DE3841541A1 - Verfahren zur herstellung einer mehrschichtigen lackierung, wasserverduennbarer lack, verfahren zur herstellung von vernetzten polymermikroteilchen und vernetzte polymermikroteilchen - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer mehrschichtigen lackierung, wasserverduennbarer lack, verfahren zur herstellung von vernetzten polymermikroteilchen und vernetzte polymermikroteilchenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
mehrschichtigen Lackierung auf einer Substratoberfläche, bei
dem
- (1) ein pigmentierter wäßriger Basislack, der durch
Emulsionspolymerisation von
- (A) ethylenisch ungesättigten Monomeren, die eine ethylenisch ungesättigte Gruppe im Molekül enthalten oder einem Gemisch aus solchen Monomeren und
- (B) einem ethylenisch ungesättigten Monomer, das zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen im Molekül enthält
- erhältliche vernetzte Polymermikroteilchen enthält, auf die Substratoberfläche aufgebracht wird
- (2) aus der in Stufe (1) aufgebrachten Zusammensetzung ein Polymerfilm gebildet wird
- (3) auf der so erhaltenen Basisschicht ein transparenter Decklack aufgebracht wird und anschließend
- (4) die Basisschicht zusammen mit der Deckschicht eingebrannt wird.
Die Erfindung betrifft auch einen wasserverdünnbaren Lack,
der durch Emulsionspolymerisation von
- (A) ethylenisch ungesättigten Monomeren, die eine ethylenisch ungesättigte Gruppe im Molekül enthalten oder einem Gemisch aus solchen Monomeren und
- (B) einem ethylenisch ungesättigten Monomer, das zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen im Molekül enthält
erhältliche vernetzte Polymermikroteilchen enthält. Weiterhin
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von
vernetzten Polymermikroteilchen sowie nach diesem Verfahren
hergestellte vernetzte Polymermikroteilchen.
Das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger
Lackierungen ist aus der EP-B 38 127 bekannt und wird
insbesondere zur Herstellung von Metalleffektlackierungen
auf Automobilkarosserien eingesetzt.
Wenn in dem in Rede stehenden Verfahren wäßrige Basislacke
eingesetzt werden, die durch Emulsionspolymerisation von
ethylenisch ungesättigten Monomeren erhältliche vernetzte
Polymermikroteilchen enthalten (vgl. EP-B 38 127, Spalte 4,
Zeilen 51 bis 60, Spalte 20, Zeile 40 bis Spalte 25, Zeile
50), dann werden Lackierungen erhalten, die hinsichtlich
Glanz und Haftungseigenschaften verbesserungsbedürftig sind.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung
besteht in der Bereitstellung von pigmentierten
wäßrigen Basislacken, die durch Emulsionspolymerisation von
- (A) ethylenisch ungesättigten Monomeren, die eine ethylenisch ungesättigte Gruppe im Molekül enthalten oder einem Gemisch aus solchen Monomeren und
- (B) einem ethylenisch ungesättigten Monomer, das zwei ethylenisch ungesättigten Gruppen im Molekül enthält
erhältliche vernetzte Polymermikroteilchen enthalten und mit
denen mehrschichtige Lackierungen mit verbessertem Glanz und
verbesserten Haftungseigenschaften erhalten werden.
Diese Aufgabe wird überraschenderweise durch die Bereitstellung
von Basislacken gelöst, die vernetzte Polymermikroteilchen
enthalten, die erhältlich sind, indem als Komponente
(B) 0,5 bis 2,4, vorzugsweise 1,0 bis 2,0, besonders bevorzugt
1,5 Gew.-% Allylmethacrylat oder 1,5 bis 8,0, vorzugsweise
2,0 bis 5,0, besonders bevorzugt 4,0 Gew.-% Ethy
lenglykoldi(meth)acrylat oder 1,5 bis 8,0, vorzugsweise 2,0
bis 5,0, besonders bevorzugt 4,0 Gew.-% Butandiol(meth)acrylat
oder 1,5 bis 10,0, vorzugsweise 3,0 bis 7,0, besonders
bevorzugt 5,0 Gew.-% Hexandioldi(meth)acrylat oder 0,5
bis 6,0, vorzugsweise 1,0 bis 4,0, besonders bevorzugt
2,0 Gew.-% Divinylbenzol eingesetzt werden, wobei sich die
Gew.-%-Angaben auf die gesamte Menge an eingesetzter Komponente
(A) und eingesetzter Komponente (B) (Menge an eingesetzter
Komponente (A) + Menge an eingesetzter Komponente
(B) = 100 Gew.-%) beziehen.
Die erfindungsgemäß eingesetzten vernetzten Polymermikroteilchen
sind durch Emulsionspolymerisation der Komponenten
(A) und (B) in einem wäßrigen Medium in den bekannten Apparaturen,
beispielsweise in einem Rührkessel mit Heiz- und
Kühlvorrichtung, herstellbar. Die Zugabe der Monomeren kann
in der Weise erfolgen, daß eine Lösung aus dem gesamten
Wasser, dem Emulgator und einem Teil des Initiators vorgelegt
wird und das Monomer bzw. Monomerengemisch und getrennt
davon, aber parallel dazu der Rest des Initiators bei der
Polymerisationstemperatur langsam zugegeben wird. Es ist jedoch
auch möglich, einen Teil des Wassers und des Emulgators
vorzulegen und aus dem Rest des Wassers und des Emulgators
und aus dem Monomer bzw. Monomerengemisch eine Voremulsion
herzustellen, die bei der Polymerisationstemperatur langsam
zugegeben wird, wobei der Initiator wiederum getrennt zugegeben
wird.
Das Emulsionspolymerisationsverfahren ist ein schon lange
Zeit bekanntes Verfahren (vgl. z. B. Chemie, Physik und Technologie
der Kunststoffe in Einzeldarstellungen, Dispersionen
synthetischer Hochpolymerer, Teil I von F. Hölscher,
Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1969).
Wenn die zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden
vernetzten Polymermikroteilchen durchzuführende Emulsionspolymerisation
mit einem Redox Initiatorsystem, bestehend aus
H₂O₂ und einem nicht-ionischen, wasserlöslichen Reduktionsmittel
(wie in der EP-A 1 07 300 beschrieben) initiiert
wird, dann werden Basislacke erhalten, mit denen Mehrschichtlackierungen
mit hoher Belastbarkeit im Schwitzwasserkonstantklima
hergestellt werden können.
Als Beispiele für einsetzbare nicht-ionische, wasserlösliche
Reduktionsmittel werden genannt: Ascorbinsäure, Schwefelverbindungen,
wie Thioharnstoff und Mercaptine, Amine, wie Hydroxylamin,
Triethylamin und Ethanolamin, reduzierende Säuren,
wie Glykolsäure, Weinsäure und Diphenylglykolsäure und
Benzylalkohol. Bevorzugt wird Ascorbinsäure eingesetzt.
Die in Rede stehende Emulsionspolymerisation kann auch durch
übliche Initiatoren, wie z. B. Perverbindungen, wie Ammoniumpersulfat,
Kaliumpersulfat, Ammonium- oder Alkalimetallperoxydiphosphat
und organische Peroxide, wie z. B. Benzoylperoxid,
organische Perester, wie Perisopivalat, zum Teil in
Kombination mit Reduktionsmitteln, wie Natriumdisulfit, Hydrazin,
Hydroxylamin und katalytische Mengen Beschleuniger,
wie Eisen-, Kobalt-, Cer- und Vanadylsalze initiiert werden.
Als Emulgator kann ein anionischer Emulgator allein oder im
Gemisch eingesetzt werden.
Beispiele für anionische Emulgatoren sind die Alkalisalze
von Schwefelsäurehalbestern von Alkylphenolen oder Alkoholen,
ferner die Schwefelsäurehalbester von oxethylierten Alkylphenolen
oder oxethylierten Alkoholen, vorzugsweise die
Alkalisalze des Schwefelsäurehalbesters eines mit 4-5 Mol
Ethylenoxid pro Mol umgesetzten Nonylphenols, Alkyl- oder
Arylsulfonats, Natriumaurylsulfat, Natriumlaurylethoxylatsulfat
und sekundäre Natriumalkansulfonate, deren Kohlenstoffkette
8-20 Kohlenstoffatome enthält. Die Menge des
anionischen Emulgators beträgt 0,1-5,0 Gew.-%, bezogen auf
die Monomeren, vorzugsweise 0,5-3,0 Gew.-%. Ferner kann
zur Erhöhung der Stabilität der wäßrigen Dispersionen zusätzlich
ein nichtionischer Emulgator vom Typ eines ethoxylierten
Alkylphenols oder Fettalkohols, z. B. ein
Additionsprodukt von 1 Mol Nonylphenol und 4-30 Mol
Ethylenoxid in Mischung mit dem anionischen Emulgator
eingesetzt werden.
Es ist bevorzugt, die Menge an eingesetztem ionischen Emulgator
so gering wie möglich zu halten.
Die Emulsionspolymerisation wird im allgemeinen bei Temperaturen
von 20 bis 100°C, vorzugsweise 40 bis 90°C durchgeführt.
Als Komponente (A) wird vorzugsweise ein Gemisch aus
- (a1) 60 bis 99, vorzugsweise 70 bis 90 Gew.-% eines aliphatischen oder cycloaliphatischen Esters der Acrylsäure oder Methaacrylsäure oder eines Gemisches aus solchen Estern
- (a2) 0 bis 5, vorzugsweise 2 bis 4 Gew.-% eines mindestens eine Carboxylgruppe im Molekül tragenden, mit (a1), (a3) und (a4) copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren
- (a3) 1 bis 40, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-% eines mindestens eine Hydroxylgruppe im Molekül tragenden, mit (a1), (a2) und (a4) copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren und
- (a4) 0 bis 30, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% eines weiteren, mit (a1), (a2) und (a3) copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren,
eingesetzt, wobei die Summe der Gewichtsanteile von (a1),
(a2), (a3) und (a4) stets 100 Gew.-% ergibt.
Als Komponente (a1) können z. B. eingesetzt werden: Cyclo
hexylacrylate, Cyclohexylmethacrylat, Alkylacrylate und
Alkylmethacrylate mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest,
wie z. B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Hexyl-,
Ethylhexyl-, Stearyl- und Laurylacrylat und -methacrylat
oder Gemische aus diesen Monomeren.
Als Komponente (a2) werden vorzugsweise Acrylsäure und/oder
Methacrylsäure eingesetzt. Es können aber auch andere ethylenisch
ungesättigte Säuren mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen
im Molekül eingesetzt werden. Als Beispiele für solche Säuren
werden Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure
und Itaconsäure genannt.
Als Komponente (a3) können z. B. eingesetzt werden: Hydroxyalkylester
der Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer anderen
α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure. Diese Ester können
sich von einem Alkylenglykol ableiten, das mit der Säure
verestert ist, oder sie können durch Umsetzung der Säure mit
einem Alkylenoxid erhalten werden. Als Komponente (a3) werden
vorzugsweise Hydroxyalkylester der Acrylsäure und Methacrylsäure,
in denen die Hydroxyalkylgruppe bis zu 4 Kohlenstoffatome
enthält, oder Mischungen aus diesen Hydroxyalkylestern
eingesetzt. Als Beispiele für derartige Hydroxyalkylester
werden 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat,
2-Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat,
3-Hydroxypropylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat,
3-Hydroxybutylacrylat oder 4-Hydroxybutyl
(meth)acrylat genannt. Entsprechende Ester von anderen ungesättigten
Säuren, wie z. B. Ethacrylsäure, Crotonsäure und
ähnliche Säuren mit bis zu etwa 6 Kohlenstoffatomen pro
Molekül können auch eingesetzt werden.
Als Komponente (a4) können z. B. eingesetzt werden: vinylaromatische
Kohlenwasserstoffe, wie Styrol, α-Alkylstyrol und
Vinyltoluol, Acryl- und Methacrylamid und Acryl- und Methacrylnitril
oder Gemische aus diesen Monomeren.
Es ist erfindungswesentlich, daß als Komponente (B) 0,5 bis
2,4, vorzugsweise 1,0 bis 2,0, besonders bevorzugt 1,5 Gew.-%
Allylmethacrylat oder 1,5 bis 8,0, vorzugsweise 2,0
5,0, besonders bevorzugt 4,0 Gew.-% Ethylenglykoldi(meth)acrylat
oder 1,5 bis 8,0, vorzugsweise 2,0 bis 5,0,
besonders bevorzugt 4,0 Gew.-% Butandioldi(meth)acrylat oder
1,5 bis 10,0, vorzugsweise 3,0 bis 7,0, besonders bevorzugt
5,0 Gew.-% Hexandioldi(meth)acrylat oder 0,5 bis 6,0, vorzugsweise
1,0 bis 4,0, besonders bevorzugt 2,0 Gew.-% Divinylbenzol
eingesetzt werden, wobei sich die Gew.-%-Angaben
auf die gesamte Menge an eingesetzter Komponente (A) und
eingesetzter Komponente (B) (Menge an eingesetzter Komponente
(A) + Menge an eingesetzter Komponente (B) = 100 Gew.-%) beziehen.
Die erfindungsgemäß eingesetzten vernetzten Polymermikroteilchen
müssen einen Durchmesser von 0,01 bis 10 µm aufweisen.
Basislacke, die neben den oben beschriebenen vernetzten
Polymermikroteilchen noch ein wasserverdünnbares Polyurethanharz
enthalten, liefern Mehrschichtlackierungen mit
besonders gutem Effekt und sind bevorzugt. Die bevorzugten
Basislacke enthalten als Polyurethanharze vorzugsweise wasserverdünnbare,
Harnstoffgruppen enthaltende Polyurethanharze
mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1000 bis
60 000, vorzugsweise 1500 bis 50 000 (Bestimmung:
gelpermeationschromatographisch mit Polystyrol als Standard)
und einer Säurezahl von 5 bis 70, vorzugsweise 10 bis 30.
Derartige Polyurethanharze können durch Umsetzung von isocyanatgruppenhaltigen
Präpolymeren mit organischen Polyaminen
und/oder Hydrazin hergestellt werden.
Die Herstellung des isocyanatgruppenhaltigen Präpolymeren
kann durch Reaktion von Polyalkoholen mit einer Hydroxylzahl
von 10 bis 1800, bevorzugt 50 bis 500, mit überschüssigen
Polyisocyanaten bei Temperaturen bis zu 150°C, bevorzugt 50
bis 130°C, in organischen Lösemitteln, die nicht mit Isocyanaten
reagieren können, erfolgen. Das Äquivalenzverhältnis
von NCO zu OH-Gruppen liegt zwischen 1,5 und 1,0 zu 1,0,
bevorzugt zwischen 1,4 und 1,2 zu 1. Die zur Herstellung des
Präpolymeren eingesetzten Polyole können niedrigmolekular
und/oder hochmolekular sein und sie können reaktionsträge
anionische Gruppen enthalten.
Um die Härte des Polyurethans zu erhöhen, kann man niedrigmolekulare
Polyole einsetzen. Sie haben ein Molekulargewicht
von 60 bis zu etwa 400 und können aliphatische, alicyclische
oder aromatische Gruppen enthalten. Es werden dabei Mengen
bis zu 30 Gew.-% der gesamten Polyol-Bestandteile, bevorzugt
etwa 2 bis 30 Gew.-% eingesetzt. Vorteilhaft sind die niedermolekularen
Polyole mit bis zu etwa 20 Kohlenstoffatomen
je Molekül, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol,
1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butanidol,
1,2-Butylenglykol, 1,6-Hexandiol, Trimethylolpropan, Rizinusöl
oder hydriertes Rizinusöl, Di-trimethylolpropanether,
Pentaerythrit, 1,2-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol,
Bisphenol A, Bisphenol F, Neopentylglykol, Hydroxypivalin
säure-neopentylglykolester, hydroxyethyliertes oder hydroxy
propyliertes Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A und deren
Mischungen.
Um ein NCO-Präpolymeres hoher Flexibilität zu erhalten,
sollte ein hoher Anteil eines überwiegend linearen Polyols
mit einer bevorzugten Hydroxylzahl von 30 bis 140 zugesetzt
werden. Bis zu 97 Gew.-% des gesamten Polyols können aus gesättigten
und ungesättigten Polyestern und/oder Polyethern
mit einer Molmasse von 400 bis 5000 bestehen. Als hochmolekulare
Polyole sind geeignet aliphatische Polyetherdiole
der allgemeinen Formel H-(-O-(-CHR-) n -) m -OH in der
R = Wasserstoff oder ein niedriger, gegebenenfalls mit verschiedenen
Substituenten versehener Alkylrest ist, wobei n =2
bis 6, bevorzugt 3 bis 4 und m = 2 bis 100, bevorzugt 5
bis 50 ist. Beispiele sind lineare oder verzweigte Polyetherdiole,
wie Poly-(oxyethylen)glykole, Poly(oxypropylen)glykole
und/oder Poly(oxybutylen)glykole. Die ausgewählten
Polyetherdiole sollen keine übermäßigen Mengen an Ethergruppen
einbringen, weil sonst die gebildeten Polymere in Wasser
anquellen. Die bevorzugten Polyetherdiole sind Poly(oxypropylen)glykole
im Molmassenbereich von 400 bis 3000.
Polyesterdiole werden durch Veresterung von organischen Dicarbonsäuren
oder ihren Anhydriden mit organischen Diolen
hergestellt oder leiten sich von einer Hydroxycarbonsäure
oder einem Lacton ab. Um verzweigte Polyesterpolyole herzustellen,
können in geringem Umfang Polyole oder Polycarbonsäuren
mit einer höheren Wertigkeit eingesetzt werden. Die
Dicarbonsäuren und Diole können lineare oder verzweigte aliphatische,
cycloaliphatische oder aromatische Dicarbonsäuren
oder Diole sein.
Die zur Herstellung der Polyester verwendeten Diole bestehen
beispielsweise aus Alkylenglykolen, wie Ethylenglykol, Propylenglykol,
Butylenglykol, Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6,
Neopentylglykol und andere Diole, wie Dimethylcyclohexan.
Die Säurekomponente des Polyesters besteht in erster Linie
aus niedermolekularen Dicarbonsäuren oder ihren Anhydriden
mit 2 bis 30, bevorzugt 4 bis 18 Kohlenstoffatomen im
Molekül. Geeignete Säure sind beispielsweise o-Phthalsäure,
Iso-phthalsäure, Terephthalsäure, Tetrahydrophthalsäure,
Cyclohexandicarbonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure,
Azelainsäure, Sebazinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure,
Glutarsäure, Hexachlorheptandicarbonsäure,
Tetrachlorphthalsäure und/oder dimerisierte Fettsäuren.
Anstelle dieser Säuren können auch ihre Anhydride, soweit
diese existieren, verwendet werden. Bei der Bildung von
Polyesterpolyolen können auch kleinere Mengen an
Carbonsäuren mit 3 oder mehr Carboxylgruppen, beispielsweise
Trimellithsäureanhydrid oder das Addukt von Maleinsäureanhydrid
an ungesättigten Fettsäuren anwesend sein.
Erfindungsgemäß werden auch Polyesterdiole eingesetzt, die
durch Umsetzung eines Lactons mit einem Diol erhalten werden.
Sie zeichnen sich durch die Gegenwart einer endständigen
Hydroxylgruppe und wiederkehrende Polyesterteile der
Formel -(CO-(CHR) n -CH₂-O-) aus. Hierbei ist n bevorzugt
4 bis 6 und der Substituent R Wasserstoff, ein Alkyl-,
Cycloalkyl- oder Alkoxy-Rest. Kein Substituent enthält mehr
als 12 Kohlenstoffatome. Die gesamte Anzahl der Kohlenstoffatome
im Substituenten übersteigt nicht 12 pro Lactonring.
Beispiele hierfür sind Hydroxycapronsäure, Hydroxybuttersäure,
Hydroxydecansäure und/oder Hydroxystearinsäure. Das als
allgemeine Formel dargestellt werden
in der n und R die bereits angegebene Bedeutung haben.
Für die Herstellung der Polyesterdiole wird das unsubstituierte
ε-Caprolacton, bei dem n den Wert 4 hat und alle
R-Substituenten Wasserstoff sind, bevorzugt. Die Umsetzung
mit Lacton wird durch niedermolekulare Polyole, wie
Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol,
Dimethylolcyclohexan gestartet. Es können jedoch auch andere
Reaktionskomponenten, wie Ethylendiamin,
Alkyldialkolamine oder auch Harnstoff mit Caprolacton
umgesetzt werden.
Als höhermolekulare Diole eignen sich auch Polylactamdiole,
die durch Reaktion von beispielsweise ε-Caprolactim mit niedermolekularen
Diolen hergestellt werden.
Als typische multifunktionelle Isocyanate werden verwendet
aliphatische, cycloaliphatische und/oder aromatische Polyisocyanate
mit mindestens zwei Isocyanatgruppen pro Molekül.
Bevorzugt werden die Isomeren oder Isomerengemische von organischen
Diisocyanaten. Als aromatische Diisocyanate eignen
sich Phenylendiisocyanate, Toluylendiisocyanate, Xylylendiisocyanat,
Biphenylendiisocyanat, Naphthylendiisocyanat und Di
phenylenmethandiisocyanat.
Aufgrund ihrer guten Beständigkeit gegenüber ultraviolettem
Licht ergeben (cyclo)aliphatische Diisocyanate Produkte mit
geringer Vergilbungsneigung. Beispiele hierfür sind Isopho
rondiisocyanat, Cyclopentylendiisocyanat sowie die Hydrie
rungsprodukte der aromatischen Diisocyanate, wie Cyclohexy
lendiisocyanate, Methylcyclohexylendiisocyanat und Dicyclo
hexylmethandiisocyanat. Als Beispiele für aliphatische Di
isocyanate werden Trimethylendiisocyanat, Tetramethylendi
isocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocya
nat, Propylendiisocyanat, Ethylethylendiisocyanat, Dimethy
lethylendiisocyanat, Methyltrimethylendiisocyanat und Tri
methylhexandiisocyanat. Besonders bevorzugt werden als Di
isocyanate Isophorondiisocyanat und Dicyclohexyl-methandi
isocyanat. Die zur Bildung des Präpolymeren gebrauchte Poly
isocyanat-Komponente kann auch einen Anteil höherwertiger
Polyisocyanate enthalten, vorausgesetzt dadurch wird keine
Gelbildung verursacht. Als Triisocyanate haben sich Produkte
bewährt, die durch Trimerisation oder Oligomerisation von
Diisocyanaten oder durch Reaktion von Diisocyanaten mit
polyfunktionellen OH- oder NH-Gruppen enthaltenden
Verbindungen entstehen. Hierzu gehören beispielsweise das
Biuret von Hexamethylendiisocyanat und Wasser, das
Isophorondiisocyanat an Trimethylolpropan.
Die mittlere Funktionalität kann gegebenenfalls durch Zusatz
von Monoisocyanaten gesenkt werden. Beispiele für solche
kettenabbrechenden Monoisocyanate sind Phenylisocyanat, Cy
clohexylisocyanat und Stearylisocyanat.
Polyurethane sind im allgemeinen nicht mit Wasser verträglich,
wenn nicht bei ihrer Synthese spezielle Bestandteile
eingebaut und/oder besondere Herstellungsschritte vorgenommen
werden. So wird eine so große Säurezahl eingebaut, daß
das neutralisierte Produkt stabil in Wasser zu dispergieren
ist. Hierzu dienen Verbindungen, die zwei mit Isocyanatgruppen
reagierende H-aktive Gruppen und mindestens eine zur
Anionenbildung befähigte Gruppe enthalten. Geeignete, mit
Isocyanatgruppen reagierende Gruppen, sind insbesondere Hydroxylgruppen
sowie primäre und/oder sekundäre Aminogruppen.
Gruppen, die zur Anionenbildung befähigt sind, sind Carboxyl-,
Sulfonsäure und/oder Phosphonsäuregruppen. Bevorzugt
werden Carbonsäure- oder Carboxylatgruppen verwendet. Sie
sollen so reaktionsträge sein, daß die Isocyanatgruppen des
Diisocyanats vorzugsweise mit den anderen gegenüber Isocyanatgruppen
reaktiven Gruppen des Moleküls reagieren. Es
werden dazu Alkangruppen mit zwei Substituenten am α-ständigen
Kohlenstoffatom eingesetzt. Der Substituent kann eine
Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe oder eine Alkylolgruppe
sein. Diese Polyole haben wenigstens eine, im allgemeinen 1
bis 3 Carboxylgruppen mit Molekül. Sie haben zwei bis etwa
25, vorzugsweise 3 bis 10 Kohlenstoffatome. Beispiele für
solche Verbindungen sind Dihydroxypropionsäure,
Dihydroxybernsteinsäure und Dihydroxybenzoesäure. Eine besonders
bevorzugte Gruppe von Dihydroxyalkansäuren sind die
α,α-Dimethylolalkansäuren, die durch die Strukturformel
RC(OH₂OH)₂COOH gekennzeichnet sind, worin R = Wasserstoff
oder eine Alkylgruppe mit bis zu etwa 20 Kohlenstoffatomen
bedeutet. Beispiele für solche Verbindungen sind 2,2-Di
methylolessigsäure, 2,2-Dimethylolpropionsäure, 2,2-Di
methylolbuttersäure und 2,2-Dimethylolpentansäure. Die bevorzugte
Dihydroxyalkansäure ist 2,2-Dimethylolpropionsäure.
Aminogruppenhaltige Verbindungen sind beispielsweise α,δ-Di
aminovaleriansäure, 3,4-Diaminobenzoesäure, 2,4-Diaminotoluolsulfonsäure
und 2,4-Diamino-diphenylethersulfonsäure.
Das Carboxylgruppen enthaltende Polyol kann 3 bis
100 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-% des gesamten Po
lyolbestandteiles im NCO-Präpolymeren ausmachen.
Die durch die Carboxylgruppen-Neutralisation in Salzform
verfügbare Menge an ionisierbaren Carboxylgruppen beträgt im
allgemeinen wenigstens 0,4 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens
0,7 Gew.-%, bezogen auf den Feststoff. Die obere Grenze beträgt
etwa 6 Gew.-%. Die Menge an Dihydroxyalkansäuren im
unneutralisierten Präpolymeren ergibt eine Säurezahl von
wenigstens 5, vorzugsweise wenigstens 10. Die obere Grenze
der Säurezahl liegt bei 70, vorzugsweise bei 40, bezogen auf
den Feststoff.
Diese Dihydroxyalkansäure wird vor der Umsetzung mit Iso
cyanaten vorteilhafteren mindestens anteilweise mit einem
tertiären Amin neutralisiert, um eine Reaktion mit den Iso
cyanaten zu vermeiden.
Die erfindungsgemäß verwendeten NCO-Präpolymere können durch
gleichzeitige Umsetzung des Polyols oder Polyolgemisches mit
einem Diisocyanat-Überschuß hergestellt werden. Andererseits
kann die Umsetzung auch in vorgeschriebener Reihenfolge stufenweise
vorgenommen werden.
Beispiele sind in den DE 26 24 442 und DE 32 10 051
beschrieben. Die Reaktionstemperatur beträgt bis zu 150°C,
wobei eine Temperatur im Bereich von 50 bis 130°C
bevorzugt wird. Die Umsetzung wird fortgesetzt, bis
praktisch alle Hydroxylgruppen umgesetzt sind.
Das NCO-Präpolymer enthält wenigstens etwa 0,5 Gew.-% Iso
cyanatgruppen, vorzugsweise wenigstens 1 Gew.-% NCO, bezogen
auf Feststoff. Die obere Grenze liegt bei etwa 15 Gew.-%,
vorzugsweise 10 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 5 Gew.-%.
Die Umsetzung kann gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators,
wie Organozinnverbindungen und/oder tertiären Aminen
durchgeführt werden. Um die Reaktionsteilnehmer in flüssigem
Zustand zu halten und eine bessere Temperaturkontrolle während
der Reaktion zu ermöglichen, ist der Zusatz von organischen
Lösemitteln, die keinen aktiven Wasserstoff nach Ze
rewitinoff enthalten, möglich. Verwendbare Lösemittel sind
beispielsweise Dimethylformamid, Ester, Ether, wie Diethy
lenglykol-dimethylether, Ketoester, Ketone, wie Methylethylketon
und Aceton, mit Methoxygruppen substituierte Ketone,
wie Methoxy-hexanon, Glykoletherester, chlorierte Kohlen
wasserstoffe, aliphatische und alicyclische Kohlenwasser
stoffpyrrolidone, wie N-Methylpyrrolidon, hydrierte Furane,
aromatische Kohlenwasserstoffe und deren Gemische. Die Menge
an Lösemittel kann in weiten Grenzen variieren und sollte
zur Bildung einer Präpolymer-Lösung mit geeigneter Viskosität
ausreichen. Meistens genügen 0,01 bis 15 Gew.-% Lösemittel,
vorzugsweise 0,02 bis 8 Gew.-% Lösemittel, bezogen auf
den Festkörper. Sieden die gegebenenfalls nicht wasserlöslichen
Lösemittel niedriger als das Wasser, so können sie
nach der Herstellung der harnstoffgruppenhaltigen Poly
urethan-Dispersion durch Vakuumdestillation oder Dünn
schichtverdampfung schonend abdestilliert werden. Höhersiedende
Lösemittel sollten wasserlöslich sein und verbleiben
in der wäßrigen Polyurethan-Dispersion, um das
Zusammenfließen der Polymer-Teilchen während der Filmbildung
zu erleichtern. Besonders bevorzugt sind als Lösemittel
N-Methyl-pyrrolidon, gegebenenfalls im Gemisch mit Ketonen,
wie Methylethylketon.
Die anionischen Gruppen des NCO-Präpolymeren werden mit einem
tertiären Amin mindestens teilweise neutralisiert. Die
dadurch geschaffene Zunahme der Dispergierbarkeit in Wasser
reicht für eine unendliche Verdünnbarkeit aus. Sie reicht
auch aus, um das neutralisierte harnstoffgruppenhaltige
Polyurethan beständig zu dispergieren. Geeignete tertiäre
Amine sind beispielsweise Trimethylamin, Triethylamin,
N-Methylmorpholin. Das NCO-Präpolymer
wird nach der Neutralisation mit Wasser verdünnt und ergibt
dann eine feinteilige Dispersion. Kurz danach werden
die noch vorhandenen Isocyanatgruppen mit Di- und/oder Polyaminen
mit primären und/oder sekundären Aminogruppen als
Kettenverlängerer umgesetzt. Diese Reaktion führt zu einer
weiteren Verknüpfung und Erhöhung des Molekulargewichts. Die
Konkurrenzreaktion zwischen Amin und Wasser mit dem Isocyanat
muß, um optimale Eigenschaften zu erhalten, gut abgestimmt
(Zeit, Temperatur, Konzentration) und für eine reproduzierbare
Produktion gut überwacht werden. Als Kettenverlängerer
werden wasserlösliche Verbindungen bevorzugt, weil
sie die Dispergierbarkeit des polymeren Endproduktes in Was
ser erhöhen. Bevorzugt werden Hydrazin und organischen Diamine,
weil sie in der Regel die höchste Molmasse aufbauen,
ohne das Harz zu gelieren. Voraussetzung hierfür ist jedoch,
daß das Verhältnis der Aminogruppen zu den Isocyanatgruppen
zweckentsprechend gewählt wird. Die Menge des Kettenverlängerers
wird von seiner Funktionalität, vom NCO-Gehalt
des Präpolymeren und von der Dauer der Reaktion bestimmt.
Das Verhältnis der aktiven Wasserstoffatome im Kettenverlängerer
zu den NCO-Gruppen im Präpolymeren sollte in
der Regel geringer als 2 : 1 und vorzugsweise im Bereich von
1,0 : 1 bis 1,75 : 1 liegen. Die Anwesenheit von überschüssigem
aktiven Wasserstoff, insbesondere in Form von
primären Aminogruppen, kann zu Polymeren mit unerwünscht
niedriger Molmasse führen.
Polyamine sind im wesentlichen Alkylen-Polyamine mit 1 bis
40 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 15 Kohlenstoffatomen.
Sie können Substituenten tragen, die keine mit
Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Wasserstoffatome haben.
Beispiele sind Polyamine mit linearer oder verzweigter aliphatischer,
cycloaliphatischer oder aromatischer Struktur
und wenigstens zwei primären Aminogruppen. Als Diamine sind
zu nennen Ethylendiamin, Propylendiamin, 1,4-Butylendiamin,
Piperazin, 1,4-Cyclohexyldimethylamin, Hexamethylendi
amin-1,6, Trimethylhexamethylendiamin, Methandiamin, Iso
phorondiamin, 4,4′-Diaminodicyclohexylmethan und Aminoethyl
ethanolamin. Bevorzugte Diamine sind Alkyl- oder Cycloalkyl
diamine, wie Propylendiamin und 1-Amino-3-amino
methyl-3,5,5-trimethylcyclohexan.
Die Kettenverlängerung kann wenigstens teilweise mit einem
Polyamin erfolgen, das mindestens drei Amingruppen mit einem
reaktionsfähigen Wasserstoff aufweist. Dieser Polyamin-Typ
kann in einer solchen Menge eingesetzt werden, daß nach der
Verlängerung des Polymers nicht umgesetzte Aminstickstoffatome
mit 1 oder 2 reaktionsfähigen Wasserstoffatomen vor
liegen. Solche brauchbaren Polyamine sind Diethylentriamin,
Triethylentetraamin, Dipropylentriamin und Dibutylentriamin.
Bevorzugte Polyamine sind die Alkyl- oder Cycloalkyltriamine,
wie Diethylentriamin. Um ein Gelieren bei der Ketten
verlängerung zu verhindern, können auch kleine Anteile von
Monoaminen, wie Ethylhexylamin zugesetzt werden.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden wasserverdünnbaren Poly
urethanharze und deren Herstellung werden auch in der
EP-A 89 497 und US-PS 47 19 132 beschrieben.
Die bevorzugten Basislacke enthalten ein Gemisch aus 90 bis
40 Gew.-% der oben beschriebenen vernetzten Polymermikroteilchen
und 10 bis 60 Gew.-% des oben beschriebenen wasser
verdünnbaren, harnstoffgruppenhaltigen Polyurethanharzes,
wobei sich die Mengenanteile jeweils auf den Festkörperan
teil beziehen und ihre Summe stets 100 Gew.-% beträgt.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen Basislacke enthalten vorteilhafterweise
noch weitere wasserverdünnbare Kunstharze, wie
z. B. Aminoplastharze, Polyester und Polyether, die im allgemeinen
als Anreibeharze für die Pigmente dienen.
Die erfindungsgemäßen wäßrigen Basislacke enthalten vorzugsweise
5 bis 20, besonders bevorzugt 10 bis 16 Gew.-%, bezogen
auf den Gesamtfeststoffgehalt der Basislacke eines wasserverdünnbaren
Aminoplastharzes, vorzugsweise Melaminharzes
und 5 bis 20, vorzugsweise 8 bis 15 Gew.-%, eines wasserverdünnbaren
Polyethers (z. B. Polypropylenglykol mit einem zah
lenmittleren Molekulargewicht von 400 bis 900).
Als Pigmente können die erfindungsgemäßen Basislacke farb
gebende Pigmente auf anorganischer Basis, wie z. B. Titandioxid,
Eisenoxid, Ruß usw., farbgebende Pigmente auf orga
nischer Basis sowie übliche Metallpigmente (z. B. handelsübliche
Aluminiumbronzen, Edelstahlbronzen . . .) und
nicht-metallische Effektpigmente (z. B. Perlglanz bzw. Inter
ferenzpigmente) enthalten. Die erfindungsgemäßen Basislacke
enthalten vorzugsweise Metallpigmente und/oder Effektpigmente.
Die Pigmentierungshöhe liegt in üblichen Bereichen.
Weiterhin können den erfindungsgemäßen Basislacken übliche
rheologische anorganische oder organische Additive zugesetzt
werden. So wirken als Verdicker beispielsweise
wasserlösliche Celluloseether, wie Hydroxyethylcellulose,
Methylcellulose oder Carboxymethylcellulose sowie
synthetische Polymere mit ionischen und/oder assoziativ
wirkenden Gruppen, wie Polyvinylalkohol,
Poly(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure,
Polyvinylpyrrolidon, Styrol-Maleinsäureanhydrid oder
Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Derivate
oder auch hydrophob modifizierte ethoxylierte Urethane oder
Polyacrylate. Besonders bevorzugt werden carboxylgruppenhaltige
Polyacrylat-Copolymere mit einer Säurezahl von 60
bis 780, bevorzugt 200 bis 500.
Die erfindungsgemäßen Basislacke weisen im allgemeinen einen
Festkörpergehalt von etwa 15 bis 20 Gew.-% auf, der Festkörpergehalt
variiert mit dem Verwendungszweck der Basislacke.
Für Metalliclacke liegt er beispielsweise bevorzugt bei 17
bis 25 Gew.-%. Für unifarbige Lacke liegt er höher, beispielsweise
bei 30 bis 45 Gew.-%. Die erfindungsgemäßen Basislacke
können zusätzlich übliche organische Lösemittel
enthalten. Deren Anteil wird möglichst gering gehalten. Er
liegt beispielsweise unter 15 Gew.-%. Die erfindungsgemäßen
Basislacke werden im allgemeinen auf einen pH-Wert zwischen
6,5 und 9,0 eingestellt. Der pH-Wert kann mit üblichen Aminen,
wie z. B. Ammoniak, Triethylamin, Dimethylaminoethanol und
N-Methylmorpholin eingestellt werden.
Mit der Bereitstellung der erfindungsgemäßen Basislacke wird
die eingangs erläuterte Aufgabenstellung gelöst.
Mit den erfindungsgemäßen Basislacken können auch ohne Überlackierung
mit einem transparenten Decklack qualitativ hochwertige
Lackierungen hergestellt werden.
Die erfindungsgemäßen wasserverdünnbaren Lacke können auf
beliebige Substrate, wie z. B. Metall, Holz, Kunststoff oder
Papier aufgebracht werden. Dabei können im wesentlichen alle
bekannten Applikationsmethoden, wie z. B. Spritzen, Rakeln,
Tauchen usw. zur Anwendung kommen.
In den folgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert.
In einem zylindrischen Glasdoppelwandgefäß mit Rührer, Rück
flußkühler und Zulaufgefäßen werden 57,01 Gew.-Teile deinoisiertes
Wasser und 0,08 Gew.-Teile einer 30%igen wäßrigen
Lösung eines Emulgators (Ammoniumsalz des Penta (ethylen
oxid)nonylphenylethersulfats, Fenopon® EP 110 der GAF
Corp.) vorgelegt und auf 70°C erwärmt. Anschließend werden
10,94 Gew.-Teile Methylmethacrylat, 2,74 Gew.-Teile Styrol,
0,82 Gew.-Teile Methacrylsäure, 0,39 Gew.-Teile der oben an
gegebenen Emulgatorlösung, die in Tabelle 1 angegebene Menge
an Komponente (B) und die in Tabelle 1 angegebene Menge an
n-Butylacrylat gut durchmischt. 10 Gew.-% der so erhaltenen
Mischung werden zur Vorlage gegeben. In den verbleibenden
90 Gew.-% der Mischung werden 1,37 Gew.-Teile Hydroxypropyl
methacrylat gegeben. Die Vorlage wird auf 70°C aufgeheizt
und mit 0,77 Gew.-Teilen einer 1,07%igen wäßrigen
H₂O₂-Lösung und mit 0,75 Gew.-Teilen einer 1,23%igen
wäßrigen Ascrobinsäurelösung versetzt. Es setzt eine exo
therme Reaktion ein. Nach 20 Minuten wird die Hydroxypropyl
methacrylat enthaltende Monomermischung zusammen mit
6,90 Gew.-Teilen einer 1,07%igen wäßrigen H₂O₂-Lösung
und 6,74 Gew.-Teilen einer 1,23%igen wäßrigen Ascorbinsäurelösung
in einer solchen Geschwindigkeit zugegeben, daß die
Zugabe nach 4 Stunden beendet ist. Während der Zugabe wird
die Reaktionstemperatur auf 70°C gehalten. Nach Abschluß der
Zugabe wird das Reaktionsgemisch noch 1 Stunde bei 70°C gehalten.
Nach Abkühlen wird eventuell entstandenes Koagulat
durch Filtration abgetrennt.
570 g eines handelsüblichen aus Caprolactan und Ethylenglykol
hergestellten Polyester mit einer Hydroxylzahl von 196
werden bei 100°C 1 Stunde im Vakuum entwässert. Bei 80°C
werden 524 g 4,4′-Dicyclohexylmethandiisocyanat zugegeben
und bei 90°C so lange gerührt, bis der Isocyanatgehalt
7,52 Gew.-%, bezogen auf die Gesamteinwaage, beträgt. Nach
Abkühlen auf 60°C wird eine Lösung von 67 g Dimethylolpropionsäure
und 50 g Triethylamin in 400 g N-Methylpyrrolidon
zugegeben und 1 Stunde bei 90°C gerührt. Die erhaltene Masse
wird unter intensivem Rühren in 1840 g kaltes deionisiertes
Wasser gegeben. Zu der erhaltenen Dispersion werden unter
intensivem Rühren innerhalb von 20 Minuten 86 g einer 15%igen
Hydrazinlösung zugegeben. Die resultierende, sehr feinteilige
Dispersion hat einen Festkörpergehalt von 35% und
eine Auslaufzeit von 27 Sekunden im DIN-Becher 4.
830 g eines Polyesters aus Neopentylglykol, Hexandiol-1,6
und Adipinsäure mit einer Hydroxylzahl von 135 und einer
Säurezahl unter 3 werden bei 100°C 1 Stunde im Vakuum entwässert.
Bei 80°C werden 524 g 4,4-Dicyclohexylmethandiisocyanat
zugegeben und bei 90°C gerührt, bis der Gehalt an
freien Isocyanatgruppen 6,18 Gew.-%, bezogen auf die Gesamteinwaage,
beträgt. Nach Abkühlung auf 60°C wird eine Lösung
von 67 g Dimethylolpropionsäure und 50 g Triethylamin in
400 g N-Methylpyrrolidon zugegeben und 1 Stunde bei 90°C gerührt.
Die erhaltene Masse wird unter intensivem Rühren in 2400 g
kaltes deionisiertes Wasser gegeben. Man erhält eine fein
teilige Dispersion. Zu dieser Dispersion werden unter intensivem
Rühren innerhalb von 20 Minuten 80 g einer 30%igen
wäßrigen Lösung von Ethylendiamin zugegeben. Die resultierende,
sehr feinteilige Dispersion hat einen Festkörpergehalt
von 35% und eine Auslaufzeit von 23 Sekunden im DIN-Becher
4.
17,0 g Butylglykol, 3,5 g eines handelsüblichen Melamin-Form
aldehydharzes (Cymel® 301), 2,9 g Polypropylenglykol
(mittleres Molekulargewicht = 400) und 7,0 g einer Aluminiumbronze
gemäß DE-OS 36 36 183 (Aluminiumgehalt:
60 Gew.-%) werden mit einem Schnellrührer 15 Minuten bei
300-500 U/min gerührt. Es wird eine Mischung 1 erhalten.
41 g einer gemäß A. hergestellten Polymermikroteilchendispersion
werden mit 11,0 g einer Polyurethandispersion gemäß
B. gemischt. Die Mischung wird mit einer 5%igen wäßrigen Di
methylethanolaminlösung auf einen pH-Wert von 7,7 eingestellt
und mit 17,6 g einer 3,5%igen Lösung eines handelsüblichen
Polyacrylsäureverdickers (Viscalex® HV 30 der
Allied Colloids, pH-Wert: 8,0) versetzt. Es wird die
Mischung 2 erhalten.
Zur Herstellung der Basislacke werden die Mischungen 1 und 2
30 Minuten bei 800-1000 U/min gemischt und danach mit einer
5%igen wäßrigen Dimethylethanolaminlösung auf einen pH-Wert
von 7,7 eingestellt. Anschließend wird die Viskosität durch
Zugabe von deionisiertem Wasser auf eine Auslaufzeit von
25 sec im DIN-4-Becher eingestellt.
Die Basislacke werden nach gut bekannten Methoden auf mit
einer handelsüblichen Elektrotauchlackierung und einem handelsüblichen
Füller beschichtete phosphatierte Stahlbleche
(Bonder 132) gespritzt, nach einer Ablüftzeit von 10 Minuten
mit einem handelsüblichen Klarlack überlackiert und 20 Minuten
bei 140°C eingebrannt. Ein Teil der lackierten Bleche
wird nochmals mit den Basislacken beschichtet und mit einem
handelsüblichen Klarlack überlackiert. Die so erhaltenen
Lackierungen werden 40 Minuten bei 80°C eingebrannt.
An den erhaltenen Lackierungen wurden Glanzmessungen und
Gitterschnittprüfungen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 2 zusammengefaßt.
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Lackierung
auf einer Substratoberfläche, bei dem
- (1) ein pigmentierter wäßriger Basislack, der durch
Emulsionspolymerisation von
- (A) ethylenisch ungesättigten Monomeren, die eine ethylenisch ungesättigte Gruppe pro Molekül enthalten oder einem Gemisch aus solchen Monomeren und
- (B) einem ethylenisch ungesättigten Monomer, das zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen im Molekül enthält
- erhältliche vernetzte Polymermikroteilchen enthält, auf die Substratoberfläche aufgebracht wird
- (2) aus der in Stufe (1) aufgebrachten Zusammensetzung ein Polymerfilm gebildet wird
- (3) auf der so erhaltenen Basisschicht ein transparenter Decklack aufgebracht wird und anschließend
- (4) die Basisschicht zusammen mit der Deckschicht eingebrannt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die im Basislack enthaltenen
vernetzten Polymermikroteilchen erhältlich sind, indem
als Komponente (B) 0,5 bis 2,4, vorzugsweise 1,0 bis 2,0,
besonders bevorzugt 1,5 Gew.-% Allylmethacrylat oder 1,5
bis 8,0, vorzugsweise 2,0 bis 5,0, besonders bevorzugt
4,0 Gew.-% Ethylenglykoldi(meth)acrylat oder 1,5 bis 8,0,
vorzugsweise 2,0 bis 5,0, besonders bevorzugt 4,0 Gew.-%
Butandioldi(meth)acrylat oder 1,5 bis 10,0, vorzugsweise
3,0 bis 7,0, besonders bevorzugt 5,0 Gew.-% Hexandioldi
(meth)acrylat oder 0,5 bis 6,0, vorzugsweise 1,0 bis 4,0,
besonders bevorzugt 2,0 Gew.-% Divinylbenzol eingesetzt
werden, wobei sich die Gew.-%-Angaben auf die gesamte
Menge an eingesetzter Komponente (A) und eingesetzter Komponente
(B) (Menge an eingesetzter Komponente (A) + Menge
an eingesetzter Komponente (B) = 100 Gew.-%) beziehen.
2. Wasserverdünnbarer Lack, der durch Emulsionspolymerisation
von
- (A) ethylenisch ungesättigten Monomeren, die eine ethylenisch ungesättigte Gruppe im Molekül enthalten, oder einem Gemisch aus solchen Monomeren und
- (B) einem ethylenisch ungesättigten Monomeren, das zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen im Molekül enthält
erhältliche vernetzte Polymermikroteilchen enthält, dadurch
gekennzeichnet, daß die vernetzten Polymermikroteilchen
erhältlich sind, indem als Komponente (B) 0,5
bis 2,4, vorzugsweise 1,0 bis 2,0, besonders bevorzugt
1,5 Gew.-% Allylmethacrylat oder 1,5 bis 8,0, vorzugsweise
2,0 bis 5,0, besonders bevorzugt 4,0 Gew.-% Ethylen
glykoldi(meth)acrylat oder 1,5 bis 8,0, vorzugsweise 2,0
bis 5,0, besonders bevorzugt 4,0 Gew.-% Butandioldi
(meth)acrylat oder 1,5 bis 10,0, vorzugsweise 3,0 bis
7,0, besonders bevorzugt 5,0 Gew.-% Hexandioldi(meth)
acrylat oder 0,5 bis 6,0, vorzugsweise 1,0 bis 4,0, besonders
bevorzugt 2,0 Gew.-% Divinylbenzol eingesetzt
werden, wobei sich die Gew.-%-Angaben auf die gesamte
Menge an eingesetzter Komponente (A) und eingesetzter
Komponente (B) (Menge an eingesetzter Komponente (A) +
Menge an eingesetzter Komponente (B) = 100 Gew.-%) beziehen.
3. Verfahren oder Lack nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Emulsionspolymerisation von (A) und
(B) durch ein Redox-Initiatorsystem, bestehend aus
H₂O₂ und einem nicht ionischen wasserlöslichen Reduktionsmittel
initiiert wird.
4. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Komponente (A) ein Gemisch
aus
- (a1) 60 bis 99, vorzugsweise 70 bis 90 Gew.-% eines aliphatischen oder cycloaliphatischen Esters der Acrylsäure oder Methacrylsäure oder eines Gemisches aus solchen Estern
- (a2) 0 bis 5, vorzugsweise 2 bis 4 Gew.-% eines mindestens eine Carboxylgruppe im Molekül tragenden, mit (a1), (a3) und (a4) copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren
- (a3) 1 bis 40, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-% eines mindestens eine Hydroxylgruppe im Molekül tragenden, mit (a1), (a2) und (a4) copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren und
- (a4) 0 bis 30, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% eines weiteren, mit (a1), (a2) und (a3) copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren,
eingesetzt wird, wobei die Summe der Gewichtsanteile von
(a1), (a2), (a3) und (a4) stets 100 Gew.-% ergibt.
5. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Basislack bzw. Lack neben
den vernetzten Polymermikroteilchen noch eine wäßrige
Dispersion eines wasserdünnbaren Polyurethanharzes
enthält.
6. Verfahren zur Herstellung von vernetzten Polymermikroteilchen,
bei dem
- (A) ethylenisch ungesättigte Monomere, die eine ethylenisch ungesättigte Gruppe pro Molekül enthalten, zusammen mit
- (B) einem ethylenisch ungesättigten Monomer, das zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen im Molekül enthält,
einer Emulsionspolymerisation unterworfen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß als Komponente (B) 0,5 bis 2,4, vorzugsweise
1,0 bis 2,0, besonders bevorzugt 1,5 Gew.-%
Allylmethacrylat oder 1,5 bis 8,0, vorzugsweise 2,0 bis
5,0, besonders bevorzugt 4,0 Gew.-% Ethylenglykoldi
(meth)acrylat oder 1,5 bis 8,0, vorzugsweise 2,0 bis 5,0,
besonders bevorzugt 4,0 Gew.-% Butandioldi(meth)acrylat
oder 1,5 bis 10,0, vorzugsweise 3,0 bis 7,0, besonders
bevorzugt 5,0 Gew.-% Hexandiolid(meth)acrylat oder 0,5
bis 6,0, vorzugsweise 1,0 bis 4,0, besonders bevorzugt
2,0 Gew.-% Divinylbenzol eingesetzt werden, wobei sich
die Gew.-%-Angaben auf die gesamte Menge an eingesetzter
Komponente (A) und eingesetzter Komponente (B) (Menge an
eingesetzter Komponente (A) + Menge an eingesetzter Komponente
(B) = 100 Gew.-%) beziehen.
7. Vernetzte Polymermikroteilchen, dadurch gekennzeichnet,
daß sie nach dem Verfahren gemäß Anspruch 6 erhältlich
sind.
8. Verfahren oder Polymermikroteilchen nach Anspruch 6 oder
7, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (A) ein Gemisch
aus
- (a1) 60 bis 99, vorzugsweise 70 bis 90 Gew.-% eines aliphatischen oder cycloaliphatischen Esters der Acrylsäure oder Methacrylsäure oder eines Gemisches aus solchen Estern
- (a2) 0 bis 5, vorzugsweise 2 bis 4 Gew.-% eines mindestens eine Carboxylgruppe im Molekül tragenden, mit (a1), (a3) und (a4) copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren
- (a3) 1 bis 40, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-% eines mindestens eine Hydroxylgruppe im Molekül tragenden, mit (a1), (a2) und (a4) copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren und
- (a4) 0 bis 30, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% eines weiteren, mit (a1), (a2) und (a3) copolymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder eines Gemisches aus solchen Monomeren,
eingesetzt wird, wobei die Summe der Gewichtsanteile von
(a1), (a2), (a3) und (a4) stets 100 Gew.-% ergibt.
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |