DE4237659A1

DE4237659A1 - Bindemittelzusammensetzung, diese enthaltende Überzugsmittel, deren Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE4237659A1
Application number: DE4237659A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Dr Bederke; Carmen Dipl Chem Dr Flosbach; Eva Dipl Chem Dr Frigge; Walter Dipl Chem Dr Schubert
Original assignee: Herberts GmbH
Current assignee: Axalta Coating Systems Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1992-11-07
Filing date: 1992-11-07
Publication date: 1994-05-11
Also published as: JPH06248230A; EP0597394B1; US5710208A; ES2100422T3; DE59305443D1; EP0597394A3; ATE148895T1; EP0597394A2

Description

Die Erfindung betrifft Bindemittelzusammensetzungen, die zur Herstellung von Oberzugsmitteln geeignet sind, die bei erhöhter Temperatur einge brannt werden und ins besondere zur Herstellung von Mehrschichtlackierun gen, beispielsweise auf dem Kraftfahrzeugsektor, geeignet sind.

In der DE-A 30 22 996 werden Einbrennlacke auf der Basis carboxylgruppen haltiger Polymerer, wie z. B. von Acrylaten auf der Basis von Acrylsäure und Methacrylsäure und glycidylgruppenhaltigen Acrylaten beschrieben.

In der WO 84/00771 wird ein Mehrkomponentensystem beschrieben, bei dem vier Bindemitteltypen miteinander vermischt und dann appliziert werden. Bei den Komponenten handelt es sich um hydroxylgruppenhaltiges Acrylat, Säureanhydrid, wobei mindestens 50% Alkylhexahydrophthalsäureanhydride sind, Epoxidharz und Melaminharz. Die Systeme weisen einen hohen Festkör pergehalt auf.

In der DE-A 23 33 384 wird ein Bindemittel auf der Basis acrylierter Polyester beschrieben, die durch Polymerisation eines hydroxylgruppenhal tigen Acrylates in einem hydroxylgruppenhaltigen Polyester oder Alkydharz erhalten werden. Die Vernetzung kann mit Melaminharzen und gleichzeitig Epoxidharzen durchgeführt werden.

In der DE-A 40 27 259 wird ein Bindemittelsystem beschrieben, bei dem epoxid- und acryloylfunktionelle Bindemittel mit Polyaminen gehärtet werden.

Die bekannten Überzugsmittel führen teilweise zu Filmen mit hoher Härte und guter Wetterbeständigkeit. Jedoch genügen sie den ständig steigenden Anforderungen an hohe Säurebeständigkeit und Lösemittelresistenz nicht.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Bindemittelsy stems, das zu Oberzugsmitteln verarbeitet werden kann, die bei erhöhter Temperatur eingebrannt werden können und zu hochsäurebeständigen und lösemittelresistenten Überzügen führen.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe gelöst werden kann durch eine Bindemittelzusammensetzung, die enthält:

A) 25 bis 75 Gew.-% eines oder mehrerer carboxylgruppenhaltiger Harze, die α,β-ungesättigte Gruppen enthalten können, mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von 500 bis 10 000 g/Mol und einer Säurezahl von 15 bis 200 mg KOH/g,
B) 25 bis 75 Gew.-% eines oder mehrerer Polyether, Polyester, Polyether- Polyester und/oder (Meth)acrylcopolymerer mit mindestens einer α,β-ungesättigten Gruppe und mindestens einer Epoxidgruppe im Mole kül, wobei die α,β-ungesättigten Gruppen und Epoxidgruppen im Zahlen verhältnis 20 : 80 bis 80 : 20 vorliegen, mit einem Zahlenmittel des Molgewichts (Mn) von bis zu 10 000 g/Mol,
C) 0 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer Polyole mit mindestens zwei Hydroxyfunktionen im Molekül,
D) 0 bis 20 Gew.-% eines oder mehrerer Melaminharze,

wobei sich die Summe der Gew. -% der Komponente A), B), C) und D) auf 100 Gew.-% addiert, sowie

E) 0,1 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Katalysatoren zur Katalyse der Reaktion von Carboxyl- und Epoxidgruppen, bezogen auf die Summe der Gewichte der Komponenten A) bis D),
F) 0,1 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer thermisch und/oder photochemisch aktivierbarer Radikalinitiatoren, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) und B).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei den Harzen der Komponente A) um ein oder mehrere carboxylgruppenhaltige (Meth)acrylcopolymere, die α,β-ungesättigte Gruppen aufweisen können. Derartige (Meth)acrylcopolymere weisen bevorzugt ein Zahlenmittel des Molgewichts (Mn) von 500 bis 10 000 g/Mol und eine Säurezahl von 15 bis 200 mg KOH/g, bevorzugt von 30 bis 140 mg KOH/g und besonders bevorzugt von 60 bis 120 mg KOH/g auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Harze der Komponente A) ein oder mehrere carboxylgruppenhaltige Poly ester, die gegebenenfalls α,β-ungesättigte Gruppen aufweisen können. Diese Polyester weisen bevorzugt ein errechnetes Molgewicht von 500 bis 2000 g/Mol auf. Die Polyester können im Gemisch mit dem vorstehend genannten (Meth)acrylcopolymeren in der Komponente A) vorliegen.

Bei der Herstellung der carboxylgruppenhaltigen Harze der Komponente A) können die Carboxylgruppen direkt durch Verwendung carboxylgruppenhalti ger Bausteine beim Aufbau der Harze, beispielsweise beim Aufbau von Polymeren, wie (Meth)acrylcopolymeren, eingeführt werden.

Beispiele für geeignete carboxylgruppenhaltige Monomere sind ungesättigte Carbonsäuren, wie z. B. Acryl-, Methacryl-, Itacon-, Croton-, Isocroton-, Aconit-, Malein- und Fumarsäure, Halbester der Malein- und Fumarsäure sowie β-Carboxyethylacrylat und Addukte von Hydroxyalkylestern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Carbonsäureanhydriden, wie z. B. der Phthalsäure-mono-2-methacryloyloxyethylester.

In der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen wird der Ausdruck (Meth)acryl verwendet. Dieser bedeutet Acryl und/oder Methacryl.

Bei der Herstellung der carboxylgruppenhaltigen Harze ist es aber auch möglich, zunächst ein hydroxy- und gegebenenfalls carboxylgruppenhaltiges Polymer mit einer OH-Zahl von 15 bis 200 mg KOH/g aufzubauen und die Carboxylgruppen ganz oder teilweise in einer zweiten Stufe durch Umsetzen der Hydroxyl- und gegebenenfalls carboxylgruppenhaltigen Polymeren mit Carbonsäureanhydriden einzuführen.

Für die Addition an die hydroxylgruppenhaltigen Polymeren geeignete Carbonsäureanhydride sind die Anhydride von aliphatischen, cycloaliphati schen und aromatischen gesättigten und/oder ungesättigten Di- und Poly carbonsäuren, wie beispielsweise die Anhydride der Phthalsäure, Tetrahy drophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Glutarsäure, Trimellithsäure und Pyrromellithsäure sowie deren halogenierte und alkylierte Derivate.

Bevorzugt eingesetzt werden Anhydride der Phthalsäure, Tetrahydro- und Hexahydropthalsäure sowie 5-Methylhexahydrophthalsäureanhydrid.

Beispiele für geeignete Hydroxyalkylester α,β-ungesättigter Carbonsäuren mit primären Hydroxylgruppen zur Herstellung hydroxyfunktioneller Poly- (meth)acrylate sind Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybu tylacrylat, Hydroxyamylacrylat, Hydroxyhexylacrylat, Hydroxyoctylacrylat und die entsprechenden Methacrylate. Als Beispiele für verwendbare Hydroxyalkylester mit einer sekundären Hydroxylgruppe seien 2-Hydroxypro pylacrylat, 2-Hydroxybutylacrylat, 3-Hydroxybutylacrylat und die entspre chenden Methacrylate genannt.

Vorteilhafterweise kann die hydroxyfunktionalisierte Komponente zumindest teilweise ein Umsetzungsprodukt aus einem Mol Hydroxyethylacrylat und/- oder Hydroxyethylmethacrylat und durchschnittlich zwei Mol epsilon- Caprolacton sein.

Als hydroxyfunktionalisierte Komponente kann zumindest teilweise auch ein Umsetzungsprodukt aus Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit dem Glycidylether einer Carbonsäure mit einem tertiären α-Kohlenstoffatom eingesetzt werden. Glycidylester stark verzweigter Monocarbonsäuren sind unter dem Handelsnamen "Cardura^R" erhältlich. Die Umsetzung von Acrylsäu re oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer Carbonsäure mit einem tertiären α-Kohlenstoffatom kann vor, während oder nach der Polymerisa tionsreaktion erfolgen.

Bei der Herstellung der (Meth)acrylcopolymeren können neben den vorste hend genannten Monomeren auch weitere ethylenisch ungesättigte Monomere verwendet werden. Die Auswahl der weiteren ethylenisch ungesättigten Monomeren ist nicht kritisch. Es muß nur darauf geachtet werden, daß der Einbau der Monomeren nicht zu unerwünschten Eigenschaften des Copolymeri sats führt.

Als weitere ethylenisch ungesättigte Monomere kommen beispielsweise in Frage Alkylester der Acryl- und Methacrylsäure, wie z. B. Methyl(meth) acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Isopropyl(meth)acrylat, Isobutyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3,5,5-Trimethylhexyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acry lat, Dodecyl(meth)acrylat, Hexadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat und Octadecenyl(meth)acrylat.

Statt der vorstehend genannten Alkylester der Acryl- und Methacrylsäure oder zusammen mit diesen Alkylestern können zur Herstellung von (Meth) acrylcopolymerisaten weitere ethylenisch ungesättigte Monomere eingesetzt werden, wobei sich die Auswahl dieser Monomeren weitgehend nach den gewünschten Eigenschaften der Überzugsmittel in Bezug auf Härte, Elasti zität, Verträglichkeit und Polarität richtet.

Beispiele für weitere geeignete ethylenisch ungesättigte Monomere sind die Alkylester der Malein-, Fumar-, Tetrahydrophthal-, Croton-, Isocro ton-, Vinylessig- und Itaconsäure, wie z. B. entsprechenden Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Isopropyl-, Isobutyl-, Pentyl-, Amyl-, Isoamyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, 2-Ethylhexyl-, Octyl-, 3,5,5-Trimethylhexyl-, Decyl-, Dodecyl-, Hexadecyl-, Octadecyl- und Octadecenylester.

Weiterhin können auch kleine Anteile Monomere mit mindestens zwei poly merisierbaren, olefinisch ungesättigten Doppelbindungen eingesetzt werden. Bevorzugt liegt der Anteil dieser Monomere unter 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren.

Beispiele für derartige Verbindungen sind Hexandioldiacrylat, Hexandiol dimethacrylat, Ethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Butan dioldiacrylat, Butandioldimethacrylat, Hexamethylenbismethacrylamid. Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat und ähnliche Verbindungen.

Als weitere Monomerkomponenten können eine oder mehrere monovinylaromati sche Verbindungen verwendet werden. Vorzugsweise enthalten sie 8 bis 9 Kohlenstoffatome je Molekül. Geeignete Beispiele hierfür sind Styrol, Vinyltoluole, α-Methylstyrol, Chlorstyrole, o-, m- oder p-Methylstyrol, 2,5-Dimethylstyrol, p-Methoxystyrol, p-tert. -Butylstyrol, p-Dimethyl aminostyrol, p-Acetamidostyrol und m-Vinylphenol. Bevorzugt werden Vinyltoluole sowie insbesondere Styrol eingesetzt.

Wie vorstehend erwähnt, kann es sich bei den carboxylgruppenhaltigen Harzen der Komponente A) um carboxylgruppenhaltige Copolymerisate und/ oder carboxylgruppenhaltige Polyester handeln. Carboxylgruppenhaltige Polyester können nach üblichen Methoden (vgl. z. B. B. Vollmert, Grundriß der makromolekularen Chemie, E. Vollmert-Verlag Karlsruhe 1982, Band II, Seite 5 ff.) aufgebaut werden aus aliphatischen und/oder cycloaliphati schen Di-, Tri- oder höherwertigen Alkoholen, gegebenenfalls zusammen mit einwertigen Alkoholen und aus aromatischen, aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Carbonsäuren sowie höherwertigen Polycarbonsäuren. Beispiele für geeignete Alkohole sind Ethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3- Propandiol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2- Ethyl-1,6-hexandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,6-hexandiol, 1,4-Dimethylolcyclo hexan, Glycerin, Trimethylethan, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Veretherungsprodukte von Diolen und Polyolen, z. B. Di- und Triethylengly kol, Polyethylenglykol, Neopentylglykolester von Hydroxypivalinsäure.

Beispiele für geeignete Carbonsäuren sind Adipin-, Azelain-, Tetrahydro phthal-, Hexahydrophthal-, Endomethyltetrahydrophthalsäure, 1,3- und 1,4- Cyclohexandicarbonsäure, Isophthalsäure, o-Phthalsäure, Terephthalsäure und/oder deren Anhydride, sowie deren veresterungefähige Derivate.

Die errechneten Molgewichte der Polyester liegen zwischen 500 und 2000 g/mol.

Die aufgeführten carboxyfunktionellen Harze können in einem weiteren Reaktionsschritt mit einem Lacton kettenverlängert werden. Diese cycli schen Ester lagern sich an Carboxylgruppen an, wobei der Ring geöffnet wird und eine neue endständige Carboxylgruppe entsteht. Besonders bevor zugtes Lacton ist epsilon-Caprolacton.

Beispiele für andere Lactone sind γ-Butyrolacton und Lactone, wie β- Priolacton, δ-Valerolacton, δ-Butyrolacton, ζ-Enantholacton, η-Caprylolacton. Derartige Lactone können substituiert sein; Beispiele hierfür sind 6-Methyl-ε-caprolacton, 3-Methyl-ε-caprolacton, 5-Methyl-ε-caprolacton, 5-Phenol-ε-caprolacton,, 4-Methyl δ-valerolacton, 3, 5-Dimethyl-ε-carprolacton, und Mischungen davon.

Die Anlagerung erfolgt beispielsweise im Anschluß an die Harzsynthese, beispielsweise bei erhöhter Temperatur von beispielsweise 100°C. Bei spielsweise kann bis zu 10 Stunden unter beispielsweise Rühren umgesetzt werden.

Das lactonmodifizierte Harz kann anschließend durch die Anlagerung einer α,β-ungesättigten Epoxidverbindung gegebenenfalls teilweise acryloiert werden. Beispiele für α,β-ungesättigte Epoxidverbindungen sind Glyci dylacrylat und Glycidylmethacrylat. Die Herstellung erfolgt z. B., indem das COOH-funktionalisierte Harz unter Rühren auf z. B. 120°C erhitzt wird und die ungesättigte Glycidylverbindung in z. B. 10 bis 30 Minuten zuge tropft wird. Es wird gerührt, bis die Umsetzung vollständig abgelaufen ist.

Die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung enthält als Komponente B) einen oder mehrere Polyether, Polyester, Polyether/Polyester und/oder (Meth)acrylcopolymere mit mindestens einer α,β-ungesättigten Gruppe und mindestens einer Epoxidgruppe im Molekül. Diese Komponente ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine glycidyl- und (meth)acryloylfunktionellen Komponente, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine oder mehrere glycidyl- und (meth)acryloylfunktionel le Verbindungen mit mindestens je einer funktionellen Gruppe der Formel

enthält,
worin R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder ein gerader oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sein können;
wobei I und II an einen Rest eines oder mehrerer

a) Polyole aus der Gruppe von geraden oder verzweigten (cyclo)aliphati schen- und/oder aromatischen Di- oder Polyolen mit 2 bis 12 Kohlen stoffatomen mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von bis zu 2000,
b) Polyester-Polyole oder Polyether-Polyole mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von 500 bis 2000 und/oder
c) Poly(meth)acrylsäureester, gegebenenfalls copolymerisiert mit α,β ungesättigten Monomeren, mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts Mn von 1000 bis 10 000

gebunden sind.

Das Zahlenverhältnis Epoxid- zu α,β-ungesättigten Gruppen im Bindemittel liegt zwischen 20 : 80 und 80 : 20, bevorzugt zwischen 30 : 70 und 70 : 30. Das Zahlenverhältnis bezieht sich auf das Verhältnis der Gesamtzahl von Epoxidgruppen zu der Gesamtanzahl von α,β-ungesättigten Gruppen in einem Molekül.

Die Bindemittelkomponente der erfindungsgemäßen Bindemittel, die minde stens je eine Glycidyl- und α,β-ungesättigten Gruppe enthält, kann beispielsweise hergestellt werden durch Umsetzung von Di- oder Polyepoxi den mit α,β-ungesättigten Carbonsäuren unter Öffnung des Oxiranringes. Gebräuchliche Di- oder Polyepoxide sind z. B. Polyglycidylether auf Basis von Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol mit einem Zahlenmittel des Molgewichtes Mn bis 2000, Triglycidylether von Glycerin und/oder Di- oder Polyphenolen wie Bisphenol A.

Weitere Beispiele für Di- oder Polyepoxide sind solche auf der Basis von Di- oder Polyglycidylestern. Beispiele hierfür sind Umsetzungsprodukte aus 1-Hydroxy-2,3-epoxypropan mit Phthal- oder Terephthalsäure zu Phthal- oder Terephthalsäure-bis-(2,3-epoxypropylester) oder einem Diglycidyl ether von Bisphenol A mit Trimellithsäureanhydrid zu Polyestern mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichtes Mn von 500 bis 2000.

Ebenfalls verwendbare Beispiele sind Glycidyl-funktionalisierte (Meth) acrylpolymere. Beispiele hierfür sind Copolymere von Glycidyl(meth)acry lat, 1,2-Epoxybutylacrylat oder 2,3-Epoxycyclopropylacrylat. Als Comono mere können Ester der (Meth)acrylsäure wie z. B. Methyl-, Ethyl-, Butyl-, Isobutyl-, Ethylhexyl-, Cyclohexyl- und/oder Lauryl-(meth)acrylat gewählt werden, hydroxyfunktionalisierte Ester der (Meth)acrylsäure wie z. B. Hydroxyethyl- und/oder Hydroxypropyl-Ester, weiterhin auch Styrol, Vinyltoluol und/oder -Methylstyrol. Das Zahlenmittel des Molgewichtes kann zwischen 1000-10 000 liegen, bevorzugt bei 2000-5000. Weitere copoly merisierbare Glycidylmonomere sind z. B. (Meth)allylglycidylether oder 3,4-Epoxy-1-vinylcyclohexan. Die Herstellung der Copolymere erfolgt über radikalische Lösungspolymerisation, sie ist dem Fachmann bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung.

Die Di- oder Polyepoxide können zur Herstellung der Filmbildnerkomponente der Bindemittel beispielsweise mit ein- oder mehrfach ungesättigten Monocarbonsäuren, z. B. mit 2 bis 10, vorzugsweise 3 bis 6 Kohlenstoffato men, wie Zimtsäure, Crotonsäure, Citraconsäure, Sorbinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, vorzugsweise Acryl und/oder Methacrylsäure umgesetzt werden.

Zur Synthese der glycidyl- und α,β-ungesättigt funktionalisierten Verbin dungen können die Reaktionskomponenten in einem Lösemittel erwärmt werden Als Lösemittel sind aprotische organische Lösemittel geeignet. Es ist günstig, die Herstellung unter Inertgas durchzuführen. Die ungesättigte Monocarbonsäure wird in einer derartigen Menge eingesetzt, daß das ge wünschte Zahlenverhältnis von Epoxid- und α,β-ungesättigten Gruppen er zielt wird.

Die Reaktion wird so lange fortgesetzt, bis die eingesetzte ungesättigte Monocarbonsäure verbraucht ist. Im folgenden wird ein Beispiel für eine Synthese der epoxid- und α,β-ungesättigt funktionalisierten Verbindungen angegeben. Die epoxidfunktionalisierte Verbindung wird unter Inertgas in einem aprotischen organischen Lösemittel gelöst und z. B. auf 80°C er hitzt. Die ungesättigte Monocarbonsäure, die gegebenenfalls in einem organischen aprotischen Lösemittel gelöst sein kann, wird dann in einem Zeitraum von z. B. 1 Stunde zudosiert. Die Reaktionslösung wird anschlie ßend bei 80°C gerührt, bis die Säurezahl der Lösung kleiner 1 mg KOH/g Festharz ist.

Die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung kann gegebenenfalls bis zu 30 Gew.-% eines oder mehrerer Polyole mit mindestens zwei Hydroxyfunk tionen im Molekül als Komponente C) enthalten. Diese Polyole können beispielsweise ausgewählt werden aus

a) Polyolen aus der Gruppe von geraden oder verzweigten Alkan-di- und Polyolen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, oder
b) hydroxylgruppenhaltigen Poly(meth)acrylaten oder Poly(meth)acrylamiden auf der Basis von (Meth)acrylsäurehydroxyalkylestern mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylteil oder (Meth)acrylsäurehydroxyalkylamiden mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylteil, gegebenenfalls copolyme risiert mit α,β-ungesättigten Monomeren, mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts Mn von 1000 bis 10000 g/mol, oder
c) hydroxylgruppenhaltigen Poly(meth)acrylaten auf der Basis von (Meth) acrylsäurehydroxyalkylestern mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkyl teil und gegebenenfalls copolymerisierbaren 61, α,β-ungesättigten Monome ren, die mit cyclischen Estern von Hydroxycarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen modifiziert sind, mit einem Zahlenmittel des Moleku largewichts Mn von 1000 bis 10000 g/mol, oder
d) Polyester-Polyolen oder Polyether-Polyolen jeweils mit einem Zahlen mittel des Molekulargewichts Mn von 500 bis 2000 g/mol.

Beispiele für geeignete Alkan-di- und -polyole der Gruppe a) sind solche mit geraden und verzweigten Ketten mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen. Sie enthalten mindestens zwei Hydroxyfunktionen, vorzugsweise jedoch minde stens drei. Beispiele hierfür sind Propandiol, Butandiol, Hexandiol, Glycerin, Trimethylpropan und Pentaerythrit.

Beispiele für hydroxylgruppenhaltige Poly(meth)acrylate b) auf der Basis von (Meth)acrylsäurehydroxylalkylester sind Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Alkoholen mit mindestens zwei Hydroxylgruppen, wie 1,4-Butandiol-mono(meth)acrylat 1,6-Hexandiol-mono(meth)acrylat oder 1,2,3-Propantriol-mono(meth)acrylat. Beispiele für hydroxylgruppenhaltige Poly(meth)acrylamide b) auf der Basis von (Meth)acrylsäurehydroxyalkyl amiden sind Amide der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Hydroxyalkylami nen oder Di(hydroxyalkyl)aminen mit jeweils 2 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylteil, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen aufweisen können, wie Acrylsäurehydroxyethylamid.

Die hydroxylgruppenhaltigen Poly(meth)acrylate der Komponente b) können Homo- oder Copolymerisate sein. Sie weisen beispielsweise Zahlenmittel des Molekulargewichts von 1000 bis 10 000, bevorzugt von 3000 bis 6000 g/mol auf. Copolymerisierbare Monomere zur Herstellung der Copolymerisate sind α,β-ungesättigte Monomere, radikalisch polymerisierbare Monomere aus der Gruppe der Ester von α,β-ungesättigten Carbonsäuren, wie Acrylsäure oder Methacrylsäure, wobei Beispiele für die Alkoholkomponente Methyl-, Ethyl-, Propyl-Alkohol und deren Isomere und höhere Homologe sind. Weitere Beispiele sind Diester der Male in- oder Fumarsäure, wobei die Alkoholkomponente die gleiche wie vorstehend erwähnt ist. Weitere Bei spiele sind vinylaromatische Verbindungen, wie Styrol, -Methylstyrol und Vinyltoluol. Weitere Beispiele sind Vinylester kurzkettiger Carbon säuren, wie Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbutyrat.

Die hydroxylgruppenhaltigen Poly(meth)acrylate der vorstehend definierten Komponente c) können beispielsweise modifizierte Poly(meth)acrylat-homo- und -copolymere sein, wie sie unter b) beschrieben werden, deren Hy droxylgruppen ganz oder partiell mit cyclischen Estern, wie z. B. von Hydroxycarbonsäure mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie gamma-Butyrolacton oder epsilon-Caprolacton umgesetzt sein können. Die erhaltenen modifi zierten Poly(meth)acrylate der Komponente c) weisen ein Zahlenmittel des Molekulargewichts Mn von 1000 bis 10 000 auf.

Beispiele für die Polyesterpolyole und Polyetherpolyole der Komponente d) sind solche mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts Mn von 500 bis 2000 g/mol. Spezielle Beispiele sind Umsetzungsprodukte von Di- bzw. Tricarbonsäuren, wie Adipinsäure oder Trimellithsäure, mit Polyolen, wobei die Polyole im Überschuß vorliegen. Weitere Beispiele sind Umset zungsprodukte von Di- oder Triolen, wie Propandiol, Butandiol oder Glycerin, mit Ethylenoxid oder Propylenoxid.

Die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung kann gegebenenfalls bis zu 20 Gew.-% eines oder mehrerer Vernetzer, insbesondere Melaminharze enthalten. Beispielsweise dafür verwendbare Melaminharze sind in Wasser unlösliche butanol- oder isobutanolveretherte Melamine wie z. B. die Handelsprodukte Setamin US 138 oder Maprenal MF 610; mischveretherte Melamine, die sowohl butanol- als auch methanolverethert sind, wie z. B. Cymel 254, sowie Hexamethyloxymethylmelamin (HMM-Melamine) wie z. B. Cymel 301 oder Cymel 303, wobei es gegebenenfalls günstig sein kann, insbeson dere bei letzteren einen externen Säurekatalysator, wie z. B. p-Toluolsul fonsäure, zur Vernetzung zuzusetzen.

Weitere Beispiele für Melaminharzvernetzer sind übliche hydrophile und damit wasserlösliche bzw. -verträgliche Melaminharze, wie z. B. methylver etherte Melamine wie z. B. Cymel 325, Cymel 327, Cymel 350 und Cymel 370, Maprenal MF 927.

Die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung enthält 0,1 bis 10 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) bis D), eines oder mehrerer Katalysatoren (Komponente E). Es handelt sich insbesondere um in organischen Lösemitteln oder in Wasser lösliche oder mit organischen Materialien mischbare Katalysatoren. Beispiele für geeignete in organi schen Lösemitteln oder mit organischen Materialien mischbare Katalysato ren sind Phosphoniumsalze, wie beispielsweise Ethyltriphenylphosphonium acetat, -phosphat, -chlorid, -bromid, -jodid, Butyltriphenylphosphonium acetat, -phosphat, -chlorid, -bromid, -jodid, Benzyltriphenylphospho niumacetat, -phosphat, -chlorid, -bromid, -jodid und die quaternären Ammoniumsalze, wie beispielsweise Alkylbenzyldimethylammoniumchlorid, Benzyltrimethylammoniumchlorid, Methyltrioctylammoniumchlorid, Tetra ethylammoniumbromid, N-Dodecylpyridiniumchlorid und Tetraethylammonium iodid. Die bevorzugten in organischen Lösemitteln löslichen oder mit organischen Materialien mischbaren Katalysatoren sind Ethyltriphenyl phosphonium-Acetat; Ethyltriphenylphosphonium-phosphat, -chlorid, -bromid; Butyl-triphenylphosphoniumacetat, -phosphat, -chlorid, -bromid; Benzyltriphenylphosphoniumacetat, -phosphat, -chlorid, -bromid und Methyltrioctylammoniumchlorid. Ethyltriphenylphosphoniumphosphat kann beispielsweise aus Ethyltriphenylphosphoniumacetat durch Reaktion mit Phosphorsäure erhalten werden.

Der in organischen Lösemitteln und/oder Wasser lösliche oder mit organi schen Materialien mischbare Katalysator kann in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 10,0 Gew.-%, vorzugsweise von 0,3 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Gewichte der Komponenten A) bis D), enthalten sein.

Ebenfalls ist es möglich, einen Aminkatalysator mit dem COOH-funktionali sierten (Meth)Acrylatharzgemisch zu verknüpfen. Dies geschieht zweckmäßi gerweise durch Copolymerisation von tert. Amino(meth)acrylmonomeren bei der Synthese des COOH-funktionalisierten (Meth)Acrylatharzes.

Beispiele für solche Monomere sind Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, Di ethylaminopropyl(meth)acrylat und Dimethylaminopropyl(meth)acrylat. Der mengenmäßige Anteil dieser (Meth)Acrylate liegt zwischen 0,5 und 10 Gew. %, bevorzugt 1-5 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des COOH-funktionalisierten (Meth)Acrylatharzes.

Als Komponente F) enthalten die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammenset zungen 0,1 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer thermisch aktivierbarer Initiatoren. Derartige Initiatoren bilden durch Zerfall freie Radikale. Die Einsatzmenge beträgt bevorzugt 1 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten A) und B). Als Initiatoren eingesetzt werden können beispielsweise übliche thermisch aktivierbare Initiatoren, wie dem Fachmann geläufige übliche Peroxide, wie z. B. Di-tertiär-butylperoxid, Tertiär-Butylperbenzoat, Tertiär-Butylperoctoat; Hydroperoxide wie z. B. Tertiär-Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid; und Azoverbindungen wie z. B. Azo-bis-isobutyronitril.

Bevorzugt sind jedoch Initiatoren mit labilen Kohlenstoff-Kohlenstoff- Bindungen (sog. C-C-Initiatoren), wie beispielsweise Benzpinakolderivate, wie z. B. Benpinakol, Benzpinakoldisilyether (monomer oder oligomer), Benzpinakoldimethylether, sowie Tetraphenylethan und Tetraphenylethandi nitril.

Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmassen können als Komponente F auch übliche Photoinitiatoren enthalten, wie sie für die radikalische und die ionische Polymerisation eingesetzt werden. Geeignet sind beispielsweise Initiatoren, die im Wellenlängenbereich von 190 bis 400 nm absorbieren.

Beispiele für verwendbare radikalische Initiatoren sind chlorhaltige Initiatoren, wie chlorhaltige aromatische Verbindungen, z. B. beschrieben in US-A 4 089 815; aromatische Ketone, wie in US-A 4 318 791 und EP-A 0 161 463 beschrieben; Hydroxyalkylphenone, wie in US-A 4 347 111 beschrie ben; wasserlösliche Initiatoren, beispielsweise auf der Basis von Hy droxyalkylphenonen, wie in US-A 4 602 097 beschrieben, ungesättigte Initiatoren wie OH-funktionelle aromatische Verbindungen, die beispiels weise mit Acrylsäure verestert wurden, wie in US-A 3 929 490, EP-A- 0 143 201 und EP-A 0 341 560 beschrieben; oder Kombinationen von derartigen Initiatoren, wie sie beispielsweise in US-A 4 017 652 beschrieben werden.

Spezielle Beispiele sind 2-Methyl-2-hydroxy-propiophenon, Benzophenon, Thioxanthonderivate, Acylphospinoxide und Michlers Keton.

Besonders bevorzugte verwendbare radikalische Initiatoren sind Phosphin oxide und Kombinationen von Phosphinoxiden mit weiteren üblichen Initia toren, wie vorstehend beschrieben.

Beispiele verwendbarer kationischer Initiatoren sind Triarylsulfoniumsal ze der allgemeinen Formel
(Aryl)₃ S⁺ X⁻
worin Aryl einen Arylrest, wie den Phenylrest, darstellt und X⁻ ein Anion ist, wie SbF₆, PF₆⁻, AsF₆⁻ und BF₄, wie in US-A 4 417 061, EP-A 0 327 194 und DE-A 29 04 626 beschrieben. Weitere Beispiele für kationische Initiatoren sind Oxoniumsalze, Iodoniumsalze und Diazoniumsalze, wie sie beispielsweise in folgenden Literaturstellen beschrieben werden: EP-A 0 464 131, US-A 4 421 904, EP-A 0 145 633, EP-A 0 310 881, EP-A 0 310 882 (Iodoniumsalze); DE-A 38 08 590 und DE-A 38 08 591 (Diazoniumsalze).

Außer diesen Initiatoren können auch Metallocen-Komplexe eingesetzt werden, wie z. B. beschrieben in EP-A 0 094 915.

Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen können zur Herstellung von Überzugsmitteln eingesetzt werden. Sie können Lösemittel enthalten, wie sie beispielsweise für die Herstellung von Überzugsmitteln, bei spielsweise Lacken geeignet sind.

Beispiele für derartige Lösemittel sind organische Lösemittel, wie aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Toluol, Xylol, Gemische aliphatischer und/oder aromatischer Kohlenwasserstoffe, Ester, Ether und Alkohole. Es sind dies lackübliche Lösemittel. Zur Herstellung der Überzugsmittel aus den erfindungsgemäßen Bindemitteln können auch wäßrige Lösungen bereitet werden. Hierzu können gegebenen falls geeignete Emulgatoren verwendet werden, wie sie auf dem Lacksektor üblich sind.

Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen, sowie die erfindungs gemäßen Überzugsmittel können auch in wäßriger Form vorliegen, wobei sie frei von organischen Lösemitteln sind oder nur einen geringen Anteil an organischen Lösemitteln aufweisen. Zur Herstellung wäßriger Zusammenset zungen ist es beispielsweise möglich, die carboxylhaltige Komponente A) weitgehend von organischen Lösemitteln zu befreien, z. B. durch Destilla tion, anschließend einen Teil der Carboxylgruppen zu neutralisieren, z. B. mit Basen wie Triethylamin oder Dimethylethanolamin und dann in Wasser, das gegebenenfalls erwärmt ist, zu emulgieren. In dieses Emulgatorharz können dann gegebenenfalls die anderen Harze einemulgiert werden. Dies geschieht z. B. dadurch, daß das Emulgatorharz auf 60 bis 80°C erwärmt und unter die ebenfalls auf 60 bis 80°C erwärmten Hydroxy- und/oder epoxid funktionellen Harze in 5 bis 120 Minuten unter Rühren zugefügt werden.

Ebenfalls möglich ist es auch, das weitgehend von Lösemitteln befreite COOH-funktionalisierte Harz der Komponente A) mit dem weitgehend vom Lösemittel befreiten Epoxidharz der Komponente B) zu mischen und in einem Wasser/Emulgator-Gemisch mittels einer Rotor-Stator-Anlage fremdzuemul gieren. Ebenso ist es möglich, die Komponenten getrennt zu emulgieren und die Emulsionen zu mischen.

Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen sowie die erfindungs gemäßen Überzugsmittel können gegebenenfalls einen oder mehrere Reaktiv verdünner enthalten. Diese können beispielsweise zur Viskositätseinstel lung verwendet werden. Beispiele für Reaktivverdünner sind (meth)acry loylfunktionelle Monomere und Oligomere. Spezielle Beispiele sind (Meth) acrylate wie z. B. Lauryl(meth)acrylat, Alkylglykoldi(meth)acrylate wie Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Diethylenglykoldi(meth)acrylat, Propylen glykoldi(meth)acrylat, Tripropylenglykoldi(meth)acrylat, 1,6-Hexamethy lendi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Trimethylolpropan triethoxytri(meth)acrylat, Pentaerythrittri(meth)acrylat, Pentaerythrit tetra(meth)acrylat, sowie ethoxylierte und propoxylierte Varianten oder 2-Acetoxyethylmethacrylat.

Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen können übliche Additi ve enthalten oder es können Additive zur Herstellung der Überzugsmittel zugesetzt werden. Als Additive dienen solche, die auf dem Lacksektor üblich sind, die Mengen liegen in üblichen, dem Fachmann geläufigen Bereichen.

Beispiele für Additive sind Pigmente, beispielsweise farbgebende Pigmente wie Titandioxid oder Ruß und Effektpigmente wie Metallschuppenpigmente und/oder Perlglanzpigmente. Die erfindungsgemäß bereitgestellten Binde mittelzusammensetzungen eignen sich auch für Überzugsmittel, die derarti ge Effektpigmente enthalten. Bevorzugt enthalten sie Effektpigmente zusammen mit farbgebenden Pigmenten oder farbgebende Pigmente zusammen mit Füllstoffen. Weitere Beispiele für Additive sind lackübliche Füll stoffe, wie z. B. Talkum und Silikate, Weichmacher, Lichtschutzmittel, Stabilisatoren und Verlaufsmittel, wie Silikonöle. Diese werden ebenfalls in üblichen, dem Fachmann geläufigen Mengen eingesetzt.

Die aus den erfindungsgemäßen Bindemitteln hergestellten Überzugsmittel sind für Überzüge geeignet, die auf einer Vielzahl von Substraten haften, wie beispielsweise Holz, Textilien, Kunststoff, Glas, Keramik und insbe sondere Metall.

Das erfindungsgemäße Überzugsmittel wird nach bekannten Verfahren, wie z. B. Spritzen, Tauchen, Rollen oder Rakeln appliziert. Dabei wird auf das gegebenenfalls schon mit weiteren Lackschichten versehene Substrat der Decklacküberzug aufgetragen. Nach einer Abdunstphase wird das applizierte Überzugsmittel durch Erwärmen vernetzt. Die Einbrenntemperaturen liegen bei 20 bis 180°C, bevorzugt bei 60 bis 150°C. Wenn photochemisch akti vierbare Radikalinitiatoren enthalten sind, kann gleichzeitig mit dem Einbrennen oder anschließend an das Einbrennen eine Härtung durch Be strahlung, beispielsweise mit UV-Licht, erfolgen. Die Schichtdicke des eingebrannten Films beträgt ca. 15 bis 60 µm. Dabei entsteht ein vernetz ter harter, glänzender sowie säurebeständiger Lacküberzug.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist die Applikation des erfindungsgemäßen Überzugsmittels als Klarlacküberzug auf einen Basislack, bevorzugt einen wäßrigen Basislack. Dabei kann naß-in-naß gearbeitet werden, oder der Basislack wird vorher durch Erwärmen getrocknet. Dabei entsteht eine besonders gute Haftung der beiden Schichten.

Mit den erfindungsgemäß pigmentfrei als Klarlacke formulierten Überzugs mittel können beispielsweise Basislacke überlackiert werden, die übliche Decklackpigmente enthalten können; bevorzugt enthalten sie Effektpigmen te, wie z. B. Metallic-Pigmente. Als Bindemittelbasis des Basislacks werden bevorzugt Polyester, Polyurethan- oder -acrylatharze eingesetzt. Diese Bindemittel können gegebenenfalls über Vernetzer, z. B. Melamin- oder Isocyanatderivate, vernetzt werden.

Im Folgenden werden einige Beispiele für weitere Basislacke aufgeführt, die bevorzugt mit erfindungsgemäß bereiteten pigmentfreien Klar- oder pigmenthaltigen Decklacken beschichtet werden können.

Wasserbasislacke auf der Basis von 50 bis 75 Gew.-% eines wäßrigen epoxidfunktionalisierten Emulsionspolymerisats und 95 bis 5 Gew.-% einer anionischen Polyurethandispersion mit einer Säurezahl von 5 bis 10 mg KOH/g. Als Anreibeharze für in solchen Wasserbasislacken verwendete Pigmente und Additive eignen sich besonders Poly(meth)acrylatharze (beispielsweise in einer Menge bis zu 20 Gew.-%). Beispiele für solche Wasserbasislacke sind in der DE-A 36 28 124 beschrieben.

Basislacke auf der Basis von Polyestern mit einer Glasübergangstemperatur von < 30°C, Melaminharzen (z. B. partiell butylierten Melaminharzen), Polyharnstoffplastifizierern (beispielsweise auf der Basis eines Addukts aus Butylurethan und Formaldehyd) und einem Copolymer aus Polyethylen (85 Gew.-%) - Vinylacetat (15 Gew.-%) als Wachsdispersion. Solche Basislacke können übliche Additive, wie Celluloseacetobutyrat (beispielsweise mit unterschiedlichen Molekular-Gewichtsbereichen) enthalten. Beispiele für solche Basislacke sind in der EP-A 187 379 beschrieben.

Ein Beispiel für Basislacke auf Lösemittelbasis, die besonders für Reparaturzwecke geeignet sind, enthält physikalisch trocknende Bindemit tel auf der Basis von thermoplastischem Polyester- und/oder Acrylharz im Gemisch mit Celluloseethern bzw. Celluloseestern und/oder Polyvinylaceta ten. Ferner enthalten sind selbsthärtende Acrylharzbindemittel, die Farbpigmente enthalten und mit Isocyanat reagierende Wasserstoffatome aufweisen sowie zusätzlich Gemische von in Lösemitteln gelösten Cellulo seethern und/oder Celluloseestern und/oder Cellulosehalbestern. Solche Lacke sind z. B. in der DE-OS 29 24 632 beschrieben.

Sämtliche der vorstehenden Basislackformulierungen können übliche Lackad ditive enthalten, sowie übliche Füllstoffe und farbgebende Pigmente sowie auch Metallpigmente, wie Aluminium- bzw. Edelstahlbronzen und andere Effektpigmente.

Beispiele für Basislacke, die mit Klarlacken auf der Basis erfindungsge mäßer Überzugsmittel beschichtet werden können, sind auch Pulverlacke, wie sie beispielsweise in "Products Finishing", April 1976, Seiten 54 bis 56 beschrieben sind.

Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel können auch als Basislacke, sowie auch als Füller formuliert werden. Sie eignen sich dann besonders gut zur Herstellung von Mehrschichtlackierungen, z. B. auf dem Kraftfahrzeugsek tor. Zur Formulierung als Basislacke oder Füller können übliche Additive, wie sie z. B. vorstehend für Basislack beschrieben wurden, zugesetzt werden.

Im Vergleich mit üblichen Basislacken ergeben erfindungsgemäße Basislacke Überzüge mit einer verbesserten Feucht-Warm-Beständigkeit, bedingt durch den besonders guten Vernetzungseffekt.

Die erfindungsgemäßen Basislacke können mit üblichen Klarlacken, naß-in naß, gegebenenfalls nach kurzer Antrocknung, überlackiert werden. Bevor zugt werden sie mit Klarlacken auf der Basis der erfindungsgemäßen Überzugsmittel überlackiert.

Die erfindungsgemäßen Überzugsmittel eignen sich besonders für Decklacke oder Klarlacke und Basislacke, die bevorzugt auf dem Kraftfahrzeugsektor, jedoch auch auf anderen Gebieten, eingesetzt werden. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Überzugsmittels in der Mehrschichtlackierung ist besonders für die Automobilserien-Lackierung geeignet, sie kann jedoch auch für andere Zwecke verwendet werden, wie z. B. für Haushaltsgeräte oder in der Möbelindustrie, um besonders säurestabile Überzüge zu erhal ten.

In den folgenden Beispielen beziehen sich Teile (T) und % auf das Gewicht.

Beispiel 1 Herstellung eines carboxyfunktionellen Harzes (Komponente A)

In einem 4-Liter-Dreihalskolben, der mit Rührer, Thermometer, Tropftrich ter und einem Rückflußkühler versehen ist, werden 1375 T Xylol vorgelegt und unter Rühren auf Rückflußtemperatur (ca. 140°C) erhitzt. Innerhalb von 5h wird eine Mischung aus
264 T Acrylsäure
292 T Styrol
294 T Butylacrylat
470 T Butylmethacrylat und
55 T Tert.-Butylperbenzoat
zugetropft. Nach einer 4-stündigen Nachpolymerisation werden innerhalb 30 Minuten 334 T ε-Caprolacton zugetropft. Die Umsetzung wird bei 140°C bis zum Erreichen des theoretischen Festkörpergehaltes durchgeführt.

Das carboxylfunktionelle Harz hat einen Festkörpergehalt von 57,5% (1 h, 150°C), eine Säurezahl von 120 mg KOH/g und eine Viskosität von 5600 mPas (25°C).

Für die Anwendung in einem wäßrigen Klarlack (Beispiel 5) wird das carboxylfunktionelle Harz im Vakuum auf einen Festkörpergehalt von 91,6% eingeengt.

Beispiel 2 Herstellung eines epoxyfunktionellen Harzes ohne Acryloylgruppen

In einem 4-Liter-Dreihalskolben, der mit Rührer, Thermometer, Tropftrich ter und einem Rückflußkühler versehen ist, werden 1250 T Xylol vorgelegt und unter Rühren auf Rückflußtemperatur (ca. 140°C) erhitzt. Innerhalb von 5 h wird eine Mischung aus
750 T Glycidylmethacrylat
155 T Styrol
195 T Butylacrylat
100 T Butylmethacrylat und
50 T Tert.-Butylperbenzoat
zugetropft und anschließend 6 h nachpolymerisiert.

Das epoxyfunktionelle Harz hat einen Festkörpergehalt von 49,4% (1 h, 150°C).

Herstellung eines epoxy- und acryloylfunktionellen Harzes (Komponente B)

a) In einem 6-Liter-Dreihalskolben, der mit Rührer, Thermometer, Tropf trichter und einem Rückflußkühler versehen ist, werden 2250 T Xylol vorgelegt und unter Rühren auf Rückflußtemperatur (ca. 140°C) erhitzt. Innerhalb von 5 h wird eine Mischung aus
1350 T Glycidylmethacrylat
279 T Styrol
351 T Butylacrylat
180 T Butylmethacrylat und
90 T Tert.-Butylperbenzoat
zugetropft und anschließend 6 h nachpolymerisiert.

b) 2200 T dieses Harzes werden in einem 4-Liter-Kolben, der mit Rührer, Thermometer, Tropftrichter und Rückflußkühler versehen ist, unter Rühren auf 120°C erwärmt. Bei dieser Temperatur werden 477 T Butylace tat, 6.6 T Triphenylphosphit und 1,4 T Methylhydrochinon zugegeben. Nach 30-minütiger Homogenisierung wird innerhalb von 20 Minuten ein Gemisch aus 238 T Butylacetat und 110 T Acrylsäure zugegeben. Die Umsetzung wird solange bei 120°C durchgeführt, bis eine Säurezahl von 1 mg KOH/g erreicht ist. Anschließend wird unter Vakuum auf einen Festkörpergehalt von ca. 80% eingeengt. Das Harz besitzt einen Festkörpergehalt von 83,5% (1 h, 150°C).

Beispiel 3 Herstellung von Überzugsmitteln

In den folgenden Beispielen und im Vergleichsversuch werden
als Katalysator(Komponente E) eine 20-%ige Lösung von Ethyltriphenyl phosphoniumjodid in Ethanol,
als Melaminharz (Komponente D) ein handelsübliches methyliertes Melamin harz (Cymel 325^R),
und als Radikalinitiator (Komponente F) ein handelsüblicher oligomerer Benzpinakolsilyether verwendet.

Beispiel 4 Herstellung einer Klarlackzusammensetzung

Zur Herstellung einer Klarlackzusammensetzung wird folgende Rezeptur verwendet
41,6 T carboxylfunktionelles Harz aus Beispiel 1)
25,4 T epoxy- und acryloylfunktionelles Harz aus Beispiel 3b)
6,8 T Katalysatorlösung
16,6 T Butylacetat
1,7 T Butyldiglykolacetat
6,3 T Melaminharz
1,6 T Radikalinitiator.

Der Festkörpergehalt der Klarlackzusammensetzung liegt bei 52,0%.

Vergleichsversuch

Es wird eine Klarlackzusammensetzung wie in Beispiel 4 hergestellt, wobei jedoch mit einem epoxyfunktionellen Harz ohne Acryloylgruppen, also ohne Komponente B), gearbeitet wird. Es wurde folgende Rezeptur verwendet:
50,8 T carboxyfunktionelles Harz aus Beispiel 1)
33,9 T epoxyfunktionelles Harz aus Beispiel 2)
6,9 T Katalysatorlösung
2,0 T Butyldiglykolacetat
6,4 T Melaminharz.

Der Klarlack hat einen Festkörpergehalt von 52,4%.

Mit einer Rakel werden die Klarlacke aus dem Beispiel 4 und dem Ver gleichsversuch in einer Trockenfilmschichtdicke von 44 µm auf ein Eisen blech oder eine Glasplatte appliziert und nach einer 10minütigen Ablüft phase bei Raumtemperatur 20 Minuten bei 140°C eingebrannt. Es resultieren harte, glänzende Filme mit guter Lösemittel- und Schwefelsäurebeständig keit.

MEK-Rub stellt einen Reibetest unter Verwendung eines mit Methyl-ethyl keton getränkten Lappens dar.

Der mit dem erfindungsgemäßen Beispiel 4 erhaltene Klarlacküberzug weist eine höhere Härte auf als der mit dem Klarlack aus dem Vergleichsversuch erhaltene Überzug; dennoch ist seine Elastizität höher als die des mit dem Vergleichs-Klarlack erhaltenen Überzugs.

Beispiel 5 Herstellung eines wäßrigen Klarlacks

a) Herstellung einer wäßrigen Emulsion:
In einem 1-Liter-Kolben werden 155,2 T einer 10%igen wäßrigen Lösung eines Emulgators auf der Basis eines Polyoxypropylenpolyoxyethylensor bitansäurediesters bei 60°C vorgelegt. Das Gemisch wird mit einem Rührer, der mit einer Geschwindigkeit von ca. 8500 Umdrehungen/min. rotiert, gerührt. Innerhalb von 3 Minuten werden bei 60°C ein Gemisch aus 257 T carboxylfunktionelles Harz von Beispiel 1, 157 T epoxy- und acryloylfunk tionelles Harz von Beispiel 3b) und 39 T Melaminharz zugegeben.
Die so erhaltene milchig-weiße Emulsion hat einen Festkörpergehalt von 52,5%.
b) Herstellung einer wäßrigen Klarlackzusammensetzung
76,5 T der Emulsion aus Beispiel 5a
5,4 T Katalysatorlösung
18,0 T vollentsalztes Wasser.

Der wäßrige Klarlack hat einen Festkörpergehalt von 41,3%. Es wird mit einer Spritzpistole (1,3 mm Düse) in einer Trockenfilmschichtdicke von ca. 40 µm auf blankes Eisenblech bzw. auf mit einer Mehrschichtlackierung mit Elektrotauchgrundierung, Füller und Wasserbasislack beschichtetem Eisenblech appliziert und nach einer 20minütigen Ablüftphase (10 min. Raumtemperatur, 10 min 80°C) 20 Minuten bei 140°C eingebrannt.

Die erhaltenen eingebrannten Filme haben eine gute Härte, hohen Glanz und eine gute Beständigkeit gegen Schwefelsäure und Superbenzin.

Claims

1. Für Überzugsmittel geeignete Bindemittelzusammensetzung, enthaltend

A) 25 bis 75 Gew.-% eines oder mehrerer carboxylgruppenhaltiger Harze, die α,β-ungesättigte Gruppen enthalten können, mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von 500 bis 10 000 g/Mol und einer Säurezahl von 15 bis 200 mg KOH/g,
B) 25 bis 75 Gew.-% eines oder mehrerer Polyether, Polyester, Polyether/Polyester und/oder (Meth)acrylcopolymerer mit minde stens einer α,β-ungesättigten Gruppe und mindestens einer Epoxidgruppe im Molekül, wobei die α,β-ungesättigten Gruppen und Epoxidgruppen im Zahlenverhältnis 20 : 80 bis 80 : 20 vorlie gen, mit einem Zahlenmittel des Molgewichts (Mn) von bis zu 10 000 g/Mol,
C) 0 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer Polyole mit mindestens zwei Hydroxyfunktionen im Molekül,
D) 0 bis 20 Gew.-% eines oder mehrerer Melaminharze,

wobei sich die Summe der Gew.-% der Komponenten A), B), C) und D) auf 100 Gew.-% addiert, sowie

E) 0,1 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer Katalysatoren zur Katalyse der Reaktion von Carboxyl- und Epoxidgruppen, bezogen auf die Summe der Gewichte der Komponenten A) bis D), und
F) 0,1 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer thermisch und/oder photo chemisch aktivierbarer Radikalinitiatoren, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) und B).

2. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Harze der Komponente A), ein oder mehrere carboxylgruppenhaltige und gegebenen falls α,β-ungesättigte (Meth)acrylcopolymere und/oder ein oder mehrere carboxylgruppenhaltige, gegebenenfalls α,β-ungesättigte Polyester sind.

3. Überzugsmittel, enthaltend das Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2.

4. Überzugsmittel nach Anspruch 3 in der Form eines lösemittelhaltigen Lackes.

5. Überzugsmittel nach Anspruch 4 mit einem Lösemittelgehalt von 5 bis 60 Gew.-%.

6. Überzugsmittel nach Anspruch 3, das Wasser und gegebenenfalls ein oder mehrere organische Lösemittel enthält.

7. Überzugsmittel nach Anspruch 3 in der Form eines Pulverlackes.

8. Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 7 in der Form eines pigmentfreien und füllstofffreien, gegebenenfalls lackübliche Additive enthaltenden Klarlackes.

9. Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 7 in der Form eines Pigmente, Füllstoffe und/oder lackübliche Additive enthaltenden Deck- oder Basislackes.

10. Verfahren zur Herstellung eines Überzugsmittels nach einem der Ansprüche 3 bis 6, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2 in einem oder mehreren organi schen Lösemitteln und/oder Wasser, gegebenenfalls nach Teilneutrali sation der vorhandenen Carboxylgruppen, löst oder dispergiert und vor oder nach dem Lösen oder Dispergieren mit lacküblichen Additiven und/oder Pigmenten und/oder Füllstoffen vermischt.

11. Verwendung der Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 7 und 9 in pigmenthaltiger Form zur Herstellung von ein- oder mehrschichti gen Lackierungen.

12. Verwendung der Überzugsmittel nach Anspruch 8 in pigmentfreier Form zur Herstellung von Klarlackschichten.

13. Verwendung der Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 7 und 9 in pigmentierter Form zur Herstellung von Basislackschichten.

14. Verwendung der Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 9 zur Herstellung von Füllerschichten und/oder Basislackschichten und/oder Klarlackschichten in Mehrschichtlackierungen.

15. Verwendung der Überzugsmittel nach einem der Ansprüche 3 bis 9 zur Herstellung von Mehrschichtlackierungen auf dem Kraftfahrzeugsektor.