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Die
Erfindung betrifft eine wässrige
Beschichtungszusammensetzung, die ein Additionspolymer und ein Polyurethan
umfasst. Vorzugsweise umfasst diese wässrige Beschichtungszusammensetzung
auch ein metallisches Pigment wie Aluminium oder ein Pigment wie
einen mit Metalloxid beschichteten Glimmer, so dass Beschichtungen
mit einem metallischen Aussehen erhalten werden können. Auf
diese Weise wird ein als "Changieren" bezeichneter differentieller
lichtreflektierender Effekt erhalten. Ein Problem bei Beschichtungssystemen
mit einem metallischen Aussehen besteht im Erhalt eines starken
Changierens sowie eines hohen Glanzes.
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Um
ein starkes Changieren zu erhalten, sollte das metallische Pigment
beim Auftragen der Beschichtungszusammensetzung gut orientiert werden
und so bleiben. Zum Erhalt eines starken Glanzes wird die metallpigmenthaltige
Beschichtung mit einem unpigmentierten sogenannten Klarlack versehen.
Dieses System wird gewöhnlich
als "Basislack/Klarlack"-System bezeichnet.
In der gegenwärtigen
Praxis wird der Klarlack auf den Basislack gespritzt, ohne dass
der Basislack vorher gehärtet
wird ("nass-auf-nass"). Weil der Klarlack
gewöhnlich
organische Lösungsmittel
enthält,
sollten Schritte zur Verhinderung einer Desorientierung des metallischen
Pigments in einem Basislack als Folge einer Erweichung des Basislacks
durch die organischen Lösungsmittel
im Klarlack ("Durchschlagen") unternommen werden.
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Ein
wässriger
Basislack, d. h. eine unvernetzte Kern-Schale-Dispersion, wobei
die Schale, wenn sie quillt, die gewünschten rheologischen Eigenschaften
ergibt, ist aus
EP-A-0
287 144 bekannt. Eine Abnahme des Durchschlagens wird beobachtet.
Es ist jedoch festgestellt worden, dass diese Beschichtungszusammensetzung
im Hinblick auf mehrere Beschichtungseigenschaften wie die Deckkraft
und die Trocknungszeiten einer Verbesserung bedarf.
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Die
vorliegende Erfindung macht nun eine wässrige Beschichtungszusammensetzung
verfügbar,
die als Basislack in einem Basislack/Klarlack-System mit guten mechanischen
Eigenschaften, einem starken Changieren, einem starken Glanz, praktisch
ohne Durchschlagen und mit guter Wasserfestigkeit verwendet werden
kann. Aufgrund der Tatsache, dass höhere Feststoffgehalte mit der
wässrigen
Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung erreicht
werden können,
wird eine Verminderung der Trocknungszeiten und der Anzahl der Beschichtungen
erhalten. Bei einer oder mehreren dieser Eigenschaften weist die wässrige Beschichtungszusammensetzung
der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung gegenüber der
in
EP-A-0 287 144 offenbarten
auf.
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Die
erfindungsgemäße wässrige Beschichtungszusammensetzung
umfasst
5 bis 95 Gew.-% wenigstens eines in Alkali quellbaren
Kern-Schale-Additionspolymers
(I) gemäß Anspruch
1 und
95 bis 5 Gew.-% wenigstens eines Polyurethans (II) gemäß Anspruch
1,
wobei die Summe der für
die Polymere (I) und (II) angegebenen Gew.-% immer 100 Gew.-% beträgt.
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Vorzugsweise
umfasst die wässrige
Beschichtungszusammensetzung
10 bis 90 Gew.-% des wenigstens
einen Additionspolymers (I) und
90 bis 10 Gew.-% des wenigstens
einen Polyurethans (II).
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Noch
mehr bevorzugt umfasst die wässrige
Beschichtungszusammensetzung
25 bis 75 Gew.-% des wenigstens
einen Additionspolymers (I) und
75 bis 25 Gew.-% des wenigstens
einen Polyurethans (II).
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Das
in Alkali quellbare Kern-Schale-Additionspolymer (I) ist ein Copolymer,
das in zwei oder mehreren Schritten durch Emulsionspolymerisation
hergestellt wird und erhalten wird durch die Copolymerisation in
einem ersten Schritt von
- A) 60–95 Gew.-Teilen
(bezogen auf 100 Gew.-Teile des Additionspolymers) einer Monomermischung
A, bestehend aus
- i) 65–100
mol-% einer Mischung aus
- a) 60–100
mol-% eines (Cyclo)Alkyl(meth)acrylats, dessen (Cyclo)Alkylgruppe
4-12 Kohlenstoffatome enthält,
und
- b) 0–40
mol-% eines Di(cyclo)alkylmaleats und/oder eines Di(cyclo)alkylfumarats,
dessen (Cyclo)Alkylgruppen 4-12 Kohlenstoffatome enthalten,
wobei
die Summe der für
die Monomere (a) und (b) angegebenen Mol-% immer 100 mol-% beträgt, und
- ii) 0–35
mol-% eines anderen copolymerisierbaren, monoalkylenisch ungesättigten
Monomers,
wobei die Summe der für die Monomere (i) und (ii)
angegebenen Mol-% immer 100 mol-% beträgt, und
durch die Copolymerisation
in einem anschließenden
Schritt von
- B) 5–40
Gew.-Teilen (bezogen auf 100 Gew.-Teile des Additionspolymers) einer
Monomermischung B, umfassend
- iii) 10–60
mol-% (Meth)Acrylsäure
und
- iv) 40–90
mol-% eines anderen copolymerisierbaren, monoalkylenisch ungesättigten
Monomers,
wobei die Summe der für die Monomere (iii) und (iv)
angegebenen Mol-% immer 100 mol-% beträgt,
wobei die von der
(Meth)Acrylsäure
stammenden Carbonsäuregruppen
wenigstens teilweise ionisiert sind,
was zu einem nicht vernetzten,
in Alkali quellbaren Kern-Schale-Additionspolymer
(I) führt.
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Solche
in Alkali quellbaren Kern-Schale-Polymere sind aus
EP-A-0 287 144 bekannt.
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Vorzugsweise
wird das Additionspolymer erhalten durch die Copolymerisation von
80–90 Gew.-Teilen
der Monomermischung A und
10–20 Gew.-Teilen der Monomermischung
B.
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Gegebenenfalls
können
verschiedene Monomermischungen A und/oder B nacheinander verwendet werden.
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Mit
Emulsionspolymerisation ist hier die Polymerisation eines ethylenisch
ungesättigten
Monomers in Wasser in Gegenwart eines wasserlöslichen oder wasserunlöslichen
Initiators und unter Verwendung eines Emulgators gemeint.
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Als
Beispiele für
(Cyclo)Alkyl(meth)acrylate, die zur Verwendung in der Monomermischung
A geeignet sind und eine (Cyclo)Alkylgruppe mit 4-12 Kohlenstoffatomen
aufweisen, können
erwähnt
werden: Butylacrylat, Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat,
Octylacrylat, Octylmethacrylat, Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat,
Dodecylacrylat, Dodecylmethacrylat, Cyclohexylacrylat, Cyclohexylmethacrylat
und Mischungen davon. Es ist bevorzugt, dass die Monomermischung
A 70–95,
noch mehr bevorzugt 80–95
mol-% des oben erwähnten (Cyclo)Alkyl(meth)acrylats
enthalten soll. Bevorzugte Monomere sind Butylacrylat, Butylmethacrylat
und Mischungen davon.
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Als
Beispiele für
Di(cyclo)alkylmaleate und/oder -fumarate mit (Cyclo)Alkylgruppen
mit 4-12 Kohlenstoffatomen, die zur Verwendung in Monomermischung
A brauchbar sind, können
erwähnt
werden: Dibutylmaleat, Dibutylfumarat, 2-Ethylhexylmaleat, 2-Ethylhexylfumarat,
Octylmaleat, Isobornylmaleat, Dodecylmaleat, Cyclohexylmaleat und
Mischungen davon.
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Als
geeignete copolymerisierbare, monoalkylenisch ungesättigte Monomere,
von denen maximal 35 und vorzugsweise 5–20 mol-% in der Monomermischung
A verwendet werden, können
erwähnt
werden: Alkyl(meth)acrylate mit weniger als 4 Kohlenstoffatomen
in der Alkylgruppe, wie Methylmethacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat,
Ethylmethacrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat und Isopropylacrylat;
Alkylmaleate und -fumarate mit weniger als 4 Kohlenstoffatomen in
den Alkylgruppen, wie Dimethylmaleat, Diethylmaleat, Diethylfumarat
und Dipropylmaleat; (Meth)Acrylate mit Ethergruppen, wie 2-Methoxyethylmethacrylat,
2-Ethoxyethylmethacrylat,
3-Methoxypropylacrylat; Hydroxyalkyl(meth)acrylate, z. B. 2-Hydroxyethylacrylat,
2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat,
4-Hydroxybutylacrylat, 6-Hydroxyhexylacrylat, p-Hydroxycyclohexylacrylat, p-Hydroxycyclohexylmethacrylat,
Hydroxypolyethylenglycol(meth)acrylate, Hydroxypolypropylenglycol(meth)acrylate
und die entsprechenden Alkoxyderivate davon; Epoxy(meth)acrylate
wie Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat; monovinylaromatische
Kohlenwasserstoffe wie Styrol, Vinyltoluol, α-Methylstyrol und Vinylnaphthalin;
auch Acrylamid und Methacrylamid, Acrylnitril, Methacrylnitril,
N-Methylolacrylamid und N-Methylolmethacrylamid; N-Alkyl(meth)acrylamide
wie N-Isopropylacrylamid, N-Isopropylmethacrylamid,
N-t-Butylacrylamid, N-t-Octylacrylamid, N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat und N,N-Diethylaminoethylmethacrylat;
Monomere wie Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylpyrrolidon und Vinylpropionat
und Monomere, die eine oder mehrere Harnstoff- oder Urethangruppen
enthalten, zum Beispiel das Produkt der Reaktion von 1 mol-% Isocyanatethylmethacrylat
mit 1 mol-% Butylamin, 1 mol-% Benzylamin, 1 mol-% Butanol, 1 mol-%
2-Ethylhexanol bzw. 1 mol-% Methanol. Mischungen dieser Verbindungen
können ebenfalls
verwendet werden. Bevorzugt sind Alkyl(meth)acrylate wie Methylacrylat,
Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat und Mischungen
davon und Hydroxyalkyl(meth)acrylate, wie 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat,
2-Hydroxypropylacrylat,
2-Hydroxypropylmethacrylat und Mischungen davon.
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Weil
das Additionspolymer (I) nicht vernetzt ist, ist die Auswahl der
Monomere in den Monomermischungen A und B so, dass anders als bei
den ungesättigten
Bindungen die vorhandenen funktionellen Gruppen unter den Bedingungen
der Reaktion zur Herstellung des Additionspolymers nicht miteinander
reagieren können.
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Als
Beispiele für
copolymerisierbare, monoalkylenisch ungesättigte Monomere, die in der
Monomermischung B zusätzlich
zur (Meth)Acrylsäure
verwendet werden können,
können
erwähnt
werden: monovinylaromatische Kohlenwasserstoffe wie Styrol, Vinyltoluol, α-Methylstyrol
und Vinylnaphthalin; Nitrile wie Acrylnitril und Methacrylnitril;
Acrylsäure-
oder Methacrylsäureester
wie Methylmethacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat,
Propylacrylat, Propylmethacrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylat,
Butylmethacrylat und 2-Ethylhexylacrylat;
Hydroxyalkyl(meth)acrylate, z. B. 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat,
2-Hydroxypropylmethacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat, 6-Hydroxyhexylacrylat
und p-Hydroxylcyclohexylacrylat; (Meth)Acrylate mit Ethergruppen,
wie 2-Methoxyethylmethacrylat, 2-Ethoxyethylmethacrylat
und 3-Methoxypropylacrylat; Hydroxypolyethylenglycol(meth)acrylate,
Hydroxypolypropylenglycol(meth)acrylate und deren entsprechende
Alkoxyderivate; ethylenisch ungesättigte Monocarbonsäuren wie Crotonsäure und
Itaconsäure,
und Verbindungen wie Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylpropionat,
Vinylpyrrolidon, Acrylamid, Methacrylamid und N-Alkyl(meth)acrylamide, wie N-Isopropylacrylamid,
N-t-Butylacrylamid und N-t-Octylacrylamid.
Mischungen dieser Verbindungen können
ebenfalls verwendet werden. Bevorzugte Monomere sind Methylacrylat,
Methylmethacrylat, Butylacrylat und Butylmethacrylat und Mischungen
davon.
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Es
ist bevorzugt, dass die Monomermischung B Folgendes enthalten sollte:
15–50 mol-%,
noch mehr bevorzugt 20–40
mol-% (Meth)Acrylsäure
und
50–85
mol-%, noch mehr bevorzugt 60–80
mol-% des copolymerisierbaren, monoalkylenisch ungesättigten Monomers.
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Eine
Copolymerisation von Monomermischung B ergibt gewöhnlich ein
Copolymer mit einer Säurezahl von
30–450
und vorzugsweise 60–350
und einer Hydroxylzahl von 0–450
und vorzugsweise 60–300.
Sowohl die Säurezahl
als auch die Hydroxylzahl werden als mg KOH auf 1 g Copolymer ausgedrückt.
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Das
Additionspolymer (I) hat ein Mn von 50 000 bis 2 000 000, vorzugsweise
von 100 000 bis 1 000 000.
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Die
in der Emulsionspolymerisation vorzugsweise verwendeten Emulgatoren
sind von anionischer oder nichtionischer Beschaffenheit. Beispiele
für anionische
Emulgatoren umfassen: Kaliumlaurat, Kaliumstearat, Kaliumoleat,
Natriumdecylsulfat, Natriumdodecylsulfat, Natriumdodecylbenzolsulfonsäure und
Natriumrosinat. Beispiele für
nichtionische Emulgatoren umfassen: lineare und verzweigte Alkyl-
und Alkylarylpolyethylenglycol- und Alkyl- und Alkylarylpolypropylenglycolether
und -thioether, Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanole wie das Addukt
von 1 mol-% Nonylphenol an 3–12
mol-% Ethylenoxid; Alkyl(ethylenoxy)ethanole mit 8-18 Kohlenstoffatomen
in den Alkylgruppen, wie das Addukt von 1 mol-% Dodecanol an 3–12 mol-%
Ethylenoxid. Beispiele für
Emulgatoren, die anionische und nichtionische Gruppen umfassen,
sind das Ammonium- oder Natriumsalz des Sulfats von Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanolen,
wie das Addukt von 1 mol-% Nonylphenol an 3–12 mol-% Ethylenoxid und das
Ammonium- oder Natriumsalz des Sulfats von Alkyl(ethylenoxy)ethanolen,
wie das Addukt von 1 mol-% Nonylphenol an 3–12 mol-% Ethylenoxid und das
Ammonium- oder Natriumsalz des Sulfats von Alkyl(ethylenoxy)ethanolen
mit 8-18 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen, wie das Addukt von
1 mol-% eines C12-14-Alkohols an 3–12 mol-%
Ethylenoxid. Bevorzugt ist das Ammonium- oder Natriumsulfatsalz
des Addukts von 1 mol-% eines C12-14-Alkohols
an 3–12
mol-% Ethylenoxid.
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Auch
bei der Emulsionspolymerisation können herkömmliche radikalische Initiatoren
in den üblichen Mengen
verwendet werden. Beispiele für
geeignete radikalische Initiatoren umfassen wasserlösliche Initiatoren,
wie Ammoniumpersulfat, Natriumpersulfat, Kaliumpersulfat und t-Butylhydroperoxid,
und wasserunlösliche
Initiatoren, wie Bis(2-ethylhexyl)peroxydicarbonat, Di-n-butylperoxydicarbonat,
t-Butylperpivalat, Cumolhydroperoxid, Dibenzoylperoxid, Dilauroylperoxid,
2,2'-Azobisisobutyronitril
und 2,2'-Azobis-2-methylbutyronitril.
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Als
geeignete Reduktionsmittel, die in Kombination zum Beispiel mit
einem Hydroperoxid verwendet werden können, können erwähnt werden: Ascorbinsäure, Natriumsulfoxylatformaldehyd,
Thiosulfate, Hydrogensulfate, Hydrosulfate, wasserlösliche Amine,
wie Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin,
N,N'-Dimethylethanolamin
und N,N-Diethylethanolamin und reduzierende Salze wie Kobalt-, Eisen-,
Nickel- und Kupfersulfat.
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Gegebenenfalls
kann ein Kettenlängeregler,
zum Beispiel n-Octylmercaptan, Dodecylmercaptan und 3-Mercaptopropionsäure, auch
verwendet werden.
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Die
Copolymerisation der Monomermischungen wird gewöhnlich bei Atmosphärendruck
bei einer Temperatur von 40–100°C, vorzugsweise
60–90°C in einer
Atmosphäre
aus einem Inertgas, wie Stickstoff, durchgeführt. Gegebenenfalls kann die
Copolymerisation aber auch bei erhöhtem Druck durchgeführt werden. Auf
jeden Fall sollten die Reaktionsbedingungen für die Monomermischungen A und
B so gewählt
werden, dass, anders als bei ungesättigten Bindungen, in den Monomermischungen
vorhandene funktionelle Gruppen nicht miteinander reagieren können.
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Gemäß der Erfindung
werden die von der Acrylsäure
und/oder Methacrylsäure
stammenden Carbonsäuregruppen
durch die Zugabe eines Neutralisierungsmittels zu wenigstens 40–100% neutralisiert.
Als geeignete Neutralisierungsmittel für die Carbonsäure können Ammoniak
und Amine, wie N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin,
2-(Dimethyl)amino-2-methyl-1-propanol,
Triethylamin und Morpholin erwähnt
werden. Es ist bevorzugt, dass die Neutralisierung der Carbonsäuregruppen
nach der Polymerisation durchgeführt wird.
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In
(I) können
Mischungen von in Alkali quellbaren Kern-Schale-Polymeren gemäß Anspruch
1 verwendet werden.
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Ein
Beispiel für
eine Dispersion, die ein solches in Alkali quellbares Kern-Schale-Additionspolymer
umfasst, ist Setalux 6801 AQ-24 von Akzo Nobel Resins.
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Das
Polyurethan (II) ist ein Polyurethan-Polyharnstoff. Vorzugsweise
umfasst der Polyurethan-Polyharnstoff:
- v) wenigstens
200 Milliäquivalente
auf 100 g Feststoffe chemisch eingearbeitete Carbonatgruppen -O-CO-O-
und
- vi) eine kombinierte Gesamtsumme von bis zu 320 Milliäquivalenten
auf 100 g Feststoffe chemisch eingearbeiteter Urethangruppen -NH-CO-O-
und chemisch eingearbeiteter Harnstoffgruppen -NH-CO-NH-.
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Solche
Polyurethan-Polyharnstoff-Dispersionen sind aus
DE 39 36 794 bekannt.
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Vorzugsweise
umfasst der Polyurethan-Polyharnstoff auf einen Feststoffgehalt
von 100 g wenigstens 250 Milliäquivalente
chemisch eingearbeiteter Carbonatgruppen -O-CO-O- und auf einen
Feststoffgehalt von 100 g eine kombinierte Gesamtzahl von 200 bis
300 Milliäquivalenten
Urethangruppen -NH-CO-O- und Harnstoffgruppen -NH-CO-NH-.
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Polyurethan-Polyharnstoff
kann auf eine bekannte Weise hergestellt werden, indem Folgendes
umgesetzt wird:
- a) organische Polyisocyanate,
die keine hydrophilen Gruppen oder in hydrophile Gruppen umwandelbare Gruppen
enthalten, mit
- b) organischen Polyhydroxyl-Verbindungen mit einer relativ hohen
Molmasse, die keine hydrophilen Gruppen oder in hydrophile Gruppen
umwandelbare Gruppen enthalten,
- c) gegebenenfalls Zusammensetzungen mit niedriger Molmasse,
die wenigstens zwei gegenüber
Isocyanat reaktive Gruppen, aber keine hydrophilen Gruppen oder
Gruppen, die in hydrophile Gruppen umgewandelt werden können, enthalten,
- d) gegebenenfalls nichtionische, hydrophile Ausgangsverbindungen,
die wenigstens eine Isocyanatgruppe oder wenigstens eine gegenüber Isocyanat
reaktive Gruppe enthalten, und
- e) gegebenenfalls Ausgangsverbindungen, die wenigstens eine
ionische Gruppe oder wenigstens eine Gruppe, die in eine ionische
Gruppe umgewandelt werden kann, sowie wenigstens ein gegenüber Isocyanat
reaktives Wasserstoffatom enthält,
mit
der Maßgabe,
dass die Anzahl der in den Komponenten d) und e) vorhandenen nichtionischen
Gruppen und ionischen Gruppen ausreichend ist, um die Dispergierbarkeit
der Polyurethan-Polyharnstoffe in Wasser zu gewährleisten.
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Die
Reaktion zwischen Isocyanatgruppen und Hydroxylgruppen führt zu Urethangruppen,
wobei in den Reaktionsprodukten vorhandene Harnstoffgruppen aus
aminfunktionellen Ausgangskomponenten und/oder der Reaktion zwischen
Isocyanatgruppen und dem dispergierenden Wasser gebildet werden,
was bei der Herstellung der wässrigen
Polyurethan-Dispersionen immer möglich
ist.
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Die
Polyisocyanat-Komponente a) umfasst jedes beliebige, aus der Polyurethan-Chemie bekannte Polyisocyanat.
Diese Polyisocyanate haben gewöhnlich
eine Molmasse von 112 bis 1000, vorzugsweise 140 bis 400. Geeignete
Polyisocyanate sind diejenigen, die der Formel Q(NCO)n entsprechen,
wobei Q eine organische Gruppe darstellt, die erhalten wird, indem
die Isocyanatgruppen von einem organischen Polyisocyanat mit einer
Molmasse von 112 bis 1000, vorzugsweise 140 bis 400, entfernt werden,
und n für
eine Zahl von 2 bis 4, vorzugsweise 2 oder 3 und noch mehr bevorzugt
2 steht. In der obigen Formel stellt Q vorzugsweise eine zweiwertige
aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen,
eine zweiwertige cycloaliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 5
bis 15 Kohlenstoffatomen, eine zweiwertige aromatische Kohlenwasserstoffgruppe
mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen oder eine araliphatische Kohlenwasserstoffgruppe
mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen dar. Beispiele für geeignete Polyisocyanate
umfassen Tetramethylendiisocyanat, 1,6-Diisocyanathexan (HDI), Dodecamethylendiisocyanat,
2,2,4-Trimethylhexandiisocyanat, Undecandiisocyanat-(1,11), Lysinesterdiisocyanat,
Cyclohexan-1,3- und -1,4-diisocyanat, 1-Isocyanato-3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan
(IPDI) und 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan.
Auch geeignet sind aromatische Diisocyanate wie 2,4-Diisocyanatotoluol
und/oder 2,6-Diisocyanatotoluol, 4,4''-Diisocyanatodiphenylmethan
und 1,4-Diisocyanatoisopropylbenzol. HDI, IPDI und Mischungen dieser
Diisocyanate sind besonders bevorzugt.
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Komponente
b) umfasst organische Polyhydroxylverbindungen mit einer Molmasse
von 300 bis 5000, vorzugsweise von 500 bis 3000, die wenigstens
50 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 70 Gew.-% Polyhydroxypolycarbonate
enthalten. Die Polyhydroxypolycarbonate sind Kohlensäureester,
die durch die Reaktion von Kohlensäurederivaten, z. B. Diphenylcarbonat
oder Phosgen, mit Diolen erhalten werden. Beispiele für diese Diole
umfassen Ethylenglycol, Propan-1,2- und -1,3-diol, Butan-1,4- und
-1,3-diol, Hexan-1,6-diol, Octan-1,8-diol, Neopentylglycol, 1,4-Bishydroxymethylcyclohexan,
2-Methylpropan-1,3-diol,
2,2,4-Trimethylpentan-1,3-diol, Diethylengiycol, Tri- und Tetraethylenglycol,
Dipropylenglycol, Polypropylenglycole, Dibutylenglycol, Polybutylenglycole,
Bisphenol A und Tetrabrombisphenol A. Die Diolkomponente enthält vorzugsweise
40 bis 100 Gew.-% eines Hexandiols, vorzugsweise Hexan-1,6-diol,
und/oder Hexandiolderivate, die vorzugsweise zusätzlich zu terminalen OH-Gruppen
Ether- oder Estergruppen
enthalten, z. B. die Produkte, die gemäß
DE 17 70 245 durch die Umsetzung von
1 mol-% Hexandiol mit ≥ 1
mol-%, vorzugsweise 1 bis 2 mol-% Caprolacton erhalten werden, oder
die Produkte, die gemäß
DE 15 70 540 durch die Selbstveretherung
von Hexandiol unter Bildung von Dihexylen- oder Trihexylenglycol
erhalten werden. Die in
DE 37
17 060 beschriebenen Polyetherpolycarbonatdiole sind ebenfalls
sehr geeignet.
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Die
Hydroxylpolycarbonate sollten im Wesentlichen linear sein, obwohl
sie bei Bedarf durch die Einarbeitung polyfunktioneller Komponenten,
insbesondere von Polyolen mit niedriger Molmasse, wie Glycerin,
Trimethylolpropan, Hexan-1,2,6-Triol,
Butan-1,2,4-Triol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Chinit, Mannit
und Sorbit, Methylglycosid und 1,4,3,6-Dianhydrohexiten, leicht
verzweigt sein können.
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Zusätzlich zu
den Polyhydroxycarbonaten kann die Ausgangskomponente b) andere
bekannte Polyhydroxylverbindungen mit den oben beschriebenen Molmassen
enthalten, z. B.
- b1) Dihydroxypolyester, die
aus Dicarbonsäuren
wie Bernsteinsäure,
Adipinsäure,
Korksäure,
Azelainsäure,
Sebacinsäure,
Phthalsäure,
Isophthalsäure,
Terephthalsäure,
Tetrahydrophthalsäure
und aus Diolen wie Ethylenglycol, Propan-1,2-diol, Propan-1,3-diol,
Diethylenglycol, Butan-1,4-diol,
Hexan-1,6-diol, Octan-1,8-diol, Neopentylglycol, 2-Methylpropan-1,3-diol
und den verschiedenen isomeren Bishydroxymethylcyclohexanen erhalten
werden;
- b2) Polylactone wie den Polymeren von ε-Caprolacton, die mit den oben
erwähnten
zweiwertigen Alkoholen initiiert sind, und
- b3) Polyether, z. B. die Polymere oder Copolymere von Tetrahydrofuran,
Styroloxid, Propylenoxid, Ethylenoxid, die Butylenoxide oder Epichlorhydrin,
die mit zweiwertigen Startermolekülen wie Wasser initiiert sind, wobei
die oben erwähnten
Diole oder Amine 2 NH-Bindungen enthalten, insbesondere die Polymere
oder Copolymere von Propylenoxid und gegebenenfalls Ethylenoxid.
Ethylenoxid kann mit der Maßgabe,
dass das resultierende Polyetherdiol nicht mehr als 10 Gew.-% Ethylenoxid-Einheiten
enthält,
als Teil der Gesamtmenge der Ethermoleküle verwendet werden. Es ist
bevorzugt, Polyetherdiole, die ohne die Zugabe von Ethylenoxid erhalten
wurden, insbesondere diejenigen allein auf der Grundlage von Propylenoxid
und Tetrahydrofuran, zu verwenden.
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Die
gegebenenfalls verwendeten Ausgangskomponenten c) sind bekannte
Verbindungen mit niedriger Molmasse, die eine Molmasse von weniger
als 300 haben, Hydroxyl- und/oder Aminogruppen enthalten und in
Isocyanat-Additionsreaktionen
wenigstens difunktionell sind. Verbindungen, die in Isocyanat-Additionsreaktionen
wenigstens difunktionell sind (Kettenverlängerungsmittel), Verbindungen,
die in Isocyanat-Additionsreaktionen wenigstens trifunktionell sind
(Vernetzungsmittel), und Mischungen solcher Verbindungen können als Ausgangsverbindungen
c) verwendet werden. Beispiele für
diese Verbindungen umfassen mehrwertige Alkohole mit niedriger Molmasse,
wie Ethylenglycol, Propan-1,2- und -1,3-diol, Butan-1,4- und -1,3-diol,
Hexan-1,6-diol, Octan-1,8-diol,
Neopentylglycol, 1,4-Bishydroxymethylcyclohexan, 2-Methylpropan-1,3-diol, 2,2,4-Trimethylpentan-1,3-diol,
Glycerin, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, die isomeren Hexantriole
und Pentaerythrit; Diamine mit niedriger Molmasse, wie Ethylendiamin,
1,2- und 1,3-Diaminopropan, 1,3-, 1,4- und 1,6-Diaminohexan, 1,3-Diamino-2,2-dimethylpropan,
Isophorondiamin, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, 4,4-Diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethan,
1,4-Bis(2-aminoprop-2-yl)cyclohexan,
Hydrazin, Hydrazid und Mischungen solcher Diamine und Hydrazine;
höherfunktionelle
Polyamine wie Diethylentriamin, Triethylentetramin, Dipropylentriamin
und Tripropylentetramin; hydrierte Produkte der Addition von Acrylnitril
an aliphatische oder cycloaliphatische Diamine, vorzugsweise diejenigen,
die durch die Addition einer Acrylnitrilgruppe an ein Molekül Diamin
erhalten werden, z. B. Hexamethylenpropylentriamin, Tetramethylenpropylentriamin, Isophoronpropylentriamin
oder 1,3- oder 1,3-Cyclohexanpropylentriamin
und Mischungen solcher Polyamine.
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Die
hydrophilen Ausgangsverbindungen d) sind Zusammensetzungen, die
in Polyetherketten eingearbeitete Ethylenoxid-Einheiten enthalten,
insbesondere:
- d1) Diisocyanate und/oder Zusammensetzungen,
die gegenüber
Isocyanat reaktive Wasserstoffatome enthalten und in Isocyanat-Polyadditionsreaktionen
difunktionell sind, wobei die Diisocyanate und Zusammensetzungen
auch Polyether-Seitenketten, die Ethylenoxid-Einheiten enthalten,
enthalten, und
- d2) Monoisocyanate und/oder Zusammensetzungen, die in Isocyanat-Polyadditionsreaktionen
monofunktionell sind und ein gegenüber Isocyanat reaktives Wasserstoffatom
enthalten, wobei die Monoisocyanate und die Zusammensetzungen auch
terminale, Ethylenoxid-Einheiten enthaltende Polyetherketten enthalten,
und
- d3) Mischungen von d1) und d2).
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Die
als Ausgangskomponente e) verwendeten Verbindungen haben wenigstens
eine gegenüber
Isocyanat reaktive Gruppe und wenigstens eine (möglicherweise) ionische Gruppe.
Sie umfassen die alkoholhaltigen tertiären Aminogruppen, Hydroxycarbonsäuren, Hydroxysulfonsäuren, Aminocarbonsäuren und
Aminosulfonsäuren,
die in
U.S. 3 479 310 offenbart
sind. Statt dieser potentiell ionische Gruppen enthaltenden Ausgangskomponenten
können
die entsprechenden Derivate vom Salztyp verwendet werden, d. h.
ionische Gruppen, die durch die Quaternisierung oder Neutralisation
der potenziell ionischen Gruppen gebildet werden. Beispiele für geeignete
quaternisierende und neutralisierende Mittel zur Umwandlung der
potenziell organischen Gruppen in ionische Gruppen sind auch in
U.S. 3 479 310 aufgeführt. Wenn
potenziell ionische Ausgangskomponenten verwendet werden, erfolgt
die wenigstens partielle Umwandlung der potenziell ionischen Gruppen
in ionische Gruppen durch eine Quaternisierung oder Neutralisation
nach oder während
der Herstellung der Polyurethan-Polyharnstoffe.
-
Bevorzugte
Ausgangskomponenten e) umfassen 2,2-Bis(hydroxymethyl)-alkanmonocarbonsäuren mit
insgesamt 5 bis 8 Kohlenstoffatomen und/oder Salze davon, die durch
eine partielle oder vollständige
Neutralisation mit organischen Aminen oder NH3 erhalten
werden. 2,2-Dimethylolpropionsäure
(2,2-Bishydroxymethylpropionsäure)
und/oder Salze davon sind zur Verwendung als Ausgangskomponente
e) besonders bevorzugt.
-
Die
Herstellung der Polyurethane aus den Ausgangskomponenten a) bis
e) wird auf eine bekannte Weise in einer oder mehreren Stufen durchgeführt, wobei
die Reaktanden in solchen Anteilen verwendet werden, dass das Äquivalenzverhältnis von
den in den Ausgangskomponenten vorhandenen Isocyanatgruppen zu den
gegenüber
Isocyanat reaktiven Gruppen, die in den Ausgangskomponenten vorhanden
sind, 0,8:1 bis 2:1, vorzugsweise 0,95:1 bis 1,5:1 und noch mehr
bevorzugt 0,95:1 bis 1,2:1 beträgt.
-
Komponente
d) wird in einer solchen Menge verwendet, dass der Polyurethan-Polyharnstoff 0 bis
30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-% in terminale oder laterale
Polyetherketten eingearbeitete Ethylenoxid-Einheiten enthält.
-
Die
Menge der Komponente e) und der zur Bildung von ionischen Gruppen
erforderliche Neutralisationsgrad werden berechnet, um sicherzustellen,
dass das schließlich
erhaltene Polyurethan 0 bis 120, vorzugsweise 1 bis 80 Milliäquivalente
ionische Gruppen auf 100 g Feststoff enthält. Die Gesamtmenge der Ethylenoxid-Einheiten
und ionischen Gruppen muss ausreichend sein, um die Dispergierbarkeit
der Polyurethan-Polyharnstoffe in Wasser zu gewährleisten.
-
Die
Reaktion der Ausgangskomponenten a) bis e) kann in einer oder mehreren
Stufen gegebenenfalls in Gegenwart eines gegenüber Isocyanat inerten, was sermischbaren
Lösungsmittels
durchgeführt
werden, so dass die Reaktionsprodukte in einem solchen Lösungsmittel
in Form einer Lösung
erhalten werden. In diesem Zusammenhang bezeichnet der Begriff "Lösung" entweder eine wahre Lösung oder
eine Wasser-in-Öl-Emulsion,
die zum Beispiel gebildet werden kann, wenn einzelne Ausgangskomponenten
in Form von wässrigen Lösungen verwendet
werden. Beispiele für
geeignete Lösungsmittel
umfassen Aceton, Methylethylketon, N-Methylpyrrolidon und beliebige
Mischungen solcher Lösungsmittel.
Diese Lösungsmittel
werden gewöhnlich in
solchen Mengen verwendet, dass die Reaktionsprodukte der Ausgangskomponenten
a) bis e) in Form von 10 bis 70 Gew.-% erhalten werden.
-
Wenn
die Herstellung von Polyurethan-Polyharnstoffen als Einstufenreaktion
durchgeführt
wird, werden die Ausgangskomponenten, die gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen
enthalten, vorzugsweise miteinander vermischt und dann mit den Isocyanatgruppen
enthaltenden Ausgangskomponenten umgesetzt. Diese Reaktion wird
vorzugsweise zu Beginn in Abwesenheit von Lösungsmittel bei Temperaturen
von 50 bis 150°C, gegebenenfalls
in Gegenwart von bekannten Katalysatoren, durchgeführt.
-
Die
Viskosität
nimmt im Verlauf der Reaktion zu, und eines der oben erwähnten Lösungsmittel
wird daher allmählich
zur Mischung gegeben. Der Polyurethangehalt der schließlich erhaltenen
organischen Lösung
wird auf eine Konzentration von 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere 15
bis 55 Gew.-%, eingestellt.
-
Wenn
ein Zweistufenverfahren verwendet wird, wird ein Isocyanat-Prepolymer
vorzugsweise zuerst lösungsmittelfrei
bei etwa 50 bis 150°C
aus überschüssigen Mengen
isocyanathaltiger Ausgangskomponenten und hydroxylhaltiger Ausgangskomponenten
mit einem NCO/OH-Äquivalenzverhältnis von
1,1:1 bis 3,5:1, vorzugsweise 1,2:1 bis 2,5:1, mit oder ohne Lösungsmittel
hergestellt, und dieses Isocyanat-Prepolymer wird dann, wenn kein
Lösungsmittel
bis zu dieser Stufe verwendet wurde, in einem Lösungsmittel aufgenommen. Die
erhaltene Lösung
wird dann mit Kettenverlängerungsmitteln
oder Vernetzungsmitteln c), die gegebenenfalls in Form von wässrigen
Lösungen
verwendet werden und vorzugsweise Ausgangskomponenten vom oben erwähnten Typ sind,
die primäre
und/oder sekundäre
Aminogruppen enthalten, weiter umgesetzt. Die Anzahl der in der
zweiten Stufe verwendeten Ausgangskomponenten c) wird so berechnet,
dass gewährleistet
ist, dass das Äquivalenzverhältnis aller
in der ersten und in der zweiten Stufe verwendeten Ausgangskomponenten
den oben aufgeführten
Bedingungen entspricht.
-
Die
Endprodukte beider Variationen (einstufig und zweistufig) sind Lösungen der
Reaktionsprodukte im oben erwähnten
Lösungsmittel
mit einem Feststoffgehalt innerhalb der oben aufgeführten Bereiche.
-
Wenn
potenziell ionische Gruppen vorhanden sind, wird ihre durch Quaternisierung
oder Neutralisation erfolgende, wenigstens partielle Umwandlung
in ionische Gruppen vorteilhaft vor der Zugabe des dispergierenden
Wassers durchgeführt.
Wenn die Ausgangskomponente e) Carboxylgruppen, insbesondere Dimethylolpropionsäure, enthält, was
bevorzugt ist, handelt es sich bei den verwendeten Neutralisierungsmitteln vorzugsweise
um tertiäre
Amine wie Triethylamin, Tri-n-butylamin, N,N,N-Trimethylcyclohexylamin,
N-Methylmorpholin, N-Methylpiperazin, N,N-Dimethylethanolamin, N-Methylpiperidin
und Triethanolamin. Es ist auch bevorzugt, zur Neutralisation von
Carboxylgruppen Ammoniak unter den in
EP-0
269 972 aufgeführten
Bedingungen zu verwenden.
-
Nach
der Zugabe von Wasser als Lösungsmittel
oder Dispergiermedium wird wenigstens der Hauptteil des Zusatz-Lösungsmittels
gegebenenfalls durch Destillation entfernt. Das Wasser wird in einer
Menge verwendet, die ausreichend ist, um ein Produkt mit einem Feststoffgehalt
von 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 45 Gew.-%, zu ergeben.
-
Die
Polyurethan-Polyharnstoffe können
auch durch andere, im Fachgebiet bekannte Verfahren hergestellt
werden, zum Beispiel durch die Verwendung von Hydrazin oder Diaminen
als Kettenverlängerungsmittel c)
in blockierter Form, d. h. in Form der entsprechenden Azine oder
Ketimine, wie in
U.S. 4 269 748 und
4 829 122 offenbart ist.
-
Alternativ
kann das sogenannte Prepolymer-Mischverfahren verwendet werden (siehe
D. Dieterich, Angew. Makromol. Chem. 9A, 142 (1981)). Bei diesem Verfahren
wird anfänglich
wie oben beschrieben ein NCO-Prepolymer hergestellt, und nach der
wenigstens partiell erfolgenden Umwandlung potenzieller ionischer Gruppen
in ionische Gruppen wird das Prepolymer mit Wasser vermischt, wodurch
eine Emulsion gebildet wird. Die NCO-Gruppen des Prepolymers werden
dann in der wässrigen
Phase durch die Zugabe aminfunktioneller Kettenverlängerungsmittel
oder Vernetzungsmittel c) und/oder durch eine Reaktion mit Wasser
zur Reaktion gebracht.
-
Ein
Beispiel für
eine solche Polyurethandispersion ist Bayhydrol VPLS 2952 von Bayer.
-
In
(II) können
Mischungen von Polyurethanen gemäß Anspruch
1 verwendet werden.
-
Die
Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung, eine wässrige Beschichtungszusammensetzung,
besteht im Wesentlichen aus Wasser. Bei etwa 20 Gew.-% des Flüssigkeitsgehalts
der Beschichtungszusammensetzung kann es sich jedoch um ein organisches
Lösungsmittel
handeln. Als geeignete organische Lösungsmittel können Ethergruppen
enthaltende Alkohole wie Hexylglycol, Butoxyethanol, 1-Methoxypropanol-2,
1-Ethoxypropanol-2, 1-Propoxypropanol-2, 1-Butoxypropanol-2 und 1-Isobutoxypropanol-2, Alkohole
wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Pentanol und Hexanol,
Diole wie Ethylenglycol und Diethylenglycol erwähnt werden.
-
Die
Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann durch physikalisches Trocknen gehärtet werden. Alternativ können die
Beschichtungszusammensetzungen in Gegenwart eines Härtungsmittels,
das mit Hydroxyl- und/oder Carboxylgruppen reagiert, gehärtet werden.
-
Beispiele
für geeignete
Härtungsmittel
umfassen N-Methylol- und/oder N-Methylolethergruppen
enthaltende Aminoplaste, die durch die Umsetzung eines Aldehyds,
zum Beispiel Formaldehyd, mit einer Amino- oder Amidogruppen enthaltenden
Verbindung wie Melamin erhalten werden, wie Cymel 328 von Cytec,
Harnstoff, N,N'-Ethylenharnstoff,
Dicyanodiamid und Benzoguanamin. Die resultierenden Verbindungen
werden vorzugsweise vollständig
oder teilweise mit Alkoholen mit 1-6 Kohlenstoffatomen, wie Methanol,
Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, Amylalkohol,
Hexanol oder Mischungen davon vollständig oder partiell verethert.
Besonders vorteilhafte Ergebnisse können erhalten werden, wenn
ein Methylolmelamin mit 4–6
Methylgruppen pro Molekül
Melamin verwendet wird, wobei wenigstens 3 Methylolgruppen mit Butanol oder
einem mit Butanol veretherten Kondensationsprodukt von Formaldehyd
und N,N'-Ethylendiharnstoff
verethert werden. Beispiele für
andere geeignete Härtungsmittel
umfassen Polyisocyanate oder wasserdispergierbare, blockierte Polyisocyanate,
wie ein mit Methylethylketoxim blockiertes, Isocyanatgruppen enthaltendes
Addukt eines Polyisocyanats an eine Hydroxycarbonsäure, z.
B. Dimethylolpropionsäure,
und aliphatische und aromatische Carbodiimide.
-
Zusätzlich zu
dem in Alkali quellbaren Kern-Schale-Additionspolymer (I) und dem
Polyurethan (II) kann die Bindemittel-Zusammensetzung auch mit Wasser
verdünnbare
Materialien wie Alkydharze, Polyester, Polyacrylate und Mischungen
davon umfassen.
-
Darüber hinaus
kann die Beschichtungszusammensetzung die herkömmlichen Additive und Hilfsmittel wie
Dispergiermittel, Farbstoffe, Beschleuniger für die Härtungsreaktion und Rheologieregler,
wie Acrysol RM 2020, Acrysol ASE 60, Coatex Rheo 3000 und Viscalex
HV 30, enthalten.
-
Anwendbare
Pigmente können
eine saure, eine neutrale oder eine basische Beschaffenheit haben. Gegebenenfalls
können
die Pigmente zur Modifizierung der Eigenschaften vorbehandelt sein.
Beispiele für
geeignete Pigmente umfassen metallische Pigmente wie Aluminium und
rostfreien Stahl; Perlmuttpigmente wie Glimmer, der mit einem Metalloxid
wie Eisenoxid und/oder Titandioxid beschichtet ist; anorganische
Pigmente, wie Titandioxid, Eisenoxid, Ruß, Siliciumdioxid, Kaolin,
Talk, Bariumsulfat, Bleisilicat, Strontiumchromat und Chromoxid,
und organische Pigmente wie Phthalocyanin-Pigmente.
-
Der
Feststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzungen reicht von 5–60 Gew.-%,
vorzugsweise von 10–40
Gew.-%. Dies hängt
davon ab, ob ein metallisches Pigment verwendet wird oder nicht.
Das Vorhandensein von metallischen Pigmenten führt im Vergleich dazu, wenn
nichtmetallische Pigmente vorhanden sind, zu einem niedrigeren Feststoffgehalt.
Im Vergleich zu herkömmlichen
wässrigen
Basislacksystemen ist der Feststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung
der vorliegenden Erfindung jedoch in beiden Fällen höher.
-
Vorzugsweise
wird die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
als Basislack in einem sogenannten Basislack/Klarlack-System verwendet,
um ein metallisches Aussehen mit einem starken Glanz verfügbar zu
machen. Dahingehend umfasst die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
eine sogenannte "nonleafing" Aluminiumpaste oder
ein anderes metallisches Pigment. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzungen
als Basislack kann ein Erweichen des Basislacks durch den Klarlack
nach dessen Aufsprühen
darauf verhindert werden, so dass der Metallic-Effekt nicht verloren geht.
-
Bei
dem im Basislack/Klarlack-System verwendeten Klarlack kann es sich
zum Beispiel um einen klaren Einbrennlack einer herkömmlichen
Polyacrylat/Melamin-Zusammensetzung handeln. Beim Klarlack kann es
sich auch um eine Polyester- oder Polyacrylat/Polyisocyanat-Zweikomponenten-Zusammensetzung
handeln. Beim Polyisocyanat kann es sich zum Beispiel um das Trimer
von 1,6-Hexamethylendiisocyanat handeln. Der Klarlack kann auch
wässrig
sein und hydrophile Polyisocyanate umfassen.
-
Die
erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
kann auf jede wünschenswerte
Weise, wie durch Rollenauftrag, Spritzen, Streichen, Bespritzen,
Fluten, Tauchen, elektrostatisches Spritzen oder Elektrophorese,
vorzugsweise durch Spritzen, auf ein Substrat aufgetragen werden.
-
Geeignete
Substrate können
aus Holz, Metall und synthetischem Material bestehen und gegebenenfalls
zum Beispiel mit einer Grundierung oder einem Füllmittel vorbehandelt sein.
Das Härten
kann bei Raumtemperatur oder zur Verkürzung der Härtungsdauer gegebenenfalls
bei erhöhter
Temperatur durch geführt
werden. Gegebenenfalls kann die Beschichtungszusammensetzung bei
höheren
Temperaturen im Bereich von beispielsweise 60 bis 160°C in einem
Einbrennofen über
einen Zeitraum von 10 bis 60 min thermisch behandelt werden. Der
Klarlack kann nass-auf-nass auf den Basislack aufgetragen werden.
Gegebenenfalls kann der Basislack vor dem Auftragen des Klarlacks
teilweise gehärtet
werden. Der Basislack kann vor dem Auftragen des Klarlacks auch
vollständig
gehärtet
sein.
-
Die
Zusammensetzungen sind zur Herstellung von beschichteten Metallsubstraten
wie bei der Reparaturindustrie, insbesondere in der Karosseriewerkstatt,
zur Reparatur von Kraftfahrzeugen und Transportfahrzeugen und zur
Oberflächenbehandlung
von großen
Transportfahrzeugen wie Zügen,
LKW, Bussen und Flugzeugen, besonders geeignet. Die Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung können
auch zur erstmaligen Oberflächenbehandlung
von Kraftfahrzeugen verwendet werden.
-
Die
Erfindung wird durch die folgenden Beispiele beschrieben, die keinesfalls
dahingehend aufgefasst werden dürfen,
dass sie den Rahmen der vorliegenden Erfindung einschränken.
-
BEISPIELE
-
Die
in den Beispielen verwendeten Testverfahren sind unten beschrieben.
-
Die
Spritzviskosität
wurde mit einem DIN-Becher Nr. 4 bestimmt.
-
Der
Feststoffgehalt, der Bindemittelgehalt und der VOC (Gehalt an flüchtigen
organischen Stoffen) wurden theoretisch berechnet. Bei der Berechnung
des VOC wird das Vorhandensein von Wasser außer acht gelassen. Die Trocknungszeit
wurde visuell bestimmt. Diese Zeit begann im Moment des Besprühens des
Substrats bis zur Deckung und endete in demjenigen Moment, in dem
das Aussehen der Beschichtung opak war.
-
Die
folgenden Verbindungen wurden verwendet:
PAD = Setalux 6801
AQ-24 von Akzo Nobel Resins
PUR = Bayhydrol VPLS 2952 von Bayer.
-
Beispiele 1–9
-
Zum
Testen der Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
wurden mehrere Farbformulierungen hergestellt. Dazu wurden Bindemittel,
Pigmente, Lösungsmittel,
Wasser und herkömmliche
Additive zusammengemischt. Die ausgewählten Farbformulierungen sind
in Tabelle 1 aufgeführt.
-
Bleche
wurden mit einer herkömmlichen
Grundierung präpariert.
Auf das grundierte Blech wurde ein schwarzweißer Aufkleber aufgebracht,
um die Deckeigenschaften der Beschichtungszusammensetzung zu bestimmen.
Basislack-Zusammensetzungen der in Tabelle 1 aufgeführten Farbformulierungen
wurden auf die Bleche gespritzt. Die Bleche wurden bei Raumtemperatur
gehärtet.
-
Wie
aus den Ergebnissen in Tabelle 2 hervorgeht, trocknen die Beschichtungszusammensetzungen der
vorliegenden Erfindung bemerkenswert schnell, was zu kurzen Auftragungs-
und Maskierungszeiten führt. Weiterhin
sind zum Erhalt einer kompletten Deckung nur kleine Materialmengen
erforderlich. Schließlich
ist die Viskosität
im spritzfertigen Zustand in Bezug auf den VOC hervorragend. Tabelle 1
| Bsp. | Farbcode | Typ | Farbe | Feststoffgehalt (Gew.-%) | Bindemittelgehalt (Gew.-%) | PAD* (Gew.-%) | PUR (Gew.-%) | P/B | VOC (g/l) |
| 1 | KIA
3002 | Vollton | Rot | 23 | 17 | 37 | 63 | 0,36 | 321 |
| 2 | KIA
9011 | Perlfarben | Rot | 22 | 16 | 58 | 42 | 0,34 | 305 |
| 3 | GMA
92:84 | Perlfarben | Pink | 20 | 16 | 64 | 36 | 0,27 | 321 |
| 4 | OP549:91 | Perlfarben | Rot | 20 | 15 | 71 | 29 | 0,33 | 310 |
| 5 | VOL
324 | Metallic | Beige | 17 | 17 | 69 | 31 | 0,19 | 376 |
| 6 | FEU
9352 | Metallic | Silber | 20 | 21 | 50 | 50 | 0,15 | 377 |
| 7 | NISER
3 | Perlfarben/Metallic | Gelb | 18 | 16 | 73 | 27 | 0,27 | 362 |
| 8 | FEU
411 | Vollton | Weiß | 32 | 15 | 35 | 65 | 1,35 | 253 |
| 9 | P1607:87 | Vollton | Rot | 22 | 15 | 55 | 45 | 0,38 | 348 |
- * Die Gew.-% PAD und PUR sind auf der Grundlage
des festen Harzes angegeben.
Tabelle 2 | Bsp. | Spritzviskosität (s) | Anzahl
der Schichten | Trocknungszeit (min) | Materialverbrauch (g) |
| 1 | Nicht
bestimmt | 2,5 | 13 | 182,5 |
| 2 | Nicht
bestimmt | 2
+ Nebel | 10,5 | 149,7 |
| 3 | Nicht
bestimmt | 2
+ Nebel | 11 | 100 |
| 4 | 36 | 2,5
+ Nebel | 11 | 184 |
| 5 | 28,5 | 2
+ Nebel | 8 | 138 |
| 6 | 24,5 | 2
+ Nebel | 9 | 157 |
| 7 | 26 | 2,5
+ Nebel | 14 | 211 |
| 8 | 25 | 4 | 13 | 204 |
| 9 | 26,5 | 4 | 17 | 231 |
-
Beispiele 10 bis 13 und Vergleichsbeispiele
A bis D
-
Mehrere
Farbformulierungen wurden wie in Beispiel 1 erwähnt hergestellt. Als Vergleichsbeispiele wurden
dieselben Farbformulierungen mit der Ausnahme hergestellt, dass
in der Bindemittelzusammensetzung statt einer Mischung aus Setalux
6801 AQ 24 und Bayhydrol VPLS 2952 100% Setalux 6801 AQ 24 so verwendet
wurde, dass das Pigment-Bindemittel-Verhältnis dasselbe blieb.
-
Herkömmliche
Lösungsmittel
wurden so zu den Beschichtungszusammensetzungen gegeben, dass jede
dieselbe Viskosität
im spritzfertigen und im aufgetragenen Zustand wie in Beispiel 1
hatte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.
| Bsp. | Farbcode | Feststoffgehalt (Gew.-%) | P/B | Anzahl der Schichten | Trocknungszeit (min) | Materialverbrauch (g) | Zeitersparnis | Materialeinsparung |
| | Vollton
weiß | | | | | | | |
| 10 | FEU411 | 35,1 | 1,35 | 4 | 7 | 50 | 26
% | 28
% |
| A | | 26,7 | 1,35 | 5 | 9,5 | 70 | | |
| | Vollton
rot | | | | | | | |
| 11 | P1607:87 | 22 | 0,37 | 4 | 9,5 | 90 | 34
% | 10% |
| B | | 18 | 0,37 | 6 | 14,5 | 100 | | |
| | Metallic
beige | | | | | | | |
| 12 | VOL324 | 21 | 0,2 | 2 | 4,5 | 20 | 25
% | 23
% |
| C | | 17 | 0,2 | 3 | 6 | 26 | | |
| | Perlfarben
rot | | | | | | | |
| 13 | OP549:91 | 20 | 0,3 | 2 | 4 | 35 | 33
% | 40
% |
| D | | 18 | 0,3 | 4 | 6 | 60 | | |
-
Wie
aus den Ergebnissen in Tabelle 3 hervorgeht, ist die Viskosität im spritzfertigen
Zustand als Funktion des Feststoffgehalts hervorragend. Unerwartet
haben die Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
bei derselben Viskosität
im spritzfertigen Zustand einen höheren Feststoffgehalt. Weiterhin trocknen
die Beschichtungszusammensetzungen der vorliegenden Erfindung deutlich
schneller, was zu kurzen Auftragungs- und Maskierungszeiten führt. Schließlich sind
zum Erhalt einer vollständigen
Deckung nur kleine Materialmengen erforderlich.