DE60105111T2

DE60105111T2 - Beschichtungszusammensetzung mit verbesserter Beständigkeit gegen Korrosion durch Säuren

Info

Publication number: DE60105111T2
Application number: DE60105111T
Authority: DE
Inventors: John D. Huntington Woods Nordstrom; Jun Lin
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2021-10-06
Also published as: CA2358629A1; KR20020035754A; EP1205503B1; JP2002146272A; AU7737501A; JP3587813B2; US6379807B1; DE60105111D1; KR100453304B1; BR0105853A; CA2358629C; MXPA01011281A; AU764775B2; EP1205503A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung ist ausgerichtet auf Beschichtungszusammensetzungen, insbesondere ist sie ausgerichtet auf eine klare Beschichtungszusammensetzung mit einem hohen Feststoffgehalt, welche als eine klare Beschichtung über einer Grundbeschichtung an ein Motorfahrzeug aufgebracht wird. Die ausgehärtete klare Beschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über einen verbesserten Widerstand gegenüber einer Ätzung durch Säuren im Vergleich zu den herkömmlichen klaren Beschichtungen, wie sie gegenwärtig zur Anwendung kommen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Die Wahl der Oberflächenausführung, so wie sie gegenwärtig auf der Außenfläche von Automobilen und von Lastwagen zur Anwendung kommt, umfasst eine Klarbeschichtung, welche über eine pigmentierte Grundschicht aufgetragen wird. Die Klarbeschichtung liefert einen Schutz für die pigmentierte Grundbeschichtung und verbessert das Erscheinungsbild der endgültigen Oberflächenbeschaffenheit, wie etwa des Glanzes und der Klarheit des Aussehens. Herkömmliche klare Beschichtungen neigen dazu, einen geringen Widerstand gegenüber einer Ätzung durch Säuren aufzuweisen. Eine Ätzung durch Säuren tritt auf, wenn die klare Beschichtung saurem Regen und anderen Luftverschmutzungen ausgesetzt ist.
In typischer Weise enthält das Bindemittel einer herkömmlichen klaren Beschichtungszusammensetzung Vernetzungsmittel, etwa eine Melaminkomponente, so wie dies in den Patenten EP 0 708 159 A2 , EP 0 135 741 und DE 195 29 124 C1 gezeigt wird. Indem man die Menge der Melaminkomponente erhöht, vermindert man dadurch im Allgemeinen den Widerstand gegenüber einer Ätzung durch Säuren, aber dies verbessert die Kratzfestigkeit, welche ebenfalls eine wichtige Eigenschaft für eine Klarbeschichtung darstellt. Klare Beschichtungszusammensetzungen, welche Acrylsilanpolymere enthalten und welche zur Verbesserung der Kratzfestigkeit und der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Ätzen verwendet worden sind, werden gezeigt in dem U.S. Patent 5,066,698 von Hazan et al, erteilt am 19. November 1991, in dem U.S. Patent 5,532,027 von Nordstrom et al, erteilt am 2. Juli 1996 und in dem U.S. Patent 5,684,084 von Lewin, ausgestellt am 4. November 1997. Acrylsilanpolymere lassen die Kosten für die klaren Beschichtungszusammensetzungen jedoch beträchtlich ansteigen. Zur Zeit weist keine der gegenwärtig zur Anwendung kommenden klaren Beschichtungszusammensetzungen die notwendige Ausgewogenheit zwischen den physikalischen Eigenschaften auf, insbesondere was die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Ätzung durch Säuren anbetrifft, zusammen mit den gewünschten niedrigen Kosten einer Klarbeschichtungszusammensetzung für eine Fertigung in Originalausrüstung, einer so genannten OEM (Original Equipment Manufacturing).
Aus der Veröffentlichung WO 00/55229 kennt man eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Ätzung und Kratzfestigkeit ergebende klare Beschichtungszusammensetzung von geringem VOC, welche ein Acrylsilanpolymer enthält, und welche äußerst gut dazu geeignet ist als klare Deckschicht bei mehrschichtigen OEMs, d. h. bei der Fertigung der Originalausrüstung, oder bei dem Nacharbeiten von Beschichtungen im Automobilbereich verwendet zu werden. Die Ausgewogenheit an Eigenschaften ist aber nicht ausreichend und die Haftung einer erneuten Beschichtung zum Reparieren solcher Beschichtungen ist vollkommen unzureichend. Aus der Veröffentlichung WO 99/67314 kennt man eine weitere Beschichtungszusammensetzung für den Gebrauch als eine Klarbeschichtung mit einer verbesserten Kratzfestigkeit und mit einer verbesserten Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Ätzung durch Säuren, wobei diese Beschichtungszusammensetzung ein einen Film bildendes Bindemittel und einen flüchtigen, flüssigen Träger für das Bindemittel enthält, wobei das Bindemittel ein Acrylsilanpolymer und ein organisches Polyisocyanat enthält.
Es besteht ein Bedarf an einer Klarbeschichtungszusammensetzung für die OEM bei Automobilen und Lastwagen, wobei diese Zusammensetzung eine Oberflächenausführung ergeben wird, welche widerstandsfähig gegenüber einem Ätzen durch Säuren und gegenüber den durch sauren Regen verursachten Wasserspritzern ist, und eine Ausgewogenheit an ausgezeichneten, physikalischen Eigenschaften sowie das gewünschten Kostenausmaß besitzen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Beschichtungszusammensetzung, welche 40 bis 75 Gew.-% eines einen Film bildenden Bindemittels und 25 bis 60 Gew.-% eines flüchtigen, flüssigen Trägers für das Bindemittel umfasst; wobei alle Gewichtsprozentangaben auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung bezogen sind und wobei das Bindemittel enthält:

a. 20 bis 70 Gew.-%, auf das Gewicht der Feststoffe in dem Bindemittel bezogen, eines Acrylsilanpolymers bestehend aus polymerisierten Monomeren aus einer Monomerenmischung, welche enthält: ein Alkylmethacrylat, ein Alkylacrylat, wobei ein jedes 1 bis 12 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweist, ein cycloaliphatisches Alkylmethacrylat, ein cycloaliphatisches Alkylacrylat, Styrol oder irgendeine Mischung dieser Monomere; Hydroxygruppen enthaltende Monomere aus der nachfolgenden Gruppe: Hydroxyalkylmethacrylat, Hydroxyalkylacrylat von denen ein jedes 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe enthält, oder irgendwelche Mischungen aus diesen Monomeren; und ein monoethylenisch ungesättigtes Silanmonomer; wobei das Polymer ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 15.000 aufweist, welches durch Gelpermeationschromatographie bestimmt wird;
b. 10 bis 60 Gew.-%, auf das Gewicht der Feststoffe in dem Bindemittel bezogen, eines organischen Polyisocyanats; und
c. 5 bis 40 Gew.-%, auf das Gewicht der Feststoffe in dem Bindemittel bezogen, einer Melaminkomponente.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein typisches Fahrgestell eines Automobils oder eines Lastwagens wird aus Stahlblech oder aus Kunststoff oder aus einem Verbundsubstrat hergestellt. Wenn Stahl verwendet wird, dann wird dieser zuerst im Hinblick auf seine Rostfestigkeit mit einer anorganischen Verbindung behandelt, wie etwa mit Zink- oder Eisenphosphat, und dann wird ein Primer durch Elektroabscheidung aufgetragen. Typischerweise bestehen diese Grundierungen zur Elektroabscheidung aus mit Epoxid veränderten Harzen, welche mit einem Polyisocyanat vernetzt sind. Solche Grundierungen zur Elektroabscheidung werden durch ein Verfahren der kathodischen Elektroabscheidung aufgetragen. Wahlweise kann ein Primer über die durch Elektroabscheidung erzeugte Beschichtung aufgetragen werden, gewöhnlich durch Aufsprühen, um auf diese Weise ein besseres Aussehen und/oder eine verbesserte Haftung der Grundbeschichtung des Primers zu gewährleisten. Eine pigmentierte Grundbeschichtung wird daraufhin aufgetragen.
Eine typische Zusammensetzung einer pigmentierten Grundbeschichtung enthält ein Pigment, ein einen Film bildendes Bindemittel, welches ein Polyurethan, ein Acrylurethan, ein Acrylpolymer oder ein Silanpolymer sein kann, und ein Vernetzungsmittel, welches aus einem Aminoplast, einem alkylierten Melaminformaldehydvernetzungsmittel oder einem Polyisocyanatvernetzungsmittel bestehen kann. Die Grundbeschichtungszusammensetzung kann auf der Basis von Lösungsmittel oder von Wasser sein und sie kann in der Form einer Dispersion oder einer Lösung vorliegen. Im Allgemeinen schließen die in der Zusammensetzung einer Grundbeschichtung eingesetzten Pigmente metallische Flockenpigmente mit ein, etwa Aluminiumflockenpigmente oder Perlflockenpigmente.
Typischerweise wird eine Klarbeschichtung dann über die Grundbeschichtung aufgetragen, bevor die Grundbeschichtung vollständig ausgehärtet wird, ein so genanntes nass auf nass Verfahren, und die Grundbeschichtung und die Klarbeschichtung werden dann vollständig ausgehärtet, indem sie gewöhnlich bei 100°C bis 150°C während einer Zeitdauer von 45 bis 15 Minuten gebacken werden. Die Grundbeschichtung und die Klarbeschichtung haben vorzugsweise jeweils eine trockene Beschichtungsdicke in dem Bereich von 2,5 bis 75 Mikrometer bzw. von 25 bis 100 Mikrometer.
Die klare Beschichtungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung enthält 40 bis 75 Gew.-% eines einen Film bildenden Bindemittels und 25 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines flüchtigen, organischen, flüssigen Trägers, welcher gewöhnlich ein Lösungsmittel für das Bindemittel darstellt und bei 35°C und darüber in den flüchtigen Zustand übergeht. Die klare Beschichtung kann auch in der Form einer Dispersion vorliegen. Das einen Film bildende Bindemittel der klaren Beschichtungszusammensetzung enthält 20 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 60 Gew.-% und am stärksten bevorzugt 35 bis 50 Gew.-% eines Acrylsilanpolymers mit reaktiven Silan und Hydroxylgruppen; 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 40 Gew.-% und am stärksten bevorzugt 25 bis 35 Gew.-% eines organischen Polyisocyanatvernetzungsmittels und 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 35 Gew.-% und am stärksten bevorzugt 15 bis 30 Gew.-% einer Melaminkomponente. Alle Gewichtsprozentangaben sind auf das Gesamtgewicht der Feststoffe des Bindemittels bezogen. Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Isocyanatgruppen des organischen Polyisocyanats zu den Hydroxylgruppen des Acrylsilanpolymers in dem Bereich von 0,4 : 1 bis 1,3 : 1.
Das Acrylsilanpolymer umfasst polymerisierte nicht Silane enthaltende Monomere von Alkylmethacrylaten, Alkylacrylat, wobei ein jedes 1 bis 12 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweist, cycloaliphatisches Alkylmethacrylat, cycloaliphatisches Alkylacrylat, Styrol oder Mischungen von irgendwelchen der obigen Monomere. Das Acrylsilanpolymer umfasst auch polymerisierte Hydroxygruppen enthaltende Monomere, wie etwa Hydroxyalkylmethacrylat, Hydroxyalkylacrylat, von denen ein jedes 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweist, oder eine Mischung aus diesen Monomeren und ein oder mehrere polymerisierte, monoethylenisch ungesättigte Silanmonomere. Das Acrylsilanpolymer weist ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 15.000 auf, und vorzugsweise von 3.000 bis 12.000.
Alle hier offenbarten Molekulargewichte sind durch Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt worden.
Ein bevorzugtes Acrylsilanpolymer ist das Polymerisationsprodukt von 35 bis 75 Gew.-% aus nicht Silan enthaltenden Monomeren eines Alkylmethacrylats, eines Alkylacrylats, wobei ein jedes 1 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweist, Styrol oder von Mischungen dieser Monomere; 20 bis 40 Gew.-% eines Hydroxyalkylmethacrylats mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe; und 5 bis 25 Gew.-% eines monoethylenisch ungesättigten Silan enthaltenden Monomers.
In typischer Weise nützliche ethylenisch ungesättigte nicht Silan enthaltende Monomere sind Alkylacrylate, Alkylmethacrylate, bei denen die Alkylgruppen 1 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisen, wie etwa Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, Pentylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Octylmethacrylat, Nonylmethacrylat, Laurylmethacrylat; Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Isobutylacrylat, Pentylacrylat, Hexylacrylat, Octylacrylat, Nonylacrylat und Laurylacrylat. Cycloaliphatische Alkylmethacrylate und cycloaliphatische Alkylacrylate können auch verwendet werden, wie zum Beispiel Cyclohexylmethacrylat, Cyclohexylacrylat, Trimethylcyclohexylmethacrylat, Trimethylcyclohexylacrylat, Isobutylcyclohexylmethacrylat, t-Butylcyclohexylacrylat, t-Butylcyclohexylmethacrylat, Isobornylmethacrylat und Isobornylacrylat. Arylacrylat und Arylmethacrylate können auch verwendet werden, zum Beispiel etwa Benzylacrylat und Benzylmethacrylat. Mischungen von zwei oder von mehr der oben erwähnten Monomere sind nützlich bei der Formulierung des Polymers mit den gewünschten Eigenschaften.
Zusätzlich zu den Alkylacrylaten oder den Alkylmethacrylaten können andere nicht Silan enthaltende, polymerisierbare Monomere in Mengen von bis zu 50 Gew.-% des Polymers in einem Silanpolymer verwendet werden mit dem Ziel der Erlangung der gewünschten, physikalischen Eigenschaften, wie etwa Härte, Aussehen und Kratzfestigkeit. Beispielhaft für solche anderen Monomere sind Styrol, Methylstyrol, Acrylamid, Acrylnitril und Methacrylnitril. Styrol kann in dem Bereich von 0 bis 50 Gew.-% verwendet werden, bezogen auf das Gewicht des Polymers.
Hydroxygruppen enthaltende Monomere können in das Silanpolymer mit eingebunden werden, um ein Polymer mit einer Hydroxyzahl von 20 bis 200 zu erzeugen, vorzugsweise von 80 bis 160 und stärker bevorzugt von 120 bis 150. In typischer Weise nützliche Hydroxygruppen enthaltende Monomere sind Hydroxyalkylmethacrylate und Hydroxyalkylacrylate, wie etwa Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, Hydroxyisobutylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat und Hydroxybutylacrylat.
Typische im Handel erhältliche Hydroxygruppen enthaltende Monomere können bis zu 1 Gew.-% an Acryl- oder Methacrylsäure enthalten. Während der Polymerisation kann die Säure Nebenreaktionen verursachen, wobei die Silanmonomere mit einbezogen werden, welche die Verteilung des Molekulargewichtes des Acrylpolymers verbreitern, was schädliche Auswirkungen auf den Feststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung und auf die Stabilität der Beschichtungszusammensetzung haben wird und was sogar eine Gelation während der Copolymerherstellung verursachen wird. Vorzugsweise sollte der Säuregehalt dieser Hydroxygruppen enthaltende Monomere auf etwa 0,1 Gew.-% begrenzt sein.
Ein geeignetes Silan enthaltendes Monomer, welches sich bei der Bildung eines Acrylsilanpolymers als nützlich erweist, ist ein Silan mit der folgende Strukturformel:
in welcher R entweder CH₃, CH₃CH₂, CH₃O oder CH₃CH₂O ist; R¹ und R² entweder CH₃ oder CH₃CH₂ sind; und R³ entweder H, CH₃ oder CH₃CH₂ ist; und n entweder 0 oder eine ganze positive Zahl von 1 bis 10 ist. Vorzugsweise liegt in der Verbindung R als entweder CH₃O oder CH₃CH₂O vor und vorzugsweise ist n gleich 1.
Typische Beispiele solcher Silane sind die Acrylatalkoxysilane, wie etwa Gammaacryloxypropyltrimethoxysilan und die Methacrylatalkoxysilane, wie etwa Gammamethacryloxypropyltrimethoxysilan oder Gammatrimethoxysilylpropylmethacrylat, und Gammatrimethoxysilylpropylacrylat sowie Gammamethacryloxypropyltris(2-methoxyethoxy)-silan.
Andere geeignete Silanmonomere haben die folgende Strukturformel:
in welcher R, R¹ und R² so aussehen werden wie dies oben beschrieben worden ist und n gleich 0 oder eine ganze positive Zahl von 1 bis 10 ist.
Beispiele solcher Silane sind die Vinylalkoxysilane, wie etwa Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan und Vinyltris(2-methoxyethoxy)silan.
Andere nützliche Silan enthaltende Monomere sind Acyloxysilane, einschließlich Acrylatoxysilan, Methacrylatoxysilan und Vinylacetoxysilane, wie etwa Vinylmethyldiacetoxysilan, Acrylatopropyltriacetoxysilan und Methacrylatopropyltriacetoxysilan. Mischungen der oben erwähnten Silan enthaltenden Monomere sind auch geeignet.
Konsistent mit den oben erwähnten Komponenten des Acrylsilanpolymers stellt das was folgt ein Beispiel eines Acrylsilanpolymers dar, welches nützlich in der Beschichtungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung ist und welches die folgenden Konstituenten enthält: 15–30 Gew.-% Styrol, 30–50 Gew.-% Isobutylmethacrylat, 15–30 Gew.-% Hydroxyethylmethacrylat und 15–30 Gew.-% eines Methacryloxypropyltrimethoxysilans. Alle obigen Prozentangaben sind auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen.
Typische Katalysatoren für die Polymerisation, welche im Hinblick auf die Bildung des Acrylsilanpolymers verwendet werden, sind Katalysatoren vom Azotyp, wie etwa Azo-bis-Isobutyronitril, Acetatkatalysatoren, wie etwa t-Butylperacetat, Peroxidkatalysatoren, wie etwa di-t-Butylperoxid, Benzoatkatalysatoren, wie etwa t-Butylperbenzoat, und Octoatkatalysatoren, wie etwa t-Butylperoctoat.
Typische Lösungsmittel, welche verwendet werden können, um die Monomere zu polymerisieren und um die Beschichtungszusammensetzung zu bilden, sind Ketone, wie etwa ein Methylamylketon, ein Isobutylketon, ein Methylethylketon, aromatische Kohlenwasserstoff Lösungsmittel, wie etwa Toluol, Xylol, das aromatische Lösungsmittel Solvesso^® 100, Ether, Ester, Alkohole, Acetate und Mischungen aus irgendwelchen der obigen Verbindungen.
Die Beschichtungszusammensetzung kann 1–20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Festkörpergehalts des Bindemittels, eines Polyesterharzes enthalten, welches ein Produkt der Veresterung einer Dikarbonsäure oder eines Anhydrids, eines Polyols mit mindestens drei reaktiven Hydroxylgruppen, eines Diols und eines zyklischen Alkohols ist und welches ein Zahlengemitteltes Molekulargewicht von 500 bis 4.000 aufweist. Ein bevorzugtes Polyesterharz ist das Veresterungsprodukt aus Adipinsäure, Trimethylolpropan, Hexandiol, einem Hexahydrophathalsäureanhydrid und einem Cyclohexandimethanol. Die Beschichtungszusammensetzung kann auch 1–20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Festkörpergehalts des Bindemittels, eines Hydroxygruppen enthaldenden Acrylharzes enthalten (ohne Silanfunktionalität). Solche Harze sind den oben erwähnten Acrylsilanharzen ähnlich, aber ohne die Silanfunktionalität.
Irgendwelche von den herkömmlichen aromatischen, aliphatischen, cycloaliphatischen Polyisocyanaten, von den dreifunktionalen Isocyanaten und von den Isocyanat enthaltenden Addukten eines Polyols und eines Diisocyanats können in der neuen Beschichtungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung verwendet werden. In typischer Weise nützliche Diisocyanate sind 1,6-Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, 4,4'-Bisphenylendiisocyanat, Toluoldiisocyanat, bis-Cyclohexyldiisocyanat, Tetramethylenxylendiisocyanat, Ethylethylendiisocyanat, 2,3-Dimethylethylendiisocyanat, 1-Methyltrimethylendiisocyanat, 1,3-Cyclopentylendiisocyanat, 1,4-Cyclohexylendiisocyanat, 1,3-Phenylendiisocyanat, 1,5-Naphtalendiisocyanat, bis-(4-Isocyanatcyclohexyl)-methan und 4,4'-Diisocyanatdiphenylether.
Typische dreifunktionale Isocyanate, welche verwendet werden können, sind Triphenylmethantriisocyanat, 1,3,5-Benzoltriisocyanat und 2,4,6-Toluoltriisocyanat. Trimere der Diisocyanate können auch verwendet werden. Diese Trimere können Biurets oder Isocyanurate sein. Beispiele werden verkauft unter den Handelsnamen Desmodur^® N3300 oder Tolonate^® HDT (Produkte der Bayer Corporation, Pittsburgh, Pennsylvania). Diese Trimere enthalten auch höhere Oligomere wie Pentamere, Heptamere usw., welche während des Verfahrens der Herstellung dieser Trimere erzeugt werden.
Ein besonders nützliches Isocyanurat ist das Isocyanurat des Isophorondiisocyanats.
Funktionale Isocyanataddukte, welche aus einem organischen Polyisocyanat und aus einem Polyol gebildet werden, können verwendet werden. Irgendeines der zuvor erwähnten Polyisocyanate kann mit einem Polyol verwendet werden, um ein Addukt zu bilden. Polyole, etwa Trimethylolalkane, insbesondere Trimethylolpropan oder -ethan können verwendet werden. Ein nützliches Addukt ist das Reaktionsprodukt eines Tetramethylxylidendiisocyanats und eines Trimethylolpropans und es wird verkauft als Cythane^® 3160 von Cytec Industries Inc., West Patterson, New Jersey.
Die in der neuen Beschichtungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung verwendete Melaminkomponente enthält geeignete monomere oder polymere Melamine oder Kombinationen derselben.
Monomere Alkoxymelamine, welche verwendet werden können, sind Melamine mit einem niedrigen Molekulargewicht, welche im Durchschnitt drei oder mehr Methylolgruppen enthalten, welche mit einem monohydrischen Alkohol mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen reagiert haben, wie etwa mit Methanol, mit Propanol, mit n-Butanol und einem Isobutanol, und sie weisen einen durchschnittlichen Kondensationsgrad von weniger als 2 auf, welcher vorzugsweise in dem Bereich von etwa 1,1 bis 1,8 liegt. Polymere Alkoxymelamine mit einem Kondensationsgrad von 2 oder mehr sind auch geeignet.
Geeignete monomere Melamine schließen hoch alkylierte Melamine, wie etwa methylierte, butylierte, isobutylierte Melamine und Mischungen derselben mit ein. Noch spezifischer werden bevorzugt Hexamethylolmelamin, Trimethylolmelamin, teilweise methyliertes Hexamethylolmelamin und Pentamethoxylmethylmelamin. Teilweise methylierte und butylierte Melamine werden stärker bevorzugt.
Viele geeignete Melamine sind im Handel erhältlich. Zum Beispiel liefert Cytec Industries Inc. West Patterson, New Jersey, methylierte Melamine, wie etwa Cymel^®301, Cymel^®303, 325, 327, 350 und 370. Teilweise methylierte und butylierte Melaminharze, wie etwa Cymel^®1168 sind besonders nützlich. Polymere Melamine, welche verwendet werden können, schliessen hohe Iminomelamine ein, wie etwa Resimine^®BMP 5503, zu beziehen von Solutia Inc. St. Louis, Missouri, oder Cymel^®1158, 1130 oder 1133, welches von Cytec Industries Inc. geliefert wird.
Katalysatoren zur Aushärtung werden allgemein in der Beschichtungszusammensetzung in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Bindemittels, verwendet zum Katalysieren der Vernetzung des Acrylsilanpolymers mit den Isocyanatanteilen des Polyisocyanats und der Melaminkomponente. Bevorzugt wird eine Mischung aus einem blockierten Sulfonsäurekatalysator und aus einem Alkyl- oder Arylsäurephosphatkatalysator, wie etwa ein Butylsäurephosphat oder ein Phenylsäurephosphat. Ein typischer blockierter Säurekatalysator ist die mit einem Amin blockierte Dodecylbenzolsulfonsäure, etwa Aminomethylpropanol oder Dimethyloxazolidin. Eine blockierte Toluolsulfonsäure kann ebenfalls verwendet werden.
Die Beschichtungszusammensetzung wird als eine aus zwei Komponenten bestehende Zusammensetzung geliefert. In einer typischen Zusammensetzung aus zwei Komponenten wird die Komponente A, welche das Acrylsilanpolymer, die Melaminkomponente und den blockierten Säurekatalysator enthält, gerade unmittelbar vor der Auftragung der Beschichtungszusammensetzung mit der Komponente B gemischt, welche das aus Polyisocyanat bestehende Vernetzungsmittel und den besagten Säurephosphatkatalysator enthält. Die Mischung der Komponenten A und B wird gewöhnlich durch ein herkömmliches Aufsprühen oder durch ein elektrostatisches Aufsprühen aufgetragen.
Andere Katalysatoren, welche verwendet werden können, um die Geschwindigkeit der Aushärtung zu verbessern, schließen mit ein; Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndichlorid, Dibutylzinndibromid, Triphenylbor, Tetraisopropyltitanat, Triethanolamintitanatchelat, Dibutylzinndioxid, Dibutylzinndioctoat, Zinnoctoat, Aluminiumtitanat, Aluminiumchelate, Zirkonchelat und andere solcher Katalysatoren oder Mischungen derselben, wie sie den Experten auf diesem Gebiet bekannt sind. Tertiäre Amine und Säuren oder Kombinationen derselben sind auch nützlich für das Katalysieren einer Silanbindung. Andere Katalysatoren zum Aushärten von Silan, welche in dem U.S. Patent 4,923,945, Spalte 15 bis Spalte 17, offenbart worden sind, werden durch die Bezugnahme mit hierin eingebunden.
Um die Wetterbeständigkeit der klaren Beschichtung zu verbessern, können ultraviolette Lichtstabilisatoren oder eine Kombination ultravioletter Lichtstabilisatoren zu der klaren Beschichtungszusammensetzung in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% hinzugefügt werden, Menge welche auf das Gewicht des Bindemittels bezogen ist. Solche Stabilisatoren erstrecken sich auf ultraviolette Lichtabsorber, Abschirmstoffe, Löschstoffe und Lichtstabilisatoren, welche aus spezifizierten, gehinderten Aminen bestehen. Auch kann ein Antioxidans in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, auf das Gewicht des Bindemittels bezogen, hinzugefügt werden.
Typische ultraviolette Lichtstabilisatoren, welche nützlich sind, schließen mit ein; Benzophenone, Triazole, Triazine, Benzoate, gehemmte Amine und Mischungen derselben. Spezifische Beispiele ultravioletter Stabilisatoren sind in dem U.S. Patent 4,591,533 offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch diese Referenznahme hierin mit eingebunden wird. Für eine gute Haltbarkeit zieht man eine Mischung aus Tinuvin^® 1130, 384 und 123 (aus gehinderten Aminen bestehende Lichtstabilisatoren) vor, welche Produkte alle im Handel erhältlich sind bei Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, New York.
Die klare Beschichtungszusammensetzung kann auch andere herkömmliche Formulierungszusätze enthalten, etwa Zusatzstoffe für die Fließsteuerung, zum Beispiel etwa Resiflow^®S (Polybutylacrylat), BYK^® 320 und 325 (Polyacrylate mit einem hohen Molekulargewicht); und Zusatzstoffe zur Steuerung der Rheologie, wie etwa geschwärztes Siliziumdioxid.
Herkömmliche Lösungsmittel und Verdünnungsmittel, wie sie oben beschrieben worden sind, werden verwendet, um die oben erwähnten Polymere der klaren Beschichtungszusammensetzung zu dispergieren oder zu verdünnen.
Typische Zusammensetzungen einer Grundbeschichtung, welche in Kombination mit der klaren Beschichtungszusammensetzung verwendet werden, umfassen als das den Film bildende Bindemittel ein Polyurethan, ein Acrylurethan, ein Silanharz, ein Acrylharz oder ein Polyesterharz oder Mischungen der zuvor erwähnten Komponenten und eines Vernetzungsmittels, etwa ein Polyisocyanat oder ein alkyliertes Melaminharz. Die Zusammensetzung der Grundbeschichtung kann eine Lösung oder eine Dispersion auf der Basis von Wasser oder eines Lösungsmittels sein. Die Zusammensetzung der Grundbeschichtung kann herkömmliche Pigmente einschließlich metallischer Flockenpigmente, wie etwa Aluminiumflocken, mit enthalten.
Beides, sowohl die Zusammensetzung der Grundbeschichtung als auch die klare Beschichtungszusammensetzung, kann durch herkömmliche Techniken aufgetragen werden, etwa durch Sprühverfahren, durch elektrostatisches Sprühen, durch Tauchlackieren, Streichlackierung und durch Fließbeschichtung.
In den Beispielen verwendete Testverfahren
20° Oberflächenglanz – Testverfahren nach ASTM D523 – eine Bewertungsstufe von mindestens 80 ist ein akzeptables Minimum.
DOI – Klarheit des Aussehens – Testverfahren nach ASTM D5767 – eine Bewertungsstufe von mindestens 80 ist ein akzeptables Minimum.
Härte – Tukon Härte – Testverfahren nach ASTM D1474.
Crockmeter – trockene Kratzfestigkeit (trockener Widerstand gegenüber einer Beschädigung und Beeinträchtigung)
Die klare Beschichtung des Paneels wurde mit einer dünnen Schicht eines Bon Ami Abriebmittels beschichtet, welches von Faultness Starch/BonAmi Corporation, Kansas City, Missouri geliefert worden ist. Die Paneele wurden dann auf ihre Beschädigung durch Verkratzen hin getestet, indem man 10 doppelte Reibungen gegen eine mit einem grünen Filz umwickelte Fingerspitze eines A. A. T. C. C. Crockmeters (Model CM-1, Atlas Electric Devices Corporation, Chicago, Illinois) tätigte. Die trockene Kratzfestigkeit wurde aufgezeichnet als Prozentsatz der Glanzbeibehaltung, indem man den 20° Oberflächenglanz der beschädigten Flächen gegen die nicht beschädigten Flächen der beschichteten Paneele maß.
Crockmeter – nasse Kratzfestigkeit
Es wurde ein ähnliches Verfahren wie oben verwendet mit der Ausnahme, dass anstatt des Bon Ami Abriebmittels eine nasse Tonerdeaufschlämmung verwendet wurde. Die Tonerdeaufschlämmung bestand aus 294 Teilen entionisiertem Wasser, 21 Teilen ASE-60^® Thickener (Verdickungsmittels), 25 Teilen AMP einer 95% wässrigen Lösung aus Aminomethylpropanol und 7 Teilen Aluminiumoxid (120# grit).
Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Ätzung durch Säuren
Mit einem Primer vorbehandelte Stahlpaneele von 10,16 × 30,48 cm (4 × 12 Inches), welche mit einer schwarzen, auf Wasser basierenden, mit einem Polyester veränderten und auf Acrylmelamin basierenden Grundbeschichtung beschichtet worden waren, wurden mit einer in dem Beispiel hergestellten klaren Beschichtungszusammensetzung besprüht und während einer Dauer von 30 Minuten bei 140°C gehärtet. Das resultierende Paneel wurde auf einem Byk Gradientenofen getestet, programmiert mit einem Temperaturgradienten, welcher 40°C auf dem Boden des Gradienten beträgt und welcher 90°C an der Spitze des Gradienten beträgt. Tropfen einer 0,1 N Schwefelsäurelösung wurden in Temperaturintervallen von 5°C auf das Paneel gegeben. Die Paneele bleiben in dem Gradientenofen während einer Dauer von 30 Minuten und sie werden dann mit Wasser abgespült. Der Ausmaß des Schadens an jeder Stelle, an welcher die Säurelösung getropft wurde, wird ausgewertet gegenüber einer als Kontrolle dienenden klaren Beschichtungszusammensetzung. Die klare Kontrollbeschichtungszusammensetzung ist ein aus zwei Komponenten bestehendes, im Handel erhältliches Acrylpolyurethan. Das Leistungsverhalten der klaren Beschichtung unter dem Test wird beurteilt durch das akkumulierte Ausmaß des Schadens, welcher über den gesamten Gradienten auftritt. Die Skala des Schadens beträgt 0–10 mit der 10 als dem höchsten Schadenswert. Die im Handel erhältliche, klare Beschichtungszusammensetzung (Kontrollzusammensetzung) hat ein Schadensausmaß von 6, und irgendeine annehmbare klare Beschichtungszusammensetzung muss ein Schadensausmaß von 6 oder weniger aufweisen.
Die nachfolgenden Beispiele illustrieren die Erfindung. Alle Teile und Prozentangaben beziehen sich auf eine Gewichtsbasis, es sei denn es ist etwas anderes angezeigt worden. Molekulargewichte werden durch GPC (Gel Permeations Chromatographie) bestimmt unter Verwendung von einem Standard aus Polymethylmethacrylat.
BEISPIEL 1
Zuerst wurde eine Acrylsilanpolymerlösung hergestellt und alsdann dazu verwendet, um die Beschichtungszusammensetzung I herzustellen.
Eine Acrylsilanpolymerlösung wurde hergestellt über ein Copolymerisieren bei Anwesenheit einer 2/1 Solvesso^® 100 aromatischen Lösungsmittel/Butanolmischung von 20 Gew.-teilen Styrol (S), von 31,5 Gew.-teilen Hydroxyethylmethacrylat (HEMA), von 10 Gew.-teilen Methacryloxypropyltrimethoxysilan (MAPTS) und von 25,9 Gew.-teilen Isobutylmethacrylat (IBMA) und von 12,6 Gew.-teilen 2-Ethylhexylacrylat (2EHA) bei Anwesenheit von 8 Gew.-teilen von Vazo^® 67, welches von E. I. duPont de Nemours and Company geliefert wird. Die resultierende Polymerlösung besaß einen Feststoffgehalt von 62% und eine Viskosität von X-Y auf der Gardner Holdt Skala, gemessen bei 25°C. Die Polymerzusammensetzung bestand aus 20% S/31,5% HEMA/10% MAPTS/25,9% IBMA/12,6% 2EHA und sie hatte ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 4.800.

Eine Beschichtungszusammensetzung I wurde formuliert, indem man die folgenden Ingredienzien miteinander vermischte:

Teil A	Gewichtsteile
Acrylsilanpolymerlösung (wie oben hergestellt)	141
Hydroxygruppen enthaltende Acrylharzlösung (66% Feststoffgehalt in einem 90/10 Solvesso^® 100 aromatischen Lösungsmittel/Butylacetat eines Acrylharzes aus Styrol/Butylmethacrylat/2-Hydroxyethylacrylat mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 5.500)	40
Cymel^® 303 – Hexamethoxymethylolmelamin	40
Acrylmikrogelharz (rheologischer Steuerungszusatzstoff)	6,5
Mischung von UV Lichtstabilisatoren und Lichtstabilisatoren aus gehinderten Aminen (HALS) (hindered Amine Light Stabilizers) (19,7% Tinuvin^® 1130, 16,7% Tinuvin^® 384, 4,1% Tinuvin^® 123 und 14,7% Tinuvin^® 079 in einem 44,8% Solvesso^® 100 aromatischen Lösungsmittel)	13,4
Zusatzstoff Disparlon^® LC-955 für die Fließsteuerung (Vinylpolymer mit einem Silikonzusatzstoff mit 10% Feststoffgehalt in aromatischen Lösemitteln von King Industries, Inc., Norwalk, Connecticut)	2,2
Dodecylbenzolsulfonsäurelösung (33% Feststoffgehalt in Methanol und blockiert mit Aminomethylpropanol)	6,9

Butanol	1,1
Solvesso^® 100 aromatisches Lösungsmittel	26
Ethyl-3-ethoxypropionat	20
Gesamt	297,1

Teil A wurde in einen Mischbehälter entladen und auf eine Viskosität von 35 Sekunden verdünnt, welche auf einer #2 Fisherschale (Fisher cup) mit dem Lösungsmittel Ethyl-3-ethoxypropionat gemessen wurde.
Teil B wurde hergestellt durch Vermischen von 100 Teilen einer Hexamethylendiisocyanattrimerlösung (72% Feststoffgehalt Desmodur^® 3300 in einer 50/35/15 Gewichtsmischung von n-Butanol, Xylol und von einem aromatischen Kohlenwasserstofflösemittel) mit 1 Teil Phenylsäurephosphat.
Die Beschichtungszusammensetzung I wurde hergestellt durch Vermischen von 3 Teilen A mit 1 Teil B und verdünnt auf eine Versprühviskosität von 35 Sekunden, welche auf einer #2 Fisherschale (Fisher cup) mit dem Lösungsmittel Ethyl-3-ethoxypropionat gemessen wurde.
Mit einer herkömmlichen Grundierung (Primer) elektrobeschichtete Stahlpaneele wurden mit einer schwarzen, auf Wasser basierenden, mit einem Polyester veränderten, auf Acrylmelamin beruhenden Zusammensetzung einer Grundbeschichtung beschichtet und sie wurden, nachdem man 10 Minuten gewartet hatte, während einer Dauer von 10 Minuten bei 83°C vorgebacken und dann wurde die oben hergestellte klare Beschichtungszusammensetzung I drauf gesprüht, um einen 50 Mikrometer dicken Film (trockene Filmdicke) zu liefern, wenn die Beschichtung ausgehärtet ist, und dann wurden die Paneele während einer Dauer von 30 Minuten bei 140°C gebacken, um eine Grundbeschichtung/Klarlackbeschichtung mit einer Tukon Härte von 13,3 Knoop-Einheiten zu bilden, mit einem 20° Oberflächenglanz von 89, mit einer DOI – Klarheit des Aussehens von 96, mit einer Crockmeter Glanzbeibehaltung unter trockenen Bedingungen von 90% und 90% unter nassen Bedingungen (100% Glanzbeibehaltung – keine Beschädigung durch den Test).
BEISPIEL 2
Die Beschichtungszusammensetzung II wurde gemäß dem oben in dem Beispiel 1 beschriebenen Verfahren für die Beschichtungszusammensetzung I hergestellt mit der Ausnahme, dass in Teil A Cymel^® 1168, welches ein teilweise methyliertes und butyliertes Melaminharz bei 100% Feststoffgehalt ist, substituiert wurde für das Cymel^® 303 Melaminharz.
Elektrobeschichtete Stahlpaneele mit einer Grundbeschichtung, wie sie in dem Beispiel 1 beschrieben worden sind, wurden durch Sprüh beschichtet und gebacken wie in dem Beispiel 1, um eine Grundbeschichtung/klare Beschichtungszusammensetzung mit einer Tukon Härte von 14,8 Knoop-Einheiten zu bilden, mit einem 20° Oberflächenglanz von 90, mit einer DOI – Klarheit des Aussehens von 97, mit einer Crockmeter Glanzbeibehaltung von 84% unter trockenen Bedingungen und 80% unter nassen Bedingungen.
VERGLEICHENDES BEISPIEL 3
Dies war ein vergleichendes Beispiel, in welchem das als Hilfsstoff zur Vernetzung dienende Melaminharz aus der Beschichtungszusammensetzung weggelassen wurde.

Die vergleichende Beschichtungszusammensetzung III wurde formuliert, indem man die folgenden Ingredienzien zusammen mischte:

Teil A	Gewichtsteile
Acrylsilanpolymerlösung (hergestellt in Beispiel 1)	112,9
Hydroxygruppen enthaltende Acrylharzlösung (beschrieben in Beispiel 1)	44,8
Acrylmikrogelharz (rheologischer Zusatzstoff zur Steuerung)	6,0
Mischung von UV Lichtstabilisatoren und von Lichtstabilisatoren aus gehinderten Aminen (HALS) (in Beispiel 1 beschrieben)	8,5
Zusatzstoff Disparlon^® LC-955 für die Fließsteuerung (in Beispiel 1 beschrieben)	1,8
Dodecylbenzolsulfonsäurelösung (in Beispiel 1 beschrieben)	4,2
Solvesso^® 100 aromatisches Lösungsmittel	25
Ethyl-3-ethoxypropionat	20
Gesamt	223,2

Teil A wurde in einen Mischbehälter entladen und auf eine Viskosität von 35 Sekunden verdünnt, welche auf einer #2 Fisherschale mit dem Lösungsmittel Ethyl-3-ethoxypropionat gemessen wurde.
Teil B wurde hergestellt durch ein Vermischen von 76 Teilen einer Hexamethylendiisocyanattrimerlösung (72% Feststoffgehalt Desmodur^® 3300 in einer 50/35/15 Gewichtsmischung von n-Butanol, Xylol und von einem aromatischen Kohlenwasserstofflösemittel) mit 0,9 Teilen Phenylsäurephosphat.
Das vergleichendes Beispiel III wurde hergestellt durch ein Mischen von Teil A mit Teil B und sie wurde verdünnt auf eine Sprühviskosität von 35 Sekunden, welche auf einer #2 Fisherschale (Fisher cup) mit dem Lösungsmittel Ethyl-3-ethoxypropionat gemessen wurde.
Mit einer herkömmlichen Grundierung (Primer) elektrobeschichtete Stahlpaneele wurden mit einer schwarzen, auf Wasser basierenden, mit einem Polyester veränderten, auf Acrylmelamin beruhenden Zusammensetzung einer Grundbeschichtung beschichtet und sie wurden, nachdem man 10 Minuten gewartet hatte, während einer Dauer von 10 Minuten bei 83°C vorgebacken und dann wurde die oben hergestellte klare, vergleichende Beschichtungszusammensetzung III drauf gesprüht, um einen 50 Mikrometer dicken Film (trockene Filmdicke) zu liefern, wenn die Beschichtung ausgehärtet ist, und dann wurden die Paneele während einer Dauer von 30 Minuten bei 140°C gebacken, um eine Grundbeschichtung/Klarlackbeschichtung mit einer Tukon Härte von 12 Knoop-Einheiten zu bilden, mit einem 20° Oberflächenglanz von 90, mit einer DOI – Klarheit des Aussehens von 97, mit einer Crockmeter Glanzbeibehaltung unter trockenen Bedingungen von 80% und 75% unter nassen Bedingungen (100% Glanzbeibehaltung – keine Beschädigung durch den Test).
Die Crockmeter Glanzbeibehaltung der vergleichenden Beschichtungszusammensetzung III war deutlich geringer als die Beschichtungszusammensetzung I (der Erfindung), welche eine Crockmeter Glanzbeibehaltung von 90% in beiden Fällen hatte, sowohl in den trockenen als auch in den nassen Tests, im Vergleich mit den 80% (trocken) und 75% (nass) Glanzbeibehaltung der vergleichenden Beschichtungszusammensetzung III, welche nicht das als Hilfsstoff zur Vernetzung dienende Melaminharz enthielt.
VERGLEICHENDES BEISPIEL 4
Dies war ein vergleichendes Beispiel, in welchem die Acrylsilanpolymerlösung aus der Beschichtungszusammensetzung weggelassen wurde.

Die vergleichende Beschichtungszusammensetzung IV wurde formuliert, indem man die folgenden Ingredienzien miteinander vermischte:

Teil A	Gewichtsteile
Cymel^® 303 (in Beispiel 1 beschrieben)	40,0
Acrylmikrogelharz (rheologischer Steuerungszusatzstoff)	6,5
Mischung von UV Lichtstabilisatoren und von Lichtstabilisatoren aus gehindertenen Aminen (HALS) (in Beispiel 1 beschrieben)	13,4
Zusatzstoff Disparlon^® LC-955 für die Fließsteuerung (in Beispiel 1 beschrieben)	2,2
Butanol	1,1
Dodecylbenzolsulfonsäurelösung (in Beispiel 1 beschrieben)	6,9
Solvesso^® 100 aromatisches Lösungsmittel	20,0
Ethyl-3-ethoxypropionat	10
Teil B
Hexamethylendiisocyanattrimerlösung (in Beispiel 1 beschrieben)	90,0
Phenylsäurephosphat	0,6

Die vergleichende Beschichtungszusammensetzung IV wurde hergestellt durch ein Mischen von Teil A mit Teil B und sie wurde verdünnt auf eine Sprühviskosität von 35 Sekunden, welche auf einer #2 Fisherschale mit dem Lösungsmittel Ethyl-3-ethoxypropionat gemessen wurde.
Drei Sätze von mit einem herkömmlichen Primer elektrobeschichteten Stahlpaneelen wurden mit einer schwarzen, auf Wasser basierenden, mit einem Polyester veränderten, auf Acrylmelamin beruhenden Zusammensetzung einer Grundbeschichtung beschichtet und sie wurden, nachdem man 10 Minuten gewartet hatte, während einer Dauer von 10 Minuten bei 83°C vorgebacken und dann wurde die oben hergestellte klare, vergleichende Beschichtungszusammensetzung IV drauf gesprüht auf einen Satz der Paneele, um einen 50 Mikrometer dicken Film (trockene Filmdicke) zu liefern, wenn die Beschichtung ausgehärtet ist, und dann wurden die Paneele während einer Dauer von 30 Minuten bei 140°C gebacken, um eine Grundbeschichtung/Klarlackbeschichtung zu bilden. Ein zweiter Satz von Paneelen wurde mit der Beschichtungszusammensetzung I des Beispieles I besprüht und wie oben gebacken und ein dritter Satz von Paneelen wurde mit der vergleichenden Beschichtungszusammensetzung III des Beispieles III besprüht und wie oben gebacken. Ein jedes der Paneele wurde getestet hinsichtlich seines Aussehens, seiner Tukonhärte, seiner Crockmeter – Nassen Kratzfestigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Ätzung durch Säuren. Die Ergebnisse dieser Tests werden in der nachfolgenden Tabelle gezeigt:
TABELLE
Zusammenfassung der obigen Ergebnisse
Die Beschichtungszusammensetzung I (gemäß der Erfindung) verfügte über die beste Ausgewogenheit an physikalischen Eigenschaften der drei Zusammensetzungen. Sie hatte ein gutes Aussehen und eine gute Kratzfestigkeit und eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Ätzung durch Säuren. Der vergleichenden Beschichtungszusammensetzung III, welche das als Hilfsstoff zur Vernetzung dienende Melaminharz nicht enthielt und welche im Wesentlichen dieselbe ist wie eine im Handel erhältliche, aus zwei Komponenten bestehende Klarbeschichtung, mangelte es an der Kratzfestigkeit. Der vergleichenden Beschichtungszusammensetzung IV, welche das Acrylsilanpolymer nicht enthielt, mangelte es an dem Aussehen und an der Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Ätzung durch Säuren.

Claims

Beschichtungszusammensetzung, welche 40 bis 75 Gew.-% eines einen Film bildenden Bindemittels und 25 bis 60 Gew.-% eines flüchtigen, flüssigen Trägers für das Bindemittel umfasst, wobei das Bindemittel enthält: a. 20 bis 70 Gew.-%, auf das Gewicht der Feststoffe in dem Bindemittel bezogen, eines Acrylsilanpolymers, welches polymerisierte Monomere aus einer Monomerenmischung enthält, welche ein Alkylmethacrylat, ein Alkylacrylat beinhaltet, wobei ein jedes 1 bis 12 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweist, ein cycloaliphatisches Alkylmethacrylat, ein cycloaliphatisches Alkylacrylat, Styrol oder irgendeine Mischung dieser Monomere; Hydroxy enthaltende Monomere, welche ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus: Hydroxyalkylmethacrylat, Hydroxyalkylacrylat, wobei ein jedes 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweist, oder irgendwelche Mischungen aus diesen Monomeren; und ein monoethylenisch ungesättigtes Silanmonomer; und wobei das Polymer ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 15.000 aufweist, welches durch eine Gelpermeationschromatographie bestimmt worden ist; b. 10 bis 60 Gew.-%, auf das Gewicht der Feststoffe in dem Bindemittel bezogen, eines organischen Polyisocyanats; und c. 5 bis 40 Gew.-%, auf das Gewicht der Feststoffe in dem Bindemittel bezogen, einer Melaminkomponente.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei welcher das monoethylenisch ungesättigte Silanmonomer die folgende Strukturformel aufweist:
in welcher: R ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus; CH₃, CH₃CH₂, CH₃O und CH₃CH₂O; R¹ und R² unabhängig voneinander ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus CH₃ und CH₃CH₂; und R³ ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus; H, CH₃ und CH₃CH₂ und n für 0 oder für eine ganze positive Zahl von 1 bis 10 steht.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Melaminkomponente aus einem alkylierten Melamin besteht.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 2, bei welcher das Silanmonomer ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Gammatrimethoxysilylpropylmethacrylat und Gammatrimethoxysilylpropylacrylat, und die Melaminkomponente aus einem monomeren Hexamethoxymethylolmelamin besteht.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 4, bei welcher das Acrylsilanpolymer im Wesentlichen besteht aus 35 bis 75 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an polymerisierten Monomeren, welche ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Alkylacrylaten, Alkylmethacrylaten, wobei ein jedes 1 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweist, aus Styrol und aus irgendwelchen Mischungen derselben, aus 20 bis 40 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an polymerisierten Monomeren, welche ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyalkylmethacrylaten und aus Hydroxyalkylacrylaten, wobei ein jedes 1 bis 4 Kohlenstoffatome in den Alkylgruppen aufweist, und aus 5 bis 25 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an dem monoethylenisch ungesättigten Silanmonomer.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 5, bei welcher das organische Polyisocyanat aus einem Trimer eines Hexamethylendiisocyanats oder aus dem Trimer des Isophorondiisocyanats besteht.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 6, welche 0,1 bis 5 Gew.-%, auf das Gewicht des Bindemittels bezogen, einer Mischung aus einem blockierten Sulfonsäurekatalysator, aus einem Aryl- oder aus einem Alkylsäurephosphat enthält.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 7, in welcher der blockierte Sulfonsäurekatalysator aus einer blockierten Dodecylbenzensulfonsäure besteht und das Arylsäurephosphat aus einem Phenylsäurephosphat besteht.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, welche 0,1 bis 10 Gew.-%, auf das Gewicht des Bindemittels bezogen, an ultravioletten Lichtabsorbern und wahlweise an aus gehemmten Aminen bestehenden Lichtstabilisatoren enthält.
Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1, in welcher das Acrylsilanpolymer im Wesentlichen besteht aus 35 bis 75 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an polymerisierten Monomeren, welche ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus Alkylacrylaten, Alkylmethacrylaten, wobei ein jedes 1 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweist, aus Styrol und aus irgendwelchen Mischungen derselben, aus 20 bis 40 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an polymerisierten Monomeren, welche ausgewählt werden aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyalkylmethacrylaten und aus Hydroxyalkylacrylaten, wobei ein jedes 1 bis 4 Kohlenstoffatome in den Alkylgruppen aufweist, und aus 5 bis 25 Gew.-% an dem monoethylenisch ungesättigten Silanmonomer; und in welcher das organische Polyisocyanat ein Trimer ist, welches ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus einem Hexamethylendiisocyanat, oder aus dem Trimer des Isophorondiisocyanats; die Melaminkomponente aus Hexamethoxymethylolmelamin besteht; und die Beschichtungszusammensetzung 0,1 bis 5 Gew.-%, auf das Gewicht der Feststoffe in dem Bindemittel bezogen, einer Mischung von Katalysatoren aus einem blockierten Sulfonsäurekatalysator und aus einem Aryl- oder aus einem Arylsäurephosphat enthält.
Aus zwei Komponenten bestehende Beschichtungszusammensetzung, welche enthält eine Komponente A, welche ein Acrylsilanpolymer enthält, welches im Wesentlichen besteht aus 35 bis 75 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an polymerisierten Monomeren, welche ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Alkylacrylaten, Alkylmethacrylaten, wobei ein jedes 1 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweist, und aus Styrol, aus 20 bis 40 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an polymerisierten Monomeren, welche ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyalkylmethacrylaten und aus Hydroxyalkylacrylaten, wobei ein jedes 1 bis 4 Kohlenstoffatome in den Alkylgruppen aufweist, und aus 5 bis 25 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an dem monoethylenisch ungesättigten Silanmonomer und an einem monomeren alkylierten Melamin, und aus 0,1 bis 2 Gew.-%, auf das Gewicht der Komponente A bezogen, an einer blockierten Dodecylbenzensulfonsäure, und eine Komponente B, welche aus einem organischen Polyisocyanat besteht und welche 0,1 bis 2 Gew.-%, auf das Gewicht der Komponente B bezogen, eines Arylsäurephosphatkatalysators enthält.
Substrat mit einer Grundbeschichtung aus einer pigmentierten Beschichtungszusammensetzung, welche als Deckschicht mit der Beschichtungszusammensetzung gemäß Anspruch 1 überzogen wird.
Verfahren zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung, welches umfasst ein inniges Zusammenmischen der Komponente A und der Komponente B vor der Auftragung der Beschichtungszusammensetzung und dann ein Auftragen der Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat und ein Aushärten der Beschichtungszusammensetzung; wobei die Komponente A ein Acrylsilanpolymer enthält, welches im Wesentlichen besteht aus 35 bis 75 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an polymerisierten Monomeren, welche ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Alkylacrylaten, Alkylmethacrylaten, wobei ein jedes 1 bis 8 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe aufweist, und aus Styrol, und aus 20 bis 40 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an polymerisierten Monomeren, welche ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyalkylmethacrylaten und aus Hydroxyalkylacrylaten, wobei ein jedes 1 bis 4 Kohlenstoffatome in den Alkylgruppen aufweist, und aus 5 bis 25 Gew.-%, auf das Gewicht des Acrylsilanpolymers bezogen, an dem monoethylenisch ungesättigten Silanmonomer und an einem monomeren alkylierten Melamin, und aus 0,1 bis 2 Gew.-%, auf das Gewicht der Komponente A bezogen, an einer blockierten Dodecylbenzensulfonsäure, und die Komponente B aus einem organischen Polyisocyanat besteht und aus 0,1 bis 2 Gew.-%, auf das Gewicht der Komponente B bezogen, an einem Arylsäurephosphatkatalysator.
Verfahren gemäß Anspruch 13, bei welchem das Substrat eine Grundbeschichtung mit einer pigmentierten Beschichtungszusammensetzung aufweist.