Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Misch
system zur Herstellung von wasserverdünnbaren Über
zugsmitteln mit genau festgelegter Tönung aus ver
schiedenen Basisfarben.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Ver
fahren zur Herstellung dieser Überzugsmittel mit ge
nau festgelegter Tönung, bei dem verschiedene Basis
farben getrennt gelagert und erst kurz vor der Appli
kation zu dem Überzugsmittel in dem gewünschten Farb
ton gemischt werden.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung noch die Verwendung
des Mischsystems zur Herstellung von Wasserbasislacken für die
Beschichtung von Automobilkarossen und/oder Kunststoffteilen
sowie zur Herstellung von wäßrigen Überzugsmitteln für die Re
paraturlackierung.
Übliche Verfahren zur Ausbesserung von Schadstellen an einer
gegebenenfalls mehrschichtigen Lackierung beinhalten die sorg
fältige Reinigung und Schleifen, ggf. Spachteln und Füllern an
der Schadstelle. Danach wird die Schadstelle ggf. nach einer
weiteren Vorbehandlung üblicherweise deckend und auslaufend in
die angrenzenden Bereiche hinein mit Effektlacken, wie z. B.
Metallicbasislacken, oder mit Unilacken ge
spritzt. Nach Antrocknung des so hergestellten Über
zuges werden der Überzug und die angrenzenden Teile
mit einem Klarlack überspritzt und nach einer ggf.
notwendigen Ablüftzeit wird der Klarlacküberzug ge
meinsam mit den vorher aufgebrachten Schichten vor
zugsweise bei Temperaturen zwischen 50 und 100°C ge
trocknet.
Als Effekt-Lacke und/oder im Zweischichtverfahren auf
gebrachte Unilacke für das Ausbessern von Schad
stellen werden üblicherweise festkörperarme Lacke ver
wendet, die neben Bindemitteln farb- und/oder effekt
gebende Pigmente und einen hohen Anteil organischer
Lösemittelgemische enthalten.
Diese Lacke werden entweder vom Lackhersteller im ge
wünschten Farbton geliefert, oder der Farbton wird
vor der Applikation aus einem Mischsystem mehrerer Ba
sisfarben hergestellt. Diese Herstellung aus einem
Mischsystem hat den Vorteil, daß nicht jeder Farbton
einzeln hergestellt und bevorratet werden muß und daß
somit Produktions-, Distributions- und Lagerhaltungs
kosten gesenkt werden können. In beiden Fällen ist es
notwendig, daß die gelieferten Lacke eine ausreichen
de Lagerstabilität (mindestens 12 Monate) aufweisen.
Für ein Mischsystem hat außerdem die Farbtongenauig
keit der Basisfarben eine große Bedeutung.
Während im Bereich der Serienlackierung zunehmend was
serverdünnbare Basislacke eingesetzt werden, werden
im Bereich der Autoreparaturlackierung noch konventio
nelle, d. h. lösemittelhaltige, Basislacke eingesetzt.
Diese bisher für die Reparaturlackierung verwendeten
festkörperarmen Basislacke haben eine von den bisher
für die Serienlackierung verwendeten wasserverdünnba
ren Basislacken deutlich verschiedene Zusammen
setzung. So erfolgt beispielsweise die Rheologie
steuerung bei den konventionellen Systemen zum
größten Teil über die Verdunstungsgeschwindigkeit der
organischen Lösemittel (Festkörperanstieg zwischen
Applikationsgerät und zu lackierendem Objekt),
während bei den wäßrigen Systemen die Rheologie
steuerung durch externe Verdickungsmittel oder durch
entsprechende Modifikationen im Bindemittel erfolgt.
Für den Übergang von konventionellen zu wasserverdünn
baren Systemen ist daher ein bloßer Austausch der ver
wendeten Bindemittel gegen wasserverdünnbare Bindemit
tel nicht ausreichend.
Auch der Einsatz der im Bereich der Serienlackierung
verwendeten wasserverdünnbaren Systeme im Bereich der
Reparaturlackierung ist aufgrund der unterschied
lichen Anforderungen an die Systeme in beiden Be
reichen zur Zeit nicht möglich. Die für die Serien
lackierung (Fahrzeugerstlackierung) verwendeten was
serverdünnbaren Metallic-Basislacke weisen nämlich
keine für den Bereich der Reparaturlackierung aus
reichende Lagerstabilität auf, da bei diesen wasser
verdünnbaren Lacken Probleme bei der Ga
sungsstabilität (H2-Bildung durch Reaktion von Wasser
mit der Aluminiumbronze) und/oder Effektstabilität
auftreten. Beides beeinträchtigt nachhaltig den Farb
ton bzw. die Aufsichthelligkeit der resultierenden Be
schichtungen. Daher sind diese Systeme in der Re
paraturlackierung nicht zum Einsatz gekommen.
Aber nicht nur Effektpigmente enthaltende wasserver
dünnbare Lacke zeigen Probleme hinsichtlich der Lager
stabilität. Auch farbgebende Pigmente können durch
längere Einwirkung von Wasser, z. B. in alkalischem
Medium, angegriffen werden. Um keiner zu großen Ein
schränkung bei der Auswahl der handelsüblichen Pigmen
te zu unterliegen, besteht auch ein Bedarf für die
Formulierung von lagerstabilen Basisfarben mit diesen
farbgebenden Pigmenten.
Aus wirtschaftlichen Gründen, zur Verbesserung der Ar
beitssicherheit (Brandschutz) und zur Verringerung
der Umweltbelastung beim Trocknen der Lackfilme ist
man auch im Bereich der Reparaturlackierung bemüht,
organische Lösemittel in den Überzugsmitteln so weit
wie möglich zu reduzieren. Die mangelnde Lagersta
bilität der bekannten wasserverdünnbaren Basislacke
verhinderte jedoch bisher den Aufbau eines oben be
schriebenen Mischsystems aus derartigen wasserver
dünnbaren Basislacken.
Aus der EP-A-3 20 552 ist nun ein Verfahren zur Her
stellung eines mehrschichtigen Überzugs bekannt, bei
dem auf das mit einem Füller versehene Substrat zu
nächst eine wäßrige, bevorzugt Metallicpigmente ent
haltende Überzugszusammensetzung aufgebracht und ge
trocknet wird, ehe ein üblicher Wasserbasislack und
anschließend ein Klarlack aufgebracht werden. Durch
die Applikation der wäßrigen Überzugszusammensetzung
vor der Basecoat/Clearcoat-Beschichtung soll eine Ver
besserung des Metalliceffektes, insbesondere der Auf
sichthelligkeit, erreicht werden.
Dieses in der EP-A-3 20 552 beschriebene Verfahren ist
hauptsächlich für die Herstellung einer Erst
lackierung geeignet, jedoch wird in der Beschreibung
auch auf die Möglichkeit hingewiesen, dieses Ver
fahren im Bereich der Reparaturlackierung einzusetzen.
Die in dem Verfahren der EP-A 3 20 552 eingesetzten
wäßrigen Überzugszusammensetzung werden durch Einar
beiten einer Aluminiumpigmentpaste in wäßrige Misch
lacke hergestellt. Die verwendete Aluminiumpaste
stellt dabei eine Anteigung von Aluminium-Bronze in
organischen Lösemitteln und einem Emulgator dar. Die
se Aluminiumpaste setzt aber schon innerhalb weniger
Stunden ab und führt so zu Bodensatz. Dies wiederum
führt aber regelmäßig zu Farbtonabweichungen. Diese
abgesetzte Paste ist nur bedingt mit geeigneten Rühr
aggregaten aufrührbar. Außerdem stehen Lackierern in
der Regel derartige Rühraggregate nicht zur Verfü
gung. Derartige Aluminiumpasten sind daher für den
Aufbau von Mischsystemen für die Reparaturlackierung
nicht geeignet.
Auch die nach Einarbeitung der Aluminiumpaste in die
wäßrigen Mischlacke erhaltenen wäßrigen Überzugszu
sammensetzungen zeigen eine unzureichende Lagerstabi
lität, die nicht den Anforderungen der Lackierer ge
nügt.
Weiterhin sind aus der EP-A-1 95 931 und der
EP-A-2 97 576 wäßrige Überzugsmittel für die Her
stellung eines Mehrschichtüberzuges im Bereich der Se
rienlackierung bekannt. Die Herstellung der wäßrigen
Überzugsmittel erfolgt durch Einarbeitung einer Pig
mentpaste in die wäßrige Bindemitteldispersion. Die
Pigmentpaste wird dabei durch Anreiben der ent
sprechenden Pigmente mit möglichst geringen Mengen
eines Anreibeharzes sowie ggf. mit organischen Löse
mitteln und ggf. mit Wasser hergestellt. Der Aufbau
eines Mischsystems für den Bereich der Reparatur
lackierung und die hierfür erforderlichen Maßnahmen,
wie zum Beispiel die getrennte Lagerung einzelner Kom
ponenten, sind jedoch in der EP-A-1 95 931 und der
EP-A-2 97 576 nicht beschrieben. Die pigmentierten
wäßrigen Überzugsmittel selbst sind dabei aufgrund
der unzureichenden Lagerstabilität nicht für den Be
reich der Reparaturlackierung geeignet.
Auch aus der EP-B-38 127 sind wäßrige Überzugsmittel
für die Herstellung eines Mehrschichtüberzuges im Be
reich der Serienlackierung bekannt. Die Herstellung
der wäßrigen Überzugsmittel erfolgt wiederum durch
Einarbeiten einer Pigmentpaste in die wäßrige Binde
mitteldispersion. Die Pigmentpaste wird dabei durch
Anreiben der Pigmente mit einem Melaminharz sowie or
ganischen Lösemitteln hergestellt. Der Aufbau eines
Mischsystmes für den Bereich der Reparaturlackierung
und die hierfür erforderlichen Maßnahmen sind aber
wiederum nicht beschrieben. Auch diese pigmentierten
wäßrigen Überzugsmittel der EP-B-38 127 sind aufgrund
einer unzureichenden Lagerstabilität nicht für den Be
reich der Reparaturlackierung geeignet.
In der EP-A-3 68 499 sind wasserverdünnbare, insbeson
dere Metallicpigmente enthaltende Beschichtungsmassen
mit einer verbesserten Lagerstabilität beschrieben.
Die Lagerstabilität wird dadurch erzielt, daß zu
nächst eine wasserfreie Bindemittellösung aus 25 bis
95 Gew.-% eines Polyether- bzw. Polyesterpolyols, 2,5
bis 50 Gew.-% eines Aminoplastharzes und 0 bis
50 Gew.-% eines organischen Lösemittels hergestellt
wird, in die die Pigmente eingearbeitet werden. Diese
Bindemittellösung wird kurz vor der Applikation mit
Wasser auf die jeweils gewünschte Viskosität einge
stellt.
In der EP-A-3 68 499 ist die Verwendung der wasser
freien Bindemittellösungen in einem Mischsystem nicht
beschrieben. Außerdem ist die Verwendung der Be
schichtungsmassen der EP-A-3 68 499 unter Reparaturbe
dingungen nicht möglich, da der hohe Polyether/Poly
ester-Anteil nicht zu ausreichend wasserfesten Filmen
führt. Ferner ist der erreichte metallische Effekt
bei weitem nicht ausreichend für die Fahrzeug
erst- oder -reparaturlackierung.
Schließlich ist es aus dem Zeitschriftenartikel von
Hauska und Räcz in Farbe und Lack, 93. Jahrgang,
Heft 2, 1987, Seiten 103 bis 105 bekannt, die Lager
stabilität von wäßrigen Farbdispersionen u. a. dadurch
zu verbessern, daß zur Herstellung der wäßrigen Farb
dispersionen Aluminiumpasten eingesetzt werden, die
neben Aluminiumpigment ein Bindemittel enthalten, das
mit dem Aluminiumpigment mischbar und vor dem Ver
brauch mit Wasser verdünnbar ist. Die in diesem Zeit
schriftenartikel für die Herstellung der Aluminium
paste genannten Bindemittel eignen sich jedoch nicht
für den Einsatz in wäßrigen Überzugsmittel für den Be
reich der Autoreparaturlackierung. Entsprechend wird
auch bereits in dem Zeitschriftenartikel festge
stellt, daß diese Methode keine industrielle Be
deutung hat. Außerdem sind auch in diesem Zeit
schriftenartikel der Aufbau eines Mischsystems sowie
die hierfür erforderlichen Maßnahmen nicht beschrie
ben.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu
grunde, ein Mischsystem zur Verfügung zu stellen, das
die Herstellung wasserverdünnbarer Überzugsmittel mit
genau festgelegter Tönung aus verschiedenen Basisfar
ben ermöglicht. Insbesondere sollte dieses Misch
system die Herstellung wäßriger Überzugsmittel ermög
lichen, die für die Reparaturlackierung, insbesondere
von Schadstellen an Automobilkarossen, geeignet sind.
Dabei sollte eine hohe Farbtongenauigkeit der Basis
farben gewährleistet sein, um so die gewünschten Farb
töne ohne aufwendige Maßnahmen beim Lackierer mög
lichst exakt und reproduzierbar einstellen zu können.
Dies bedeutet auch, daß die für den Aufbau dieses
Mischsystem verwendeten Basisfarben eine sehr gute La
gerstabilität (< 12 Monate) aufweisen müssen.
Schließlich sollten die unter Verwendung dieses Misch
systems hergestellten wäßrigen Überzugsmittel sowohl
im Falle von Effektlacken als auch im Falle von Uni
farbtönen zu Beschichtungen mit guten mechanischen Ei
genschaften führen.
Dabei sollte dieses Mischsystem die Formulierung von
Überzugsmitteln gewährleisten, die dieses hohe Quali
tätsniveau bei einem im Vergleich zu den üblicherwei
se hergestellten Überzugsmitteln verringerten Anteil
an organischen Lösemitteln gewährleisten.
Diese Aufgabe wird überraschenderweise durch ein
Mischsystem für die Herstellung von wasserverdünn
baren Überzugsmitteln mit genau festgelegter Tönung
aus verschiedenen Basisfarben gelöst, das dadurch ge
kennzeichnet ist, daß das Mischsystem
- A) verschiedene Basisfarben A, die weniger als 5
Gew.-% Wasser, mindestens ein farb-und/oder
effektgebendes Pigment, organisches Lösemittel,
mindestens ein wasserverdünnbares oder wasser
dispergierbares Bindemittel sowie ggf. Hilfs- und
Zusatzstoffe enthalten, und
- B) mindestens eine wasserenthaltende, pigmentfreie
Komponente B
enthält.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein
Verfahren zur Herstellung von wasserverdünnbaren Über
zugsmitteln mit genau festgelegter Tönung, bei dem
verschiedene Basisfarben eines Mischsystems getrennt
hergestellt und gelagert werden und erst kurz vor der
Applikation des Überzugsmittels gemischt werden, da
durch gekennzeichnet, daß das erfindungsgemäße Misch
system eingesetzt wird.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch
die Verwendung der Mischsysteme zur Herstellung von
wäßrigen Überzugsmitteln für die Reparaturlackierung,
insbesondere zur Herstellung von Wasserbasislacken
für die Reparaturlackierung, insbesondere von Auto
mobilkarossen.
Es ist überraschend und war nicht vorhersehbar, daß
durch das erfindungsgemäße Mischsystem die Her
stellung von wäßrigen Überzugsmassen ermöglicht wird,
die sich durch eine exakte und reproduzierbare Ein
stellung des gewünschten Farbtons auszeichnen, ohne
daß hierzu aufwendige Maßnahmen erforderlich sind. Ge
währleistet wird dies durch eine hohe Farbtongenauig
keit und eine entsprechend gute Lagerstabilität der
Basisfarben. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen,
daß die erfindungsgemäß hergestellten Basisfarben ge
gen Einfrieren/Auftauen unempfindlich sind. Weiterhin
weisen die so hergestellten wäßrigen Überzugsmassen
den Vorteil auf, daß sie zu Beschichtungen mit guten
mechanischen Eigenschaften führen.
Vorteilhaft ist ferner, daß durch das erfindungsge
mäße Mischsystem auch im Bereich der Reparatur
lackierung Überzugsmittel zur Verfügung gestellt wer
den, die den hohen Anforderungen hinsichtlich der Qua
lität der Reparaturlackierung gerecht werden und dazu
als Lösemittel überwiegend Wasser enthalten und in de
nen organische Lösemittel nur noch in geringen Mengen
enthalten sind. Neben wirtschaftlichen Vorteilen
führt dieser reduzierte Lösemittelanteil zur Ver
besserung der Arbeitssicherheit (Brandschutz) und zur
Verringerung der Umweltbelastung beim Trocknen der
Lackfilme. Dies ist insbesondere im Bereich der Re
paraturlackierung von Automobilkarossen von Be
deutung, da die in diesem Bereich eingesetzten Effekt
lacke üblicherweise einen sehr hohen Lösemittelanteil
von bis zu 90% enthalten, um einen guten Metall
effekt zu gewährleisten.
Der erfindungsmäße Einsatz im wesentlichen wasser
freier, bevorzugt völlig wasserfreier Basisfarben,
bietet außerdem den Vorteil, daß für die Lagerung die
ser Basisfarben Behälter verwendet werden können, die
nicht (z. B. durch eine entsprechende Innen
lackierung) gegen eine Korrosion durch Wasser ge
schützt sein müssen. Weiterhin können für die Formu
lierung der Basisfarben unter bestimmten Voraus
setzungen auch wasserempfindliche Pigmente eingesetzt
werden, wodurch die zur Verfügung stehende Auswahl an
Pigmenten erheblich vergrößert wird.
Im folgenden sollen nun die einzelnen Komponenten des
erfindungsgemäßen Mischsystems näher erläutert werden.
Die Komponente A des Mischsystems kann alle lacküb
lichen Pigmente enthalten, vorausgesetzt, daß sie
nicht innerhalb kurzer Zeit (Zeitspanne zwischen dem
Zusammenrühren der Komponenten A und B und der Appli
kation der Lacke) mit Wasser reagieren und daß sie
sich nicht in Wasser lösen. Die Komponente A kann da
bei Effektpigmente und/oder farbgebende Pigmente auf
anorganischer oder organischer Basis enthalten. Um
eine möglichst universelle Einsatzbreite zu gewähr
leisten und möglichst viele Farbtöne realisieren zu
können, ist es bevorzugt, ein Mischsystem auf der Ba
sis von nur farbgebende Pigmente enthaltenden Kompo
nenten A und nur Effektpigmente enthaltenden Komponen
ten A aufzubauen.
Zur Herstellung der Komponente A können alle üblicher
weise bei der Formulierung von wäßrigen Überzugsmit
teln eingesetzten Effektpigmente eingesetzt werden.
Beispiele für geeignete Effektpigmente sind handels
übliche Aluminiumbronzen, die gemäß DE-OS 36 36 183
chromatierten Aluminiumbronzen, handelsübliche Edel
stahlbronzen sowie andere übliche Metallplättchen und
Metallflockenpigmente. Für die Herstellung der Kompo
nente A sind auch nicht metallische Effektpigmente,
wie zum Beispiel Perlglanz- bzw. Interferenzpigmente
geeignet.
Beispiele für geeignete farbgebende Pigmente auf an
organischer Basis sind Titandioxid, Eisenoxide, Ruß
u.ä. Beispiele für geeignete farbgebende Pigmente auf
organischer Basis sind Indanthrenblau, Cromophthal
rot, Irgazinorange, Sicotransgelb, Heliogengrün u.ä.
Als Bindemittel für den Einsatz in der Komponente A
sind alle wasserverdünnbaren bzw. wasserdispergierba
ren Bindemittel geeignet, die üblicherweise in wäßri
gen Überzugsmitteln eingesetzt werden und die sich in
Form organischer Lösungen darstellen lassen. Die Was
serverdünnbarkeit bzw. Wasserdispergierbarkeit der
Harze kann dabei auch durch Verwendung entsprechender
Lösevermittler als Cosolvens bzw. Solvens eingestellt
werden. Entscheidend für die Auswahl der Bindemittel
ist einerseits die gute Lagerstabilität in orga
nischer Lösung, insbesondere auch die Fähigkeit, ein
Absetzen der Pigmente zu vermeiden, sowie anderer
seits die problemlose Einarbeitbarkeit der Basisfarbe
in die Komponente B bzw. die problemlose Einarbeitbar
keit der Komponente B in die Basisfarbe. Die Einarbeit
barkeit der Basisfarbe in die Komponente B bzw. die umge
kehrte Einarbeitbarkeit können zwar auch durch die
Verwendung von Dispergieradditiven, wie zum Beispiel
ionische oder nichtionische Tenside, gesteuert wer
den. Derartige Additive sollten aber in möglichst ge
ringen Mengen eingesetzt werden, um die Wasserfestig
keit der resultierenden Beschichtungen nicht zu beein
trächtigen.
Insbesondere werden als Bindemittel für die Komponen
te A wasserverdünnbare bzw. wasserdispergierbare und
in organischer Lösung darstellbare Polyurethanharze,
Polyacrylatharze, Polyesterharze und Aminoplastharze
sowie deren Mischungen eingesetzt.
Die als Bindemittel in den Basisfarben eingesetzten
polyurethanharze sind prinzipiell bekannt. Geeignet
sind beispielsweise die in der Literatur für den Ein
satz in Wasserbasislacken beschriebenen Polyurethan
harze, sofern diese Polyurethanharze - in Abwandlung
der in der jeweiligen Literatur beschriebenen Her
stellung - in Form organischer Lösungen darstellbar
sind.
Beispiele für geeignete Polyurethanharze sind die in
den folgenden Schriften beschriebenen Harze:.
Ep-A-3 55 433, DE-OS 35 45 618, DE-OS 38 13 866 sowie die
noch nicht veröffentliche deutsche Patentanmeldung DE
40 05 961.8.
Bezüglich näherer Einzelheiten der Herstellung der Po
lyurethanharze und Beispiele geeigneter Verbindungen
sei daher auf diese Schriften verwiesen. Die Poly
urethanharze kommen allerdings im Unterschied zu den
in diesen Schriften beschriebenen Polyurethanharzen
nicht als wäßrige Dispersion, sondern in einem oder
mehreren organischen Lösungsmitteln gelöst zum Ein
satz. Dies bedeutet, daß das Herstellverfahren der er
findungsgemäß eingesetzten Polyurethanharze gegenüber
den in diesen Schriften beschriebenen Verfahren dahin
gehend geändert wurde, daß statt der Herstellung
einer Sekundärdispersion ein Lösen der Polyurethan
harze in organischen Lösemitteln erfolgt.
Bevorzugt werden wasserverdünnbare Polyurethanharze
eingesetzt, die ein zahlenmittleres Molekulargewicht
(Bestimmung: gelpermeationschromatographisch mit Poly
styrol als Standard) von 1000 bis 30 000, vorzugs
weise von 1500 bis 20 000, sowie eine Säurezahl von 5
bis 70 mg KOH/g, vorzugsweise 10 bis 30 mg KOH/g auf
weisen und durch Umsetzung, vorzugsweise Kettenver
längerung, von Isocyanatgruppen aufweisenden Präpoly
meren herstellbar sind.
Die Herstellung des isocyanatgruppenhaltigen Präpoly
meren kann durch Reaktion von Polyolen mit einer Hy
droxylzahl von 10 bis 1800, bevorzugt 50 bis 1200 mg
KOH/g, mit überschüssigen Polyisocyanaten bei Tempera
turen von bis zu 150°C, bevorzugt 50 bis 130°C, in
organischen Lösemitteln, die nicht mit Isocyanaten
reagieren können, erfolgen. Das Äquivalentverhältnis
von NCO- zu OH-Gruppen liegt zwischen 2,0 : 1,0 und
< 1,0 : 1,0, bevorzugt zwischen 1,4 : 1 und 1,1 : 1.
Die zur Herstellung des Präpolymeren eingesetzten Po
lyole können niedermolekular und/oder hochmolokular
sein und sie können reaktionsträge anionische Gruppen
enthalten. Um die Härte des Polyurethans zu erhöhen,
kann man niedermolekulare Polyole einsetzen. Sie ha
ben ein Molekulargewicht von 60 bis zu etwa 400, und
können aliphatische, alicyclische oder aromatische
Gruppen enthalten. Es werden dabei Mengen von bis zu
30 Gew.-% der gesamten Polyol-Bestandteile, bevorzugt
etwa 2 bis 20 Gew.-%, eingesetzt.
Um ein NCO-Präpolymeres hoher Flexibilität zu erhal
ten, sollte ein hoher Anteil eines überwiegend li
nearen Polyols mit einer bevorzugten OH-Zahl von 30
bis 150 mg KOH/g zugesetzt werden. Bis zu 97 Gew.-%
des gesamten Polyols können aus gesättigten und unge
sättigten Polyestern und/oder Polyethern mit einer
Molmasse Mn von 400 bis 5000 bestehen. Die ausgewähl
ten Polyetherdiole sollen keine übermäßigen Mengen an
Ethergruppen einbringen, weil sonst die gebildeten Po
lymere in Wasser anquellen. Polyesterdiole
werden durch Veresterung von organischen Dicarbonsäu
ren oder ihren Anhydriden mit organischen Diolen her
gestellt oder leiten sich von einer Hydroxicarbon
säure oder einem Lacton ab. Um verzweigte Polyester
polyole herzustellen, können in geringem Umfang Poly
ole oder Polycarbonsäuren mit einer höheren Wertig
keit eingesetzt werden.
Als typische multifunktionelle Isocyanate werden ali
phatische, cycloaliphatische und/oder aromatische Po
lyisocyanate mit mindestens zwei Isocyanatgruppen pro
Molekül verwendet. Bevorzugt werden die Isomeren oder
Isomerengemische von organischen Diisocyanaten. Auf
grund ihrer guten Beständigkeit gegenüber ultravio
lettem Licht ergeben (cyclo)aliphatische Diisocyanate
produkte mit geringer Vergilbungsneigung.
Die zur Bildung des Präpolymeren gebrauchte Polyiso
cyanat-Komponente kann auch einen Anteil höherwerti
ger Polyisocyanate enthalten, vorausgesetzt dadurch
wird keine Gelbildung verursacht. Als Triisocyanate
haben sich Produkte bewährt, die durch Trimerisation
oder Oligomerisation von Diisocyanaten oder durch Re
aktion von Diisocyanaten mit polyfunktionellen
OH- oder NH-Gruppen enthaltenden Verbindungen ent
stehen. Die mittlere Funktionalität kann gegebenen
falls durch Zusatz von Monoisocyanaten gesenkt wer
den.
Zur Herstellung festkörperreicher Polyurethanharzlö
sungen werden insbesondere Diisocyanate der allge
meinen Formel (I)
eingesetzt, wobei X für einen zweiwertigen,
aromatischen Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise für
einen gegebenenfalls halogen-, methyl- oder
methoxy-substituierten Naphtylen-, Biphenylen- oder
1,2-, 1,3- oder 1,4-Phenylenrest, besonders bevorzugt
für einen 1,3-Phenylenrest und R1 und R2 für einen
Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, besonders
bevorzugt für einen Methylrest stehen.
Diisocyanate der Formel (I) sind bekannt (ihre
Herstellung wird beispielsweise in der EP-A-1 01 832,
US-PS-32 90 350, UP-PS-41 30 577 und US-PS-44 39 616
beschrieben) und zum Teil im Handel erhältlich
(1,3-Bis(2-isocyanatoprop-2-yl)benzol wird
beispielsweise von der American Cyanamid Company
unter dem Handelsnamen TMXDI (META)® verkauft).
Zusätzlich zu den Diisocyanaten der Formel (I) oder
stattdessen können auch noch andere aliphatische
und/oder cycloalipatische und/oder aromatische Poly
isocyanate eingesetzt werden. Als Beispiele für zu
sätzlich einsetzbare Polyisocyanate werden Phenylendi
isocyanat, Toluylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat,
Bisphenylendiisocyanat, Naphtylendiisocyanat, Di
phenylmethandiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Cyclo
pentylendiisocyanat, Cyclohexylendiisocyanat, Methyl
cyclohexylendiisocyanat, Dicyclohexylmethandiiso
cyanat, Trimethylendiisocyanat, Tetramethylendiiso
cyanat, Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiiso
cyanat, Propylendiisocyanat, Ethylethylendiisocyanat
und Trimethylhexandiisocyanat genannt.
Polyurethane sind im allgemeinen nicht mit Wasser ver
träglich, wenn nicht bei ihrer Synthese spezielle Be
standteile eingebaut und/oder besondere Herstellungs
schritte vorgenommen werden. So können zur Her
stellung der Polyurethanharze Verbindungen verwendet
werden, die zwei mit Isocyanatgruppen reagierende
H-aktive Gruppen und mindestens eine Gruppe enthal
ten, die die Wasserdispergierbarkeit gewährleistet
(Trägergruppen). Geeignete Trägergruppen sind nicht
ionische Gruppen (z. B. Polyether), anionische Grup
pen, Gemische dieser beiden Gruppen oder kationische
Gruppen.
So kann eine so große Säurezahl in das Polyurethan
harz eingebaut werden, daß das neutralisierte Produkt
stabil in Wasser zu dispergieren ist. Hierzu dienen
Verbindungen, die zwei mit Isocyanatgruppen reagieren
de H-aktive Gruppen und mindestens eine zur Anionen
bildung befähigte Gruppe enthalten. Geeignete, mit
Isocyanatgruppen reagierende Gruppen sind insbeson
dere Hydroxylgruppen sowie primäre und/oder sekundäre
Aminogruppen. Gruppen, die zur Anionenbildung be
fähigt sind, sind Carboxyl-, Sulfonsäure- und/oder
Phosphonsäuregruppen. Bevorzugt werden Carbon
säure- oder Carboxylatgruppen verwendet. Sie sollen
so reaktionsträge sein, daß die Isocyanatgruppen des
Diisocyanats vorzugsweise mit den anderen gegenüber
Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen des Moleküls rea
gieren. Es werden dazu Alkansäuren mit zwei Substi
tuenten am α-ständigen Kohlenstoffatom eingesetzt.
Der Substituent kann eine Hydroxylgruppe, eine Alkyl
gruppe oder eine Alkylolgruppe sein. Diese Polyole ha
ben wenigstens eine, im allgemeinen 1 bis 3 Carboxyl
gruppen im Molekül. Sie haben zwei bis etwa 25, vor
zugsweise 3 bis 10 Kohlenstoffatome. Das Carboxylgrup
pen enthaltene Polyol kann 3 bis 100 Gew.-%, vorzugs
weise 5 bis 50 Gew.-%, des gesamten Polyolbestand
teiles im NCO-Präpolymeren ausmachen.
Die durch die Carboxylgruppen-Neutralisation in Salz
form verfügbare Menge an ionisierbaren Carboxylgrup
pen beträgt im allgemeinen wenigstens 0,4 Gew.-%, vor
zugsweise wenigstens 0,7 Gew.-%, bezogen auf den Fest
stoff. Die obere Grenze beträgt etwa 6 Gew.-%. Die
Menge an Dihydroxialkansäuren im unneutralisier
ten-Präpolymeren ergibt eine Säurezahl von wenigstens
5, vorzugsweise wenigstens 10. Bei sehr niedrigen Säu
rezahlen sind i.a. weitere Maßnahmen zur Erzielung
der Wasserdispergierbarkeit erforderlich. Die obere
Grenze der Säurezahl liegt bei 70, vorzugsweise bei
40 mg KOH/g, bezogen auf den Feststoff.
Die erfindungsgemäß verwendeten NCO-Präpolymeren kön
nen durch gleichzeitige Umsetzung des Polyols oder Po
lyolgemisches mit einem Diisocyanat-Überschuß herge
stellt werden. Andererseits kann die Umsetzung auch
in vorgeschriebener Reihenfolge stufenweise vorgenom
men werden. Beispiele sind in der DE-OS 26 24 442 und
der DE-OS 32 10 051 beschrieben. Die Reaktionstem
peratur beträgt bis zu 150°C, wobei eine Temperatur
im Bereich von 50 bis 130°C bevorzugt wird.
Die Umsetzung wird fortgesetzt, bis praktisch alle Hy
droxylfunktionen umgesetzt sind.
Das NCO-Präpolymer enthält wenigstens etwa 0,5 Gew.-%
Isocyanatgruppen, 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 ter
tiären Aminen durchgeführt werden. Um die Reaktions
teilnehmer in flüssigem Zustand zu halten und eine
bessere Temperaturkontrolle während der Reaktion zu
ermöglichen, ist der Zusatz von organischen Lösemit
teln, die keinen aktiven Wasserstoff nach
Zerewitinoff enthalten, möglich. Die Menge an Löse
mittel kann in weiten Grenzen variieren und sollte
zur Bildung einer Präpolymer-Lösung mit geeigneter
Viskosität ausreichen. Im allgemeinen werden 10 bis
70 Gew.-% Lösemittel, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.-%
Lösemittel, bezogen auf den Festkörper eingesetzt.
Die noch vorhandenen Isocyanatgruppen des Präpolymers
werden mit einem Modifizierungsmittel umgesetzt. Die
se Reaktion führt insbesondere zu einer weiteren Ver
knüpfung und Erhöhung des Molekulargewichts. Die Men
ge dieses Modifizerungsmittels wird durch seine
Funktionalität und den NCO-Gehalt des Präpolymeren be
stimmt. Das Äquivalentverhältnis der aktiven Wasser
stoffatome im Modifizierungsmittel zu den NCO-Gruppen
im Präpolymer sollte in der Regel geringer als 3 : 1
sein und vorzugsweise im Bereich zwischen 1 : 1 und 2 : 1
liegen.
Bevorzugt werden als Modifizierungsmittel für die Um
setzung mit dem Präpolymer Di-, besonders bevorzugt
Tri- und/oder Polyole eingesetzt.
Es können aber auch andere Verbindungen mit aktiven
Wasserstoffatomen als Modifizierungsmittel eingesetzt
werden, beispielsweise Polyamine, allerdings nur un
ter der Voraussetzung, daß die Umsetzung des Präpoly
mers mit dem Modifizierungsmittel in einem orga
nischen Lösemittel durchführbar (kontrollierbar) ist
und bei dieser Reaktion keine unerwünschten Re
aktionen, wie z. B. die bei Einsatz von Polyaminen
häufig beobachtete Gelierung an der Eintropfstelle
des Amins, auftreten.
Als Beispiel für mindestens drei Hydroxylgruppen ent
haltene Polyole seien Trimethylolpropan, Glycerin,
Erythrit, Mesoerythrit, Arabit, Adonit usw. genannt.
Bevorzugt wird Trimethylolpropan eingesetzt. Die Um
setzung des Präpolymeren mit den Tri- und/oder Poly
olen wird vorzugsweise durch die Stöchiometrie der
eingesetzten Verbindungen so gesteuert, daß es zu Ket
tenverlängerungen kommt.
Die als Bindemittel für die Komponente A eingesetzten
Polyacrylatharze sind ebenfalls bekannt und beispiels
weise in DE-OS 38 32 826 beschrieben. Geeignet sind
allgemeinen wasserverdünnbare bzw. wasserdispergier
bare Polyacrylatharze, die sich in Form organischer
Lösungen darstellen lassen.
Als Bindemittel für die Komponente A geeignet sind
auch wasserverdünnbare bzw. wasserdispergierbare und
in Form organischer Lösungen darstellbare Poly
esterharze. Eingesetzt werden beispielsweise ent
sprechende handelsübliche wasserverdünnbare bzw. was
serdispergierbare Polyesterharze sowie die überlicher
weise in Wasserbasislacken eingesetzten Polyester
harze.
Als Bindemittel für die Komponente A sind auch wasser
verdünnbare bzw. wasserdispergierbare Aminoplastharze
geeignet. Bevorzugt werden wasserverdünnbare Melamin
harze eingesetzt. Es handelt sich hierbei im allge
meinen um veretherte Melamin-Formaldehyd-Kondensa
tionsprodukte.
Die Wasserlöslichkeit der Aminoplastharze hängt - ab
gesehen vom Kondensationsgrad, der möglichst gering
sein soll- von der Veretherungskomponente ab, wobei
nur die niedrigsten Glieder der Alkohol bzw. Ethylen
glykolmonoetherreihe wasserlösliche Kondensate erge
ben. Die größte Bedeutung haben die mit Methanol ver
etherten Melaminharze. Bei Verwendung von Lösungsver
mittlern können auch butanolveretherte Melaminharze
in wäßriger Phase dispergiert werden. Es besteht auch
die Möglichkeit, Carboxylgruppen in das Kondensat ein
zufügen. Umetherungsprodukte hochveretherter Formal
dehydkondensate mit Oxycarbonsäuren sind über ihre
Carboxylgruppen nach Neutralisation wasserlöslich und
können in den Basisfarben enthalten sein.
Als Bindemittel können in den Basisfarben A selbst
verständlich auch Mischungen der genannten Bindemit
tel sowie zusätzlich oder alleine andere wasserver
dünnbare bzw. wasserdispergierbare Bindemittel einge
setzt werden.
Bevorzugt enthalten die Basisfarben A als Bindemittel
wasserverdünnbare Polyurethanharze oder wasserverdünn
bare Aminoplastharze oder Mischungen aus wasserver
dünnbaren Polyurethanharzen und Aminoplastharzen.
Es ist erfindungswesentlich, daß die Basisfarben A im
wesentlichen wasserfrei, bevorzugt völlig wasserfrei
sind. Der Wassergehalt der Basisfarben sollte weniger
als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Basis
farbe, betragen.
Als Lösemittel enthält die Basisfarbe ein oder
mehrere organische Lösemittel. Beispiele für geeig
nete Lösemittel sind insbesondere wasserlösliche bzw.
wasserverdünnbare Lösemittel, wie z. B. Alkohole,
Ester, Ketone, Ketoester, Glykoletherester u.ä. Bevor
zugt eingesetzt werden Alkohole und Glykolether, be
sonders bevorzugt Butylglykol und Butanole.
Es besteht dabei die Möglichkeit, bereits bei der Her
stellung der Bindemittel Lösemittel einzusetzen, die
auch später als Lösemittel in der Basisfarbe verblei
ben. Häufiger wird jedoch zur Herstellung der Binde
mittel ein anderes Lösungsmittel eingesetzt, das nach
der Herstellung der Bindemittel durch Vakuumdestilla
tion oder Dünnschichtverdampfung schonend abdestil
liert und durch ein Lösemittel ersetzt wird, das in
der Bindemittellösung verbleibt, die dann in der Ba
sisfarbe eingesetzt wird. Höhersiedende Lösemittel
sollten wasserlöslich sein und verbleiben in der poly
urethanharzlösung, die in der Basisfarbe eingesetzt
wird, um das Zusammenfließen der Polymerteilchen
während der Filmbildung zu erleichtern.
So erfolgt beispielsweise die Herstellung der Poly
urethanharzlösung in einem Keton, wie z. B. Methyl
ethylketon oder Aceton. Nach Zugabe von Buylglykol er
folgt anschließend der Lösemittelaustausch durch de
stillative Entfernung des Ketons (Methylethylketon,
Aceton). Besonders bevorzugt sind als Lösemittel für
die Herstellung des Polyurethanharzes Methoxipropyl
acetat, Ethoxiethylacetat und N-Methylpyrrolin, die
nicht ausgetauscht werden müssen (kein aktiver Wasser
stoff) und in der Komponente A verbleiben können.
Ggf. können diese Lösemittel für die Herstellung der
Polyurethanharze auch im Gemisch mit Ketonen einge
setzt werden, wobei die Ketone aber nicht in der Ba
sisfarbe verbleiben, sondern nach Herstellung des Po
lyurethanharzes ausgetauscht werden.
Die Komponente A kann außerdem noch übliche Hilfs-
und Zusatzstoffe enthalten. Beispiele für derartige
Additive sind Entschäumer, Dispergierhilfsmittel,
Emulgatoren, Verlaufsmittel u. a.
Die Herstellung der Komponente A erfolgt nach dem
Fachmann bekannten Methoden durch Mischen und ggf.
Dispergieren der einzelnen Komponenten. So erfolgt
die Einarbeitung von farbgebenden Pigmenten üblicher
weise durch Anreiben (Dispergieren) der jeweiligen
Pigmente mit einem oder mehreren der obenbeschrie
benen Bindemittel, die bevorzugt in Form ihrer Lö
sungen in organischen Lösemitteln eingesetzt werden.
Ggf. kann zum Anreiben noch weiteres organisches Löse
mittel zugesetzt werden. Das Anreiben dieser Pigmente
erfolgt mit Hilfe üblicher Vorrichtungen, wie bei
spielsweise Perlmühlen und Sandmühlen.
Die Einarbeitung der Effektpigmente erfolgt üblicher
weise durch homogenes Mischen der Effektpigmente mit
einem oder mehreren Lösemitteln. Diese Mischung wird
dann in eine Mischung eines oder mehrerer der obenbe
schriebenen Bindemittel, ggf. unter Zusatz von wei
teren organischen Lösemitteln, mittels eines Rührers
oder Dissolvers eingerührt. Die Bindemittel werden be
vorzugt in Form ihrer Lösungen in organischen Lösemit
teln eingesetzt.
Die jeweiligen Mengenverhältnisse an Pigment, Binde
mittel und Lösemittel richten sich dabei, wie dem
Fachmann geläufig ist, nach dem Fließverhalten der
Pigmentpaste und sind damit abhängig von dem jeweils
verwendeten Pigment.
Einen weiteren erfindungswesentlichen Bestandteil des
Mischsystems stellt die wasserhaltige Komponente B
dar. Denkbar ist der Einsatz einer Komponente B, die
nur entionisiertes Wasser enthält und somit nur zur
Einstellung der Verarbeitungsviskosität bzw. des Ver
arbeitungsfestkörpers der Basisfarben dient. Bevor
zugt enthält die Komponente B jedoch mindestens ein
rheologiesteuerndes Additiv. Ggf. kann die Komponen
te B noch weitere Hilfs- und Zusatzstoffe, ein oder
mehrere wasserverdünnbare bzw. wasserdispergierbare
Bindemittel und organische Lösemittel enthalten.
Als rheologiesteuerndes Additiv kommen vernetzte poly
mere Mikroteilchen, wie sie beispielsweise in der
EP-A-38 127 offenbart sind, und/oder andere übliche
rheologische Additive zum Einsatz. So wirken als Ver
dicker beispielsweise anorganische Schichtsilikate,
wie z. B. Aluminium-Magnesium-Silikate, Natrium-Mag
nesium-Schichtsilikate und Natrium-Magnesium-Fluor
Lithium-Schichtsilikate des Montmorillonit-Typs
sowie synthetische Polymere mit ionischen und/oder asso
ziativ wirkenden Gruppen, wie Polyvinylalkohol, Poly
(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure, Polyvinyl
pyrrolidon, Styrol-Maleinsäureanhydrid- oder
Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Deri
vate oder auch hydrophob modifizierte ethoxilierte
Urethane oder Polyacrylate. Bevorzugt werden als Ver
dicker anorganische Schichtsilikate eingesetzt. Beson
ders bevorzugt ist eine Kombination aus carboxylgrup
penhaltigem Polyacrylat-Copolymer mit einer Säurezahl
von 60 bis 780, bevorzugt 200 bis 500 mg KOH/g und
einem Natrium-Magnesium-Schichtsilikat.
Bevorzugt wird das Natrium-Magnesium-Schichtsilikat
in Form einer wäßrigen Paste eingesetzt. Besonders be
vorzugte Pasten enthalten entweder 3 Gew.-% Schicht
silikat sowie 3 Gew.-% Polypropylenglykol oder
2 Gew.-% Schichtsilikat und 0,6 Gew.-% Polypropylen
glykol oder 2 Gew.-% Schichtsilikat und 2 Gew.-% an
derer handelsüblicher oberflächenaktiver Substanzen,
wobei alle Prozentangaben auf das Gesamtgewicht der
Paste bezogen sind. Diese wäßrigen Pasten des Ver
dickungsmittels sollten nur der Komponente B und
nicht der Komponente A zugesetzt werden.
Für den Einsatz in der Komponente B geeignet sind die
bereits bei der Beschreibung der Komponente A aufge
führten wasserverdünnbaren bzw. wasserdispergierbaren
Polyurethan-, Polyacrylat-, Polyester- und Aminoplast
harze, so daß hier nur auf die Seiten 12 bis 20 der
vorliegenden Beschreibung verwiesen wird. Im Unter
schied zum Einsatz dieser Harze in der Komponente A
können diese Bindemittel beim Einsatz in der Komponen
te B nicht nur als organische Lösung sondern auch be
vorzugt in einer wasserenthaltenden Form eingesetzt
werden. Diese Überführung der Harze in die wäßrige
Phase erfolgt beispielsweise durch Neutralisation der
Trägergruppen (zur Anionen- oder Kationenbildung
fähige Gruppen, wie zum Beispiel Carboxylgruppen) und
anschließendes Verdünnen mit Wasser, ggf. unter vor
heriger teilweiser Entfernung des bei der Herstellung
des Harzes eingesetzten organischen Lösemittels oder
durch direkten Aufbau des Harzes in Gegenwart von Was
ser. Wegen weiterer Einzelheiten sei auf die Litera
tur verwiesen, in denen die Herstellung der Harze be
schrieben ist (vgl. z. B. DE-OS 32 10 051,
DE-OS 26 24 442, DE-OS 37 39 332, US-PS 47 19 132,
EP-A-89 497, US-PS 45 58 090, US-PS 44 89 135,
EP-A-38 127, DE-OS 36 28 124, EP-A-1 58 099, DE-OS 29 26 584,
EP-A-1 95 931 und DE-OS 33 21 180).
Ferner sind als Bindemittel für die Komponente B auch
wasserverdünnbare bzw. wasserdispergierbare Poly
urethanharze geeignet, die sich nicht in Form orga
nischer Lösungen darstellen lassen. Dabei handelt es
sich insbesondere um Polyurethanharze, bei denen das
NCO-gruppenhaltige Präpolymer mit einem Polyamin als
Modifizierungsmittel umgesetzt wurde.
Die Herstellung dieser Polyurethanharze erfolgt üb
licherweise derart, daß das auf den Seiten 12 bis 18
der vorliegenden Anmeldung beschriebene NCO-Präpoly
mer zunächst wasserverdünnbar bzw. wasserdispergier
bar gemacht wird. Hierzu werden beispielsweise die an
ionischen Gruppen des NCO-Präpolymeren mit einem ter
tiären 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 poly
urethan beständig zu dispergieren. Die noch vorhande
nen Isocyanatgruppen werden mit dem Modifizierungsmit
tel umgesetzt. Diese Reaktion führt zu einer weiteren
Verknüpfung und Erhöhung des Molekulargewichts. Als
Modifizierungsmittel werden wasserlösliche Verbin
dungen bevorzugt, weil sie die Dispergierbarkeit des
polymeren Endproduktes in Wasser erhöhen. Geeignet
sind organische Diamine, weil sie in der Regel die
höchste Molmasse aufbauen, ohne das Harz zu gelieren.
Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß das Präpolymer
vor der Kettenverlängerung in Wasser dispergiert wird
oder in anderer ausreichender Verdünnung vorliegt.
Die Menge des Modifizierungsmittels wird von seiner
Funktionalität und vom NCO-Gehalt des Präpolymeren be
stimmt.
Die Anwesenheit von überschüssigem aktiven Wasser
stoff, insbesondere in Form von primären Aminogrup
pen, kann zu Polymeren mit unerwünscht niedriger Mol
masse führen. Die Kettenverlängerung kann wenigstens
teilweise mit einem Polyamin erfolgen, das mindestens
drei Aminogruppen mit einem reaktionsfähigen Wasser
stoff aufweist. Dieser Polyamin-Typ kann in einer
solchen Menge eingesetzt werden, daß nach der Verlän
gerung des Polymers nicht umgesetzte Aminstickstoff
atome mit 1 oder 2 reaktionsfähigen Wasserstoffatomen
vorliegen. Solche brauchbaren Polyamine sind Di
ethylentriamin, Triethylentetramin, Dipropylentria
min und Dibutylentriamin. Bevorzugte Polyamine sind
die Alkyl- oder Cycloalkyltriamine, wie Diethylentria
min. Um ein Gelieren bei der Kettenverlängerung zu
verhindern, können auch kleine Anteile von Mono
aminen, wie Ethylhexylamin zugesetzt werden.
Ferner sind als wasserverdünnbare bzw. wasserdisper
gierbare Bindemittel für die Komponente B auch die in
der DE-OS 38 41 540 beschriebenen wasserverdünnbaren
Emulsionspolymere geeignet. Diese Emulsionspolymere
sind erhältlich, indem
- a) in einer ersten Stufe 10 bis 90 Gewichtsteile
eines ethylenisch ungesättigten Monomeren oder
eines Gemisches aus ethylenisch ungesättigten Mo
nomeren in wäßriger Phase in Gegenwart eines oder
mehrerer Emulgatoren und eines oder mehrerer ra
dikalbildender Initiatoren polymerisiert werden,
wobei das ethylenisch ungesättigte Monomer bzw.
das Gemisch aus ethylenisch ungesättigten Mono
meren so ausgewählt wird, daß in der ersten Stufe
ein Polymer mit einer Glasübergangstemperatur
(TG1) von +30 bis +110°C erhalten wird und,
- b) nachdem mindestens 80 Gew.-% des in der ersten
Stufe eingesetzten ethylenisch ungesättigten Mono
mers bzw. Monomerengemisches umgesetzt worden
sind, in einer zweiten Stufe 90 bis 10 Gewichts
teile eines ethylenisch ungesättigten Monomeren
oder eines Gemisches aus ethylenisch ungesättig
ten Monomeren in Gegenwart des in der ersten Stu
fe erhaltenen Polymers polymerisiert werden, wo
bei das in der zweiten Stufe eingesetzte Monomer
bzw. das in der zweiten Stufe eingesetzte Gemisch
aus ethylenisch ungesättigten Monomeren so ausge
wählt wird, daß eine alleinige Polymerisation des
in der zweiten Stufe eingesetzten Monomers bzw.
des in der zweiten Stufe eingesetzten Gemisches
aus ethylenisch ungesättigten Monomeren zu einem
Polymer mit einer Glasübergangstemperatur (TG2)
von -60 bis +20°C führen würde, und wobei die
Reaktionsbedingungen so gewählt werden, daß das
erhaltene Emulsionspolymer eine zahlenmittlere
Molmasse von 200 000 bis 2 000 000 aufweist und
wobei das in der ersten Stufe eingesetzte ethyle
nisch ungesättigte Monomer bzw. Monomerengemisch
und das in der zweiten Stufe eingesetzte ethyle
nisch ungesättigte Monomer bzw. Monomerengemisch
in Art und Menge so ausgewählt werden, daß das er
haltene Emulsionspolymer eine Hydroxylzahl von 2
bis 100 mgKOH/g, bevorzugt 10 bis 50 mgKOH/g, auf
weist und die Differenz TG1-TG2 10 bis 170°C,
vorzugsweise 80 bis 150°C, beträgt.
Die erfindungsgemäß eingesetzten wasserverdünn
baren Emulsionspolymere sind durch eine zweistu
fige Emulsionspolymerisation in einem wäßrigen Me
dium in den bekannten Apparaturen nach den bekann
ten Verfahren herstellbar.
Die Polymerisationstemperatur liegt im allgemei
nen im Bereich von 20 bis 100°C, vorzugsweise 40
bis 90°C. Das Mengenverhältnis zwischen den Mono
meren und dem Wasser kann so ausgewählt werden,
daß die resultierende Dispersion einen Feststoff
gehalt von 30 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 35 bis
50 Gew.-%, aufweist.
In der ersten Stufe werden vorzugsweise ethylenisch
ungesättigte Monomere bzw. Gemische aus ethylenisch
ungesattigten Monomeren eingesetzt, die im wesent
lichen frei von Hydroxyl- und Carboxylgruppen sind.
"Im wesentlichen frei" soll bedeuten, daß es bevor
zugt ist, Monomere bzw. Monomerengemische einzu
setzen, die frei von Hydroxyl- und Carboxylgruppen
sind, daß die eingesetzten Monomere bzw. Monomerenge
mische aber auch geringe Mengen (z. B. infolge von
Verunreinigungen) an Hydroxyl- und/oder Carboxylgrup
pen enthalten können. Der Gehalt an Hydroxyl- und Car
boxylgruppen sollte vorzugsweise höchstens so hoch
sein, daß ein aus dem in der ersten Stufe einge
setzten Monomer bzw. Monomerengemisch hergestelltes
Polymer eine OH-Zahl von höchstens 5 mg KOH/g und eine
Säurezahl von höchstens 3 mg KOH/g aufweist.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Emulsionspolymer
sollte eine zahlenmittlere Molmasse (Bestimmung: gel
permeationschromatographisch mit Polystyrol als Stan
dard) von 200 000 bis 2 000 000, vorzugsweise von
300 000 bis 1 500 000 sowie überlicherweise Säure
zahlen von unter 100 mg KOH/g und OH-Zahlen von 2 bis
100 mg KOH/g aufweisen. Enthält das Emulsionspolymer
dabei keine oder nur sehr wenige Säuregruppen (Säure
zahl etwa unterhalb von 3 mg KOH/g), so ist es vor
teilhaft, der Beschichtungszusammensetzung ein car
boxylgruppenhaltiges Harz, beispielsweise ein car
boxylgruppenhaltiges Polyurethan-, Polyester- oder Po
lyacrylatharz zuzusetzen. Die Mengen des carboxylgrup
penhaltigen Harzes sind dabei so zu wählen, daß die
Säurezahl der Mischung aus Emulsionspolymer und car
boxylgruppenhaltigem Harz größer gleich 10 mg KOH/g
ist.
Dem Fachmann ist bekannt, wie er die Reaktionsbedin
gungen während der Emulsionspolymerisation zu wählen
hat, damit er Emulsionspolymere erhält, die die oben
angegebenen zahlenmittleren Molmassen aufweisen (vgl.
z. B. Chemie, Physik und Technologie der Kunststoffe
in Einzeldarstellungen, Dispersionen synthetischer
hochpolymerer, Teil 1 von F. Hölscher, Springer Ver
lag, Berlin, Heidelberg, New York, 1969).
Die Herstellung dieser wasserverdünnbaren Emulsions
polymeren ist ausführlich in der DE-OS 38 41 540 auf
den Seiten 2 bis 5 beschrieben, so daß hier wegen wei
ter Einzelheiten nur auf diese DE-OS 38 41 540 verwie
sen wird.
Die Komponente B kann außerdem ggf. noch ein oder
mehrere organische Lösemittel sowie ggf. noch weitere
übliche Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten. Beispiele
für geeignete organische Lösemittel sind die bereits
bei der Beschreibung der Komponente A aufgeführten Lö
semittel. Der Gehalt an organischem Lösemittel be
trägt überlicherweise 0 bis 3 Gew.- %, bezogen auf
das Gesamtgewicht der Komponente B. Beispiele für ge
eignete Hilfs- und Zusatzstoffe sind ebenfalls die
bei der Beschreibung der Komponente A genannten Addi
tive. Die Einsatzmenge dieser Additive beträgt üb
licherweise 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge
wicht der Komponente B.
Falls die Komponente B Bindemittel enthält, werden
als Bindemittel bevorzugt wasserverdünnbare bzw. was
serdispergierbare Polyurethanharze und/oder Amino
plastharze oder Polyacrylatharze eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Mischsystem zur Herstellung
wäßriger Überzugsmittel mit genau festgelegter Tönung
besteht aus verschiedenen pigmenthaltigen Basisfarben
(Komponente A) und mindestens einer wasserenthalten
den Komponente B. Je nach gewünschtem Farbton des
wäßrigen Überzugsmittels werden dann zur Herstellung
des wäßrigen Überzugsmittels eine oder mehrere Basis
farben des Mischsystems mit mindestens einer wasser
enthaltenden Komponente B direkt vor der Applikation
des wäßrigen Überzugsmittels gemischt. Typische Misch
systeme bestehen aus 15 bis 60, bevorzugt 20 bis 40,
verschiedenen Basisfarben und aus 1 bis 5, bevorzugt
1 bis 3, verschiedenen Komponenten B.
Bezüglich der Beschreibung üblicher Mischmaschinen
für die Bevorratung und Lagerung der Basisfarben und
Mischungen wird nur auf die Literatur verwiesen, wie
z. B. das Glasurit-Handbuch, 11. Auflage, Kurt R.,
Vincentz-Verlag, Hannover 1984 Seiten 544 bis 547.
Bevorzugte erfindungsgemäße Mischsysteme werden erhal
ten, wenn als Komponente A Basisfaben eingesetzt wer
den, die
- Aa) 0,5 bis 70 Gew.-% mindestens eines Effektpigments
und/oder mindestens eines farbgebenden Pigments,
- Ab) 10 bis 80 Gew.-% mindestens eines wasserverdünn
baren oder wasserdispergierbaren Bindemittels und
- Ac) mindestens ein organisches Lösemittel enthalten,
wobei die Summe der Gewichtsanteile der Komponen
ten Aa bis Ac jeweils 100 Gew.-% beträgt.
Außerdem können die Basisfarben noch 0 bis
10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kom
ponente A, übliche Hilfs- und Zusatzstoffe enthal
ten. Besonders bevorzugt wird das Mischsystem aus Ba
sisfarben, die nur Effektpigmente enthalten und Basis
farben, die nur farbgebende Pigmente enthalten, aufge
baut.
Besonders bevorzugte Basisfarben (Komponente A) auf
der Basis von Effektpigmenten enthalten
- Aa) 0,5 bis 50 Gew.-% mindestens eines Effektpigments,
- Ab) 20 bis 80 Gew.-% mindestens eines wasserverdünn
baren oder wasserdispergierbaren Bindemittels und
- Ac) mindestens ein organisches Lösemittel, wobei die
Summe der Gewichtsanteile der Komponenten Aa bis
Ac jeweils 100 Gew.-% beträgt.
Besonders bevorzugte Basisfarben (Komponente A) auf
der Basis anorganischer farbgebender Pigmente enthal
ten
- Aa) 1 bis 70 Gew.-% mindestens eines anorganischen
farbgebenden Pigments,
- Ab) 10 bis 80 Gew.-% mindestens eines wasserverdünn
baren oder wasserdispergierbaren Bindemittels und
- Ac) mindestens ein organisches Lösemittel, wobei die
Summe der Gewichtsanteile der Komponenten Aa bis
Ac jeweils 100 Gew.-% beträgt.
Besonders bevorzugte Basisfarben (Komponente A) auf
der Basis organischer farbgebender Pigmente enthalten
- Aa) 1 bis 30 Gew.-% mindestens eines organischen farb
gebenden Pigments,
- Ab) 10 bis 80 Gew.-% mindestens eines wasserverdünn
baren oder wasserdispergierbaren Bindemittels und
- Ac) mindestens ein organisches Lösemittel, wobei die
Summe der Gewichtsanteile der Komponenten Aa bis
Ac jeweils 100 Gew.-% beträgt.
Selbstverständlich können auch Basisfarben als Kom
ponente A eingesetzt werden, die eine Kombination aus
mindestens einem organischen farbgebenden und minde
stens einem anorganischen farbgebenden Pigment enthal
ten.
Als Komponente B werden bevorzugt Mischungen einge
setzt, die
- Ba) 60 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 80 bis 97 Gew.-%,
Wasser,
- Bb) 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 5 Gew.-%, min
destens eines rheologiesteuernden Additives, wo
bei diese Menge auf das Gewicht des reinen Ad
ditivs ohne Lösemittelanteil bezogen ist und
- Bc) ggf. mindestens ein wasserverdünnbares oder was
serdispergierbares Bindemittel
enthalten, wobei die Summe der Gewichtsanteile
der Komponenten Ba bis Bc jeweils 100 Gew.-% be
trägt.
Die verschiedenen Basisfarben A werden zur Her
stellung der wäßrigen Überzugsmittel in einem solchen
Verhältnis gemischt, daß der gewünschte Farbton resul
tiert. Das Mischungsverhältnis der Komponente A mit
der oder den verschiedenen Komponenten B wird durch
die Forderung bestimmt, daß das resultierende Über
zugsmittel unabhängig vom Farbton die gewünschte Vis
kosität, den gewünschten Festkörpergehalt und den ge
wünschten Gehalt an organischen Lösemitteln usw. auf
weist.
Der Festkörpergehalt (Menge an eingesetztem festen
Bindemittel plus Menge an eingesetztem Pigment) sowie
der Gehalt an organischem Lösemittel u.ä. variiert
mit dem Verwendungszweck der wäßrigen Überzugsmittel.
Im Bereich der Autoreparaturlacke liegt der Festkör
pergehalt für Metalliclacke bevorzugt bei 7 bis
25 Gew.-% und für unifarbige Lacke bevorzugt bei 10
bis 45 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht
der wäßrigen Überzugsmittel.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Mischsystems ist ein Mischsystem, bei dem alle Basis
farben das gleiche bzw. im Falle einer Bindemittel
mischung die gleichen Bindemittel enthalten. Beson
ders bevorzugt weisen alle Basisfarben des Misch
systems das gleiche Verhältnis der Menge an einge
setztem festen Bindemittel (d. h. ohne Lösemittel) zu
der Menge an eingesetztem organischen Lösemittel auf.
Dies gewährleistet, daß - unabhängig vom gewünschten
Farbton und somit unabhängig vom Mischungsverhältnis
der verschiedenen Basisfarben - die resultierende Mi
schung der verschiedenen Basisfarben stets das
gleiche Bindemittel : Lösemittel-Verhältnis hat und da
mit unabhängig vom Farbton ein etwa gleichbleibendes
Abdunstverhalten (Trocknung) sowie eine ähnliche Rheo
logie zeigt. Dieses konstante Bindemittel : Lösemittel-
Verhältnis in allen Basisfarben gewährleistet außer
dem, daß auch ggf. das Verhältnis Bindemittel
(gelöst) : Bindemittel (dispergiert) im fertigen
wäßrigen Lack konstant ist, sofern die Komponente B
Bindemittel enthält.
Der Einsatz von verschiedenen Basisfarben mit jeweils
identischem Bindemittel : Lösungsmittel-Verhältnis
weist den praktischen Vorteil auf, daß unabhängig vom
jeweils gewünschten Farbton konstante Filmeigen
schaften erzielt werden.
Wird in den Basisfarben jeweils eine Mischung ver
schiedener Bindemittel eingesetzt, so sollte auch das
Mischungsverhältnis der verschiedenen Bindemittel un
tereinander in den einzelnen Basisfarben bevorzugt je
weils konstant sein, um so nach Mischung mit der Kom
ponente B wiederum konstante Mischungsverhältnisse
hinsichtlich der Bindemittel unabhängig vom Farbton
zu erzielen. Wird in der Komponente B eine Mischung
der Bindemittel eingesetzt, die auch in der Komponen
te A verwendet werden, so sollte auch in der Komponen
te B das Mischungsverhältnis der verschiedenen Binde
mittel untereinander bevorzugt gleich dem Mischungs
verhältnis dieser Bindemittel in der Komponente A
sein.
Besonders bevorzugte Mischsysteme werden erhalten,
wenn die Basisfarben A als Bindemittel wasserverdünn
bare Polyurethanharze und ggf. Aminoplastharz und die
Komponente B als Bindemittel Polyurethanharzdispersionen ent
hält. Die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Mischsystems
hergestellten wäßrigen Überzugsmittel können auf die verschie
densten Substrate, wie z. B. Metall,
Holz, Kunststoff oder Papier aufgebracht werden. Ins
besondere eignen sich die mittels des erfindungsge
mäßen Mischsystems hergestellten wäßrigen Überzugsmit
tel für die Reparaturlackierung von Schadstellen, ins
besondere für die Autoreparaturlackierung. Die Über
zugsmittel werden in diesem Fall direkt nach ihrer
Herstellung durch Mischen der Komponenten A und B auf
die entsprechend vorbereitete Schadstelle (z. B.
durch Spachteln und Füllern) mittels üblicher Metho
den, insbesondere Spritzen, aufgebracht. Bevorzugt
werden die unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Mischsystems hergestellten wäßrigen Überzugsmittel
zur Erzeugung einer Basisschicht eingesetzt.
Nach Antrocknung der so hergestellten Basisschicht
bei Raumtemperatur oder durch forcierte Trocknung
(z. B. 10 min. bei 60°C, 80°C oder IR-Trocknung) wird
eine geeignete transparente Deckbeschichtungszusammen
setzung aufgebracht. Als Decklack geeignet sind so
wohl organisch gelöste als auch wäßrige 1- oder 2-Kom
ponenten-Klarlacke sowie Pulverklarlacke. Häufig ein
gesetzt werden 2-Komponenten-Klarlacke auf Basis
eines hydroxylgruppenhaltigen Acrylatcopolymerisates
und eines Polyisocyanates. Derartige Klarlacke sind
beispielsweise in den Patentanmeldungen DE 34 12 534,
DE 36 09 519, DE 37 31 652 und DE 38 23 005 beschrie
ben. Geeignete 1-Komponenten-Klarlacke, beispielswei
se auf Basis eines hydroxylgruppenhaltigen Bindemit
tels und eines Aminoharzhärters sind ebenfalls be
kannt und beispielsweise im Kittel, Lehrbuch der
Lacke und Beschichtungen, Band IV; Verlag W.A. Colomb
in der H. Heeremann GmbH, Berlin-Oberschwandorf 1976
beschrieben. Selbstverständlich sind aber auch alle
anderen, hier nicht explizit genannten Klarlacke ge
eignet.
Nach einer ggf. erforderlichen Ablüftzeit von etwa
5 Minuten wird dann die Basisschicht zusammen mit der
Deckschicht getrocknet. Bei Verwendung von 2-Komponen
ten-Klarlacken erfolgt die Trocknung i.a. bei Tempera
turen von unter 100°C, bevorzugt von unter 80°C.
Die Trockenfilmschichtdicken der Basisschicht liegen
i. a. zwischen 5 und 25 µm, die der Deckschicht i.a.
zwischen 30 und 70 µm.
Bei Verwendung von 1-Komponenten-Klarlacken wird die
Basisschicht zusammen mit der Deckschicht bei er
höhten Temperaturen, z. B. ca. 120°C, getrocknet. Die
Trockenfilmschichtdicken der Deckschicht liegen hier
i.a. zwischen 30 und 50 µm.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Aus
führungsbeispielen näher erläutert. Alle Angaben über
Teile und Prozente stellen dabei Gewichtsangaben dar,
falls nicht ausdrücklich etwas anderes vermerkt ist.
1. Herstellung der Bindemittel für die Komponenten A
und B
1.1 Herstellung eines Polyurethanharzes 1 für die Komponente
A
In einem geeigneten Reaktionsgefäß mit Rührer,
Rückflußkühler und Zulaufgefäß werden unter
Schutzgas 686,3 g eines Polyesters mit einem
zahlenmittleren Molekulargewicht von 1400 auf Basis
einer handelsüblichen ungesättigten Dimerfettsäure
(mit einer Jodzahl von 10 mg J₂/g, einem Monomerengehalt
von maximal 0,1%, einem
Trimergehalt von maximal 2%, einer Säurezahl von
195 bis 200 mgKOH/g und einer Verseifungszahl von
197 bis 2,2 mgKOH/g), Isophthalsäure und Hexandiol
vorgelegt und nacheinander mit 10,8 g Hexandiol,
55,9 g Dimethylolpropionsäure, 344,9 g
Methylethylketon und 303,6 g 4,4′-Di-(isocyanatocyclohexly)methan
versetzt. Diese Mischung wird
so lange unter Rückfluß gehalten, bis der Isocyanatgehalt
auf 1,0% abgesunken ist. Anschließend
werden dem Gemisch 26,7 g Trimethylolpropan
zugegeben und bis zu einer Viskosität von
12 dPa · s (bei einer Anlösung von 1 : 1=Harzlösung-
N-Methylpyrrolidon) unter Rückfluß gehalten. Dann
werden 1378,7 g Butylglykol zugegeben. Nach einer
Vakuumdestillation, in der das Methylethylketon
entfernt wird, wird die Harzlösung mit 32,7 g Dimethylethanolamin
neutralisiert. Der Feststoffgehalt
der resultierenden Harzlösung beträgt 44%.
Die erhaltene Masse wird unter intensivem Rühren
mit Butylglykol auf einem Festkörper von 41
Gew.-% verdünnt.
1.2. Herstellung eines Polyacrylatharzes 2 für
die Komponente B
In einem zylindrischen Glasdoppelwandgefäß
mit Rührer, Rückflußkühler, rührbarem Zulaufgefäß,
Tropftrichter und Thermometer werden
280,03 g deionisiertes Wasser und
2,50 g einer 30%igen wäßrigen Lösung des
Ammoniumsalzes des Penta(ethylenglykol)nonylphenylethersulfats
(Fenopon®EP 110 der GAF
Corp., Emulgator 1) vorgelegt und auf 80°C
aufgeheizt. Im rührbaren Zulaufgefäß wird
aus 5,00 g Emulgator 1, 150,01 g deionisiertem
Wasser, 2,25 g Acrylamid, 107,92 g Methylmethacrylat,
60,84 n-Butylmethacrylat
und 42,71 g Styrol eine Emulsion hergestellt.
20 Gew.-% dieser Emulsion werden zur
Vorlage gegeben. Dann wird eine Lösung von
0,18 g Ammoniumperoxodisulfat (APS) in
11,04 g deionisiertem Wasser innerhalb von 5
Minuten zugetropft. Es tritt eine exotherme
Reaktion ein. Die Reaktionstemperatur wird
zwischen 80 und 85°C gehalten. 15 Minuten
nach Beendigung der Zugabe der obengenannten
APS-Lösung werden eine Lösung von 0,46 g APS
in 100,42 g deionisiertem Wasser innerhalb
von 3 Stunden und die restlichen 80 Gew.-%
der obengenannten Emulsion innerhalb von
einer Stunde zugegeben, wobei die Reaktionstemperatur
bei 80°C gehalten wird. Nach Beendigung
der Zugabe der Emulsion wird auf 77°C
abgekühlt und innerhalb von zwei Stunden
eine Mischung aus 4,50 g Acrylamid, 8,96 g
Methacrylsäure, 155,22 g n-Butylacrylat,
24,79 g Methylmethacrylat, 22,50 g Hydroxypropylmethacrylat,
11,25 g Styrol, 8,96 g
2-Ethylhexylacrylat und 0,46 g Eikosa(ethylenglykol)nonylphenylether
(Antarox®CO 850
der GAF Corp., Emulgator 2) zugegeben. Nach
Beendigung der Zugabe wird die Reaktionsmischung
noch für 1,5 Stunden bei 80°C gehalten.
Danach wird abgekühlt und die Dispersion
über ein Gewebe mit 30 µm Maschenweite
gegeben. Man erhält eine feinteilige Dispersion
mit einem nichtflüchtigen Anteil von
45 Gew.-%, einem pH-Wert von 3,8, einer
OH-Zahl von 19,4 mgKOH/g und einer Säurezahl
von 14,1 mgKOH/g, bezogen auf Festharz.
1.3 Herstellung einer Polyurethanharzdispersion 3
für die Komponente B
In einem geeigneten Reaktionsgefäß mit Rührer,
Rückflußkühler und Zulaufgefäß werden unter
Schutzgas 686,3 g eines Polyesters mit einem
zahlenmittleren Molekulargewicht von 1400 auf
Basis einer handelsüblichen ungesättigten Dimerfettsäure
(mit einer Jodzahl von 10 mgJ₂/g,
einem Monomergehalt von maximal 0,1%, einem
Trimergehalt von maximal 2%, einer Säurezahl
von 195 bis 200 mgKOH/g und einer Verseifungszahl
von 197 bis 202 mgKOH/g), Isophthalsäure
und Hexandiol vorgelegt und nacheinander mit
10,8 g Hexandiol, 55,9 g Dimethylolpropionsäure,
344,9 g Methylethylketon und 303,6
4,4′-Di-(isocyanatocyclohexyl)methan versetzt.
Diese Mischung wird so lange unter Rückfluß gehalten,
bis der Isocyanatgehalt auf 1,0% abgesunken
ist. Anschließend werden dem Gemisch
26,7 g Trimethylolpropan zugegeben und bis zu
einer Viskosität von 12 dPa · s (bei einer Anlösung
von 1 : 1=Harzlösung/N-Methylpyrrolidon)
unter Rückfluß gehalten. Durch Zugabe von
47,7 g Butylglykol wird eventuell vorhandenes
überschüssiges Isocyanat vernichtet. Anschließend
werden dem Reaktionsgemisch 32,7 g
Dimethylethanolamin, 2688,3 g entionisiertes
Wasser und 193,0 g Butylglkykol unter starkem
Rühren zugegeben. Nach dem Entfernen des
Methylethylketons mittels Vakuumdestillation
erhält man eine Dispersion mit einem Feststoffgehalt
von ca. 27%.
2. Herstellung verschiedener Basisfarben A
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Misch
system beispielhaft anhand der Herstellung ver
schiedener blauer Metalliclacke erläutert.
Selbstverständlich sind zur Herstellung an
derer Farbtöne anders pigmentierte Basisfarben
A1-X bis A4-X erforderlich.
Die Herstellung der Basisfarben A1-X bis A4-X
erfolgt für effektgebende Pigmente in gleicher
Weise wie im folgenden für A1-1 bis A4-1 für
ein Aluminiumpigment beschrieben wird und für
nichteffektgebende Pigmente in gleicher Weise
wie im folgenden für A1-2 bis A4-2 für ein
Blaupigment beschrieben wird, jedoch jeweils
unter Verwendung anderer geeigneter Pigmente,
wobei die Mengenverhältnisse der Bindemittel
zu den Lösemitteln und ggf. die Mengenverhält
nisse der Bindemittel untereinander jeweils
konstant sind und denen bei den unten beschrie
benen Verfahren A1 bis A4 entsprechen. Die Pig
mentierungshöhe wird - wie dem Fachmann be
kannt - durch das Fließverhalten bestimmt.
2.1 Herstellung einer Aluminium enthaltenden Basisfarbe
A1-1
27 Teile einer gemäß DE-OS 36 36 183 chromatierten
Aluminiumbronze (Aluminiumgehalt 65%,
durchschnittlicher Teilchendurchmesser 15 µm)
werden in 27 Teilen Butylglykol durch 15minütiges
Rühren homogen verteilt und anschließend
in eine Mischung aus 10 Teilen Butylglykol und
36 Teilen eines handelsüblichen, methylveretherten
Melaminharzes (75%ig in iso-Butanol)
unter Rühren einfließen gelassen. Diese
Mischung wird weitere 30 Minuten mit einem
Schnellrührer bei 1000 U/min gerührt.
2.2 Herstellung einer Aluminium enthaltenden Basisfarbe
A2-1
15,5 Teile einer gemäß DE-OS 36 36 183 chromatierten
Aluminiumbronze (Aluminiumgehalt 65%,
durchschnittlicher Teilchendurchmesser 15 µm)
werden in 14 Teilen Butylglykol durch 15minütiges
Rühren homogen verteilt und anschließend
in eine Mischung aus 51 Teilen der 41%igen,
neutralisierten Polyurethanharzlösung 1, 19,5
Teilen eines handelsüblichen, methylveretherten
Melaminharzes (75%ig in iso-Butanol) und
10 Teilen Butylglykol unter Rühren einfließen
gelassen. Diese Mischung wird weitere 30 Minuten
mit einem Schnellrührer bei 1000 U/min gerührt.
2.3 Herstellung einer Aluminium enthaltenden Basisfarbe
A3-1
20 Teile einer gemäß DE-OS 36 36 183 chromatierten
Aluminiumbronze (Aluminiumgehalt 65%,
durchschnittlicher Teilchendurchmesser 15 µm)
werden in 9 Teilen Butylglykol und 7 Teilen
iso-Butanol durch 15minütiges Rühren homogen
verteilt und anschließend in 64 Teile der
41%igen, neutralisierten Polyurethanharzlösung
1 unter Rühren einfließen gelassen. Diese
Mischung wird weitere 30 Minuten mit einem
Schnellrührer bei 1000 U/min gerührt.
2.4 Herstellung einer Aluminium enthaltenden Basisfarbe
A4-1
17,5 Teile einer gemäß DE-OS 36 36 183 chromatierten
Aluminiumbronze (Aluminiumgehalt 65%,
durchschnittlicher Teilchendurchmesser 15 µm)
werden in 16 Teilen Butylglykol durch 15minütiges
Rühren homogen verteilt und anschließend
in eine Mischung aus 56,5 Teilen der 41%igen,
neutralisierten Polyurethanharzlösung 1 und
10 Teilen eines handelsüblichen, methylveretherten
Melaminharzes (75%ig in iso-Butanol)
unter Rühren einfließen gelassen. Diese Mischung
wird weitere 30 Minuten mit einem
Schnellrührer bei 1000 U/min gerührt.
2.5 Herstellung einer Aluminium enthaltenden Basisfarbe
A5-1
Es wird analog zur Herstellung der Basisfarbe
A3-1 eine Basisfarbe A5-1 hergestellt, mit dem
einzigen Unterschied, daß nun als Aluminiumpigment
das handelsübliche Aluminiumpigment Alu
Stapa PP Chromal X/80 der Fa. Eckart, Fürth,
eingesetzt wird.
2.6 Herstellung einer Aluminium enthaltenden Basisfarbe
A6-1 (Vergleich analog EP-A-3 20 552)
Analog der Verfahrensvorschrift des Beispiels
der EP-A-3 20 552 werden 36 Teile einer gemäß
DE-OS 36 36 183 chromatierten Aluminiumbronze
(Aluminiumgehalt 65%, durchschnittlicher Teilchendurchmesser
15 µm) in 60 Teilen Butylglykol
und 4 Teilen Polypropylenglykol durch 15minütiges
Rühren bei 1000 U/min homogen verteilt.
2.7 Herstellung einer Aluminium enthaltenden Basisfarbe
A7-1 (Vergleich analog DE-OS 39 15 459)
36 Teile einer gemäß DE-OS 36 36 183 chromatierten
Aluminiumbronze (Aluminiumgehalt 65%,
durchschnittlicher Teilchendurchmesser 15 µm)
werden in 64 Teilen Butylglykol durch 15minütiges
Rühren bei 1000 U/min homogen verteilt.
2.8 Herstellung einer Aluminium enthaltenden Basisfarbe
A8-1
(Vergleich zu Basisfarbe A5-1)
Analog der Verfahrensvorschrift des Beispiels
1 der EP-A 2 97 576 werden 17 Teile einer handelsüblichen
Aluminiumbronze (Alu-Stapa PP
Chromal X/80, der Fa. Eckart, Fürth; Aluminiumgehalt
80%, durchschnittlicher Teilchendurchmesser
15 µm) in 7,5 Teilen Butylglykol und
5,5 Teilen iso-Butanol durch 15minütiges
Rühren homogen verteilt, anschließend in 54
Teile der 41%igen, neutralisierten Polyurethanharzlösung
1 einfließen gelassen und
mit 16 Teilen entionisiertem Wasser verdünnt.
Diese Mischung wird weitere 30 Minuten mit
einem Schnellrührer bei 1000 U/min gerührt.
2.9 Herstellung einer blaupigmentierten Basisfarbe
A1-2
10 Teile Paliogenblau, 45 Teile eines handelsüblichen,
methylveretherten Melaminharzes
(75%ig in iso-Butanol) und 45 Teile Butylglykol
werden unter Rührer vermischt und
mit einer Sandmühle dispergiert.
2.10 Herstellung einer blaupigmentierten Basisfarbe
A2-2
7 Teile Paliogenblau, 57 der 41%igen, neutralisierten
Polyurethanharzlösung 1, 15 Teile
Butylglykol und 21 Teile eines handelsüblichen,
methylveretherten Melaminharzes
(75%igen in iso-Butanol) werden unter Rühren
vermischt und mit einer Sandmühle dispergiert.
2.11 Herstellung einer blaupigmentierten Basisfarbe
A3-2
8 Teile Paliogenblau, 73,5 Teile der
41%igen, neutralisierten Polyurethanharzlösung
1, 10,5 Teile Butylglykol und 8 Teile
iso-Butanol werden unter Rühren vermischt
und mit einer Sandmühle dispergiert.
2.12 Herstellung einer blaupigmentierten Basisfarbe
A4-2
7,5 Teile Paliogenblau, 64 Teile der
41%igen, neutralisierten Polyurethanharzlösung
1, 11,5 Teile eines handelsüblichen, methylveretherten
Melaminharzes (75%ig in
iso-Butanol) und 17 Teile Butylglykol werden
unter Rühren vermischt und mit einer Sandmühle
dispergiert.
2.13 Herstellung einer blaupigmentierten Basisfarbe
A5-2
(Vergleich zu Basisfarbe A2-2)
5,8 Teile Paliogenblau, 46,7 Teile der
41%igen, neutalisierten Polyurethanharzlösung
1, 17,8 Teile eines handelsüblichen, methylveretherten
Melaminharzes (75%ig in
iso-Butanol) und 29,7 Teile entionisiertes
Wasser werden unter Rühren vermischt und mit
einer Sandmühle dispergiert.
3. Herstellung der pigmentfreien Komponente B
3.1 Herstellung einer Mischung B1, mindestens
eine Sekundärdispersion enthaltend
Zu 44 Teilen Polyurethanharzdispersion 3 werden
43 Teile einer vorgequollenen wäßrigen
Paste, enthaltend 3 Gew.-% eines anorganischen
Natrium-Magnesium-Schichtsilikat-Verdickungsmittels
und 3 Gew.-% Polypropylenglykol
mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht
von 900, wobei die Prozente auf das Gesamtgewicht
der Paste bezogen sind, 9 Teile
entionisiertes Wasser, 0,5 Teile eines handelsüblichen
Entschäumers und 3,5 Teile
einer 3,5%igen Lösung eines handelsüblichen
Polyacrylatverdickers in Wasser unter Rühren
zugesetzt.
3.2 Herstellung einer Mischung B2, mindestens
eine Sekundärdispersion enthaltend
Zu 27 Teilen Polyurethanharzdispersion 3 werden
54 Teile einer vorgequollenen wäßrigen
Paste, enthaltend 3 Gew.-% eines anorganischen
Natrium-Magnesium-Schichtsilikat-Verdickungsmittels
und 3 Gew.-% Polypropylenglykol
mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht
von 900, wobei die Prozente auf das Gesamtgewicht
der Paste bezogen sind, 17,5 Teile
entionisiertes Wasser, 0,3 Teile eines
handelsüblichen Entschäumers, 0,3 Teile
einer 3,5%igen Lösung eines handelsüblichen
Polyacrylatverdickers in Wasser und 0,9 Teile
Butylglykol unter Rühren zugesetzt.
3.3 Herstellung einer Mischung B3, mindestens
eine Sekundärdispersion enthaltend
Zu 39 Teilen Polyurethanharzdispersion 3 werden
46,5 Teile einer vorgequollenen wäßrigen
Paste, enthaltend 3 Gew.-% eines anorganischen
Natrium-Magnesium-Schichtsilikat-Verdickungsmittels
und 3 Gew.-% Polypropylenglykol
mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht
von 900, wobei die Prozente auf das Gesamtgewicht
der Paste bezogen sind, 13 Teile
entionisiertes Wasser, 0,3 Teile eines handelsüblichen
Entschäumers, 0,7 Teile einer
3,5%igen Lösung eines handelsüblichen Polyacrylatverdickers
in Wasser und 0,5 Teile Butylglykol unter Rühren zugesetzt.
3.4 Herstellung einer Mischung B4, mindestens
eine Sekundärdispersion enthaltend
Zu 24 Teilen Polyurethanharzdispersion 3 und
3 Teilen eines handelsüblichen, methylveretherten
Melaminharzes (75%ig) in iso-Butanol)
werden 47,5 Teile einer vorgequollenen
wäßrigen Paste, enthaltend 3 Gew.-% eines anorganischen
Natrium-Magnesium-Schichtsilikat-
Verdickungsmittels und 3 Gew.-% Polypropylenglykol
mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht
von 900, wobei die Prozente auf
das Gesamtgewicht der Paste bezogen sind,
23,5 Teile entionisiertes Wasser, 1 Teil Butylglykol
und 1 Teil einer 3,5%igen Lösung
eines handelsüblichen Polyacrylatverdickers
in Wasser unter Rühren zugesetzt.
3.5 Herstellung einer Mischung B5, mindestens
eine Primärdispersion enthaltend
Zu 57,5 Teilen einer vorgequollenen wäßrigen
Paste, enthaltend 3 Gew.-% eines anorganischen
Natrium-Magnesium-Schichtsilikat-Verdickungsmittels
und 3 Gew.-% Polypropylenglykol
mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht
von 900, wobei die Prozente auf das Gesamtgewicht
der Paste bezogen sind, werden
16,5 Teile entionisiertes Wasser, 1,5 Teile
Butylglykol, 0,5 Teile eines handelsüblichen
Entschäumers, 5 Teile einer 3,5%igen Lösung
eines handelsüblichen Polyacrylatverdickers
in Wasser und 19 Teile der Polyacrylatdispersion
2 unter Rühren zugesetzt.
3.6 Herstellung einer Mischung B6, bindemittelfrei
Zu 57,5 Teilen einer vorgequollenen wäßrigen
Paste, enthaltend 3 Gew.-% eines anorganischen
Natrium-Magnesium-Schichtsilikat-Verdickungsmittels
und 3 Gew.-% Polypropylenglykol
mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht
von 900, wobei die Prozente auf das Gesamtgewicht
der Paste bezogen sind, werden
35,5 Teile entionisiertes Wasser, 1,5 Teile
Butylglykol, 0,5 Teile eines handelsüblichen
Entschäumers und 5 Teile einer 3,5%igen Lösung
eines handelsüblichen Polyacrylatverdickers
in Wasser unter Rühren zugesetzt.
Beispiele 1 bis 30
Aus den Komponenten A und Komponenten B wurden die
wäßrigen Basisbeschichtungszusammensetzungen 1-30
hergestellt (wie in den Tabellen 1-7 beschrieben),
indem die jeweilige(n) Basisfarbe(n) A direkt nach
ihrer Herstellung in die jeweilige Mischung B einge
rührt wurden. Anschließend wurde die Viskosität durch
Zugabe von entionisiertem Wasser auf eine Auslaufzeit
von 20 s im DIN-4-Becher (bei 20°C) eingestellt.
In einer zweiten Versuchsreihe erfolgte das Zusammen
geben der einzelnen Komponenten zur Prüfung der Lager
stabilität nach einer getrennten Lagerung der einzel
nen Komponenten während einer Zeit von 6 Monaten bei
Raumtemperatur bzw. 3 Monaten bei 40°C.
Direkt im Anschluß nach der Herstellung der wäßrigen
Basisbeschichtungszusammensetzungen wurden sie nach
gut bekannten Methoden auf mit einer handelsüblichen
Elektrotauchlackierung und einem konventionellen
(d. h. lösemittelhaltigen) oder wasserhaltigen Füller
beschichtete phosphatierte Stahlbleche (Bonder 132)
gespritzt, nach einer Ablüftzeit von 30 Minuten bei
Raumtemperatur (bei einer relativen Luftfeuchtigkeit
von 50% und einer Raumtemperatur von 20°C) mit einem
handelsüblichen konventionellen 2-Komponenten-Klar
lack auf Basis eines hydroxylgruppenhaltigen Acrylat
copolymerisates und eines Isocyanatvernetzers über
lackiert und 30 Minuten bei 60°C getrocknet. Die
Trockenfilmschichtdicke der Basisbeschichtungszusam
mensetzung beträgt ≈15 µm, die des Klarlackes ≈50 µm.
Zusammensetzung der wäßrigen Basisbeschichtungen
1 bis 5 in Teilen
Die Menge der Komponente B1 ergibt sich aus der Forderung,
daß das Verhältnis der Menge der Komponenten
B1 zu der Menge an Melaminharz aus den Komponenten
A1-1 plus A1-2 in der Beschichtung konstant ist. Analog
ergibt sich die Menge an B1 bei Verwendung anderer
Komponenten A1-X.
Zusammensetzung der wäßrigen
Basisbeschichtungen 6 bis 10 in Teilen
Die Menge der Komponente B2 ergibt sich aus der
Forderung, daß das Verhältnis der Menge der Komponen
te B2 zu der Menge an Melaminharz und/oder Poly
urethanharz aus den Komponenten A2-1 plus A2-2 in der
Beschichtung konstant ist. Analog ergibt sich die Men
ge an B2 bei Verwendung anderer Komponenten A2-X.
Zusammensetzung der wäßrigen
Basisbeschichtungen 11 bis 15 in Teilen
Die Menge der Komponente B3 ergibt sich aus der For
derung, daß das Verhältnis der Menge der Komponente
B3 zu der Menge an Polyurethanharz aus den Komponen
ten A3-1 plus A3-2 in der Beschichtung konstant ist.
Analog ergibt sich die Menge an B3 bei Verwendung an
derer Komponenten A3-X.
Zusammensetzung der wäßrigen Basisbeschichtungen
16 bis 20 in Teilen
Die Menge der Komponente B4 ergibt sich aus der Verar
beitbarkeit der Basisbeschichtungszusammensetzung. Da
die Mengenverhältnisse der Festharze Polyurethan-/Me
laminharz in allen Komponenten A4-X und B4 konstant
sind, sind diese Mengenverhältnisse auch in allen Mi
schungen konstant. In den Beispielen 16 bis 20 ist im
Unterschied zu den übrigen Beispielen 1 bis 15 und 21
bis 30 eine geringe farbtonabhängige Variation im Bin
demittel- zu Lösemittelverhältnis vorhanden.
Zusammensetzung der wäßrigen
Basisbeschichtungen 21 bis 25 in Teilen
Die Menge der Komponente B5 ergibt sich aus der Forderung,
daß das Verhältnis der Menge der Komponente
B5 zu der Menge an Polyurethanharz und/oder Melaminharz
aus den Komponenten A2-1 plus A2-2 in der Beschichtung
konstant ist. Analog ergibt sich die Menge
an B5 bei Verwendung anderer Komponenten A2-X.
Zusammensetzung der wäßrigen
Basisbeschichtungen 26 bis 30 in Teilen
Die Menge der Komponente B3 ergibt sich aus der Forderung,
daß das Verhältnis der Menge der Komponente
B3 zu der Menge an Polyurethanharz und/oder Melaminharz
aus den Komponenten A5-1 plus A3-2 in der Beschichtung
konstant ist.
Vergleichsbeispiele V1-5
Die Zusammensetzungen V1-5 entsprechen denen der in
Tabelle 2 beschriebenen Beispiele 6-10, als pigmen
tierte Komponente wurde aber A5-2 anstelle von A2-2
verwendet.
Vergleichsbeispiele V6-7
Die Zusammensetzungen V6-7 entsprechen der des Bei
spiels 1 aus Tabelle 1. Als Aluminium enthaltende Kom
ponenten wurde A6-1 und A7-1 anstelle von Al-1 ver
wendet.
Vergleichsbeispiel V8
Die Zusammensetzung V8 entspricht der des Beispiels
26 aus Tabelle 6. Als aluminiumenthaltende Komponente
wurde A8-1 anstelle von A5-1 verwendet.
Prüfergebnisse
Die Prüfergebnisse direkt nach der Herstellung je
weils gleicher Formulierungen (z. B. Zusammensetzung
10/V5 oder Zusammensetzung 1/V6 bzw. V7 oder Zusam
mensetzung 26/V8) zeigten keine signifikanten Unter
schiede hinsichtlich Farbton, Effekt und DOI oder
Appearance (als Beispiel ist dies für Zusammensetzung
10/V5 in Tabelle 7 gezeigt. Die Messung der Farbor
te der Basisbeschichtungen erfolgte mit einem Drei
winkelmeßgerät (MMK 111 der Fa. Zeiss) bei 25, 45 und
70°-Geometrie).
Nach 3-monatiger Lagerung der einzelnen Komponenten
bei 40°C wurden jedoch signifikante Unterschiede beob
achtet: Dabei unterschieden sich die Eigenschaften
der erfindungsgemäßen Basisfarben von denen der Ver
gleichsbeispiele. Ferner unterschieden sich auch die
Eigenschaften der unter Verwendung dieser gelagerten
Komponenten hergestellten erfindungsgemäßen Be
schichtungszusammensetzungen von denen der zum Ver
gleich hergestellten Beschichtungszusammensetzungen.
Bei der Prüfung der Komponenten sind diese Unter
schiede zum Beispiel in Tabelle 8 für A2-2 und A5-2
dargestellt. Während A2-2 nach 3 Monaten bei 40°C zur
Frischabprüfung keine signifikante Farbortabweichung
zeigt, ist diese bei A5-2 deutlich erkennbar.
Bei den mit A2-2 hergestellten Basisbeschichtungszu
sammensetzungen (Beispiel 10 in Tabelle 7, Zusammen
setzung 10) traten nach Lagerung keine signifikanten
Farbtonverschiebungen auf, während bei den mit A5-2
hergestellten Vergleichsbeispielen (Beispiel in Tabel
le 7 V5) signifikante Unterschiede auftraten. In die
sem Fall ist also die Basisfarbe A5-2 für die Verwen
dung in einem Mischsystem auf Grund schlechter Lager
beständigkeit ungeeignet, während A2-2 und A1-2 geeig
net sind.
Die Basisfarben A6-1 und A7-1 bildeten nach der Her
stellung oder später nach erneutem Aufrühren inner
halb von 1-2 Stunden einen starken Bodensatz. Daher
sind diese Basisfarben für die Verwendung in einer
Mischmaschine ungeeignet.
Die Basisfarbe A8-1 (vergleichbar A5-1, jedoch mit
entionisiertem Wasser gelagert) zeigte nach 2-3 Tagen
bei 30°C starke Wasserstoffentwicklung (Gasung). Die
Verwendung dieser Basisfarbe in einer Mischmaschine
scheidet daher aus Sicherheitsgründen aus.
Außerdem veränderte sich bei den Überzugsmitteln der
Vergleichsbeispiele nach sechsmonatiger Lagerung auch
das Trocknungsverhalten (Abdunstverhalten). So zeig
ten die Überzugsmittel der Vergleichsbeispiele V1 bis
V8 nach Lagerung eine deutlich langsamere Trocknung
als die frisch hergestellten Überzugsmittel V1 bis
V8. Dagegen zeigten die Überzugsmittel der Beispiele
1 bis 30 vor und nach Lagerung das gleiche Trocknungs
verhalten. Die Überzugsmittel der Beispiele 1 bis 30
und der Vergleichsbeispiele V1 bis V8 zeigen im
Frischzustand in etwa die gleiche Trocknungsge
schwindigkeit, während nach sechsmonatiger Lagerung
die Überzugsmittel V1 bis V8 wesentlich langsamer
trocknen als die Überzugsmittel 1 bis 30.
Farbtonbestimmung (D 10°-Werte) am Beispiel der Basisbeschichtungszusammensetzung
des Beispiels 10 und des Vergleichsbeispiels 5 (beide blau-metallic) frisch und
nach Lagerung der Komponenten
Farbtonbestimmung mit dem Meßgerät DC 38-90 der Fa. Zeiss am Beispiel
der Komponente A2-2 und A5-2 frisch und nach Lagerung der Komponenten
Beispiel 31
Zunächst wird folgendermaßen eine Polyurethanharz
lösung hergestellt:
In einem geeigneten Reaktionsgefäß mit Rührer, Rück
flußkühler und Zulaufgefäß werden unter Schutzgas
1061,9g Polyester mit einem mittleren Molekularge
wicht Mn 1400 auf Basis einer handelsüblichen unge
sättigten Dimerfettsäure mit einer Jodzahl von 10 mg
J2/g, einem Monomerengehalt von maximal 0,1%, einem
Trimergehalt von maximal 2%, einer Säurezahl von 195
bis 200 mg KOH/g und einer Verseifungszahl von 197 bis
202 mg KOH/g (Prinol 1009, Handelsprodukt der Firma
Unichema International), Isophthalsäure und Hexandiol
vorgelegt und nacheinander mit 14,3 g Neopentylgly
kol, 86,6 g Dimethylolpropionsäure, 437,2 g
1,3-Bis(2-isocyanatoprop-2-yl)benzol (Handelsname
TMXDI (METAR) der Firma American Cyanamid) und 351,2 g
Methoxypropylacetat versetzt.
Diese Mischung wird so lange bei 130°C gehalten, bis
der Isocyanatgehalt auf 1,07% abgesunken ist. An
schließend werden dem Gemisch 41,8 g Trimethylolpro
pan zugegeben und so lange bei 130°C gehalten, bis
kein NCO mehr nachweisbar ist oder bis eine Viskosi
tät von 30dPas (bei einer Anlösung von 1 : 1 = Harz
lösung/N-Methylpyrrolidon) erreicht ist. Dann werden
532,8 g Butylglykol zugegeben und 30 min bei 130°C ge
halten. Anschließend werden dem Reaktionsgemisch
43,2 g Dimethylethanolamin zugegeben und die Harzlö
sung abgekühlt. Der Feststoffgehalt der resultieren
den Harzlösung beträgt 64%.
Außerdem wird folgendermaßen eine Aluminium enthalten
de Basisfarbe hergestellt.
17 Teile einer gemäß DE-OS 36 36 183 chromatierten Alu
miniumbronze (Aluminiumgehalt 65% in Benzin/Solvent
naphtha/Butylglykol, durchschnittlicher Teilchendurch
messer 15 µm) werden in eine Mischung aus 72 Teilen
der obenbeschriebenen 64%igen, neutralisierten Poly
urethanharzlösung und 11 Teilen sek.-Butanol einge
rührt. Die Mischung wird weitere 30 Minuten mit einem
Schnellrührer bei 1000 U/min gerührt.
Weiterhin wird folgendermaßen eine bindemittelfreie
Mischung B hergestellt:
Zu 39 Teilen einer vorgequollenen wäßrigen Paste, ent
haltende 3 Gew.-% eines anorganischen Natrium-Mag
nesium-Schichtsilikat-Verdickungsmittels und 3 Gew.-%
Polypropylenglykol mit einem zahlenmittleren Moleku
largewicht von 900, wobei die Prozente auf das Gesamt
gewicht der Paste bezogen sind, werden 57,5 Teile ent
ionisiertes Wasser und 3,5 Teile einer 3%igen Lösung
eines handelsüblichen Polyurethanverdickers, gelöst
in Wasser, zugesetzt.
Es wurde eine wäßrige Basisbeschichtungszusammen
setzung 31 hergestellt, indem 25 Teile der obenbe
schriebenen Aluminium enthaltenden Basisfarbe A di
rekt nach ihrer Herstellung in 75 Teile der obenbe
schriebenen Mischung B eingerührt wurden. An
schließend wurde die Viskosität durch Zugabe von ent
ionisiertem Wasser auf eine Auslaufzeit von 20 s im
DIN-4-Becher (bei 20°C) eingestellt.
In einer zweiten Versuchsreihe erfolgte das Zusammen
geben der einzelnen Komponenten zur Prüfung der Lager
stabilität nach einer getrennten Lagerung der einzel
nen Komponenten während einer Zeit von 6 Monaten bei
Raumtemperatur bzw. 3 Monaten bei 40°C.
Die Applikation und Aushärtung der Basisbeschichtungs
zusammensetzung 31 sowie die Prüfung der resultieren
den Beschichtung erfolgte analog zu den Beispielen 1
bis 30. Die erhaltenen Prüfergebnisse entsprechen de
nen der Beispiele 1 bis 30.