DE3832142C2

DE3832142C2 -

Info

Publication number: DE3832142C2
Application number: DE19883832142
Authority: DE
Inventors: Bodo Dr. Mueller; Eric 8700 Wuerzburg De Martin
Original assignee: BASF Lacke und Farben AG
Current assignee: BASF Coatings GmbH
Priority date: 1988-09-22
Filing date: 1988-09-22
Publication date: 1992-03-12
Also published as: DE3832142A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, schützenden und/oder dekorativen Überzuges auf einer Substratoberfläche sowie pseudoplastische und/oder thixotrope wasserverdünnbare Beschichtungszusammensetzungen, die zur Herstellung der Basisschicht von Zweischichtlackierungen des base coat/clear coat Typs geeignet sind.

Insbesondere bei der Automobillackierung, aber auch in ande ren Bereichen, in denen man Überzüge mit guter dekorativer Wirkung und gleichzeitig einen guten Korrosionsschutz wünscht, ist es bekannt, Substrate mit mehreren, über einander angeordneten Überzugsschichten zu versehen.

Mehrschichtlackierungen werden bevorzugt nach dem sogenann ten base coat/clear coat-Verfahren aufgebracht, d. h. es wird ein pigmentierter Basislack vorlackiert und nach kurzer Ablüftzeit ohne Einbrennschritt (naß-in-naß-Verfahren) mit Klarlack überlackiert. Anschließend werden Basislack und Klarlack zusammen eingebrannt.

Besonders große Bedeutung hat das base coat/clear coat- Verfahren bei der Applikation von Automobil-Metalleffekt lacken erlangt.

Wirtschaftliche und ökologische Gründe haben dazu geführt, daß versucht wurde, bei der Herstellung von Mehrschichtüber zügen wäßrige Basisbeschichtungszusammensetzungen einzu setzen.

Die Beschichtungszusammensetzungen zur Herstellung dieser Basisschichten müssen nach dem heute üblichen rationellen naß-in-naß-Verfahren verarbeitbar sein, d. h. sie müssen nach einer möglichst kurzen Vortrocknungszeit ohne Einbrenn schritt mit einer transparenten Deckschicht überlackiert werden können, ohne störende Anlöseerscheinungen und "strike-in"-Phänomene zu zeigen.

Bei der Entwicklung von Beschichtungszusammensetzungen zur Herstellung von Basisschichten von Metalleffektlacken des base coat/clear coat-Typs müssen außerdem noch weitere Pro bleme gelöst werden. Der Metalleffekt hängt entscheidend von der Orientierung der Metallpigmentteilchen im Lackfilm ab. Ein im "naß-in-naß"-Verfahren verarbeitbarer Metalleffektba sislack muß demnach Lackfilme liefern, in denen die Metall pigmente nach der Applikation in einer günstigen räumlichen Orientierung vorliegen und in denen diese Orientierung schnell so fixiert wird, daß sie im Laufe des weiteren Lackierprozesses nicht gestört werden kann.

In der EP-A-38 127 wird ein Verfahren zur Herstellung mehr schichtiger Überzüge des base coat/clear coat-Typs offen bart, bei dem wäßrige Basisbeschichtungszusammensetzungen verwendet werden, die stabil dispergierte vernetzte Poly acrylatmikroteilchen enthalten und einen pseudoplastischen und/oder thixotropen Charakter aufweisen.

In der EP-A-38 127 wird empfohlen, den vernetzte Poly acrylatmikroteilchen enthaltenden wäßrigen Beschichtungszu sammensetzungen zur Einstellung der gewünschten pseudo plastischen und/oder thixotropen Eigenschaften Verdickungs mittel zuzusetzen. Beschrieben und in den Beispielen einge setzt werden nur Verdickungsmittel auf Polyacrylatbasis. Diese speziellen Verdickungsmittel müssen aber in sehr großen Mengen zugesetzt werden, um die gewünschten Eigen schaften der wäßrigen Beschichtungszusammensetzungen zu er zielen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht in der Bereitstellung eines neuen Verfahrens gemäß Oberbegriff des ersten Patentanspruches. Mit Hilfe dieses neuen Verfahrens sollen die oben geschilderten Probleme des Standes der Technik überwunden bzw. vermindert werden.

Diese Aufgabe wird überraschenderweise durch ein Verfahren gemäß Oberbegriff des ersten Patentanspruchs gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Basisbeschichtungszusammensetzung 0,1 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf den Bindemittelfestkörper, Xanthan enthält.

Es war überraschend und in keiner Weise vorhersehbar, daß unter der sehr großen Anzahl verschiedener Verdickungsmittel für wäßrige Lacksysteme ausgerechnet Xanthan derartig wirkungsvoll die pseudoplastischen und/oder thixotropen Eigenschaften der wäßrigen Beschichtungszusammensetzungen einstellt.

Durch die Verwendung von Xanthan als Verdickungsmittel werden überraschenderweise weder Feuchtigkeitsempfindlichkeit noch Haftungseigenschaften noch Metalleffekt der erhaltenen Filme negativ beeinflußt. Die Verwendung von Xanthan erlaubt vielmehr die Applikation von Basislacken mit sehr geringem Festkörper (10 bis 20 Gew.-%), was sich positiv auf den Metalleffekt der erhaltenen Beschichtungen auswirkt. Nicht zuletzt treten bei der Inkorporation von Xanthan in wäßrige Basisbeschichtungszusammensetzungen, insbesondere in solche, die als Bindemittel ein Melaminharz enthalten, keine Unverträglichkeitserscheinungen auf.

Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Applikation einer Basisbeschichtungszusammensetzung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im folgenden werden die einzelnen Komponenten der erfin dungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammensetzungen näher erläutert.

Flüssiges Verdünnungsmittel

Die erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammen setzungen enthalten als flüssiges Verdünnungsmittel Wasser, das ggf. auch noch organische Lösungsmittel enthalten kann. Der Anteil an organischen Lösungsmitteln wird so gering wie möglich gehalten.

Als Beispiele für Lösungsmittel, die im Wasser vorhanden sein können, seien heterocyclische, aliphatische oder aroma tische Kohlenwasserstoffe, ein- oder mehrwertige Alkohole, Ether, Glykolether, Ester, Amide und Ketone, wie z. B. N-Methylpyrrolidon, Dimethylformamid, Toluol, Xylol, Buta nol, Ethyl- und Butylglykol sowie deren Acetate, Butyldi glykol, Diethylenglykoldimethylether, Cyclohexanon, Methyl ethylketon, Aceton, Isophoron oder Mischungen davon genannt.

Wasserverdünnbares Bindemittel

Die erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammen setzungen können im Prinzip alle für das in Rede stehende Verfahren geeigneten wasserverdünnbaren Bindemittel und Mischungen aus diesen Bindemitteln enthalten. (Unter "wasserverdünnbaren Bindemitteln" werden alle Bindemittelbe standteile exclusive der vernetzten Polyacrylatmikroteilchen verstanden. Im Gegensatz dazu wird der Bindemittelfestkörper der in Rede stehenden Basisbeschichtungszusammensetzungen ermittelt, indem die in einer Basisbeschichtungszusammen setzung enthaltene Menge an wasserverdünnbaren Bindemitteln und die in der Basisbeschichtungszusammensetzung enthaltene Menge an vernetzten Polyacrylatmikroteilchen addiert werden.)

Als Beispiele für einsetzbare wasserverdünnbare Bindemittel werden wasserverdünnbare Melaminharze, wasserverdünnbare Polyesterharze, wasserverdünnbare Polyacrylatharze, wasser verdünnbare Polyether und wasserverdünnbare Polyurethanharze sowie Mischungen dieser wasserverdünnbaren Bindemittel ge nannt.

Wasserverdünnbare Melaminharze sind an sich bekannt und wer den in größerem Umfang eingesetzt. Es handelt sich hierbei i.a. um veretherte Melamin-Formaldehyd-Kondensationsproduk te. Ihre Wasserlöslichkeit hängt - abgesehen vom Kondensa tionsgrad, der möglichst niedrig sein soll -, von der Ver etherungskomponente ab, wobei nur die niedrigsten Glieder der Alkanol- bzw. Ethylenglykolmonoetherreihe wasserlösliche Kondensate ergeben. Die größte Bedeutung haben methanolver etherte Melaminharze. Bei Verwendung von Lösungsvermittlern können auch butanolveretherte Melaminharze in wäßriger Phase dispergiert werden.

Es besteht auch die Möglichkeit, Carboxylgruppen in das Kon densat einzufügen. Umetherungsprodukte hochveretherter For maldehydkondensate mit Oxycarbonsäuren sind über ihre Car boxylgruppe nach Neutralisation wasserlöslich und können in den erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammen setzungen enthalten sein.

Anstelle der beschriebenen Melaminharze können auch andere wasserlösliche oder wasserdispergierbare Aminoharze, wie Harnstoffharze, eingesetzt werden.

Als wasserverdünnbare Polyesterharze werden vorzugsweise Hy droxylgruppen tragende Polyesterharze eingesetzt. Die erfin dungsgemäß eingesetzten Polyesterharze enthalten als solubi lisierende Gruppen vorzugsweise Carboxylatgruppen.

Wasserverdünnbare Polyesterharze der oben beschriebenen Art sind an sich bekannt und können durch Umsetzung von mehrwer tigen Polyolen mit Polycarbonsäuren bzw. Polycarbonsäurean hydriden hergestellt werden.

Bevorzugt werden Polyesterharze mit einer mittleren Funk tionalität pro Molekül von 2,5 bis 10 und mit einem mittle ren Kondensationsgrad pro Molekül von 10 bis 25 eingesetzt. Der Kondensationsgrad gibt die Summe der Monomerbausteine in der Kette des Polymermoleküls an.

Die eingesetzten Polyesterharze weisen bevorzugt eine Säure zahl von höchstens 30 und eine Hydroxylzahl von höchstens 150 auf.

Für die Synthese der Polyesterharze bevorzugte Säurekompo nenten sind aliphatische, cycloaliphatische gesättigte oder ungesättigte und/oder aromatische mehrbasische Carbonsäuren, vorzugsweise Di-, Tri- und Tetracarbonsäuren, mit 2 bis 14, vorzugsweise 4 bis 12 C-Atomen pro Molekül oder deren ver esterungsfähige Derivate (z. B. Anhydride oder Ester), z. B. Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Tetra hydro- und Hexahydrophthalsäureanhydrid, Endomethylentetra hydrophthalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Trimellithsäure und Trimellithsäureanhydrid, Pyromellithsäureanhydrid, Fumarsäure und Maleinsäure. Phthalsäureanhydrid ist die gebräuchlichste Säurekomponente. Die Polyesterharze sollen nicht mehr als 20 Mol-%, bezogen auf die einkondensierten Polycarbonsäurereste, Fumar- und Maleinsäurereste enthalten.

Für die Synthese der Polyester bevorzugte Polyole sind ali phatische, cycloaliphatische und/oder araliphatische Alko hole mit 1 bis 15, vorzugsweise 2 bis 6 C-Atomen und 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 4, an nicht-aromatische C-Atome gebun dene OH-Gruppen pro Molekül, z. B. Glykole, wie Ethylenglykol, Propandiol-1,2 und -1,3, Butandiol-1,2, -1,3 und -1,4, 2-Ethylpropandiol-1,3, 2-Ethylhexandiol-1,3,Neopentylglykol, 2,2-Trimethylpentandiol-1,3, Hexandiol-1,6, Cyclohexan diol-1,2 und -1,4, 1,2- und 1,4-Bis-(hydroxymethyl-)cyclo hexan, Adipinsäure-bis-(ethylenglykolester); Etheralkohole, wie Di- und Triethylenglykol, Dipropylenglykol; Dimethylol propionsäure, oxalkylierte Bisphenole mit zwei C₂-C₃-Oxalkylgruppen pro Molekül, perhydrierte Bispheno le; Butantriol-1,2,4, Hexantriol-1,2,6, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Trimethylolhexan, Glycerin, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Mannit und Sorbit; kettenab brechende einwertige Alkohole mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie Propanol, Butanol, Cyclohexanol und Benzylalkohol, Hydroxypivalinsäure. Die gebräuchlichsten Alkohole sind Gly cerin, Trimethylolpropan, Neopentylglykol und Pentaerythrit.

Die erfindungsgemäß einsetzbaren Polyesterharze können auch mit Monocarbonsäure und Monoalkoholen modifiziert sein.

Als Beispiele für Monocarbonsäuren werden gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren, Benzoesäure, p-tert.-Butylbenzoe säure, Hexahydrobenzoesäure und Abietinsäure genannt.

Als Beispiele für Monoalkohole werden Methanol, Propanol, Cyclohexanol, 2-Ethylhexanol und Benzylalkohol genannt.

Es ist auch möglich, bis zu 25% der Esterverbindungen durch Urethanbindungen zu ersetzen.

Bevorzugte Polyacrylatharze erhält man durch Copolymerisa tion von Vinyl- bzw. Vinylidenmonomeren, wie z. B. Styrol, α-Methylstyrol, o- bzw. p-Chlorstyrol, o-, m- oder p-Methylstyrol, p-tert.-Butylstyrol, (Meth-)Acrylsäure, (Meth-)Acrylnitril, Acryl- und Methacrylsäurealkylester mit 1 bis 8 C-Atomen in der Alkoholkomponente, beispielsweise Ethylacrylat, Methylacrylat, n- bzw. iso-Propylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmeth acrylat, Isooctylacrylat, tert.-Butylacrylat, Methylmeth acrylat, Ethylmethacrylat, n- bzw. iso-Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Isooctylmethacrylat und ggf. Mischungen derselben; Hydroxyalkyl(meth)acrylate mit 2 bis 4 C-Atomen in der Alkylgruppe, z. B. 2-Hydroxyethyl(meth-)acrylat, 2-Hy droxypropyl(meth-)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth-)acrylat; Trimethylolpropanmono(meth-)acrylat, Pentaerythrit mono(meth-)acrylat und deren Ester mit Fettsäuren, Diester der Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäure mit 4 bis 8 Koh lenstoffatomen in der Alkoholkomponente; Acrylnitril, (Meth)acrylsäureamid, Vinylester von Alkanmonocarbonsäuren mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie Vinylacetat oder Vinyl propionat oder Mischungen der genannten Monomeren, N-Methoxymethyl(meth-)acrylsäureamid.

Bevorzugte Monomere sind Styrol und (Meth)Acrylsäurealkyl ester mit 1 bis 8 C-Atomen in der Alkoholkomponente, das Veresterungsprodukt aus Fettsäure und Hydroxyalkylacrylaten und deren Mischungen.

Als Beispiele für wasserverdünnbare Polyether werden lineare oder verzweigte Poly(oxypropylen)glykole mit einem mittleren Molekulargewicht von 400 bis 1000, bevorzugt 600 bis 900, genannt.

Als wasserverdünnbare Bindemittel werden bevorzugt auch was serverdünnbare Polyurethanharze allein oder in Kombination mit den oben beschriebenen anderen wasserverdünnbaren Binde mitteln eingesetzt.

Bevorzugt eingesetzte wasserverdünnbare Polyurethanharze sind die in der DE-OS-35 45 618 und US-PS-44 23 179 offenbar ten Polyurethanharze.

Die wasserverdünnbaren Polyurethanharze der DE-OS 35 45 618 haben eine Säurezahl von 5 bis 70 mg KOH/g und werden erhal ten durch Umsetzung von

(A) linearen Polyether- und/oder Polyesterdiolen mit einem Molekulargewicht von 400 bis 3000,
(B) Diisocyanten und
(C) Verbindungen, die zwei gegenüber Isocyanatgruppen re aktive Gruppen enthalten, wobei mindestens ein Teil der als Komponente (C) eingesetzten Verbindungen min destens eine zur Anionenbildung befähigte Gruppe auf weist, die vorzugsweise vor der Umsetzung mit einem tertiären Amin neutralisiert worden ist,

ein endständige Isocyanatgruppen aufweisendes Zwischenpro dukt hergestellt worden ist, dessen freie Isocyanatgruppen anschließend mit

(D) einem mindestens 3 Hydroxylgruppen enthaltenden Polyol, vorzugsweise Triol,

umgesetzt worden sind und das so gewonnene Reaktionsprodukt in eine wäßrige Phase überführt worden ist. Beispiele für geeignete Komponenten (A) bis (D), Lösungsmittel sowie die genauen Reaktionsbedingungen sind der DE-OS 35 45 618, Spal te 6, Zeile 39 bis Spalte 13, Zeile 32 zu entnehmen.

Die wasserverdünnbaren Polyurethanharze der US-PS 44 23 179 sind herstellbar durch Umsetzung

(A) eines Diisocyantes,
(B) eines Polyesterpolyols und ggf. weiteren Polyolkompo nenten, wobei es erfindungswesentlich ist, daß die Säurekomponente des Polyesters zu mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt 100 Gew.-%, aus einer Dimersäure und die restlichen 0-40 Gew.-% der Säurekomponente aus einer monomeren Carbonsäure oder ihrem Anhydrid mit bis zu 16 C-Atomen besteht.
(C) Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen und mit zur Anionenbildung befähigten Gruppen und
(D) Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen, wie z. B. multifunktionelle Alkohole.

Beispiele für geeignete Komponenten (A) bis (D), Lösungsmit tel sowie die genauen Reaktionsbedingungen sind der US-PS 44 23 179, Spalte 3, Zeile 10 bis Spalte 7, Zeile 40 zu entnehmen.

Ganz besonders bevorzugt werden Basisbeschichtungszusammen setzungen eingesetzt, die als wasserverdünnbares Bindemittel ein wasserverdünnbares Melaminharz enthalten.

Wird das wasserverdünnbare Melaminharz zusammen mit anderen wasserverdünnbaren Bindemitteln eingesetzt, so beträgt be vorzugt der Anteil des Melaminharzes, bezogen auf den Binde mittelfestkörper 1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammen setzungen können auch blockierte Polyisocyanate als Ver netzungsmittel enthalten.

Vernetzte Polyacrylatmikroteilchen

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Basisbe schichtungszusammensetzungen enthalten Polyacrylatmikroteil chen mit einem Durchmesser von 0,01 bis 10 µm. Die Her stellung dieser vernetzten Polyacrylatmikroteilchen erfolgt nach bekannten Methoden, wie sie z. B. in der EP-A-38 127 be schrieben sind. Es ist aber darauf zu achten, daß das ge wählte Herstellverfahren gewährleistet, daß stabile Poly acrylatmikroteilchen-Dispersionen erhalten werden, d. h. daß keine Agglomeration der Mikroteilchen zu großen Teilchen auftritt.

So kann der Aufbau der Polyacrylatmikroteilchen mittels Dis persionspolymerisation in Gegenwart eines sterischen Stabi lisators erfolgen, um stabile Mikroteilchen-Dispersionen zu erhalten. Die Polymerisation erfolgt in Wasser, das flüch tige organische Cosolventien enthält, so daß die einge setzten Monomeren in dieser Mischung löslich sind. Die Reak tion wird bei Temperaturen durchgeführt, die mindestens 10°C oberhalb der Glasübergangstemperatur des gebildeten Polymers liegen. Einzelheiten dieses Verfahrens sind in der EP-A 38 127 sowie insbesondere in der veröffentlichten Briti schen Patentanmeldung 20 39 497 (Anmelde-Nummer 79 40 088) be schrieben. Der sterische Stabilisator kann - wie in der EP 38 127 beschrieben - entweder zu der Reaktionsmischung zu gesetzt werden oder in situ während der Polymerisationsreak tion gebildet werden.

Die Dispersion der vernetzten Polyacrylatmikroteilchen kann auch mit Hilfe der bekannten wäßrigen Emulsionspolymerisa tion (vgl. EP 38 127) oder mit Hilfe einer nicht-wäßrigen Dispersionspolymerisation mit anschließender Überführung der hergestellten Polymeren in eine wäßrige Phase hergestellt werden. Für eine detaillierte Beschreibung dieses letzten Verfahrens sei auf die veröffentlichte Britische Anmeldung 20 06 229 (Anmelde-Nummer 42 457/77) verwiesen.

Der Aufbau der vernetzten Polyacrylatmikroteilchen erfolgt - wie beschrieben - durch Polymerisation von einem oder meh reren Alkylestern der (Meth)Acrylsäure, polyfunktionellen Monomeren sowie ggf. weiteren ethylenisch ungesättigten Mo nomeren.

Als Beispiele für geeignete Alkylester der Methacryl- und Acrylsäure seien Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Pro pylmethacrylat, Butylmethacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat genannt. Für die Copolymerisation geeignete weitere ethylenisch ungesättigte Monomere sind beispielsweise Vinylacetat, Vinylpropionat, Acrylnitril, Styrol und Vinyltoluol.

Um vernetzte Mikroteilchen herzustellen, ist ferner der Ein satz von - in bezug auf die Polymerisationsreaktion - poly funktionellen Monomeren erforderlich. Beispiele für der artige Monomere sind Ethylenglykoldimethacrylat, Allylmeth acrylat oder Divinylbenzol. Es ist aber auch möglich, Monomere mit funktionellen Gruppen einzusetzen und eine Ver netzung der Polyacrylatmiktroteilchen über eine Reaktion dieser funktionellen Gruppen während oder nach der Polymeri sation zu erzielen. Beispiele für solche Monomeren sind die Kombination von Monomeren mit Epoxidgruppen, wie z. B. Glyci dylmethacrylat und Monomeren mit Carboxylgruppen, wie z. B. Methacrylsäure, Monomeren mit Anhydrid- und Hydroxylgruppen sowie die Kombination von Monomeren mit Isocyanatgruppen und Monomeren mit Hydroxylgruppen. Wegen Einzelheiten für die Herstellung der vernetzten Polyacrylatmikroteilchen wird auf die EP-A-38 127 verwiesen.

Einsetzbar in den Beschichtungszusammensetzungen des erfin dungsgemäßen Verfahrens sind außerdem polymere Mikroteilchen mit einer Größe oder einer Größenverteilung im Bereich von 0,01 bis 2 µm, die hergestellt worden sind durch Emul sionspolymerisation einer Mischung von ungesättigten Monome ren, von denen vorzugsweise ein Teil Carboxyl- oder Hydroxylgruppen enthält und ein Teil frei von Carboxyl- und Hydroxylgruppen ist und eines polyfunktionellen Vernetzers, wobei die Emulsionspolymerisation in wäßriger Phase durchge führt worden ist und während oder nach der Polymerisation das Wasser entfernt worden ist.

Derartige polymere Mikroteilchen sowie die Herstellung soge nannter Mikrogele sind beispielsweise in der EP 00 29 637 A2 beschrieben.

Als ungesättigte Monomere zur Herstellung der Mikroteilchen kommen beispielsweise einerseits Acrylsäure, Methacrylsäure, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxyethylmeth acrylat oder Hydroxypropylmethacrylat und andererseits Alkylester der Acrylsäure und Methacrylsäure mit vorzugswei se 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest sowie Styrol und α-Methylstyrol in Betracht.

Als polyfunktionelle Vernetzer sind Verbindungen mit zwei ethylenisch ungesättigten Doppelbindungen geeignet, die zu vernetzten, in der Überzugsmasse unlöslichen Mikroteilchen führen. Beispiele hierfür sind: Ethylenglykoldimethacrylat, Tetraethylenglykoldimethacrylat, Methylenbisacrylamid, Methylenbismethacrylamid, Divinylbenzol, Vinylmethacrylat, Vinylcrotonat, Vinylacrylat, Divinylacetylen, Trivinylben zol, Glycerintrimethacrylat, Pentaerythrittetramethacrylat, Triallylcyanorat, Divinylethan und ähnliche Verbindungen, wie sie in der EP 00 29 637 A2 beschrieben sind.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammen setzungen enthalten vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 13 Gew.-%, vernetzte Polyacrylatmikroteil chen der oben beschriebenen Art. Bezogen auf den Bindemit telfestkörper beträgt der Anteil an vernetzten Polyacrylat mikroteilchen 5 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 80 Gew.-%.

Unter "Bindemittelfestkörper" wird die Summe der in einer Basisbeschichtungszusammensetzung enthaltenen Menge an was serverdünnbaren Bindemitteln und der in der Basisbeschich tungszusammensetzung enthaltenen Menge an vernetzten Poly acrylatmikroteilchen verstanden. Diese Summe wird üblicher weise auf das Gesamtgewicht der Basisbeschichtungszusammensetzung bezogen. Der Bindemittelfestkörper der erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammensetzungen beträgt bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 25 Gew.-%.

Pigmente

Die erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammensetzungen können alle für das base coat/clear coat-Verfahren geeigneten Pigmente enthalten. Als Beispiel seien Titandioxyd, Graphit, Ruß, Phthalocyaninblau, Chromoxyd, Perylentetracarbonsäureimide und dergleichen genannt.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammensetzungen enthalten ganz besonders bevorzugt Metallplättchenpigmente, besonders bevorzugt Aluminiumplättchen, als Pigmente. Die Metallplättchenpigmente können auch zusammen mit Farbpigmenten eingesetzt werden. In diesem Fall wird Art und Menge der Farbpigmente so gewählt, daß der erwünschte Metalleffekt nicht unterdrückt wird.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammensetzungen können anstelle oder in Kombination mit Metallplättchenpigmenten auch andere Effektpigmente, wie z. B. mit Metalloxiden beschichtete Glimmerplättchen (sog. Mica) enthalten.

Der Metallplättchenpigmentgehalt der erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammensetzungen beträgt - bezogen auf den Bindemittelfestkörper - bis zu 25 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 20 Gew.-%.

Verdickungsmittel

Die erfindungsgemäß eingesetzten Basisbeschichtungszusammensetzungen enthalten 0,1 bis 5,0 Gew.-%, bevorzugt 1,0 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf den Bindemittelfestkörper, Xanthan als Verdickungsmittel.

Xanthan ist ein vom Bakterienstamm Xanthomonas campestris abgeschiedenes hochpolymeres Heteropolysaccharid (Molmasse etwa 2 Millionen) mit folgender Struktur:

Die erfindungsgemäßen Basisbeschichtungszusammensetzungen können auch weitere übliche Zusätze, wie Füllstoffe, Weich macher, Stabilisatoren, Netzmittel, Dispergierhilfsmittel, Verlaufsmittel, Entschäumer und Katalysatoren, einzeln oder im Gemisch in den üblichen Mengen enthalten.

Nach Applikation der Basisbeschichtungszusammensetzungen wird nach einer kurzen Ablüftzeit ohne Einbrennschritt mit einer geeigneten transparenten Deckschichtzusammensetzung überlackiert. Es können konventionelle organische Lösemittel enthaltende Klarlacke, wasserverdünnbare Klarlacke oder Pul verklarlacke aufgebracht werden.

Schließlich wird die Basisschicht zusammen mit der Deck schicht eingebrannt.

Die Erfindung betrifft auch pseudoplastische und/oder thixo trope wasserverdünnbare Beschichtungszusammensetzungen, die zur Herstellung der Basisschicht von Zweischichtlackierungen des base coat/clear coat-Typs geeignet sind und die Wasser, gegebenenfalls Lösemittel, wasserverdünnbare Bindemittel, vernetzte Polyacrylatmikroteilchen mit einem Durchmesser von 0,01 bis 10 µm Pigmentteilchen und ein Verdickungsmittel enthalten, und die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie 0,1 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf den Bindemittelfestkörper, Xanthan enthalten.

Zur näheren Beschreibung der erfindungsgemäßen Beschich tungszusammensetzungen wird auf die Seiten 5 bis 17 dieser Beschreibung verwiesen.

Als zu beschichtende Substrate kommen vor allem vorbehandel te Metallsubstrate in Frage; es können auch nicht vorbehan delte Metalle und beliebige andere Substrate, z. B. Holz oder Kunststoffe, unter Verwendung der erfindungsgemäßen Ba sisbeschichtungszusammensetzungen mit einer mehrschichtigen, schützenden und/oder dekorativen Beschichtung überzogen wer den.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläu tert. Alle Angaben über Teile und Prozentsätze sind Ge wichtsangaben, falls nicht ausdrücklich etwas anderes fest gestellt wird.

Darstellung einer wäßrigen Dispersion von vernetzten Polyacrylatmikroteilchen analog Beispiel 3 der EP-A 38 127

Aus folgenden Komponenten wird eine Monomerenmischung herge stellt:

18,350 Gew.-Teile Methylmethacrylat
1,340 Gew.-Teile Allylmethacrylat
4,700 Gew.-Teile Styrol
18,800 Gew.-Teile Butylacrylat
1,410 Gew.-Teile Methacrylsäure
0,159 Gew.-Teile Primär-octylmercaptan
0,185 Gew.-Teile Ammoniumsalz des Sulfats von (Nonylphenol + 5 mol Ethylenoxid).

In den Initiatortank werden eingewogen und vermischt:

0,130 Gew.-Teile Ammoniumpersulfat
4,010 Gew.-Teile entionisiertes Wasser.

Weiterhin wird eine Lösung eines oberflächenaktiven Mittels aus 20,000 Gew.-Teilen Methylmethacrylat und 20,000 Gew.-Teilen des Ammoniumsalzes des Sulfates von (Nonylphenol + 5 mol Ethylenoxid) bereitet.

In einen mit Rührer, Thermometer, Rückflußkühler und 2 ge trennten Flüssigkeitszuläufen ausgestatteten Reaktor werden 47,641 Gew.-Teile entionisiertes Wasser und 0,100 Gew.-Teile der oben beschriebenen Lösung des oberflächenaktiven Mittels eingewogen und auf 80-85°C aufgeheizt. Dann werden 2,000 Gew.-Teile der Monomerenmischung zudosiert und der Reaktorinhalt für 15 min. bei 80-85°C gehalten. Nun werden aus dem Initiatortank 1,068 Gew.-Teile der Initiatorlösung zudosiert und die Reaktionsmischung für 20 min. bei 80-85°C gehalten. Dann wird im Laufe von 5 h eine Mischung aus 42,944 Gew.-Teilen der oben beschriebenen Monomeren mischung und 2,350 Gew.-Teilen Hydroxyisopropylmethacrylat mit einer konstanten Zugabemenge zudosiert. Gleichzeitig werden während dieser 5 h über einen separaten Zulauf 3,672 Gew.-Teile der Initiatorlösung, ebenfalls mit einer konstanten Zugabemenge, zudosiert. Danach wird der Reaktor inhalt noch 1 h bei 80-85°C gehalten und dann abgekühlt. Man erhält eine stabile wäßrige Dispersion von vernetzten Polyacrylatmikroteilchen.

Beispiel 1

Nach allgemein bekannten Methoden (vgl. z. B. EP 38 127, Bei spiel 3) wird eine Basisbeschichtungszusammensetzung aus den in Tabelle 1 angegebenen Komponenten hergestellt. Der so er haltene Metallic-Basislack 1 weist einen pH-Wert von 7,6 und eine im DIN 4-Becher nicht mehr korrekt meßbare Viskosität auf. Trotz der relativ hohen Viskosität läßt sich der Basis lack wegen des stark strukturviskosen (pseudoplastischen) Fließverhaltens durch pneumatische Zerstäubung problemlos applizieren. Mit diesem Basislack 1 wurden analog Beispiel 3 der EP-A1 38 127 Zweischicht-Metalleffektlackierungen nach dem üblichen "naß-in-naß"-Verfahren hergestellt.

Vergleichsbeispiel

Analog zu Beispiel 1 wird eine Basisbeschichtungszusammen setzung aus den in Tabelle 1 angegebenen Komponenten herge stellt. Der so erhaltene Metallic-Basislack 2 weist eben falls einen pH-Wert von 7,6 und eine im DIN 4-Becher nicht mehr korrekt meßbare Viskosität auf. Auch dieser Basislack 2 kann problemlos mittels pneumatischer Zerstäubung appliziert werden. Analog Beispiel 1 wurde mit diesem Basislack 2 - wie in Beispiel 3 der EP-A1 38 127 beschrieben - eine Zweischicht- Metalleffektlackierung nach dem üblichen "naß-in-naß"-Ver fahren hergestellt.

Tabelle 1

Zusammensetzung der Basislacke in Gew.-Teile

Ergebnisse

Der erfindungsgemäße Basislack 1 weist den gleichen guten metallischen Effekt, die gleiche verminderte Ablaufneigung an senkrechten Flächen und den gleichen Grad an Pseudoela stizität auf wie der Basislack 2 des Vergleichsbeispiels, obwohl nur die Hälfte an Verdickungsmittel eingesetzt wurde (14 Gew.-Teile des 2%igen Rhodopal 50 MD® enthalten 0,28 Gew.-Teile Xanthan, während 2 Gew.-Teile des 28%igen Acrysol ASE-60® 0,56 Teile des Acryldispersions-Polymers enthalten).

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen schützenden und/oder dekorativen Überzuges auf einer Substratoberfläche, bei welchem

(1) als Basisbeschichtungszusammensetzung eine pseudoplastische und/oder thixotrope wasserverdünnbare Basisbeschichtungszusammensetzung aufgebracht wird, wobei diese Basisbeschichtungszusammensetzung Wasser, gegebenenfalls organische Lösemittel, wasserverdünnbare Bindemittel, vernetzte Polyacrylatmikroteilchen mit einem Durchmesser von 0,01 bis 10 µm, Pigmentteilchen und ein Verdickungsmittel enthält,
(2) aus der in Stufe (1) aufgebrachten Zusammensetzung ein Polymerfilm auf der Oberfläche gebildet wird,
(3) auf der so erhaltenen Basisschicht eine geeignete transparente Deckschichtzusammensetzung aufgebracht wird und anschließend
(4) die Basisschicht zusammen mit der Deckschicht eingebrannt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbeschichtungszusammensetzung 0,1 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf den Bindemittelfestkörper, Xanthan enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisbeschichtungszusammensetzung 1,0 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf den Bindemittelfestkörper, Xanthan enthält.

3. Pseudoplastische und/oder thixotrope wasserverdünnbare Beschichtungszusammensetzungen, die zur Herstellung der Basisschicht von Zweischichtlackierungen des base coat/clear coat-Typs geeignet sind und die Wasser, gegebenenfalls Lösemittel, wasserverdünnbare Bindemittel, vernetzte Polyacrylatmikroteilchen mit einem Durchmesser von 0,01 bis 10 µm, Pigmentteilchen und ein Verdickungsmittel enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf den Bindemittelfestkörper, Xanthan enthalten.

4. Beschichtungszusammensetzungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1,0 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf den Bindemittelfestkörper, Xanthan enthalten.