzugsschicht I eine Deckschicht gebildet wird, wobei
eine Beschichtungszusammensetzung gemäß einem der
Patentansprüche 1 bis 3 eingesetzt wird.
5. Verfahren zur Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Substrat auf seiner Oberfläche mindestens eine
Überzugsschicht aufweist.
6. Verfahren zur Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Deckschicht aus mindestens zwei Schichten besteht.
7. Verfahren zur Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Deckschicht aus mindestens zwei Schichten besteht.
8. Verfahren zur Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Deckschicht aus einer Beschichtungszusammensetzung
gebildet wird, die
- (A) 100 Masseteile eines Acrylcopolymers und
- (B) 3 bis 40 Masseteile eines Härtungsmittels gemäß Patentanspruch 1 enthält.
9. Verfahren zur Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Deckschicht aus einer Beschichtungszusammensetzung
gebildet wird, die
- (A) 100 Masseteile eines Acrylcopolymers und
- (B) 3 bis 40 Masseteile eines Härtungsmittels gemäß Patentanspruch 1 enthält.
10. Verfahren zur Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Schicht der Deckschicht aus einer
Zusammensetzung hergestellt wird, die
- (A) 100 Masseteile eines Acrylcopolymers und
- (B) 3 bis 40 Masseteile eines Härtungsmittels gemäß Anspruch 1 enthält.
11. Verfahren zur Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Überzugsschicht I und die Deckschicht mit verschiedenen
Farbmitteln gefärbt werden.
12. Verfahren zur Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Überzugsschicht I und die Deckschicht mit verschiedenen
Farbmitteln gefärbt werden.
13. Verfahren zur Bildung einer mehrschichtigen
Beschichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Überzugsschicht I und mindestens eine Schicht der
Deckschicht mit verschiedenen Farbmitteln gefärbt werden.
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