DE3645347C2 - Verfahren zur Bildung von Überzügen - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird ein Verfahren zur Bildung von Überzügen, bei welchem eine Grundstrichzusammensetzung, die ein färbendes und/oder metallhaltiges Pigment enthält, auf ein Substrat aufgebracht wird, über dem Grundstrich eine Deckschichtzusammensetzung, die ein hydroxylgruppenhaltiges Harz und eine Polyisocyanatverbindung enthält, aufgebracht wird, und die Überzüge in einem Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und etwa 140 DEG C ausgehärtet werden, wobei der Grundstrich als Trägerkomponente DOLLAR A (a) ein Harz mit einer Hydroxylgruppe und einer Carboxylgruppe im Molekül oder DOLLAR A (b) eine Kombination aus einem Harz mit einer Hydroxylgruppe im Molekül und einem Katalysator zur Beschleunigung der Reaktion zwischen der Hydroxylgruppe des Harzes und der Isocyanatgruppe der Polyisocyanatverbindung in der Deckschicht oder DOLLAR A (c) eine Kombination aus einem Harz mit einer Hydroxylgruppe und einer Carboxylgruppe im Molekül und einem Katalysator zur Beschleunigung der Reaktion zwischen der Hydroxylgruppe des Harzes und der Isocyanatgruppe der Polyisocyanatverbindung in der Deckschicht DOLLAR A enthält; DOLLAR A dadurch gekennzeichnet, daß im Grundstrich als Trägerkomponente Harze verwendet werden, die aus Acrylharzen, mit chloriertem Polyolefin modifizierten Acrylharzen, Polycaprolacton-modifizierten Acrylharzen und Urethan-modifizierten Acrylharzen ausgewählt sind, eine Hydroxylzahl von 5 bis 200 aufweisen und ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 5000 bis 100000, wenn der Grundstrich als ...
Description
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung von Überzügen und ins
besondere ein neues Verfahren zur Bildung von zwei Überzügen, die gleich
zeitig bei einer Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und etwa 140°C
ausgehärtet werden sollen.
In den letzten Jahres ersetzten Kunststoffe, wie Polypropylen, ABS-Harze,
Urethanharze und Nylons in verstärktem Maß Metalle zur Herstellung von
Außenkörpern oder Komponenten von Kraftfahrzeugen, Fahrrädern, elektri
schen Haushaltsgeräten usw. Diese Kunststoffaußenkörper werden im allge
meinen zwecks Verbesserung ihres Aussehens mit einem Überzug versehen. Be
kannte Beschichtungsverfahren variieren entsprechend der jeweiligen Ver
wendung der Kunststoffkörper; sie umfassen ein Verfahren mit einmaligem
Beschichten und einmaligem Aushärten, bei welchem eine feste Farbüberzugs
zusammensetzung, die ein färbendes Pigment enthält, oder eine metallische,
d. h. ein metallisches Pigment enthaltende, Überzugszusammensetzung aufge
bracht und zwecks "Finish"-Behandlung ausgehärtet wird; und ein Verfahren
mit zweimaligem Beschichten und einmaligem Aushärten, bei welchem die oben
genannte Zusammensetzung auf ein Substrat zur Bildung eines Grundstriches
aufgebracht und eine klare Überzugszusammensetzung auf den Grundstrich zur
Bildung einer Deckschicht aufgebracht wird und die Überzüge gleichzeitig
ausgehärtet werden. Eines dieser Verfahren, nämlich dasjenige mit zweima
ligem Beschichten und einmaligem Aushärten, wird in großem Umfang verwen
det, da es einen Oberflächenüberzug mit außergewöhnlicher Oberflächenglät
te, Bildhelligkeitsglanz, Witterungsbeständigkeit usw. ergibt. Da die
Kunststoffkörper im Gegensatz zu metallischen Körpern jedoch dazu neigen,
beim Erhitzen auf hohe Temperaturen deformiert zu werden oder ihre Eigen
schaften zu verändern, kann man beim Verfahren mit zweimaligem Beschichten
und einmaligem Aushärten keine Überzugszusammensetzungen verwenden, die
bei hohen Temperaturen ausgehärtet werden müssen; daher müssen zwangsläu
fig solche Zusammensetzungen verwendet werden, die in einem Temperatur
bereich zwischen Raumtemperatur und etwa 140°C aushärtbar sind.
Übliche Überzugszusammensetzungen, die zur Ausbildung eines Grundstriches
auf einem Kunststoffsubstrat nach dem Verfahren mit zweimaligem Beschich
ten und einmaligem Aushärten verwendbar sind, umfassen Überzugszusammen
setzungen mit einheitlicher Farbe und metallische Überzugszusammensetzun
gen, die jeweils ein Harz ohne funktionelle Gruppe, z. B. ohne Hydroxyl
gruppe, im Molekül als Trägerkomponente und ein färbendes und/oder metal
lisches Pigment einschließen. Derartige Harze sind z. B. chlorierte Poly
propylenharze, Pfropfcopolymere dieser Harze mit Acrylaten oder Methacry
laten, Polymere von Acrylaten oder Methacrylaten und Nitrocellulose. Zur
Bildung der Deckschicht werden hauptsächlich klare Überzugszusammensetzun
gen verwendet, die z. B. ein hydroxylgruppenhaltiges Harz und eine Polyiso
cyanatverbindung als Trägerkomponenten enthalten. Alle diese üblichen
Überzugszusammensetzungen liefern Überzüge, die in einem Temperaturbereich
zwischen Umgebungstemperatur und 140°C aushärtbar sind.
Trotz ihrer höheren Oberflächenglätte, Bildhelligkeitsglanz, Witterungs
beständigkeit usw. haben die aus den oben genannten Überzugszusammenset
zungen nach dem Verfahren mit zweimaligem Beschichten und einmaligem Aus
härten gebildeten überzüge eine geringere Wasserfestigkeit und Haftung
zwischen dem Grundstrich und der so hergestellten Deckschicht; außerdem
haben sie den Nachteil, daß sie leicht ein inneres Brechen des färbenden
oder metallischen Überzugs aufgrund uneinheitlicher Kohäsion (d. h. ein Ko
häsionsversagen) bewirken. Diese Nachteile ergeben sehr ernste Probleme
bei der Verwendung der Überzugszusammensetzungen, die den Kunststoffpro
dukten ein verbessertes Aussehen verleihen sollen.
Aus der DE-OS 32 40 043 ist im wesentlichen ein Verfahren gemäß dem Ober
begriff des obigen Anspruchs 1 bekannt. Dabei werden in der Grundstrich
zusammensetzung als Trägerkomponenten Harze mit einem Molekulargewicht von
maximal 2000 eingesetzt, was dazu führt, daß die resultierenden überzüge
hinsichtlich Wasserfestigkeit, Haftung zwischen den Überzugsschichten, Ko
häsionsversagen, metallischem Aussehen und Schlagzähigkeit nicht voll zu
friedenstellend sind. Außerdem enthält die Grundstrichzusammensetzung ei
nen Härter, so daß diese Zusammensetzung, wenn sie einmal gebrauchsfertig
hergestellt ist, nicht mehr über Längere Zeiträume gelagert werden kann,
so daß nicht verbrauchte Reste verworfen werden müssen, was unwirtschaft
lich und auch im Hinblick auf die Umweltbelastung unerwünscht ist.
Die DE-OS 33 22 037 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Überzü
gen, bei dem auf mindestens eine Pigmente enthaltende Grundschicht nach
dem Naß-in-Naß-Verfahren eine eine transparente Deckschicht bildende Über
zugsmasse aufgebracht wird und beide Schichten dann zusammen gehärtet werden.
Dabei liegt das Schwergewicht auf dem Bindemittel für die Deckschicht, während die
Zusammensetzung der Grundschicht nur von untergeordnetem Interesse ist. Auch in
diesem Fall enthält die Grundschicht aber ein Härtungsmittel, was zu den soeben
beschriebenen Nachteilen führt.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines neuen Verfahrens mit
zweimaligem Beschichten und einmaliger Aushärtung zur Bildung von Überzügen mit
deutlich verbesserter Wasserbeständigkeit, Haftung zwischen dem Grundstrich und der
Deckschicht und ohne Kohäsionsversagen, wobei gleichzeitig keine Verminderung von
Oberflächenglätte, Bildhelligkeitsglanz und Witterungsbeständigkeit zu beobachten ist.
Weiter soll die Zusammensetzung für den Grundieranstrich auch über längere Zeit
gelagert werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bildung von Überzügen, bei welchem eine
Grundieranstrichzusammensetzung (im folgenden als "Grundieranstrich" bezeichnet), die
ein färbendes und/oder metallhaltiges Pigment enthält, auf ein Substrat aufgebracht wird,
über dem Grundieranstrich eine Deckschichtzusammensetzung (im folgenden
"Deckschicht" bezeichnet), die ein hydroxylgruppenhaltiges Harz und eine
Polyisocyanatverbindung enthält, aufgebracht wird, und die Überzüge in einem
Temperaturbereich zwischen Umgebungstemperatur und etwa 140°C ausgehärtet
werden, wird durch die Ansprüche definiert.
Es hat sich gezeigt, daß bei der Durchführung des Verfahrens mit zweimaligem
Beschichten und einmaligem Aushärten durch Aufbringung eines Grundieranstriches, der
ein Harz in einem bestimmten Molekulargewichtsbereich und mit einer Hydroxylgruppe
oder mit einer Hydroxyl- und einer Carboxylgruppe im Molekül und, gegebenenfalls,
einen Katalysator als Trägerkomponenten enthält, Überzüge mit deutlich verbesserter
Wasserfestigkeit, Haftung zwischem dem Grundieranstrich und der Deckschicht und
Beständigkeit gegen ein Kohäsionsversagen gebildet werden, deren Oberflächenglätte,
Bildhelligkeitsglanz und Witterungsbeständigkeit nicht, wie sonst, abnehmen, sondern
ausgezeichnet bleiben. Dieses bemerkenswerte Ergebnis wird vermutlich aufgrund der
folgenden Phänomene erzielt: wird eine Deckschicht auf den Grundieranstrich
aufgebracht und bei Umgebungstemperatur bis etwa 140°C ausgehärtet, dann tritt nicht
nur in der Deckschicht, sondern auch im Grundieranstrich eine
Vernetzung zwischen dem hydroxylgruppenhaltigen Harz und der Polyisocya
natverbindung in der Deckschicht unter Bildung von dreidimensional ausge
härteten Überzügen auf. Während nämlich die Polyisocyanatverbindung in der
Deckschicht teilweise mit den Hydroxylgruppen des Harzes in der Deckschicht
reagiert, dringt sie auch teilweise in den Grundstrich ein und reagiert
mit der Hydroxylgruppe des Harzes im Grundstrich unter Vernetzung an der
Grenzfläche zwischen Grundstrich und Deckschicht und im Grundstrich. Er
findungsgemäß wird das Harz dreidimensional durch Vernetzung an der Grund
strich/Deckschicht-Grenzfläche und auch im Grundstrich sowie in der Deck
schicht ausgehärtet, wodurch ein "Finish"-Überzug mit deutlich verbesserter
Wasserfestigkeit und Haftung zwischen Grundstrich und Deckschicht, der frei
von Kohäsionsversagen ist, erhalten wird. Wichtig zur Erzielung dieser be
merkenswerten Ergebnisse ist es, daß die Reaktion zwischen der Hydroxyl
gruppe des Harzes im Grundstrich und der Isocyanatgruppe der Polyisocyanat
verbindung in der Deckschicht begünstigt wird. Dazu enthalten die im Grund
strich verwendeten Harze eine Hydroxylgruppe oder Hydroxyl- und Carboxyl
gruppen im Molekül, und das nur hydroxylgruppenhaltige Harz wird notwen
digerweise in Kombination mit einem Katalysator zur Beschleunigung der Re
aktion der Hydroxylgruppe mit der Polyisocyanatverbindung verwendet,
während das hydroxyl- und carboxylgruppenhaltige Harz allein oder
gegebenenfalls in Kombination mit dem obigen Katalysator verwendet
werden kann, da die Carboxylgruppe im Harzmolekül die obige Reaktion
beschleunigt.
Der erfindungsgemäß verwendete Grundstrich, der vor der Aufbringung der
Deckschicht aufgebracht wird, umfaßt Wasser oder ein organisches
Lösungsmittel als Dispergierungsmedium, ein färbendes und/oder
metallhaltiges Pigment und die folgenden Trägerkomponenten
- a) ein Harz, das eine Hydroxyl- und eine Carboxylgruppe im Molekül enthält, oder
- b) ein Harz, das eine Hydroxylgruppe im Molekül enthält, und einen Katalysator, oder
- c) das in (a) genannte Harz und einen Katalysator.
Erfindungsgemäß sind die Harze mit der in (a) bis (c) genannten
Grundstruktur mit chloriertem Polyolefin modifizierte
Acrylharze.
Erfindungsgemäß werden diese
Harze mit Hydroxylgruppen im Molekül verwendet, wobei gegebenenfalls
Carboxyl in das Molekül eingeführt wird.
Bevorzugte Acrylmonomere sind z. B. Alkyl-
(C1-18) oder Alkoxyalkylacrylat oder -methacrylat. Hydroxylgruppen
enthaltende Monomere sind z. B. Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmeth
acrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxypropylmethacrylat und ähnliche
C2-5-Hydroxyalkylacrylate oder -methacrylate, Addukte von Glycidyl
acrylat oder Glycidylmethacrylat mit Monocarbonsäure (C2-18), Addukte von
Glycidylmonocarboxylat (z. B. einem handelsüblichen Glycidylester von syn
thetischen gesättigten tertiären Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 Kohlenstoff
atomen) mit Acrylsäure oder Methacrylsäure; N-Methylolacrylamid usw. Carb
oxylgruppenhaltige Monomere sind z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure,
Fumarsäure usw. Mit dem Acrylmonomer copolymerisierbare Vinylmonomere sind
z. B. Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol, Vinylpyridin, Glycidylacrylat,
Glycidylmethacrylat, Allylglycidylether, Acrylamid, N-Butoxymethyl
acrylamid, Acrylnitril usw.
Das erfindungsgemäß verwendbare, hydroxylgruppenhaltige oder
hydroxyl- und carboxylgruppenhaltige, mit chloriertem Polyolefin
modifizierte Acrylharz kann durch Pfropfpolymerisation eines
chlorierten Polyolefins mit einem Acrylmonomer, hydroxylgruppenhaltigen
Monomer und, gegebenenfalls, carboxylgruppenhaltigen Monomer
hergestellt werden. Geeignete Acrylmonomere, hydroxylgruppenhaltige
und carboxylgruppenhaltige Monomere wurden bereits oben genannt.
Geeignete chlorierte Polyolefine sind zu etwa 50% oder weniger,
vorzugsweise zu 10 bis 45%, insbesondere 20 bis
40%, chlorhaltig. Zu chlorierende Polyolefine werden durch
Homopolymerisation oder Copolymerisation von Olefinen, wie Ethylen,
Propylen, 1-Buten, 3-Methyl-1-buten, 3-Methyl-1-hepten usw., oder
durch Copolymerisation des Olefins mit Vinylacetat, Butadien, Acrylat,
Methacrylat oder ähnlichen Vinylmonomeren hergestellt. Diese
Polyolefine werden in üblicher Weise chloriert. Geeignete chlorierte
Polyolefine sind z. B. chloriertes Polyethylen, chloriertes
Polypropylen, chloriertes Ethylen-Propylen-Copolymer, chloriertes
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer usw. Bei der Pfropfpolymerisation des
chlorierten Polyolefins mit Acrylmonomer, hydroxylgruppenhaltigem
Monomer und, gegebenenfalls, carboxylgruppenhaltigen Monomer
können auch andere Vinylmonomere verwendet werden. Die Menge der
gesamten, auf das chlorierte Polyolefin aufzupropfenden Monomeren
beträgt 10 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 80
Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge von Monomeren und chloriertem Po
lyolefin.
Bevorzugte hydroxylgruppenhaltige oder hydroxyl- und carboxylgruppen
haltige Harze für den Grundstrich sind mit chloriertem
Polyolefin modifizierte Acrylharze, die
aufgrund ihrer starken Haftung an Polyolefinen und ähnlichen,
nicht-polaren Kunststoffen stärker bevorzugt werden.
Der Hydroxylgruppengehalt im erfindungsgemäß zu verwendenden,
hydroxylgruppenhaltigen oder hydroxyl- und carboxylgruppenhaltigen
Harz kann in einem weiten Bereich variiert werden und beträgt, als
Hydroxylzahl, erfindungsgemäß 5 bis 200. Bevorzugte Harze haben
eine Hydroxylzahl von 10 bis 120, insbesondere 15 bis
100. Der Carboxylgruppengehalt im Harz, das Carboxyl sowie
Hydroxyl im Molekül enthält, liegt, als Säurezahl, im Bereich von
vorzugsweise 2 bis 30, insbesondere 5 bis 15,
für die organische Überzugszusammensetzung und bei einer Säurezahl
von vorzugsweise 1 bis 200, insbesondere etwa 15 bis
100, für die wässrige Überzugszusammensetzung. Diese Harze haben ein
Zahlenmittel des Molekulargewichtes von 5000 bis 100 000,
vorzugsweise 8000 bis 60 000, im Grundstrich der organischen
Zusammensetzung und ein Zahlenmittel des Molekulargewichtes von
5000 bis 2 000 000, vorzugsweise 10 000 bis 1 000 000,
in der wässrigen Überzugszusammensetzung.
Von den oben erläuterten Harzen sollten solche ohne eine
Carboxylgruppe, jedoch mit einer Hydroxylgruppe im Molekül gemeinsam
mit einem Katalysator verwendet werden, um die Reaktivität der
Hydroxylgruppe mit der Isocyanatgruppe zu erhöhen. Dagegen ist das
Harz mit einer Hydroxyl- und einer Carboxylgruppe im Molekül mit der
Isocyanatgruppe reaktionsfähig und muß nicht mit einem Katalysator
kombiniert werden. Dennoch ist es zweckmäßig, ein solches Harz in
Kombination mit einem Katalysator zu verwenden, um die Reaktivität
der Hydroxylgruppe mit der Isocyanatgruppe zu verbessern. Verwendet
werden die in der Technik zur Beschleunigung der Reaktion von
Hydroxyl- und Isocyanatgruppen üblichen Katalysatoren, z. B. tertiäre
Amine, wie Triethylamin, Triethylendiamin, Hexamethylentetramin,
Methylmorpholin, N-Ethylmorpholin, N-Methylpiperazin, N,N'-Di
methylpiperazin, N,N'-Dimethylbenzylamin, N,N'-Dimethyldodecylamin,
N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethylhexa
methylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-diaminobutan usw., Säuren,
wie Phosphorsäure, p-Toluolsulfonsäure usw., Metallsalze von
Fettsäuren, wie Kaliumoleat, Zinnoctenoat, Blei-2-ethylhexoat, Eisen-
2-ethylhexoat, Kobalt-2-ethylhexoat, Titan-2-ethylhexonat usw.,
Metallsalze alicyclischer Säuren, wie Zinknaphthenat, Mangannaphthenat,
Kupfernaphthenat, Bleinaphthenat, Nickelnaphthenat, Kobaltnaphthenat
usw., organische Zinnverbindungen, wie Tri-n-butylzinnchlorid, Tetra-
n-butylzinn, Di-n-butylzinndioctenoat, Di-n-butylzinndilaurat,
Di-n-butylzinndiacetat, Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid, Dibutylzinn
di-(2-ethylhexoat) usw., organische Phosphate, wie Dimethylphosphat,
Di-n-butylphosphat usw., Salze von 1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecan,
wie das Phenol-, Octansäure- oder Ölsäuresalz von 1,8-Diazabicyclo
(5,4,0)undecan usw., andere anorganische Katalysatoren, wie
Antimontrichlorid, Wismutnitrat, Zinnchlorid, Eisenchlorid,
Phenylnatrium, Tetra-(2-ethylhexyl)-titanat usw. Diese Katalysatoren
können einzeln oder in Kombination aus mindestens 2 derselben
verwendet werden. Bevorzugte Katalysatoren sind Dibutylzinndi-
(2-ethylhexoat), Zinnoctenoat, Di-n-butylzinndilaurat, Tri-n-butyl
zinnchlorid, Tetra-n-butylzinn, Di-n-butylzinndiacetat usw.
Der erfindungsgemäß verwendete Grundstrich ist eine organische oder wäss
rige Überzugszusammensetzung, die das Harz, und, nach Bedarf, einen oben
genannten Katalysator in einem organischen Lösungsmittel und/oder Wasser
zusammen mit einem färbenden und/oder metallhaltigen Pigment gelöst oder
dispergiert enthält. Nach Bedarf kann dem Grundstrich ein Streckpigment
einverleibt werden. Geeignet sind z. B. die bekannten, zum Lösen oder Dis
pergieren des Harzes fähigen, organischen Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol,
Hexan, Heptan und ähnliche Kohlenwasserstoffe, Butanol, Hexanol, Cyclohexanol,
Benzylalkohol und ähnliche Alkohole, Methylethylketon, Methyliso
butylketon, Cyclohexanon, Isophoron und ähnliche Ketone, Dioxan,
Ethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonomethylether und
ähnliche Ether, Ethylacetat, Ethylenglykolacetatmonomethylether,
Diethylenglykolacetatmonoethylether und ähnlicher Ester usw.
Erfindungsgemäß kann man die wässrige Dispersion oder Lösung des
Harzes durch Emulgieren oder Lösen des Harzes im wässrigen Medium,
gegebenenfalls in Anwesenheit eines Emulgators, oder durch Herstellung
des Harzes durch Emulsionspolymerisation erhalten. Das hydroxyl- und
carboxylgruppenhaltige Harz kann wasserlöslich oder in Wasser disper
gierbar gemacht werden, indem man die Carboxylgruppen vor dem Lösen oder
Dispergieren im wässrigen Medium teilweise oder völlig neutralisiert.
Basische, zum Neutralisieren der Carboxylgruppe geeignete Verbindungen
sind z. B. Alkanolamine, wie Monoethanolamin, Diethanolamin und
Dimethylaminoethanol, Alkylamine, wie Diethylamin und Triethylamin,
anorganische Alkalien, wie Kalium- und Natriumhydroxid; von diesen
können die tertiären Amine auch als katalytische Härtungsmittel
verwendet werden, weshalb sie bevorzugt werden. Die wässrige
Überzugszusammensetzung kann wasserlösliche organische Lösungsmittel
enthalten.
Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der färbenden und
metallhaltigen Pigmente, und es können alle in der Technik bekannten
Pigmente verwendet werden. Die Mengen an färbendem und metallhaltigem
Pigment für den Grundstrich sind nicht besonders beschränkt und können
entsprechend dem jeweiligen Zweck bestimmt werden. Die für den
Grundstrich zu verwendende Katalysatormenge beträgt 0,01 bis
10 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,05 bis 5 Gew.-Teile, pro 100
Gew.-Teile der Harzfeststoffe. Erfindungsgemäß bevorzugte Grundstriche
enthalten als Trägerkomponenten die Kombination aus einem
hydroxylgruppenhaltigen Harz und einem Katalysator oder die Kombination
aus einem hydroxyl- und carboxylgruppenhaltigen Harz und einem
Katalysator.
Die auf die Oberfläche des Grundstriches aufzubringende Deckschicht
enthält ein hydroxylgruppenhaltiges Harz und eine Polyisocyanat
verbindung als Trägerkomponenten; sie ist eine Überzugszusammensetzung
in Form organischer Flüssigkeiten, die einen klaren Überzug liefert,
der die Farbe des Grundstriches und dessen metallischen Effekt sichtbar
macht.
Von den oben für den Grundstrich aufgeführten Harzen sind diejenigen
mit einer Hydroxylgruppe als Harz für die Deckschicht verwendbar. Das
hydroxylgruppenhaltige Harz für die Deckschicht hat ein Zahlenmittel
des Molekulargewichtes von 3000 bis 50 000, vorzugsweise
8000 bis 40 000. Der Hydroxylgruppengehalt im Harz
entspricht einer Hydroxylzahl von 30 bis 150, vorzugsweise
50 bis 120.
Die für die Deckschicht verwendbaren Polyisocyanatverbindungen haben
mindestens 2 freie Isocyanatgruppen im Molekül. Derartige Verbindungen
sind z. B. Tolylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
Xyloldiisocyanat, n-Xyloldiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat,
Lysindiisocyanat, hydriertes 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
hydriertes Tolylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat,
Trimethylhexamethylendiisocyanat, Dimersäurediisocyanat, das Addukt
aus (3 Mol) Tolylendiisocyanat mit (1 Mol) Trimethylpropan,
Tolylendiisocyanatpolymer, das Addukt aus (3 Mol) Diisocyanat mit
(1 Mol) Trimethylolpropan, das Reaktionsprodukt von
Hexamethylendiisocyanat und Wasser, das Addukt aus (3 Mol)
Xyloldiisocyanat mit (1 Mol) Trimethylolpropan, das Addukt aus (3 Mol)
Toluoldiisocyanat mit (2 Mol) Hexamethylendiisocyanat usw. Diese
Polyisocyanatverbindungen können einzeln oder in Mischung aus
mindestens 2 derselben verwendet werden. Von den oben aufgeführten
Beispielen werden solche mit hoher Witterungsbeständigkeit und
geringer Wahrscheinlichkeit des Vergilbens bevorzugt, wie z. B. das
Reaktionsprodukt aus Hexamethylendiisocyanat und Wasser, das Addukt
von Xyloldiisocyanat mit Trimethylolpropan, das Addukt von
Tolylendiisocyanat mit Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat,
Hexamethylendiisocyanat, Lysindiisocyanat usw.
Das Mol-Verhältnis des hydroxylgruppenhaltiges Harzes zur Polyisocyanat
verbindung in der Deckschicht liegt im Bereich von 0,5 bis
2,5, vorzugsweise 0,7 bis 2,0, berechnet als Verhältnis von
Hydroxylgruppe/Isocyanatgruppe. Da die beiden Komponenten zu einer
Reaktion bei Raumtemperatur durch Aushärtung unter Vernetzung neigen,
werden sie vorzugsweise in getrennter Form gelagert und vor der
Verwendung zusammengemischt. Nach Bedarf kann die Deckschicht weitere
Zusätze, wie färbende Pigmente, Streckpigmente, metallhaltige
Pigmente, Mittel zur Verbesserung der Oberfläche, Katalysatoren zur
Beschleunigung der Härtung, Blasenbildungsverhinderungsmittel,
UV-Absorptionsmittel, Oxidationsinhibitoren usw., enthalten. Die
Verhältnisse von färbendem zu metallhaltigem Pigment liegen in einem
solchen Bereich, daß die Durchsichtigkeit der Deckschicht (zum
Sichtbarmachen der Farbe des Grundstriches und seines Metalleffektes)
nicht beeinträchtigt wird.
Der erfindungsgemäß aufgebrachte Grundstrich und die Deckschicht
werden bei einer Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und etwa 140°C
ausgehärtet. So können die Überzüge zweckmäßig auf Kunststoffgegenstände
aufgebracht werden, die beim Erhitzen über 140°C deformiert werden
oder ihre Eigenschaften verändern, wie solche aus Polyethylen,
Polypropylen und ähnlichen Polyolefinen, Acrylnitril-Butadien-
Styrol-Copolymer, Polycarbonat, Nylon, faserverstärkten Kunststoffen
(z. B. SMC Formmasse), Polyurethanharzen und Polyphenylenoxid. Bei
Aufbringung auf metallische Substrate anstelle von üblichen, wärme
härtenden Überzugszusammensetzungen, die bei einer Temperatur über
140°C aushärtbar sind, brauchen der erfindungsgemäß verwendete Grund
strich und die Deckschicht nicht über 140°C erhitzt zu werden, was
zu einer Energieeinsparung führt. Der erfindungsgemäß verwendete
Grundstrich und die Deckschicht können auch auf Gegenstände aus Holz,
Glas, anorganischen Materialien usw. aufgebracht werden.
Der erfindungsgemäß verwendete Grundstrich kann direkt auf die oben
genannten Substrate aufgebracht werden. Dennoch wird es bevorzugt,
ihn auf einen Kunststoffgegenstand aufzubringen, der einer Dampfent
fettung mit Trichlorethan oder einer Entfettung mit Toluol unterworfen
wurde, oder auf einen metallischen Gegenstand, der mit z. B. einem
Phosphat oberflächenbehandelt und mit einer elektrophoretischen Über
zugszusammensetzung unter Bildung einer Grundierung und/oder eines
Zwischenüberzugs beschichtet wurde.
Die Verfahren zur Aufbringung des erfindungsgemäß verwendeten Grund
striches sind nicht besonders beschränkt und umfassen verschiedene
übliche Verfahren, wie Aufstreichen, Eintauchen, Aufsprühen, elektro
statisches Beschichten, Walzenbeschichten, anionisches elektrophore
tisches Beschichten usw. Für ein Aufsprühen wird der Grundstrich vor
zugsweise auf eine Viskosität von 10 bis 20 sec (Ford-Becher Nr.
4/20°C) eingestellt. Die Dicke des getrockneten Grundstriches liegt
im Bereich von 10 bis 25 µm, vorzugsweise 15 bis
etwa 20 µm.
Die Verfahren zur Aufbringung der Deckschicht sind
ebenfalls nicht besonders kritisch und umfassen eine Vielzahl von
bekannten Verfahren, wie dies auch bei der Aufbringung des Grundstrichs
der Fall ist. Eine aufzusprühende Deckschicht wird jedoch vorzugsweise
auf eine Viskosität von 10 bis 30 sec (Ford-Becher No.
4/20°C) eingestellt. Eine zweckmäßige Dicke der getrockneten
Deckschicht liegt im Bereich von 25 bis 50 µm, vorzugsweise
von 30 bis 40 µm.
Die Deckschicht wird vorzugsweise auf den bis zum Klebfreizustand
(Trocknungszeit entsprechend JIS K 5400-1979, 5.8) getrockneten
Grundstrich aufgebracht. So ist es z. B. zweckmäßig, die Deckschicht
auf den Grundstrich aufzubringen, der etwa 1 min oder länger,
vorzugsweise 3 bis 20 min, bei Raumtemperatur stehen
gelassen wurde.
Wird die Deckschicht auf einen wässrigen Grundstrich zur Bildung
einer Deckschicht der oben angegebenen Dicke aufgebracht, dann ist
es unwahrscheinlich, daß eine Reaktion zwischen dem Wasser im
Grundstrich und der Polyisocyanatverbindung in der Deckschicht erfolgt.
Zwar ist die Deckschicht daher auf den Grundstrich zum gewünschten
Zeitpunkt nach Aufbringung des wässrigen Grundstriches aufbringbar,
dennoch wird die Deckschicht zweckmäßig aufgetragen, nachdem der
Grundstrich mindestens etwa 1 min, vorzugsweise 3 bis 30 min, bei
Raumtemperatur, oder mindestens 20 sec, vorzugsweise 2 bis 5 min,
bei 50 bis 120°C belassen wurde.
Der erfindungsgemäß verwendete Grundstrich und die Deckschicht werden
in dieser Weise aufgebracht und bei einer Temperatur zwischen Raumtem
peratur und etwa 140°C ausgehärtet. Der bevorzugte Temperaturbereich
liegt zwischen Raumtemperatur und 120°C, vorzugsweise zwischen Raum
temperatur und 100°C. Während des Abbindens der Überzüge treten Ver
netzungsreaktionen innerhalb der Deckschicht zwischem dem hydroxyl
gruppenhaltigen Harz und der Polyisocyanatverbindung einerseits und
gleichzeitig an der Grenzfläche zwischen Grundstrich und Deckschicht
und innerhalb des Grundstriches zwischen der Hydroxylgruppe des Har
zes im Grundstrich und der Isocyanatgruppe der Polyisocyanatverbin
dung, die aus der Deckschicht in den Grundstrich penetriert ist, an
dererseits auf.
Mit anderen Worten, es werden in dieser Weise durch Aushärtung bei niedriger
Temperatur nach dem Verfahren mit zweimaligem Beschichten und einmaligem
Aushärten Überzüge gebildet, die eine erheblich verbesserte Wasserfestigkeit, Haftung
zwischen Grundstrich und Deckschicht, Beständigkeit gegen Kohäsionsversagen und
ähnliche Eigenschaften haben.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele
erläutert, in welchen alle Teile und Prozentangaben Gew.-Teile bzw. Gew.-% sind.
- a) Teststück aus Polypropylen (7,5 cm × 15 cm × 0,2 cm), einer Dampfentfettung mit Trichlorethan unterworfen.
- b) Teststück wie in (i) angegeben und überzogen mit einem handelsüblichen als Grundierung für Polypropylensubstrate geeigneten Primer (vom Zwei-Packungs-Typ, umfassend eine Lösung, die als Hauptkomponente ein Amingruppen-haltiges Acrylharz und chloriertes Polypropylen enthält, und eine Lösung eines Härtungsmittels, die ein Epoxyharz enthält).
- c) Stahlplatte der Maße 7,5 cm × 15 cm × 0,2 cm, oberflächenbehandelt mit einem handelsüblichen Oberflächenbehandlungsmittel für Metalle vom Zinkphosphat-Typ und mit einer handelsüblichen kationischen elektrophoretischen Überzugszusammensetzung vom Epoxy-Typ und einer handelsüblichen Überzugszusammensetzung vom Aminopolyesterharztyp als Zwischenschicht überzogen.
Ein Grundieranstrich (B-1) wurde hergestellt durch Mischen von 100 Teilen eines
hydroxyl- und carboxylgruppenhaltigen Pfropfcopolymers (Zahlenmittel des
Molekulargewichtes 32 000, Hydroxylzahl 20 und Säurezahl 7, hergestellt durch
Pfropfpolymerisation eines zu 28% chlorierten Polypropylenharzes mit
Methylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, n-Butylacrylat, Acrylsäure und
Hydroxyethylacrylat) mit 12 Teilen einer handelsüblichen Aluminiumpaste (Paste aus
Aluminiumpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 24 µm und mit einem
Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 65%) und Lösen der so erhaltenen
Zusammensetzung in einer 1 : 1 (Gewichts)-Mischung aus Toluol und Xylol zur
Einstellung der Viskosität auf 15 sec (Ford-Becher No. 4/20°C).
Ein Grundieranstrich (B-2) wurde wie in (B-1) hergestellt, wobei jedoch zusätzlich 0,1
Teil Di-n-butylzinndilaurat als Katalysator pro 100 Teile des Pfropfcopolymers zugefügt
wurde.
Ein Grundieranstrich (B-3) wurde wie in (B-2) hergestellt, wobei jedoch dasselbe
Pfropfcopolymer wie in (B-1) mit einer Säurezahl von 13 verwendet wurde.
Ein Grundieranstrich (B-4) wurde wie in (B-2) hergestellt, wobei jedoch 0,3 Teile
Dibutylzinn-di-(2-ethylhexoat) anstelle von 0,1 Teil Di-n-butylzinndilaurat als
Katalysator verwendet wurden.
Ein Grundieranstrich (B-5) wurde wie in (B-2) hergestellt, wobei jedoch 0,5 Teile
Tri-n-butylzinnchlorid anstelle von 0,1 Teil Di-n-butylzinndilaurat als Katalysator
verwendet wurden.
Ein Grundieranstrich (B-6) wurde wie in (B-2) hergestellt, wobei jedoch 0,8 Teile
Tetra-n-butylzinn anstelle von 0,1 Teil Di-n-butylzinndilaurat als Katalysator verwendet
wurden.
Ein Grundieranstrich (B-7) wurde hergestellt durch Mischen von 100 Teilen eines
hydroxylgruppenhaltigen Acrylharzes (hergestellt durch Copolymerisieren von
Methylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, n-Butylacrylat und Ethylacrylat, mit einem
Zahlenmittel des Molekulargewichtes von 28 000, einer Hydroxylzahl von 25 und einer
Säurezahl von 0) mit 0,2 Teilen Zinnoctenoat und 12 Teilen der obigen handelsüblichen
Aluminiumpaste und Lösen der so erhaltenen Zusammensetzung im selben organischen
Lösungsmittel, das in (B-1) verwendet wurde, zur Einstellung der Viskosität auf 15 sec
(Ford-Becher No. 4/20°C).
Ein Grundieranstrich (B-8) wurde hergestellt durch Mischen von 100 Teilen Acrylharz
(hergestellt durch Copolymerisieren von Methylmethacrylat, n-Butylacrylat und
Ethylacrylat, mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichtes von 28 000, das weder eine
Hydroxyl- noch eine Carboxylgruppe enthielt) mit 0,2 Teilen Zinnoctenoat und 12 Teilen
der obigen handelsüblichen Aluminiumpaste und Lösen der so erhaltenen
Zusammensetzung in dem in (B-1) verwendeten Lösungsmittel zur Einstellung der
Viskosität auf 15 sec (Ford-Becher No. 4/20°C).
Ein Grundieranstrich (B-9) wurde hergestellt durch Mischen von 100 Teilen eines
hydroxylgruppenhaltigen Pfropfcopolymers (hergestellt durch Pfropfcopolymerisation
eines zu 28% chlorierten Polypropylenharzes mit Methylmethacrylat, 2-
Ethylhexylacrylat, n-Butylacrylat und Hydroxyethylacrylat, mit einem Zahlenmittel des
Molekulargewichtes von 32 000, einer Hydroxylzahl von 20 und einer Säurezahl von 0)
mit 12 Teilen der obigen handelsüblichen Aluminiumpaste und Lösen der so erhaltenen
Zusammensetzung in dem in (B-1) verwendeten Lösungsmittel zur Einstellung der
Viskosität auf 15 sec (Ford-Becher No. 4/20°C).
Ein Grundieranstrich (B-10) wurde wie in (B-1) hergestellt, wobei jedoch ein hydroxyl
gruppenhaltiges Acrylharz (hergestellt durch Copolymerisieren von Methylmethacrylat,
Hydroxyethylmethacrylat, n-Butylacrylat und Ethylacrylat, mit einem Zahlenmittel des
Molekulargewichtes von 28 000, einer Hydroxylzahl von 25 und einer Säurezahl von 0)
verwendet wurde.
Die Grundieranstriche (B-1) bis (B-6) sind erfindungsgemäß verwendete Grundstriche,
während die von (B-7) bis (B-10) als Vergleich dienen.
Eine Deckschicht (T) wurde hergestellt durch gemeinsames Mischen eines
hydroxylgruppenhaltigen Acrylharzes (hergestellt durch Copolymerisieren von Styrol,
Hexylethylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und Butylmethacrylat, mit einer
Hydroxylzahl von 95 und einem Zahlenmittel des Molekulargewichtes von 10 000) und
einem handelsüblichen Addukt aus Hexamethylendiisocyanat und Wasser in einem
OH/NCO Mol-Verhältnis von 1 : 1 und Lösen der so erhaltenen Zusammensetzung in
einer 1 : 4 (Gewichts)-Mischung aus Toluol und Xylol zwecks Einstellung der Viskosität
auf 18 sec (Ford-Becher No. 4/20°C).
Die jeweiligen Grundieranstriche und Deckschichten wurden unter den in Tabelle 1
gezeigten Bedingungen auf die jeweiligen Substrate aufgesprüht.
Die Teststücke mit den wie oben gebildeten Überzügen wurden auf
ihre Eigenschaften getestet. Die folgende Tabelle 2 zeigt die
Ergebnisse.
Die Tests erfolgten nach den folgenden Verfahren:
Das Teststück wurde 240 h in Wasser von 40°C eingetaucht, dann wurde
das Aussehen der Überzugsoberfläche mit dem bloßen Auge betrachtet und
nach den folgenden Bewertung ausgewertet:
A: Teststück frei von jeglicher Veränderung
B: Teststück hatte einige Blasen
C: Teststück mit eingestreuten Blasen
D: Teststück zeigte zahlreiche Blasen
A: Teststück frei von jeglicher Veränderung
B: Teststück hatte einige Blasen
C: Teststück mit eingestreuten Blasen
D: Teststück zeigte zahlreiche Blasen
Das Teststück wurde am und nahe beim Zentrum der Substratoberfläche mit
einem Messer unter Bildung von 100 Quadraten von 1 mm × 1 mm kreuzweise
eingeschnitten. Cellophanhaftstreifen wurden auf die Überzugsoberfläche
jedes Teststücks geklebt und mit einem starken Zug abgezogen und das
Aussehen der Quadrate wie folgt bewertet:
A: kein Abpellen
B: Deckschicht in geringem Maß vom Grundstrich abgepellt
C: Deckschicht gelegentlich vom Grundstrich abgepellt
D: Deckschicht in deutlichem Maß vom Grundstrich abgepellt
A: kein Abpellen
B: Deckschicht in geringem Maß vom Grundstrich abgepellt
C: Deckschicht gelegentlich vom Grundstrich abgepellt
D: Deckschicht in deutlichem Maß vom Grundstrich abgepellt
Das Verfahren von *2 wurde wiederholt, um die Quadrate aus Grundstrich
und Deckschicht auf Kohäsionsversagen zu testen. Die Ergebnisse wurden
wie folgt bewertet:
A: kein Kohäsionsversagen ersichtlich
B: Grundstrich und Deckschicht sehr wenig gebrochen
C: Grundstrich und Deckschicht gelegentlich gebrochen
D: Grundstrich und/oder Deckschicht zeigten ein hohes Maß an Kohäsionsversagen.
A: kein Kohäsionsversagen ersichtlich
B: Grundstrich und Deckschicht sehr wenig gebrochen
C: Grundstrich und Deckschicht gelegentlich gebrochen
D: Grundstrich und/oder Deckschicht zeigten ein hohes Maß an Kohäsionsversagen.
Die Teststücke wurden mit dem bloßen Auge auf metallisches Aussehen
untersucht und wie folgt ausgewertet:
A: deutlich verbessertes metallisches Aussehen
B: leicht verbessertes metallisches Aussehen
C: geringe Uneinheitlichkeit des metallischen Effektes
D: deutliche Uneinheitlichkeit des metallischen Effektes.
A: deutlich verbessertes metallisches Aussehen
B: leicht verbessertes metallisches Aussehen
C: geringe Uneinheitlichkeit des metallischen Effektes
D: deutliche Uneinheitlichkeit des metallischen Effektes.
Die Teststücke wurden mit dem bloßen Auge auf Glätte der Überzugsoberfläche
untersucht und wie folgt bewertet:
A: ausgezeichnet
B: gut
C: mäßig
D: schlecht
A: ausgezeichnet
B: gut
C: mäßig
D: schlecht
Das Reflexionsvermögen wurde mit in einem Winkel von 60° auf einen Spiegel
einfallendem Licht bestimmt.
Die Grundieranstriche (B-1) bis (B-11) wurden in einem geschlossenen Raum bei 20°C
gelagert, um die Zeit in h festzustellen, die notwendig war, um die Viskosität (von der
ursprünglichen Viskosität von 15 sec, mit einem Ford-Becher Nr. 4/20°C) auf 20 sec zu
erhöhen.
Verwendet wurden die oben angegebenen Substrate (i) und (iii).
Eine 70%ige wässrige Lösung des Acrylharzes mit einem Zahlenmittel des
Molekulargewichtes von etwa 10 000, einer Hydroxylzahl von 72 und einer Säurezahl
von 39 wurde erhalten durch Copolymerisieren von 15 Teilen Styrol, 20 Teilen
Methylmethacrylat, 25 Teilen Ethylacrylat, 20 Teilen Butylacrylat, 15 Teilen
Hydroxyethylacrylat und 5 Teilen Acrylsäure in Butylcellosolve unter Verwendung von
α,α'-Azobisisobutyronitril als Polymerisationsinitiator. Zu 100 Teilen der Lösung wurden
4,3 Teile Dimethylaminoethanol und anschließend Wasser zur Bildung einer 55%igen
wässrigen Lösung des wasserlöslichen Acrylharzes zugefügt (W-1).
In einen Reaktor wurden 68,0 Teile entionisiertes Wasser, 0,2 Teile
Ammoniumpersulfat und 1,5 Teile eines handelsüblichen anionischen Tensids gegeben.
Die Lösung wurde auf 95°C erhitzt. Die wässrige Emulsion,
die die Acrylmonomeren und die anderen, in der folgenden Tabelle 3
genannten Komponenten umfaßte, wurde zur erhitzten Lösung getropft
und für 3 h auf 95°C gehalten. Nach Zugabe der Emulsion wurde die
Reaktionsmischung etwa 2 h unter Rühren auf 95°C gehalten und dann
durch Stehen auf 35°C abgekühlt. Dazu wurden 0,5 Teile
Dimethylethanolamin und 4 Teile entionisiertes Wasser gegeben, was
eine stabile, undurchsichtige weiße Dispersion des in Wasser
dispergierbaren Acrylharzes mit einem Zahlenmittel des Molekularge
wichtes von etwa 13 000 ergab, in einer Feststoffkonzentration von 45%
(W-2). Dasselbe Verfahren wurde zur Bildung einer anderen Dispersion
(W-3) eines Acrylharzes mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichtes
von etwa 15 000 unter Verwendung der wässrigen Emulsion der in der
folgenden Tabelle 3 gezeigten Acrylharzmonomeren wiederholt.
Ein Pfropfcopolymer aus chloriertem Polypropylen mit Acrylmonomeren (Zahlenmittel
des Molekulargewichtes 32 000, Hydroxylzahl 20 und Säurezahl 50) wurde mit
Triethylamin neutralisiert und in Wasser zu einer wässrigen Harzdispersion mit einer
Feststoffkonzentration von 50% dispergiert.
Wässrige Lösung des Acrylharzes (W-1) | 100 Teile |
wässrige Dispersion des Acrylharzes (W-2) | 45 Teile |
Die oben angegebenen Komponenten wurden zusammengemischt und mit einer
Mischung aus Wasser und einer Dispersion einer Aluminiumpaste,
die
10 Teile einer handelsüblichen Aluminiumpaste A (durchschnittliche Teilchengröße des Aluminiumpulvers 18 µm; Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen 65%)
20 Teile einer weiteren handelsüblichen Aluminiumpaste B (durchschnittliche Teilchengröße des Aluminiumpulvers 15 µm; Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen 65%)
und 30 Teile Isopropylalkohol
enthielt, auf eine Viskosität von 16 sec (Ford-Becher No. 4/20°C) eingestellt.
10 Teile einer handelsüblichen Aluminiumpaste A (durchschnittliche Teilchengröße des Aluminiumpulvers 18 µm; Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen 65%)
20 Teile einer weiteren handelsüblichen Aluminiumpaste B (durchschnittliche Teilchengröße des Aluminiumpulvers 15 µm; Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen 65%)
und 30 Teile Isopropylalkohol
enthielt, auf eine Viskosität von 16 sec (Ford-Becher No. 4/20°C) eingestellt.
Wässrige Dispersion des Acrylharzes (W-3) | 100 Teile |
Aluminiumpaste A (wie oben) | 5 Teile |
Aluminiumpaste B (wie oben) | 10 Teile |
10-%ige Lösung von Dibutylzinndiacetat in Butylcellosolve | 1,5 Teile |
Butylcellosolve | 25 Teile |
Die oben angegebenen Komponenten wurden zusammengemischt und mit Wasser auf
eine Viskosität von 16 sec (Ford-Becher No.4/20°C) eingestellt.
Wässrige Lösung des Acrylharzes (W-1) | 100 Teile |
wässrige Dispersion des Acrylharzes (W-2) | 45 Teile |
Aluminiumpaste A (wie oben) | 10 Teile |
Aluminiumpaste B (wie oben) | 20 Teile |
Isopropylalkohol | 30 Teile |
10-%ige Lösung aus Dibutylzinndiacetat in Isopropylalkohol | 2 Teile |
Die oben angegebenen Komponenten wurden zusammengemischt und mit Wasser auf
eine Viskosität von 16 sec (Ford-Becher No. 4/20°C) eingestellt.
200 Teile der wässrigen Dispersion des mit chloriertem Polyolefin modifizierten
Acrylharzes (W-4), 0,1 Teil Di-n-butylzinndilaurat und 20 Teile Aluminiumpaste A (wie
oben) wurden zusammengemischt.
Die Mischung wurde mit Wasser auf eine Viskosität von 16 sec (Ford-Becher No.
4/20°C) eingestellt.
Überzugszusammensetzung mit derselben Formulierung wie die wässrige metallische
Überzugszusammensetzung (M-2), jedoch ohne Verwendung von 1,5 Teilen der
10-%igen Dibutylzinndiacetatlösung.
25 Teile Methylacrylat, 25 Teile Ethylacrylat, 36,5 Teile n-Butylacrylat, 12 Teile
2-Hydroxyethylacrylat und 1,5 Teile Acrylsäure in Xylol wurden unter Verwendung von
α,α'-Azobisisobutyronitril als Polymerisationsinitiator zu einer Lösung des Acrylharzes
mit einer Feststoffkonzentration von 60% polymerisiert, wobei das Harz ein
Zahlenmittel des Molekulargewichtes von etwa 8000, eine Hydroxylzahl von 58 und
eine Säurezahl von 12 hatte.
Die Lösung wurde mit einem handelsüblichen Addukt aus Hexamethylendiisocyanat und
Wasser in einem OH/NCO Mol-Verhältnis von 1 : 1,1 gemischt.
Die Mischung wurde mit einer 2 : 1 Gewichtsmischung aus Toluol und Xylol auf eine
Viskosität von 18 sec (Ford-Becher No. 4/20°C) eingestellt und ergab eine Deckschicht
(T-1).
Gemäß der Herstellung der Deckschicht (T-1) wurde eine Deckschicht (T-2) hergestellt,
wobei jedoch statt 36,5 Teilen nun 38 Teile n-Butylacrylat verwendet und die 1,5 Teile
Acrylsäure weggelassen wurden.
Jedes Substrat wurde mit jedem Grundieranstrich und jeder Deckschicht gemäß den
Angaben in der folgenden Tabelle 4 beschichtet, wobei die angegebene Dicke diejenige
des getrockneten Überzuges ist.
Die folgende Tabelle 5 zeigt das Verhalten der Überzüge bei den Tests.
In Tabelle 5 wurde das Gelierungsverhältnis jedes Überzugs nach dem
folgenden Verfahren gemessen: Die Probe (der vom Substrat abgetrennte
Überzug) wurde in ein Lösungsmittel (Aceton/Methanol; Gewichts
verhältnis 1 : 1) eingetaucht und 3 h beim Siedepunkt des Lösungsmittels
einer Extraktion unterworfen. Das Gelierungsverhältnis (%) wurde
durch die folgende Gleichung angegeben:
Darin steht A für das Gewicht der Probe vor der Extraktion,
B bedeutet das Gewicht der Probe nach der Extraktion.
Claims (4)
1. Verfahren zur Bildung von Überzügen, bei welchem eine
Grundieranstrichzusammensetzung, die ein färbendes und/oder
metallhaltiges Pigment enthält, auf ein Substrat aufgebracht
wird, über dem Grundieranstrich eine Deckschichtzusammenset
zung, die ein hydroxylgruppenhaltiges Harz und eine Po
lyisocyanatverbindung enthält, aufgebracht wird, und die
Überzüge in einem Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur
und etwa 140°C ausgehärtet werden, wobei der Grundieranstrich
als Trägerkomponente
- a) ein Harz mit einer Hydroxylgruppe und einer Carboxylgruppe im Molekül oder
- b) eine Kombination aus einem Harz mit einer Hydroxylgruppe im Molekül und einem Katalysator zur Beschleunigung der Reaktion zwischen der Hydroxylgruppe des Harzes und der Isocyanatgruppe der Polyisocyanatverbindung in der Deckschicht oder
- c) eine Kombination aus einem Harz mit einer Hydroxylgruppe und einer Carboxylgruppe im Molekül und einem Katalysator zur Beschleunigung der Reaktion zwischen der Hydroxylgruppe des Harzes und der Isocyanatgruppe der Polyisocyanatverbindung in der Deckschicht enthält,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hydroxylzahl im Bereich von 10 bis 120, vorzugsweise von
15 bis 100, liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Grundieranstrich mit organischem
Lösungsmittel und ein Harz mit einer Hydroxylgruppe und einer
Caboxylgruppe im Molekül mit einer Säurezahl von 2 bis 30
verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als Grundieranstrich eine wässrige
Zusammensetzung mit einem hydroxylgruppen- und
carboxylgruppenhaltigen Harz mit einer Säurezahl von 1 bis
200 verwendet wird.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP241885A JPS61161179A (ja) | 1985-01-10 | 1985-01-10 | 塗膜の形成方法 |
JP60049889A JPH0683816B2 (ja) | 1985-03-13 | 1985-03-13 | 塗膜の形成方法 |
DE3600425A DE3600425C3 (de) | 1985-01-10 | 1986-01-09 | Verfahren zur Bildung von Überzügen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3645347C2 true DE3645347C2 (de) | 1999-10-14 |
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1986
- 1986-01-09 DE DE3645347A patent/DE3645347C2/de not_active Expired - Fee Related
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