DE60033787T2

DE60033787T2 - Verfahren für Mehrschichtbeschichtung

Info

Publication number: DE60033787T2
Application number: DE2000633787
Authority: DE
Inventors: Rodney Linden Briggs; Gregory Farmington Hills Menovcik; Josef Beverly Hills Rademacher; Cynthia Pinckney Stants; Michele L. Ann Arbor Stauffer
Original assignee: BASF Corp
Current assignee: BASF Corp
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: EP1153669B1; DE60033787D1; EP1153669A1; ES2283254T3

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Überzugs, der zwischen einer Pulvergrundlierlackschicht und einer Klarlackschicht Zwischenschichthaftung bereitstellt.
Hintergrund der Erfindung
Ein mehrschichtiger Überzug stellt einen dekorativen oder schützenden Überzug auf einem Substrat bereit. Für den mehrschichtigen Überzug auf dem Substrat verwendet man mindestens zwei Überzugsschichten, bei denen es sich um eine beliebige Kombination von Überzugsschichten von Elektrotauchlack, Grundierung, Füller, pigmentiertem Basislack und Klarlack handeln kann. Zur Herstellung des mehrschichtigen Überzugs kann man zunächst auf ein blankes oder elektrotauchlackiertes Substrat eine Pulvergrundierung aufbringen. Über der Grundierungsschicht können andere Überzüge, wie der Basislack und Klarlack, aufgebracht werden. In einigen Fällen bringt man über der Grundierung einen Basislack und dann über dem Basislack eine Klarlackschicht eines Überzugs auf. Ist ein zweifarbiger Überzug gewünscht, so sind andere Vorgehensweisen möglich. So kann man auf einen Teil eines grundierten Substrats einen farbigen Basislack aufbringen, dann auf das gesamte Substrat einen Klarlack aufbringen und danach auf den Rest des Substrats einen andersfarbigen Basislack aufbringen und schließlich das Ganze mit einer Klarlackschicht versehen. Alternativ dazu kann man einen grundierten Bereich mit Basislack versehen, danach den Klarlack aufbringen und beide Schichten zusammen oder nacheinander härten. Der Bereich wird dann abgedeckt, um ihn vor einer zweiten Farbe zu schützen. Anschließend wird ein zweiter grundierter Bereich mit einem andersfarbigen Basislack versehen und dann mit einem Klarlack überzogen, wonach die Schichten zusammen oder nacheinander gehärtet werden.
Sehr wünschenswert ist die Bereitstellung eines Mehrschichtüberzugssystems, das die Zwischenschichthaftung fördert. Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zur Herstellung eines die Zwischenhaftung fördernden mehrschichtigen Überzugs gerichtet. Ferner ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Überzugs, der die Zwischenschichthaftung zwischen einer Grundierung und einer Klarlackschicht, die direkt miteinander in Berührung stehen, fördert, gerichtet.
Kurze Darstellung der Erfindung
Verfahren zur Herstellung eines gehärteten mehrschichtigen Überzugs, der Zwischenschichthaftung bereitstellt, bei dem man:

a) auf ein Substrat eine erste Pulverlackzusammensetzung, die i) ein Polyesterharz mit einer Carboxylfunktionalität von weniger als zwei und ii) einen gegenüber den Carboxylgruppen des Polyesterharzes reaktiven Vernetzer aus der Gruppe bestehend aus epoxidfunktionellen Verbindungen enthält, wobei das Verhältnis von Epoxidgruppen zu Carboxylgruppen zwischen 1,05:1 und 1,9:1 liegt, aufbringt,
b) auf die erste Überzugsschicht mindestens eine zusätzliche Beschichtungszusammensetzung, bei der es sich um die einen Klarlack mit i) einem hydroxyfunktionellen Acrylharz und ii) einem gegenüber den Hydroxylgruppen des Acrylharzes reaktiven Vernetzer handelt, aufbringt, und
c) die Beschichtungszusammensetzungen gleichzeitig oder nacheinander härtet.

Nähere Beschreibung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Überzugs, der die Zwischenschichthaftung fördert. Das Verfahren eignet sich besonders gut bei einem mehrschichtigen Überzug mit einer Pulvergrundierung mit einem Polyesterharz und einem epoxidfunktionellen Vernetzer und einer Klarlackzusammensetzung mit einem hydroxyfunktionellen Acrylharz und einem gegenüber der Hydroxylfunktionalität reaktiven Vernetzer. Die Erfindung eignet sich zur Bereitstellung der Zwischenschichthaftung zwischen der Grundierung und dem Basislack bzw. der Grundierung und den Basislackschichten, die direkt miteinander in Berührung stehen.
Das erfindungsgemäße Polyesterharz hat eine Carboxylfunktionalität von weniger als zwei. Eine Carboxylfunktionalität des Polyesters von mehr als 2 ist unerwünscht, da Überzüge mit derartigen Polyestern eine weniger wünschenswerte Optik und Haftung aufweisen. Derartige Polyesterharze sind durch eine Kondensationsreaktion zwischen einer Polyolkomponente und einer polyfunktionellen Säurekomponente oder deren Anhydrid erhältlich. Man verwendet einen Überschuß an polyfunktioneller Säure, so daß man einen säuerfunktionellen Polyester erhält. Das Polyesterharz weist vorzugsweise eine Säurezahl von 30 bis 38 mg KOH/g auf. Außerdem hat das Polyesterharz vorzugsweise eine Tg von 50 bis 60°C. Die bei 200°C gemessene Viskosität des Polyesters beträgt vorzugsweise 4500 bis 5500 mPas.
Bei der zur Herstellung des Polyesters verwendeten polyfunktionellen Säure- oder Anhydridkomponente kann es sich um Alkylverbindungen, Alkylenverbindungen, Aralkylenverbindungen oder aromatische Verbindungen handeln. Bevorzugt sind Dicarbonsäuren und Dicarbonsäureanhydride. Es kommen aber auch höherfunktionelle Säuren oder Anhydride in Betracht. Bei Verwendung von trifunktionellen Verbindungen oder höherfunktionellen Verbindungen kann man auch monofunktionelle Carbonsäuren oder deren Anhydride mitverwenden, wie z.B. Versaticsäure, Fettsäuren oder Neodecansäure.
Als Beispiele für säure- oder anhydridfunktionelle Verbindungen, die zur Herstellung der Polyestergruppen geeignet sind, oder Anhydride derartiger Verbindungen seien im einzelnen Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Pyromellitsäureanhydrid, Bernsteinsäure, Azelainsäure, Adipinsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Citronensäure und Trimellitsäureanhydrid genannt.
Die zur Herstellung des Polyesterharzes verwendete Polyolkomponente weist ebenfalls eine Hydroxylfunktionalität von mindestens 2,0 auf. Die Polyolkomponente kann mono-, di- und trifunktionelle Alkohole sowie Alkohole höherer Funktionalität enthalten. Als Polyolkomponente sind Diole bevorzugt. Alkohole mit höherer Funktionalität können zum Einsatz kommen, wenn eine gewisse Verzweigung des Polyesters erwünscht ist, und als Polyolkomponente sind auch Gemische aus Diolen und Triolen bevorzugt. Hochverzweigte Polyester sind aufgrund von unerwünschten Auswirkungen auf den Überzug, wie verringerter Verlauf, und unerwünschter Auswirkungen auf den gehärteten Film, wie verringerte Steinschlagbeständigkeit und Glätte, unerwünscht.
Als Polyole eignen sich beispielsweise Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Butylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Pentaerythrit, Neopentylglykol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, hydriertes Bisphenol A und hydroxyalkylierte Bisphenole.
Die Verfahren zur Herstellung von Polyesterharzen sind gut bekannt. Bei der Bildung von Polyestern geht man in der Regel so vor, daß man die Polyolkomponente und die polyfunktionelle Säurekomponente gegebenenfalls unter Katalyse zusammen erhitzt und dabei das als Nebenprodukt anfallende Wasser abzieht, um die Reaktion bis zur Vollständigkeit zu treiben. Zur Unterstützung der azeotropen Entfernung des Wassers kann man eine geringe Menge eines Lösungsmittels, wie z.B. Toluol, zusetzen. In diesem Fall wird ein derartiges Lösungsmittel vorzugsweise vor der Pulverlackformulierung aus dem Polyesterprodukt abgezogen.
Polyesterharze sind im Handel in großer Zahl als Materialien mit 100% Feststoffgehalt, die in Pulverlackzusammensetzungen verwendet werden können, erhältlich, wie z.B. diejenigen mit der Handelsbezeichnung Alftalat von der Fa. Hoechst, Portsmouth, Virginia 23704, USA, diejenigen mit der Handelsbezeichnung Grilesta von der Fa. EMS-American Grilon, Inc., Sumter, South Carolina 29151, USA, und diejenigen mit der Handelsbezeichnung Arakote von der Fa. CIBA-Geigy Corporation, Ardsley, New York 10502, USA.
Die erfindungsgemäße warmhärtbare Pulverlackzusammensetzung enthält außerdem auch noch einen Vernetzer, der gegenüber den Carboxylgruppen des Polyesterharzes reaktiv ist. Als Vernetzer eignen sich beispielsweise epoxidfunktionelle Verbindungen, wie z.B. epoxidfunktionelle Epoxidharze, epoxidfunktionelle Acrylharze und Triglycidylisocyanurat; Polyoxazoline und Polydioxane.
Beispiele für epoxidfunktionelle Epoxidharze sind Epoxidharze vom Bisphenol-A-Typ, Novolak-Epoxidharze und alicyclische Epoxidharze. Bevorzugt sind Epoxidharze auf Bisphenol-A-Basis. Die Epoxidharze weisen vorzugsweise Epoxidäquivalentgewichte zwischen 500 und 2000 und besonders bevorzugt zwischen 600 und 1000 auf. Das Polyepoxid kann gesättigt oder ungesättigt, aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch sein. Beispiele für geeignete mehrwertige Alkohole sind 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A); 2,2-Bis(4-hydroxy-tert.-butylphenyl)propan; 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan; 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)isobutan; 2,2-Bis(4-hydroxy-tert.-butylphenyl)propan; Bis(2-hydroxynaphthyl)methan; 1,5-Dihydroxynaphthalin; 1,1-Bis(4-hydroxy-3-alkylphenyl)ethan und dergleichen.
Feste Epoxidharze, die für die Verwendung in Pulverlacken geeignet sind, sind leicht im Handel erhältlich, wie beispielsweise von der Fa. Dow Chemical Co., Midland, Michigan 48674, USA, unter der Handelsbezeichnung D.E.R., von der Fa. CIBA-Geigy Corp., Ardsley, New York 10502, USA, unter der Handelsbezeichnung Araldite und von der Fa. Shell Chemicals, Yardley, PA, USA, unter der Handelsbezeichnung Epon.
Für die Erfindung ist es von entscheidender Bedeutung, daß die Polyester/Epoxid-Beschichtungszusammensetzung ein Epoxid/Carboxy-Verhältnis von mehr als eins aufweist, damit sich die von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Zwischenschichthaftung auch tatsächlich ergibt. Die zwischen der Pulverschicht und zusätzlichen Überzugsschichten bereitgestellte Zwischenschichthaftung verbesserte sich stark, wenn das Verhältnis von Epoxid- zu Carboxyfunktionalität größer als ein ungefähres stöchiometrisches Verhältnis von 1:1 war, wobei auch eine Variation von ±2% noch unter die stöchiometrischen Anteile fällt. Das bevorzugte Verhältnis von Carboxy- zu Epoxidfunktionalität in der Grundierlackzusammensetzung beträgt 1,0:1,5 bis 1,0:1,9 und liegt besonders bevorzugt zwischen 1,15:1 und 1,7:1. Ganz besonders bevorzugt liegt das Verhältnis von Epoxid- zu Carboxyfunktionalität zwischen 1,4:1 und 1,6:1. Es wird angenommen, daß die überschüssige Epoxidfunktionalität zur Reaktion mit der reaktiven Funktionalität zusätzlicher Überzugsschichten zur Verfügung steht, wobei es sich bei einer derartigen reaktiven Funktionalität um Hydroxyl, Phenol, Amino, Carboxyl, Epoxid oder Mercaptan handeln kann. Das überschüssige Epoxid verbessert auch die Rheologie der Beschichtungszusammensetzung und kann zum Abfangen überschüssiger Amine aus einer Elektrotauchlackzusammensetzung, die zur Oberfläche eines gehärteten Überzugs wandern und die Langzeitbeständigkeit des Überzugs beeinträchtigen, dienen.
Bei erfindungsgemäßen Klarlackzusammensetzungen kann es sich um eine mit Melamin oder Isocyanat gehärtete Beschichtung auf Polyurethan- oder Acrylbasis handeln. Vorzugsweise enthält der Klarlack eine reaktive Funktionalität, wie z.B. Hydroxyl, Phenol, Amino, Carboxyl, Epoxid oder Mercaptan. Ganz besonders bevorzugt enthält der Klarlack ein Acrylharz mit Hydroxylfunktionalität. Das Acrylharz hat ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 4000-6000, vorzugsweise etwa 4000 und ein Hydroxyläquivalentgewicht zwischen 280-350 und vorzugsweise etwa 310-330. Der Vernetzer für den Klarlack stammt aus der Gruppe bestehend aus Melaminvernetzern, blockierten Isocyanatvernetzern und unblockierten Isocyanatvernetzern und Gemischen davon. Vorzugsweise enthält die Klarlackzusammensetzung eine Mischung von alkyliertem Melamin und einem blockierten Isocyanatvernetzer. Der Klarlack kann wäßrig, lösungsmittelhaltig oder pulverförmig sein. Vorzugsweise ist der Klarlack lösungsmittelhaltig. Das Lösungsmittel liegt in einer Menge zwischen 30 und 60 Gew.-% und vorzugsweise 40-50 Gew.-% vor. Der Klarlack kann zusätzliche Komponenten enthalten, wie UV-Absorber, Lichtschutzmittel vom HALS-Typ, Tenside, Stabilisatoren, Füllstoffe, Netzmittel, rheologiesteuernde Mittel, Dispergiermittel und Haftvermittler.
Die Mittel sind zwar an sich gut bekannt, jedoch muß man die Einsatzmenge genau bemessen, damit die Beschichtungseigenschaften nicht beeinträchtigt werden.
Zu den für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeigneten pigmentierten Basislackzusammensetzungen gehören beliebige einer Reihe von an sich gut bekannten Typen, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigt. Polymere, die bekanntlich zur Verwendung in Basislacken geeignet sind, sind u.a. Acrylverbindungen, Vinylverbindungen, Polyurethane, Polycarbonate, Polyester, Alkyde und Polysiloxane. Bevorzugte Polymere sind u.a. Acrylverbindungen, Vinylverbindungen, Polyurethane, Polycarbonate, Polyester, Alkyde und Polysiloxane. Bevorzugte Polymere sind u.a. Acrylverbindungen und Polyurethane. Basislackpolymere können thermoplastisch sein, sind aber vorzugsweise vernetzbar und enthalten eine oder mehrere Arten vernetzbarer funktioneller Gruppen. Hierzu gehören beispielsweise Hydroxyl-, Isocyanat-, Amin-, Epoxid-, Acrylat-, Vinyl-, Silan- und Acetoacetatgruppen. Diese Gruppen können so maskiert bzw, blockiert sein, daß sie erst unter den gewünschten Härtungsbedingungen, im allgemeinen bei erhöhten Temperaturen, entblockt werden und für die Vernetzungsreaktion zur Verfügung stehen. Als vernetzbare funktionelle Gruppen eignen sich u.a. Hydroxyl-, Epoxid-, Säure-, Anhydrid-, Silan- und Acetoacetatgruppen. Zu den bevorzugten vernetzbaren funktionellen Gruppen gehören hydroxyfunktionelle und aminofunktionelle Gruppen.
Basislackpolymere können selbstvernetzend sein oder einen separaten Vernetzer erfordern, welcher gegenüber den funktionellen Gruppen des Polymers reaktiv ist. Enthält das Polymer beispielsweise hydroxyfunktionelle Gruppen, so kann es sich bei dem Vernetzer um ein Aminoplastharz, einen Isocyanatvernetzer, einen blockierten Isocyanatvernetzer sowie Säure- oder Anhydrid-Vernetzer handeln. Der Basislack ist vorzugsweise pigmentiert und kann organische oder anorganische Verbindungen oder farbige Materialien, Füllstoffe, metallische oder andere anorganische plättchenförmige Materialien, wie z.B. Glimmer- oder Aluminiumplättchen, und andere Materialien dieser Art, die im Stand der Technik normalerweise als Pigmente bezeichnet werden, enthalten. Die Pigmentierungshöhe der Zusammensetzung beträgt in der Regel 1% bis 100, bezogen auf das Feststoffgesamtgewicht der Komponenten in der Beschichtungszusammensetzung (d.h. das Pigment-Bindemittel-Verhältnis beträgt 0,1 bis 1).
Die Beschichtungszusammensetzungen werden Bedingungen unterworfen, bei denen die Überzugsschichten aushärten. Zwar kommen verschiedene Härtungsmethoden in Betracht, jedoch ist die Warmhärtung bevorzugt. Dazu setzt man den lackierten Gegenstand im allgemeinen erhöhten Temperaturen aus, die hauptsächlich von Strahlungswärmequellen geliefert werden. Die Härtungstemperaturen variieren dabei je nach den jeweiligen in den Vernetzern verwendeten Blockierungsgruppen, liegen jedoch im allgemeinen im Bereich zwischen 285°F (140,5°C) und 385°F (196,1°C). Die Härtungszeit variiert je nach den jeweils eingesetzten Komponenten und physikalischen Parametern, wie z.B. der Dicke der Schichten. Typische Härtungszeiten liegen jedoch im Bereich von 15 bis 60 Minuten. Die verschiedenen Überzugsschichten können gleichzeitig oder nacheinander gehärtet werden. Vorzugsweise wird zunächst die Grundierungsschicht aufgebracht und gehärtet. Das Einbrennfenster der erfindungsgemäßen Pulverlacke liegt zwischen 160°C und 191°C (320°F und 375°F) über einen Zeitraum zwischen 5 und 60 Minuten. Vorzugsweise werden der Klarlack und der Basislack auf die Grundierungsschicht aufgebracht und zusammen gehärtet. Ein Zweitonüberzug ist dadurch erhältlich, daß man auf einem Teil eines grundierten Substrats Basislack aufbringt und danach auf das gesamte Substrat Klarlack aufbringt und gleichzeitig härtet. Der nicht mit Basislack versehene Teil des Substrats wird dann mit einem Basislack einer zweiten Farbe versehen, wonach das gesamte Substrat mit Klarlack versehen wird und die Überzüge dann gleichzeitig gehärtet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt ein erweitertes Einbrennfenster für den in dem mehrschichtigen Überzug verwendeten Grundierlack bereit. Das Einbrennfenster bezieht sich auf die für eine 85-90%ige Härtung der Pulvergrundierung benötigte Zeit und Temperatur. Härten bezieht sich auf die Reaktion der carboxyfunktionellen Gruppen des Polyesters mit epoxidfunktionellen Gruppen des Epoxidharzes unter Ausbildung von β-Hydroxyether-Bindungen. Es ist wünschenswert, daß die Grundierung nicht zu 100 gehärtet wird, so daß Epoxidgruppen zur Reaktion mit Funktionalität des Klarlacks des mehrschichtigen Überzugs verfügbar bleiben. Die Reaktion zwischen funktionellen Gruppen der Grundierung und des Klarlacks sorgt für eine bessere Zwischenschichthaftung, da es zwischen den Überzügen eine chemische Bindung gibt. Das Einbrennfenster wird zum Teil durch das Verhältnis von Epoxidgruppen zu Carboxylgruppen in der Pulvergrundierung bestimmt. Beispielsweise beträgt das Verhältnis für die Vergleichsbeschichtungszusammensetzung 0,98, und der Überzug wird bei einer Einbrennzeit von 20 Minuten bei 335°F (168,3°C) zu 85-90% gehärtet. Das Einbrennfenster für den Vergleichsgrundierlack liegt bei Temperaturen zwischen 157 und 168°C (315°F und 335°F) über einen Zeitraum zwischen 10 und 60 Minuten. Das Einbrennfenster für die erfindungsgemäßen Pulvergrundierungen liegt zwischen 160 und 191°C (320°F und 375°F) über einen Zeitraum zwischen 5 und 60 Minuten. So liegt beispielsweise das Einbrennfenster für den Vergleich (1) zwischen 12 Minuten bei 168°C (335°F) und 60 Minuten bei 157°C (315°F). Für Test 7 liegt das Einbrennfenster zwischen 5 Minuten bei 191°C (375°F) und 52 Minuten bei 176°C (348°F). Das Versagen der Zwischenschichthaftung ist im allgemeinen auf längere Einbrennzeiten bei höheren Temperaturen zurückzuführen.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele erläutert, aber nicht eingeschränkt.
Beispiele Beispiel 1 Pulvergrundierlackzusammensetzung

¹Carboxyfunktioneller Polyester von Hoechst, 810 Water St., Portsmouth, Virginia 23704, USA.
²Bisphenol-A.epoxid, erhältlich von Ciba Geigy Corp. Ardsley, New York 10502, USA.
³Acrylharz von S.C. Johnson and Son, Racine, Wisconsin 53403, USA.
⁴Von GCA Chemical, Bradenton, Florida 34205, USA.
⁵Von Cray Valley Products, Stuyvesant, NY 12173, USA.
⁶BASF Corporation, Wyandotte, Michgan, USA.
⁷Von Degussa, Rt. 46, Teterboro, New Jersey 07608, USA.
⁸Von Degussa, Rt. 46, Teterboro, New Jersey 07608, USA.
⁹Unter Bezeichnung Barimite XF von Cyprus Foote Mineral Co., Malvern, Pennsylvania, USA, erhältlich.

Beispiel 2 Klarlackformulierung

¹Von Chemical.
²Von Bayer Corporation unter dem Handelsnamen Desmodur BL XP-7098E erhältlich,
³Von BASF Corporation unter der Bezeichnung 342CD0653 erhältlich
⁴Von American Cyanamid unter dem Handelsnamen Cymel 327 erhältlich
⁵Von Ciba Additives unter dem Handelsnamen Tinuvin 123 erhältlich.
⁶Von King Industries unter dem Handelsnamen DislonL-1984 erhältlich.
⁷Von Byk Chemie unter dem Handelsnamen Byl VP-320 erhältlich.

Beispiel 3
Ergebnisse für Feuchtigkeits- und Splittprüfmaschine („Gravelometer")
Elektrotauchlackierte Bleche wurden in einer abgestuften Dicke von 25-127 μm (1 bis 5 Millizoll) mit Pulvergrundierung beschichtet und 20 Minuten bei 171°C (340°F) gebrannt. Klarlack wurde in einer Dicke von etwa 46 μm (1,8 Millizoll) aufgebracht und dann 20 min bei 138°C (280°F) gehärtet. Der Basislack wurde in einer Dicke von etwa 18 μm (0,7 Millizoll) aufgebracht und nach 5 Minuten Ablüften bei 66°C (150°F) 20 min bei 138°C (280°F) gehärtet.
Die Anfangshaftungsprüfung wurde gemäß Prüfmethode D 3359 (Gitterschnit und Abziehen von Klebeband) durchgeführt, und die Feuchthaftungsprüfung wurde bei hohen Einbrenntemperaturen gemäß ASTM B117 ohne Salz durchgeführt. Die Note 10 gibt an, daß gar kein Lack entfernt wurde, wohingegen 0 angibt, daß der gesamte Lack entfernt wurde. Kältesplittprüfungen wurden bei 45° und 90° gemäß Prüfmethode SAE J400 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1
Wertevergleich
Die folgenden Werte sind für die oben beschriebenen Testproben aufgeführt.
Die Zwischenschichthaftung zwischen einer Grundierung mit einem Verhältnis von Epoxidfunktionalität zu Carboxylfunktionalität von mindestens 1,15:1 zeigt bei Anfangshaftungsprüfungen gemäß ASTM-Prüfmethode D3359 im Vergleich zu einer Grundierung, die Epoxid- und Carboxylfunktionalität in stöchiometrischem Verhältnis enthält, bei Beschichtung beider Grundierungen mit identischen Klarlacken und Basislacken und Brennen unter identischen Bedingungen eine Zunahme von 100.

E = Epoxid
C = Carboxyl
A = Anhydrid

Schraffierte Fläche: Verbindung gemäß D1, die nicht in den Schutzbereich des hier vorgelegten Anspruchs 1 fällt.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines gehärteten mehrschichtigen Überzugs, der Zwischenschichthaftung bereitstellt, bei dem man: a) auf ein Substrat eine Pulverlackzusammensetzung, die i) ein Polyesterharz mit einer Carboxylfunktionalität von weniger als zwei und ii) eine epoxidfunktionelle Verbindung, die mit der Carboxylfunktionalität von (i) umgesetzt werden kann, enthält, wobei das Verhältnis von Epoxidgruppen zu Carboxylgruppen zwischen 1,05:1 und 1,9:1 liegt, aufbringt, b) den Pulverlack härtet, c) danach direkt auf die gesamte Pulverlackschicht oder einen Teil davon mindestens eine zusätzliche Beschichtungszusammensetzung, die i) ein Harz mit reaktiver Funktionalität aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyl-, Phenol-, Amino-, Carboxyl-, Epoxid- oder Mercaptanfunktionalität und ii) ein Vernetzerharz, das gegenüber der reaktiven Funktionalität der Komponente (c)(i) reaktiv ist, enthält, aufbringt und d) die zusätzliche(n) Beschichtungszusammensetzung(en) härtet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Pulverlack ein Verhältnis von Epoxidfunktionalität zu Carboxylfunktionalität zwischen 1,15:1 und 1,5:1 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Pulverlack ein Verhältnis von Epoxidfunktionalität zu Carboxylfunktionalität zwischen 1,4:1 und 1,6:1 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem es sich bei der zusätzlichen Beschichtungszusammensetzung um eine Klarlackzusammensetzung handelt, die ein hydroxyfunktionelles Acrylharz und einen Vernetzer aus der Gruppe bestehend aus Aminoplastvernetzern und blockierten und unblockierten Isocyanatvernetzern und Mischungen davon enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Klarlackzusammensetzung eine Mischung aus Melamin-Aminoplastvernetzer und einem blockierten Isocyanatvernetzer enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem man ferner über der Klarlackschicht eine oder mehrere Basislackzusammensetzungen aufbringt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man ferner über einem Teil des Pulverlacks (a) eine Basislackzusammensetzung auf das Substrat aufbringt, wobei ein Teil des Pulverlacks basislackfrei bleibt, und dann sowohl über der mit Basislack versehenen Schicht als auch über dem basislackfreien Pulverlack Klarlack aufbringt.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem man ferner über der Pulverlackschicht und der Klarlackschicht einen zweiten Basislack anderer Farbe aufbringt, wodurch man einen Zweiton-Farbeffekt erzielt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man a) die Pulvergrundierlackzusammensetzung in einer Dicke zwischen 25,4 und 127 μm (1 und 5 Millizoll) aufbringt, b) die Pulvergrundierbeschichtung bei einer Temperatur zwischen 160°C (320°F) und 190,5°C (375°F) über einen Zeitraum zwischen 5 und 60 Minuten härtet, c) auf die erste Lackschicht (Pulvergrundierlack) eine Basislackschicht und eine Klarlackschicht aufbringt, wobei der Klarlack i) ein hydroxyfunktionelles Acrylharz und ii) einen Vernetzer, der aus der Gruppe bestehend aus Aminoplast und blockiertem und unblockiertem Isocyanat stammt und gegenüber den Hydroxylgruppen des Acrylharzes reaktiv ist, enthält, d) die Basislackzusammensetzung und die Klarlackzusammensetzung nacheinander bei einer Temperatur zwischen 126,6°C (260°F) bis 154,4°C (310°F) über einen Zeitraum von 10-25 Minuten härtet.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Zwischenschichthaftung zwischen einer Grundierung mit einem Verhältnis von Epoxidfunktionalität zu Carboxylfunktionalität von mindestens 1,15:1 bei Anfangshaftungsprüfungen gemäß ASTM-Prüfmethode D3359 im Vergleich zu einer Grundierung, die Epoxid- und Carboxylfunktionalität in stöchiometrischem Verhältnis enthält, bei Beschichtung beider Grundierungen mit identischen Klarlacken und Brennen unter identischen Bedingungen eine Zunahme von 100% zeigt.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem man ferner über der Grundierung auf einem Teil des Substrats einen Basislack aufbringt und danach auf das gesamte Substrat einen Klarlack aufbringt, wobei ein Teil des beschichteten Substrats eine Grundierungsschicht und eine Klarlackschicht ohne Basislack aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem man ferner über der Grundierungsschicht und der Klarlackschicht in dem Bereich ohne Basislack einen Basislack anderer Farbe aufbringt, wodurch man einen Zweiton-Farbeffekt erzielt.