DE60105223T2

DE60105223T2 - Beschichtungssystem zur Herstellung von wässrigen Beschichtungszusammensetzungen

Info

Publication number: DE60105223T2
Application number: DE60105223T
Authority: DE
Inventors: Klaus Wandelmaier; Stefan Wiggershaus
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: EP1152041B2; MXPA01002093A; ES2226988T3; DE60105223D1; CA2336512C; EP1152041A1; EP1152041B1; JP2001316612A; US6451896B1; ATE275173T1; DK1152041T3; CA2336512A1; ES2226988T5; PT1152041E

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein wässriges Beschichtungssystem, enthaltend mindestens zwei Komponenten, und seine Verwendung für die Herstellung von wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, insbesondere für die Herstellung von wassergetragenen Basisschichten. Das wässrige Beschichtungssystem kann zur Beschichtung von Fahrzeugen und Fahrzeugteilen, insbesondere bei der Fahrzeugreparaturbeschichtung, verwendet werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Auf dem Gebiet der Fahrzeugbeschichtung, insbesondere der Fahrzeugreparaturbeschichtung, gibt es verschiedene Wege der Herstellung von auf Wasser basierenden Beschichtungen. Um auf eine wachsende Zahl und Vielfalt von Farbschattierungen zu reagieren und um eine perfekte Reparaturbeschichtung mit exakt zueinander passenden Farbschattierungen zu erhalten, werden herkömmlicherweise in der Fahrzeugreparaturbeschichtung Mischsysteme verwendet, wobei verschiedene Basisfarben in der Form von Mischfarben oder Pigmentpasten gehalten werden und eine definierte Anzahl von Basisfarben kurz vor der Aufbringung entsprechend einer gegebenen Mischungsformel abhängig von der gewünschten Farbschattierung zusammengemischt wird. Mittlerweile gibt es abgesehen von auf Lösungsmittel basierenden Mischsystemen auch Systeme, die auf wässrigen Beschichtungen basieren. Die zu verwendenden wassergetragenen Basisschichten können mit die Rheologie beeinflussenden Verbindungen, zum Beispiel Schichtsilicate oder auf Polyacrylat oder Polyurethan/Harnstoff basierende Verdicker, modifiziert werden, um ein optimales rheologisches Verhalten zu erhalten. Die die Rheologie beeinflussenden Verbindungen können dabei den wassergetragenen Basisschichten direkt, während sie hergestellt werden, oder als zusätzliche Komponente in einem Mischsystem zugegeben werden.
Im EP-A-578645 wird ein Mischsystem für Fahrzeugreparaturbeschichtung beschrieben, mit Basisfarben A, welche weniger als 5 Gew.-% Wasser, Pigmente, mit Wasser verdünnbare Polyurethan-, Aminoplast-, Polyacrylat- und/oder Polyesterharze sowie organische Lösungsmittel enthalten, und mit Pigmentfreien Komponenten B, welche Wasser, mit Wasser verdünnbare Polyurethan-, Aminoplast- und/oder Polyesterharze enthalten, wobei Rheologiezusatzstoffe in Komponente B ebenfalls enthalten sein können.
Ein Nachteil dieses Mischsystems ist das ungünstige Fließverhalten der Komponenten A ebenso wie die ungünstige Dosierfähigkeit dieser Komponenten und ihre problematische Mischbarkeit mit den Komponenten B. Weiterhin zeigen die entsprechend diesen Mischsystemen hergestellten Beschichtungssysteme eine schlechte Absackbeständigkeit, insbesondere an kritischen Stellen, wie beispielsweise Flansche, Kanten oder Ecken, ebenso wie unbefriedigende effektgebende Eigenschaften.
EP-A-730626 beschreibt ein wässriges Beschichtungssystem aus zwei Komponenten, mit einer Komponente I, die Wasser, mit Wasser dispergierbare Bindemittel, Pigmente und Zusatzstoffe enthält, und einer Komponente II, die aus Wasser und einem Rheologiezusatzstoff vorzugsweise ein Schichtsilicat, besteht. Es hat sich gezeigt, dass dieses Beschichtungssystem besonders bei der Herstellung von effektgebenden Beschichtungen ungünstig ist. Die effektgebenden Beschichtungen, die mit diesem Beschichtungssystem hergestellt werden, zeigen schlechte effektgebende Eigenschaften und schlechte Absackbeständigkeit ebenso wie unzureichende Bedeckung von Unregelmäßigkeiten in dem Substrat, herrührend zum Beispiel von Schleifspuren einer aufgebrachten und geschliffenen Grundierungsspachtelmasse. Darüber hinaus sind die Beschichtungszusammensetzungen schwierig zu filtrieren.
EP-A-608773 beschreibt ein modulares System für die Herstellung von wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, das effektgebende Module mit mindestens 20 Gew.-% Wasser, Pigmenten und mit Wasser verdünnbaren Bindemitteln und Bindemittelmodule mit Wasser verdünnbaren Bindemitteln, Wasser und gegebenenfalls organischen Lösungsmitteln und/oder Zusatzstoffen enthält. Erwähnt wird allgemein ein Rheologiemodul, der gegebenenfalls mitverwendet werden kann, welches Rheologiezusatzstoffe und Wasser ebenso wie optionale mit Wasser verdünnbare Bindemittel enthält. Es wird jedoch nichts über die genaue Zusammensetzung und Handhabung eines derartigen Rheologiemoduls gesagt. Die wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, die mit diesem modularen System hergestellt werden, zeigen auch noch Nachteile im Hinblick auf effektgebende Eigenschaften, Deckfähigkeit und Absackbeständigkeit.
Es besteht ein Bedarf an wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, die als wassergetragene Basisschichten verwendbar sind, welche Effektpigmente enthalten, eine geeignete Rheologie, verbesserte Deckfähigkeit ebenso wie verbesserte Absackbeständigkeit aufweisen. Außerdem sollten die Beschichtungszusammensetzungen während der Lagerung für einen langen Zeitraum, zum Beispiel 12 Monate, stabil sein und sollten vor ihrer Verwendung leicht filtriert werden. Weiterhin sollten Beschichtungen erhalten werden, die das Substrat in einer ausgezeichneten Weise bedecken.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dieser Bedarf wird durch das Beschichtungssystem zur Herstellung wässriger Beschichtungszusammensetzungen, das nachstehend beschrieben werden soll, befriedigt. Das Beschichtungssystem umfasst in Kombination die folgenden gesonderten Komponenten:

A) 55–95 Gew.-% von mindestens einer Effektpigmentzusammensetzung, umfassend Wasser, mindestens ein Effektpigment und mindestens ein mit Wasser verdünnbares Harz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyurethan-, Polyester- und Poly(meth)acrylatharz, wobei der Anteil von Wasser mindestens 15 Gew.-% des Gesamtgewichts der Komponente A ausmacht, und
B) 5–45 Gew.-% einer pigmentfreien Zusammensetzung, umfassend
B1) 0,3–5,0 Gew.-% von mindestens einem anorganischen Schichtsilicat,
B2) 1,0–20,0 Gew.-% von mindestens einem mit Wasser verdünnbaren Polyurethanharz,
B3) 75,0–98,7 Gew.-% Wasser.

Das in Komponente A vorhandene Effektpigment hat eine plättchenähnliche Struktur, welche in der Beschichtung auf dem Substrat eine Änderung in der Farbe und/oder dem Glanz abhängig von dem Einfallswinkel des Lichts oder dem Beobachtungswinkel bereitstellt. Die Gew.-% der Komponenten A und B belaufen sich auf 100 Gew.-%, und die Gew.-% von B1, B2 und B3 belaufen sich auf 100 Gew.-% von Komponente B. In Komponente B beträgt der bevorzugte Anteil von B1 0,5–3,0 Gew.-%, beträgt der bevorzugte Anteil von B2 2,0–10,0 Gew.-% und beträgt der bevorzugte Anteil von Wasser 87,0–97,5 Gew.-%. Bevorzugte Beschichtungssysteme gemäß der Erfindung enthalten 70–95 Gew.-% von Komponente A und 5–30 Gew.-% von Komponente B.
Die wässrige Beschichtungszusammensetzung wird durch Zusammenmischen der Komponenten A und B hergestellt, und die so erhaltene wässrige Beschichtungszusammensetzung erzeugt als wassergetragene Basisschicht für solche Substrate wie Fahrzeuge und Fahrzeugteile überraschende Ergebnisse. Die Komponenten selbst sind lagerstabil, wie es die daraus hergestellten wässrigen Beschichtungszusammensetzungen sind. Solche Zusammensetzungen zeigen ausgezeichnete Rheologie. Solche Zusammensetzungen zeigen auch sehr gute effektgebende Eigenschaften und gute Absackbeständigkeit, insbesondere an kritischen Stellen, und eine sehr gute Bedeckung des Substrats, einschließlich der Maskierung von Oberflächenunregelmäßigkeiten wie beispielsweise Schleifspuren.
Das Beschichtungssystem gemäß der Erfindung kann zusätzliche Komponenten als Teil der Kombination von gesonderten Komponenten enthalten, zum Beispiel mindestens eine der Komponenten C, D und E, wie folgt:

C) mindestens eine Farbzusammensetzung, umfassend Wasser, mindestens ein Farbpigment und mindestens ein mit Wasser verdünnbares Harz, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyurethan-Polyester- und Poly(meth)acrylatharzen,
D) mindestens eine Vernetzungszusammensetzung, umfassend mindestens ein Vernetzungsmittel, und
E) mindestens eine Bindemittelzusammensetzung, umfassend mindestens ein mit Wasser verdünnbares Bindemittelharz.

Diese zusätzlichen Komponenten erweitern die Verwendbarkeit der aus den Komponenten A und B hergestellten wässrigen Beschichtungszusammensetzung, ohne die vorteilhaften Beschichtungseigenschaften der Zusammensetzung zu schmälern.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine oder mehrere von jeder Komponente können in dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung vorhanden sein. Der Vereinfachung halber soll in der nachstehenden Beschreibung jeder Komponente der Singular verwendet werden.
Komponente A enthält ein oder mehrere mit Wasser verdünnbare Bindemittel. Die mit Wasser verdünnbaren Bindemittel sind herkömmliche mit Wasser verdünnbare Polyurethan-, Polyester- und/oder Poly(meth)acrylatharze und schließen die modifizierten Harze davon ein, die dem Fachmann bekannt sind.
Die erwähnten mit Wasser verdünnbaren Bindemittel können ionisch und/oder nichtionisch modifiziert werden, um hinreichende Verdünnbarkeit mit Wasser, d.h. Dispergierbarkeit in Wasser, zu erhalten. Eine anionische und/oder eine nichtionische Modifizierung wird bevorzugt. Eine anionische Modifizierung kann zum Beispiel durch zumindest teilweise neutralisierte Carboxylgruppen erhalten werden. Eine nichtionische Modifizierung kann zum Beispiel durch Einbringen von Polyethylenoxideinheiten erhalten werden.
Beispiele von mit Wasser verdünnbaren Polyurethanharzen sind zum Beispiel diejenigen mit einer zahlenmittleren Molekularmasse Mn von 1000 bis 500000 g/mol, vorzugsweise 5000 bis 300000 g/mol, einer Säurezahl von 10 bis 100 mg KOH/g, vorzugsweise 20 bis 80 mg KOH/g, und einer Hydroxylzahl von 0 bis 400 mg KOH/g. Geeignete Polyurethanharze, die verwendet werden können, werden zum Beispiel durch Umsetzen von Verbindungen, die reaktiv in Bezug auf Isocyanatgruppen sind, und Polyisocyanaten mit mindestens 2 freien Isocyanatgruppen pro Molekül hergestellt.
Polyole mit hohem Molekulargewicht können als Verbindungen verwendet werden, die reaktiv in Bezug auf Isocyanatgruppen sind, vorzugsweise Polyesterpolyole, Polyetherpolyole und/oder Polycarbonatpolyole mit einer Molekularmasse von zum Beispiel 500–6000 g/mol. Polyole mit niedrigem Molekulargewicht mit einer Molekularmasse von 60100 g/mol können ebenfalls mitverwendet werden. Aliphatische und/oder cycloaliphatische Diisocyanate können vorzugsweise als Polyisocyanate verwendet werden. Beispiele von verwendbaren Polyisocyanaten sind Phenylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat. Um eine hinreichende Verdünnbarkeit mit Wasser zu erhalten, können die Polyurethanharze zum Beispiel mit anionischen Gruppen wie vorstehend beschrieben modifiziert werden. Die anionischen Gruppen können durch Verbindungen eingeführt werden, die mindestens eine Gruppe haben, die reaktiv in Bezug auf Isocyanatgruppen ist, und mindestens eine Gruppe haben, die imstande ist, Anionen zu erzeugen. Bevorzugte Verbindungen von dieser Art sind Dihydroxycarbonsäuren mit spezieller Bevorzugung von Dimethylolpropionsäure.
Die so erhaltenen Polyurethanharze können noch einer Kettenverlängerung unterworfen werden, um das Molekulargewicht zu vergrößern. Zum Beispiel können NCO-funktionelle Polyurethanpräpolymere mit Verbindungen umgesetzt werden, die reaktiv in Bezug auf Isocyanatgruppen sind. Verbindungen, die reaktiv in Bezug auf Isocyanatgruppen sind, sind insbesondere Verbindungen mit Hydroxyl- und/oder sekundären und/oder primären Aminogruppen. OH-funktionelle Polyurethanpräpolymere können zum Beispiel mit Polyisocyanaten kettenverlängert werden.
Die mit Wasser verdünnbaren Polyurethanharze schließen solche Harze ein, die in modifizierter Form sind, zum Beispiel als Silicon-modifizierte oder (meth)acrylierte Polyurethanharze. (Meth)acrylierte Polyurethanharze können zum Beispiel durch radikalisch initiierte Polymerisation von Polyurethanmakromonomeren mit Carboxylgruppen und seitlichen ebenso wie gegebenenfalls endständigen Vinylgruppen in Anwesenheit von einem oder mehreren copolymerisierbaren ungesättigten Monomeren hergestellt werden.
Beispiele von mit Wasser verdünnbaren Polyurethanharzen, die verwendet werden können, sind in der US-Patentschrift 5492961, der US-Patentschrift 5141987, der US-Patentschrift 5556912, DE-A-4115042, der US-Patentschrift 5635559, DE-A-4323896, der US-Patentschrift 5691425, DE-A-4228510, der US-Patentschrift 5854337 und der US-Patentschrift 4489135 beschrieben.
Zu Beispielen von mit Wasser verdünnbaren Poly(meth)acrylatharzen gehören alle wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Poly(meth)acrylatharze, die für wässrige Beschichtungen geeignet sind. Zum Beispiel können sie diejenigen mit einer zahlenmittleren Molekularmasse Mn von 1000–200000 g/mol, einer Säurezahl von 15–150 mg KOH/g und einer Hydroxylzahl von 0100 mg KOH/g sein. Die mit Wasser verdünnbaren Poly(meth)acrylatharze können auch bei Vorhandensein von oligomeren oder polymeren Polyester- und/oder Polyurethanharzen hergestellt worden sein.
Zu Beispielen von mit Wasser verdünnbaren Polyesterharzen gehören alle wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Polyesterharze, die für wässrige Beschichtungen geeignet sind, zum Beispiel diejenigen mit einer Molekularmasse von 500–5000 g/mol, einer Säurezahl von 15–150 mg KOH/g und einer Hydroxylzahl von 0–400 mg KOH/g.
Die mit Wasser verdünnbaren Bindemittel können jeweils einzeln oder als Gemisch von Bindemitteln verwendet werden.
Vorzugsweise werden mit Wasser verdünnbare Polyurethanharze als Bindemittel in Komponente A verwendet, wobei Gemische von mit Wasser verdünnbaren Polyurethanharzen besonders bevorzugt werden. Vorzuziehende geeignete Gemische sind zum Beispiel diejenigen von (meth)acrylierten Polyurethanharzen und Carbonatgruppen enthaltenden Polyurethanharzen, wie sie in der US-Patenschrift 5492961 beschrieben sind, oder diejenigen von (meth)acrylierten Polyurethanharzen und Polyurethanharzen ohne Carbonatgruppen, die durch Kettenverlängerung von OH-funktionellen Polyurethanpräpolymeren mit Polyisocyanaten hergestellt worden sind, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 5556912 beschrieben sind.
Bevorzugte Polyurethanharze oder Gemische von Polyurethanharzen können auch in Kombination mit anderen vorstehend erwähnten, mit Wasser verdünnbaren Bindemitteln verwendet werden.
Die mit Wasser verdünnbaren Bindemittel können von einer physikalisch trocknenden Beschaffenheit sein oder können durch Erzeugen kovalenter Bindungen vernetzt werden. Potentiell vernetzbare Gruppen sind zum Beispiel Hydroxyl-, Amino-, Carboxyl-, Epoxy-, Acetoacetyl- und ungesättigte Gruppen. Wenn vernetzbare Gruppen vorhanden sind, sind sie vorzugsweise Hydroxylgruppen.
Wenn mit Wasser verdünnbare Bindemittel durch Erzeugen kovalenter Bindungen vernetzbar sind, können sie selbstvernetzend oder extern vernetzend sein. Vorzugsweise sind sie jedoch extern vernetzend.
Komponente A enthält weiterhin Effektpigmente. Beispiele von Effektpigmenten, welche verwendet werden können, sind Metallpigmente, z.B. aus Aluminium oder Kupfer, Interferenzpigmente, wie z.B. Metallpigmente, die mit Metalloxiden beschichtet sind, z.B. mit Titandioxid beschichtetes, mit Eisenoxid beschichtetes oder mit Mischoxid beschichtetes Aluminium, beschichteter Glimmer, wie z.B. mit Titandioxid beschichteter Glimmer und/oder Glimmer, der mit anderen Metalloxiden, z.B. mit Fe₂O₃ und/oder Cr₂O₃, beschichtet ist, Eisenoxidflocken und Graphitpigmente. Weitere Beispiele von effektverleihenden Pigmenten, welche verwendet werden können, sind die sogenannten OV-Pigmente (OV = optisch variabel). Diese Pigmente sind Pigmentplättchen mit einer speziellen vielschichtigen Dünnschicht-Interferenzstruktur. Die Schichten bestehen einzeln zum Beispiel aus einer hochreflektierenden Metallschicht (zum Beispiel Aluminium, Chrom usw.), einer transparenten dielektrischen Schicht (zum Beispiel SiO₂, MgF₂, TiO₂ usw.) und einer halbtransparenten Metallschicht (z.B. Cr, Al, Ni, Mo usw.). Eine symmetrische Struktur mit der hochreflektierenden Metallschicht in der Mitte ist ebenfalls möglich. In gleicher Weise sind andere Schichtstrukturen, zum Beispiel mit einem nichtmetallischen Kern (zum Beispiel SiO₂) möglich. Weitere effektverleihende Pigmente, die verwendet werden können, sind die sogenannten LCP-Pigmente (LCP = Flüssigkristallpolymer). Dies sind Pigmente, die durch orientierende und dreidimensional vernetzende Substanzen einer Flüssigkristallstruktur mit einer chiralen Phase erhalten werden können. Alle die Effektpigmente, die verwendet werden können, können jeweils einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Komponente A enthält weiterhin vorzugsweise mindestens 25 Gew.-% und stärker bevorzugt 30–75 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht von Komponente A.
Komponente A kann auch organische Lösungsmittel und Zusatzstoffe enthalten, die herkömmlicherweise in wässrigen Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden.
Die organischen Lösungsmittel sind Lösungsmittel, die herkömmlicherweise in Beschichtungsverfahren verwendet werden. Diese können von der Herstellung der Bindemittel stammen oder werden gesondert zugesetzt. Beispiele geeigneter Lösungsmittel sind einwertige oder mehrwertige Alkohole, z.B. Propanol, Butanol, Hexanol; Glycolether oder -ester, zum Beispiel Diethylenglycoldialkylether, Dipropylenglycoldialkylether, jeweils mit C₁- bis C₆-Alkyl, Ethoxypropanol, Butylglycol; Glycole, zum Beispiel Ethylenglycol, Propylenglycol, N-Methylpyrrolidon und Ketone, z.B. Methylethylketon, Aceton, Cyclohexanon; aromatische oder aliphatische Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel Toluol, Xylol oder geradkettige oder verzweigte aliphatische C₆-C₁₂-Kohlenwasserstoffe. Wenn organisches Lösungsmittel vorhanden ist, sind es vorzugsweise mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel. Wenn vorhanden, sind die organischen Lösungsmittel in Anteilen von bis zu zum Beispiel höchstens 10–15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtkomponente A, vorhanden.
Beispiele von Zusatzstoffen, die herkömmlicherweise bei der Beschichtung verwendet werden, sind Egalisierungsmittel, die Rheologie beeinflussende Mittel, wie beispielsweise hochdispergierte Kieselsäure oder polymere Harnstoffverbindungen, Verdicker, wie beispielsweise Carboxylgruppen enthaltende Polyacrylatverdicker oder auf Polyurethan basierende assoziative Verdicker, Entschäumer, grenzflächenaktive Mittel, Antikratermittel, bindende Mittel und Härtungsbeschleuniger. Die Zusatzstoffe werden in herkömmlichen Mengen verwendet, die dem Fachmann bekannt sind.
Komponente A des Beschichtungssystems gemäß der Erfindung kann eine Beschichtungszusammensetzung, die als solche fertig ist, oder eine Komponente eines Mischsystems, zum Beispiel in der Form einer Mischfarbe oder einer Pigmentpaste, sein. Komponente A kann auch eine Kombination von Farb- und Effektpigmenten enthalten. Vorzugsweise weist Komponente A, ob eine einzelne oder eine Mehrzahl von Komponenten, nur Effektpigmente auf. Ein oder mehrere Effektpigmente können dabei für das Beschichtungssystem bereitgestellt werden.
Eine bevorzugte Komponente A enthält:

A1) mindestens ein mit Wasser verdünnbares, gegebenenfalls modifiziertes Polyurethanharz,
A2) mindestens ein Effektpigment und gegebenenfalls mindestens ein Farbpigment,
A3) 25–75 Gew.-% Wasser, und

Komponente A kann zum Beispiel ein Gewichtsverhältnis von Effekt- oder Gesamtpigment zu Bindemittel von 0,02:1 bis 10:1 umfassen. Das Verhältnis von Pigment zu Bindemittel ist dabei zum Beispiel von der Art der verwendeten Pigmente und davon, ob Komponente A eine Mischfarbe oder eine Pigmentpaste ist, abhängig.
Komponente A kann in einer Weise hergestellt werden, die dem Fachmann bekannt ist, indem die einzelnen Komponenten gemischt und homogenisiert werden. Mit Wasser verdünnbare organische Lösungsmittel und gegebenenfalls Zusatzstoffe können zu den Effektpigmenten hinzugegeben werden, die zum Beispiel in der Form einer im Handel erhältlichen Paste bereitgestellt werden können, und die Pigmente werden nachfolgend unter Scherung mit den mit Wasser verdünnbaren Bindemitteln gemischt. Eine Pastenharz kann jedoch für die Herstellung von Komponente A ebenfalls verwendet werden.
Komponente B ist der Rheologiezusatzstoff der für die Erfindung wesentlich ist, und enthält mindestens ein mit Wasser verdünnbares Polyurethanharz als seine wesentliche Komponente. Alle die dem Fachmann bekannten, mit Wasser verdünnbaren Polyurethanharze können im Prinzip verwendet werden, wie sie für die Formulierung von auf Wasser basierenden Beschichtungen verwendet werden. Diejenigen, die geeignet sind, sind zum Beispiel die mit Wasser verdünnbaren Polyurethanharze, einschließlich der gegebenenfalls modifizierten, mit Wasser verdünnbaren Polyurethanharze, die vorstehend bei der Beschreibung von Komponente A erwähnt sind. Sie können filmerzeugende Polyurethanharzbindemittel oder Polyurethanpastenharze der vorstehend erwähnten Art sein.
Besonders geeignet sind Polyurethanpastenharze, die mit Wasser verdünnbare Polyurethanharze mit einer Säurezahl von 10–50 mg KOH/g und einer zahlenmittlerem Molekularmasse Mn von 3000–200000 sind, welche durch Umsetzen von mindestens einem Polyesterpolyol mit einer OH-Zahl von 35–200 mg KOH/g und einer Molekularmasse von 500–5000 g/mol mit einer Verbindung mit mindestens einer Gruppe, die reaktiv in Bezug auf NCO-Gruppen ist, und mindestens einer Säuregruppe, die imstande ist, Anionen zu erzeugen, und mit mindestens einem Polyisocyanat, vorzugsweise Diisocyanat, erhalten werden, wie zum Beispiel in der US-Patentschrift 4558090 beschrieben ist. Zweckdienlich verwendbar sind gleichfalls hydroxyfunktionelle Polyurethanharnstoffharze mit einem Gehalt an Harnstoffgruppen von 10–300 mmol in 100 g festem Harz und einem Gehalt an Urethangruppen von 20–300 mmol in 100 g festem Harz, einer OH-Zahl von 20–250 und einer zahlenmittleren Molekularmasse Mn von 1000–20000 g/mol, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE-A-19849321 beschrieben sind.
Komponente B enthält weiterhin mindestens ein anorganisches Schichtsilicat als wesentliche Komponente für den Rheologiezusatzstoff. Anorganische Schichtsilicate wie Aluminium-Magnesium-Silicate, Natrium-Magnesium-Silicate und Natrium-Magnesium-Lithium-Fluorosilicate mit einer Schichtstruktur können zum Beispiel verwendet werden. Beispiele von Schichtsilicaten, die verwendet werden können, sind diejenigen des Typs Bentonit, Smektit, Montmorillonit und Hectorit. Schichtsilicate natürlichen Ursprungs können verwendet werden, aber synthetisch hergestellte Schichtsilicate werden bevorzugt. Die Schichtsilicate sind dem Fachmann bekannt und sind im Handel erhältlich, zum Beispiel als Optigel^®-Produkte und Laponite^®-Produkte.
Komponente B enthält weiterhin Wasser und gegebenenfalls organische Lösungsmittel und Zusatzstoffe, die herkömmlicherweise bei der Beschichtung verwendet werden. Die organischen Lösungsmittel und Zusatzstoffe, die herkömmlicherweise bei der Beschichtung verwendet werden, sind zum Beispiel die, die vorstehend in der Beschreibung von Komponente A erwähnt sind.
Die Anteil von Schichtsilicat in Komponente B und der Anteil von Komponente B in dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung kann vorzugsweise so gewählt werden, dass ein Gehalt an Schichtsilicat von etwa 0,1–1,5 Gew.-%, bezogen auf den Anteil von Komponente A, mit dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung erhalten wird.
Komponente B kann zusätzliche Rheologiezusatzstoffe zusätzlich zu den Schichtsilicaten enthalten. Zusatzstoffe zur Steuerung der Rheologie, die herkömmlicherweise in auf Wasser basierenden Beschichtungen verwendet werden, können als zusätzliche Rheologiezusatzstoffe verwendet werden. Beispiele sind synthetische Polymere mit ionischen Gruppen und/oder Gruppen mit einem assoziativen Effekt, wie beispielsweise Polyvinylalkohol, Poly(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure, Styrol-Maleinsäureanhydrid- oder Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Derivate ebenso wie Polyurethan. Weiterhin können Mikroteilchen aus vernetztem Polymer, wie sie zum Beispiel in EP-A-38127 beschrieben sind, verwendet werden.
Es ist zum Formulieren wässriger Beschichtungszusammensetzungen aus dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung vorteilhaft, wenn Rheologiezusatzstoffe gleichfalls in Komponente A eingeschlossen werden. Im einzelnen sollten jedoch Schichtsilicate vorzugsweise nicht als Rheologiezusatzstoff in Komponente A enthalten sein. Geeignete Rheologiezusatzstoffe für Komponente A sind zum Beispiel Rheologiezusatzstoffe mit ionischen Gruppen und/oder Gruppen mit einem assoziativen Effekt, basierend auf Poly(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure und/oder Polyurethan.
Die Komponenten C, D und/oder E können weiterhin in dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung zur Herstellung wässriger Beschichtungszusammensetzungen vorhanden sein.
Die Farbkomponente C enthält mit Wasser verdünnbare Bindemittel (eines oder mehrere). Die mit Wasser verdünnbaren Bindemittel sind herkömmliche mit Wasser verdünnbare Polyurethan-, Polyester- und/oder Poly(meth)acrylatharze, die dem Fachmann bekannt sind, wie sie beispielsweise vorstehend für Komponente A beschrieben sind. Bevorzugte mit Wasser verdünnbare Harze sind die gleichen wie die in Komponente A verwendeten.
Komponente C enthält weiterhin Farbpigmente. Geeignete Farbpigmente sind alle Pigmente einer organischen oder anorganischen Beschaffenheit, die herkömmlicherweise bei der Beschichtung verwendet werden. Beispiele anorganischer oder organischer farbverleihender Pigmente sind Titandioxid, mikronisiertes Titandioxid, Eisenoxidpigmente, Ruß, Azopigmente, Phthalocyaninpigmente, Chinacridon-, Perylen- oder Pyrrolopyrrolpigmente. Gegebenenfalls können lösliche Farbstoffe und/oder transparente Pigmente ebenfalls eingeschlossen werden.
Komponente C enthält weiterhin Wasser, vorzugsweise mindestens 25 Gew.-% und stärker bevorzugt 25–75 Gew.-% Wasser.
Komponente C kann gleichfalls organische Lösungsmittel und Zusatzstoffe enthalten, die herkömmlicherweise bei der Beschichtung verwendet werden, zum Beispiel diejenigen, die vorstehend in der Beschreibung der Komponente A erwähnt sind.
Komponente C des Beschichtungssystems gemäß der Erfindung kann, wie Komponente A, eine Beschichtungszusammensetzung, die als solche fertiggestellt ist, oder eine Komponente eines Mischsystems, zum Beispiel in der Form einer Mischfarbe oder einer Pigmentpaste sein. Komponente C kann auch eine Kombination von Farbpigmenten enthalten.
Eine bevorzugte Komponente C enthält:

C1) mindestens ein mit Wasser verdünnbares Polyurethanharz,
C2) mindestens ein Farbpigment,
A3) 25–75 Gew.-% Wasser, und

Komponente C kann dabei zum Beispiel ein Verhältnis von Pigment zu Bindemittel von 0,01:1 bis 10:1 haben. Das Verhältnis von Pigment zu Bindemittel ist dabei zum Beispiel von der Art der verwendeten Pigmente und davon abhängig, ob Komponente C eine Mischfarbe oder eine Pigmentpaste ist.
Komponente C kann in herkömmlicher Weise durch Dispergieren und Homogenisieren in geeigneten Aggregaten hergestellt werden. Dies kann zum Beispiel durch Vermahlen der Farbpigmente in einem Teil der mit Wasser verdünnbaren Bindemittel und durch anschließendes Auffüllen mit dem verbliebenen Teil der mit Wasser verdünnbaren Bindemittel ausgeführt werden. Das Vermahlen der Pigmente kann jedoch auch in einem herkömmlichen Pastenharz, zum Beispiel Polyurethanpastenharz, ausgeführt werden. Anschließendes Auffüllen kann mit den mit Wasser verdünnbaren Bindemitteln ausgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, Komponente C nur durch Verwendung eines Pastenharzes herzustellen. In diesem Fall wird Komponente C dann direkt als Pigmentpaste verwendet. Beispiele von bevorzugten Polyurethanpastenharzen, welche verwendet werden können, sind in der US-Patentschrift 4558090 und in der deutschen Patentanmeldung DE-A-19849321 beschrieben.
Komponente D enthält ein oder mehrere Vernetzungsmittel. Komponente D kann verwendet werden, wenn Bindemittel mit vernetzbaren Gruppen in mindestens einer der andern Komponenten des Beschichtungssystems gemäß der Erfindung verwendet werden. Die Art von Vernetzungsmitteln in Komponente D hängt von den vernetzbaren funktionellen Gruppen der mit Wasser verdünnbaren Bindemittel in den anderen Komponenten ab. Die Vernetzungsmittel können zum Beispiel Formaldehyd-Kondensationsharze, wie beispielsweise Phenol-Formaldehyd- und Amin-Formaldehyd-Kondensationsharze, ebenso wie blockierte und nichtblockierte Polyisocyanate sein. Geeignete Aminoharze als Vernetzungsmittel sind zum Beispiel alkylierte Kondensationsprodukte, die durch Umwandeln von Aminotriazinen und Amidotriazinen mit Aldehyden hergestellt werden. Geeignete Polyisocyanate als Vernetzungsmittel sind zum Beispiel alle organischen Polyisocyanate mit aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen und/oder aromatisch gebundenen freien Isocyanatgruppen. Sie sind bei Raumtemperatur flüssig oder werden durch Zugabe von organischen Lösungsmitteln verflüssigt. Die Polyisocyanate haben im allgemeinen eine Viskosität bei 23°C von 1 bis 6000 mPas, vorzugsweise über 5 und unter 3000 mPas. Solche Polyisocyanate sind dem Fachmann bekannt und sind im Handel erhältlich.
Vorzugsweise sind die Polyisocyanate Polyisocyanate oder Polyisocyanatgemische mit allein aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen mit einer mittleren NCO-Funktionalität von 1,5 bis 5, vorzugsweise 2 bis 3.
Besonders geeignet sind zum Beispiel „Schicht-Polyisocyanate", basierend auf Hexyamethylendiisocyanat, 1-Isocyanato-1,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (IPDI) und/oder Bis(isocyanatocyclohexyl)methan und den bekannten Derivaten dieser Diisocyanate mit Biuret-, Allophanat-, Urethan- und/oder Isocyanuratgruppen, die zum Beispiel durch Trimerisierung oder Umsetzung mit Wasser oder Alkoholen, wie beispielsweise Trimethylolpropan, erhalten werden können.
Polyisocyanate, welche sterisch gehindert sind, sind gleichermaßen ebenfalls geeignet. Beispiele der letzteren sind 1,1,6,6-Tetramethyl-hexamethylendiisocyanat, 1,5-Dibutyl-pentamethyldiisocyanat, p- oder m-Tetramethylxylylendiisocyanat und die entsprechenden hydratisierten Homologe.
Weitere Vernetzungsmittel, die in der Beschichtungsindustrie bekannt sind, können jedoch ebenfalls verwendet werden, so lange wie die entsprechenden reaktiven Gruppen in den verwendeten Bindemitteln bereitgestellt werden.
Vorzugsweise werden Polyisocyanat-Vernetzungsmittel in Komponente D eingeschlossen.
Komponente D kann auch Wasser, ein oder mehrere organische Lösungsmittel und/oder Zusatzstoffe enthalten, die herkömmlicherweise bei der Beschichtung verwendet werden. Die organischen Lösungsmittel und Zusatzstoffe, die herkömmlicherweise bei der Beschichtung verwendet werden, sind zum Beispiel die, die vorstehend in der Beschreibung von Komponente A erwähnt sind.
Wenn verwendet, wird die Menge der Komponente D diejenige sein, die eine Menge von Vernetzungsmittel bereitstellt, um das vernetzbare Harz, das in einer anderen Komponente des Beschichtungssystems vorhanden ist, zu vernetzen, wenn sie in einer wässrigen Beschichtungszusammensetzung kombiniert werden.
Komponente E kann verwendet werden, wenn der Wunsch besteht, die aus den Komponenten A und B und gegebenenfalls C und D hergestellten Beschichtungszusammensetzungen mit einem oder mehreren zusätzlichen Bindemitteln, den sogenannten Entspannungsharzen, zu ergänzen. Komponente D enthält deshalb ein oder mehrere mit Wasser verdünnbare Entspannungsharze. Die Entspannungsharze können zum Beispiel die mit Wasser verdünnbaren Bindemittel sein, die vorstehend in der Beschreibung von Komponente A erwähnt sind, wenn sie nicht ausdrücklich als Pastenharze angezeigt sind. Die Entspannungsbindemittel können identisch mit den mit Wasser verdünnbaren Bindemitteln der Komponenten A, B und/oder gegebenenfalls Komponente C sein oder von ihnen verschieden sein, aber sie müssen jedoch mit den mit Wasser verdünnbaren Bindemitteln dieser Komponenten verträglich sein.
In dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung können die Pigment enthaltenden Komponenten jeweils eine oder mehrere Komponenten A und gegebenenfalls eine oder mehrere Komponenten C sein, wobei jede Komponente eine Zusammensetzung hat, die in die Beschreibung von, je nachdem, Komponente A oder C fällt. Vorzugsweise sind mehrere Komponenten A und mehrere Komponenten C vorhanden, um durch Mischen einer definierten Anzahl und Menge dieser Komponenten eine Vielfalt von verschiedenartig pigmentierten effektgebenden Beschichtungen, jeweils mit der gewünschten Effektfarbschattierung, zu erhalten.
Für die Herstellung von Beschichtungszusammensetzungen werden die Komponenten A, B und gegebenenfalls C, D und/oder E des Beschichtungssystems gemäß der Erfindung zusammengemischt, um jede gewünschte effektgebende wässrige Beschichtungszusammensetzung bereitzustellen. Das Mischen kann einfach durch Rühren ausgeführt werden. Die gute Mischbarkeit, insbesondere der Komponenten A und B und gegebenenfalls der Komponente C, ist besonders vorteilhaft. Mischen der Komponenten A, B und gegebenenfalls C, D und/oder E kann vorzugsweise direkt vor der Aufbringung ausgeführt werden. Vor der Aufbringung können, wenn notwendig, Wasser und/oder organische Lösungsmittel im allgemeinen noch verwendet werden, um die Sprühviskosität anzupassen.
Die pigmentierten wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, die mit dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung hergestellt werden, können zweckdienlich in Verbindung mit einer Mehrfachbeschichtung verwendet werden. Sie sind besonders für die Herstellung von effektgebenden Basisschichtlagen in einer Mehrfachbeschichtung geeignet.
Die Erfindung betrifft deshalb auch die Verwendung der pigmentierten wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, hergestellt mit dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung, in einem Verfahren für Mehrfachbeschichtung, wobei eine Basisschichtlage einer effektgebenden wassergetragenen Basisschichtzusammensetzung auf ein Substrat, nackt oder vorbeschichtet, aufgebracht wird und eine Klarlackschicht einer transparenten Klarlackzusammensetzung auf die so erhaltene Basisschichtlage aufgebracht wird, und wobei die Basisschichtlage aus einer wassergetragenen farbgebenden und/oder effektgebenden Basisschichtzusammensetzung, die mit dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung hergestellt wird, aufgebracht wird.
Die Aufbringung der pigmentierten wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, hergestellt mit dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung, wird nach herkömmlichen Verfahren ausgeführt, vorzugsweise durch Sprühaufbringung. Die Beschichtungszusammensetzungen werden zum Beispiel in resultierenden Trockenfilmdicken von 10–30 μm aufgebracht. Metall- und Kunststoffsubstrate, insbesondere diejenigen, die in der Fahrzeugindustrie bekannt sind, sind geeignet, wie zum Beispiel Eisen, Zink, Aluminium, Magnesium oder Legierungen davon sowie Polyurethane, Polycarbonate oder Polyolefine. Die Substrate schließen diejenigen ein, die gewöhnlich vorbeschichtet sind, zum Beispiel, mit herkömmlichen Grundierungen und/oder herkömmlichen Grundierungsspachtelmassen. Die Grundierungen und/oder Grundierungsspachtelmassen können herkömmliche Beschichtungsmittel der Art sein, die als Grundierungsspachtelmassen und/oder Grundierungen von Fachleuten in der Fahrzeugbeschichtung verwendet werden. Zum Beispiel können sie Grundierungs- und/oder Grundierungsspachtelmassenlagen sein, aufgebracht im Zusammenhang der Reparaturbeschichtung, mit Bindemittelsystemen, basierend auf z.B. Bindemitteln einer physikalisch trocknenden Beschaffenheit, wie beispielsweise physikalisch trocknende Polyurethan- und/oder Polyacrylatharze, und chemisch vernetzenden Bindemitteln, wie beispielsweise Epoxyharze und Polyaminhärter oder hydroxyfunktionelle Harze und Polyisocyanatvernetzungsmittel. Die verwendeten Grundierungen und/oder Grundierungsspachtelmassen können auf Lösungsmittel basieren oder auf Wasser basieren. Die wassergetragenen Basisschichtlagen können jedoch auch auf intakte vorhandene Schichten (Oberflächenlacke oder Reparaturbeschichtungen) oder grundierte neue Teile, z.B. grundierte Kunststoffteile, aufgebracht werden.
Die Beschichtungszusammensetzungen, die mit dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung hergestellt werden, können bei Raumtemperatur gehärtet oder bei höheren Temperaturen, zum Beispiel von bis zu 80°C, vorzugsweise von 40 bis 60°C, beschleunigt gehärtet werden. Sie können jedoch auch bei höheren Temperaturen von zum Beispiel 80–150°C gehärtet werden.
Anschließend können die aufgebrachten Basisschichtzusammensetzungen mit transparenten Klarlacken überschichtet werden. Die Klarlacke können dabei auf die Basisschichtlage entweder nach dem Trocknen und/oder Härten der Basisschichtlage oder nass-auf-nass, gegebenenfalls nach einer Abdunstphase, aufgebracht werden. Vorzugsweise werden die Klarlacke nass-auf-nass auf die Basisschichtlage aufgebracht. Die Abdunstphase kann zum Beispiel, abhängig von der relativen Feuchtigkeit, 15 bis 45 Minuten betragen.
Im Prinzip sind geeignete Klarlacke alle die bekannten nichtpigmentierten oder transparent pigmentierten Beschichtungsmittel von der Art, die üblicherweise zum Beispiel in der Kraftfahrzeugbeschichtung verwendet wird. Die Klarlacke können auf Lösungsmittel basieren oder auf Wasser basieren. Insbesondere sind sie Zweikomponenten-Klarlacke, basierend auf chemisch vernetzenden Bindemitteln, zum Beispiel basierend auf hydroxyfunktionellen Bindemittelkomponenten und Polyisocyanat-Vernetzungsmitteln. Die Klarlacke können gehärtet werden, wie vorstehend für das Härten des Basisschicht beschrieben ist. Zum Beispiel kann das Härten bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von mehreren Stunden oder durch beschleunigte Trocknung bei Temperaturen von zum Beispiel 40°C bis 60°C, z.B. innerhalb von 30 bis 80 Minuten, ausgeführt werden.
Die Komponenten des Beschichtungssystems gemäß der Erfindung sind während der Lagerung von zum Beispiel bis zu 12 Monaten stabil. Die Beschichtungszusammensetzungen, die mit den Komponenten des Beschichtungssystems gemäß der Erfindung hergestellt werden, sind während der Lagerung für mindestens 6 Monate stabil. Die Beschichtungszusammensetzungen sind vor ihrer Verwendung leicht zu filtrieren. Die Beschichtungszusammensetzungen, die mit dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung hergestellt werden, stellen Beschichtungen bereit, die gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaft sind. Die Beschichtungen zeigen eine verbesserte Absackbeständigkeit. Es ist zum Beispiel möglich, ohne Verlaufen in Schichtdicken von 70 μm und darüber aufzubringen. Dies ist von besonderem Vorteil an kritischen Stellen, wie beispielsweise Ecken, Kanten oder Flansche oder überlappende Zonen. Die Beschichtungssysteme zeigen eine verbesserte Deckfähigkeit, besonders wenn schlecht deckende Pigmente verwendet werden. Die gleiche Deckfähigkeit kann mit weniger Sprüharbeitsgängen und deshalb mit geringerem Verbrauch an Beschichtungsmaterial erhalten werden. Die Beschichtungszusammensetzungen, die mit dem Beschichtungssystem gemäß der Erfindung hergestellt werden, führen zu Beschichtungen, die sehr gut die Unregelmäßigkeiten des Substrats, wie beispielsweise Schleifspuren auf einem aufgebrachten und geschliffenen Füllstoff, bedecken. Keine Spuren danach, zum Beispiel Schleifspuren, werden durch die darüber aufgebrachte wassergetragene Basisschicht hindurch auf der Oberfläche des Füllstoffs beobachtet. Die Beschichtungen zeigen weiterhin sehr gute und gleichmäßige effektgebende Eigenschaften.
Die Erfindung wird in weiteren Einzelheiten auf der Grundlage der nachstehenden Beispiele erklärt.
BEISPIELE
BEISPIEL 1
HERSTELLUNG EINER KOMPONENTE A)
Eine wässrige Polyurethandispersion 1 gemäß der US-Patentschrift 5556912, Herstellungsbeispiel 1, Polyurethandispersion A (basierend auf einem (meth)acrylierten Polyurethanharz), und eine wässrige Polyurethandispersion 2 gemäß DE-A-4344063, Herstellungsbeispiel 2, Polyurethandispersion B (basierend auf einem OH-funktionellen Polyurethanpräpolymer, das mit Diisocyanat kettenverlängert ist), werden verwendet.
Komponente A) wird durch Zusammenmischen der folgenden Komponenten hergestellt:
23,6 Gewichtsteile Polyurethandispersion 1 (30 Gew.-% Feststoffe)
11,8 Gewichtsteile Polyurethandispersion 2 (36 Gew.-% Feststoffe)
46,1 Gewichtsteile vollständig demineralisiertes Wasser
7,2 Gewichtsteile n-Butanol
4,0 Gewichtsteile Butylglycol
0,5 Gewichtsteile N-Methylpyrrolidon
0,3 Gewichtsteile eines im Handel erhältlichen Korrosionshemmers, um das Gasen von Aluminium zu verhindern (Additol XL 250, VIANOVA)
2,1 Gewichtsteile eines Verdickers (Viskalex HV 30, Ciba)
0,2 Gewichtsteile N,N-Dimethylethanolamin
4,1 Gewichtsteile einer im Handel erhältlichen Aluminiumpaste (65% in Testbenzol, Eckart)
BEISPIEL 2
HERSTELLUNG EINER KOMPONENTE C)
Polyurethanbindemittel analog zu Beispiel 1 werden verwendet.
Komponente C) wird durch Zusammenmischen der folgenden Komponenten hergestellt:
23,6 Gewichtsteile Polyurethandispersion 1
11,8 Gewichtsteile Polyurethandispersion 2
21,1 Gewichtsteile vollständig demineralisiertes Wasser
12,1 Gewichtsteile Butylglycol
1,3 Gewichtsteile eines Verdickers (Viskalex HV 30, Ciba)
0,14 Gewichtsteile N,N-Dimethylethanolamin
22,1 Gewichtsteile Titandioxidpigment
0,16 Gewichtsteile eines Entschäumers (Tego Foamex 805, Tego-Chemie)
8,1 Gewichtsteile eines im Handel erhältlichen Polyurethan-Mahlhilfsmittels.
BEISPIEL 3
HERSTELLUNG EINER KOMPONENTE B)
Die folgenden Komponenten werden zusammengemischt:
1 Gewichtsteil eines im Handel erhältlichen Schichtsilicats (Optigel SH, Südchemie)
10 Gewichtsteile einer Polyurethanharzdispersion entsprechend der US-Patentschrift 4558090, Beispiel (Pastenharz)
89 Gewichteile vollständig demineralisiertes Wasser.
BEISPIEL 4
VERGLEICHSBEISPIEL – HERSTELLUNG EINER VERGLEICHSKOMPONENTE B)
Die folgenden Komponenten werden zusammengemischt:
1 Gewichtsteil eines im Handel erhältlichen Schichtsilicats (Optigel SH, Südchemie)
99 Gewichtsteile vollständig demineralisiertes Wasser.
BEISPIEL 5
HERSTELLUNG EINER WASSERGETRAGENEN BASISSCHICHT
61,7 Gewichtsteile von Komponente A), hergestellt gemäß Beispiel 1, 13,6 Gewichtsteile von Komponente B), hergestellt gemäß Beispiel 3, und 24,7 Gewichtsteile von Komponente C), hergestellt gemäß Beispiel 2, werden unter Rühren zusammengemischt und die Sprühviskosität wird mit 10 Gewichtsteilen vollständig demineralisiertem Wasser angepasst.
BEISPIEL 6
HERSTELLUNG EINER WASSERGETRAGENEN BASISSCHICHT ZUM VERGLEICH
61,7 Gewichtsteile von Komponente A), hergestellt gemäß Beispiel 1, 13,6 Gewichtsteile von Komponente B), hergestellt gemäß Vergleichbeispiel 4, und 24,7 Gewichtsteile von Komponente C), hergestellt gemäß Beispiel 2, werden unter Rühren zusammengemischt, und die Sprühviskosität wird mit 10 Gewichtsteilen vollständig demineralisiertem Wasser angepasst.
BEISPIEL 7
ANWENDUNGSBEISPIEL
Eine im Handel erhältliche, auf Lösungsmittel basierende Zweikomponentengrundierungsspachtelmasse (Isocyanat-vernetzend) (Standox^® 2K-Nonstop-Füllstoffprimer, Standox^® 2K-Härter) wurde auf Stahlplatten aufgebracht, die durch kathodische Elektroabscheidungsbeschichtung in Trockenfilmdicken von etwa 60 μm beschichtet, für 30 Minuten bei 60°C gehärtet und anschließend geschliffen worden waren. Jede wassergetragene Basisschicht, hergestellt gemäß Beispiel 5, und jede wassergetragene Basisschicht zum Vergleich, hergestellt gemäß Beispiel 6, wurden im einem Sprühdurchgang auf die so erhaltene Grundierungsspachtelmassenschicht in einer Trockenfilmdicke aufgebracht, die sich auf etwa 12 μm belief.
Die so erhaltenen, auf Wasser basierenden Beschichtungslagen wurden jeweils nachfolgend nach einer Abdunstzeit von etwa 20 Minuten mit einem im Handel erhältlichen, auf Lösungsmittel basierenden Zweikomponenten-Klarlack (Isocyanat-vernetzend) (Standocryl^® 2K, HS-Klarlack, Standox^® 2K, HS-Härter, lang) überschichtet. Nach einer Abdunstzeit von 10 Minuten wurde die Beschichtung für 30 Minuten bei 60°C gehärtet.
Die technischen Ergebnisse der Beschichtung sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.

Claims

Beschichtungssystem zur Herstellung von wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, umfassend, als gesonderte Komponenten, die Kombination von, A) 55–95 Gew.-% von mindestens einer Effektpigmentzusammensetzung, umfassend Wasser, mindestens ein Effektpigment und mindestens ein mit Wasser verdünnbares Harz, ausgewählt aus der Gruppe von Polyurethanharz, Polyesterharz und Poly(meth)acrylatharz, wobei der Anteil des Wassers mindestens 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente A, ausmacht, und B) 5–45 Gew.-%, im Verhältnis zu insgesamt 100% des Gesamtgewichts der Komponenten A plus B, von einer pigmentfreien Zusammensetzung, umfassend B1) 0,3–5,0 Gew.-% von mindestens einem anorganischen Schichtsilicat, B2) 1,0–20,0 Gew.-% von mindestens einem mit Wasser verdünnbaren Polyurethanharz, B3) 75,0–98,7 Gew.-% Wasser, wobei die Gewichtsprozente von B1, B2 und B3 sich zu 100 Gew.-% der Komponente B addieren.
Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A 30–75 Gew.-% Wasser enthält.
Beschichtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente B 0,5–3,0 Gew.-% Komponente B1, 2,0–10 Gew.-% Komponente B2 und 87–97,5 Gew.-% Komponente B3 enthält.
Beschichtungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz in der Komponente A das mit Wasser verdünnbare Polyurethanharz ist.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Wasser verdünnbare Polyurethanharz in der Komponente B eine Säurezahl von 10–50 mg KOH/g und eine zahlenmittlere Molekularmasse Mn von 3000–200000 aufweist, welches durch Umsetzen von mindestens einem Polyesterpolyol, das eine OH-Zahl von 35–200 mg KOH/g und eine Molekularmasse von 500–5000 g/mol aufweist, mit einer Verbindung, die mindestens eine Gruppe, welche in bezug auf NCO-Gruppen reaktiv ist, und mindestens eine Säuregruppe, die imstande ist, Anionen zu erzeugen, aufweist, und mit mindestens einem Polyisocyanat erhalten wird.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Komponente B derart ist, dass der Anteil des anorganischen Schichtsilicats B1 in der Komponente B 0,1–1,5 Gew.-%, bezogen auf den Anteil der Komponente A, beträgt.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich zu der Komponente A und der Komponente B mindestens eine zusätzliche gesonderte Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus: C) mindestens einer Farbzusammensetzung, umfassend Wasser, mindestens ein Farbpigment und mindestens ein mit Wasser verdünnbares Harz, ausgewählt aus der Gruppe von Polyurethanharz, Polyesterharz und Poly(meth)acrylatharz, D) mindestens einer Vernetzungszusammensetzung, umfassend mindestens ein Vernetzungsmittel, und E) mindestens einer Bindemittelzusammensetzung, umfassend mindestens ein mit Wasser verdünnbares Bindemittel, enthält.
Beschichtungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz in der Komponente C das Polyurethan ist.
Beschichtungssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vernetzungsmittel in der Komponente D mindestens ein Polyisocyanat enthält.
Verwendung des Beschichtungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Herstellung von wassergetragenen Basisschichten.
Verwendung des Beschichtungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Beschichtung von Fahrzeugen und/oder Fahrzeugteilen bei der Fahrzeugreparaturbeschichtung.