DE60121812T2

DE60121812T2 - Verfahren für variabele auftragungen von beschichtungszusammensetzungen mit einer mehrkomponentenvorrichtung mit drei oder mehr komponenten

Info

Publication number: DE60121812T2
Application number: DE60121812T
Authority: DE
Inventors: Derek Buford FORBES; Eric Lithonia ASHMAN; Antonius Van Engelen
Original assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Current assignee: Akzo Nobel Coatings International BV
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: WO2002043880A3; AU2002217951B2; CN1263554C; ZA200304157B; ES2269519T3; BR0115694A; RU2277443C2; AU1795102A; WO2002043880A2; EP1353762A2; CN1484555A; KR20030068550A; US20020122887A1; EP1353762B1; DE60121812D1; JP2004531362A; ATE333953T1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum dynamischen Mischen mehrerer Komponenten und insbesondere auf ein dynamisches Verfahren zum Mischen von Komponenten zur unmittelbaren Auftragung zur Endbehandlung eines Substrats, die für die notwendige Vielseitigkeit für verschiedene Anwendungen sorgt, ohne dass die individuellen Komponenten ausgetauscht werden müssen.
Hintergrund der Erfindung
In der Kraftfahrzeugindustrie ist die Auftragung eines Beschichtungsmaterials auf ein Substrat als Endbehandlung typischerweise das Produkt des Mischens von mehreren Komponenten. Im Allgemeinen ist in einem Zweikomponentensystem die erste Komponente ein Bindemittel und die zweite Komponente ein Härtungsmittel, das mit dem Bindemittel unter Bildung einer Deckschicht auf dem Substrat reagieren kann. Die richtigen Mischungsverhältnisse der Komponenten werden durch die Anforderungen des fertigen Produkts auf dem Substrat bestimmt. Insbesondere können die Trocknungszeit und die Eigenschaften der erhaltenen Deckschicht durch die Reaktivität des Bindemittels mit dem Härtungsmittel bestimmt werden. Zur Zeit erfolgt dieses Mischen im Allgemeinen von Hand, was Anlass zu Fehlern in den Mischungsverhältnissen und in variablen Graden des gleichmäßigen Mischens gibt.
Ein Problem, das in der Kraftfahrzeugindustrie bezüglich der Auftragung eines Beschichtungsmaterials auf ein Substrat auftritt, sind die unterschiedlichen Bedürfnisse für jede Anwendung. Wenn man zum Beispiel ein Beschichtungsma terial auf ein ganzes Fahrzeug aufträgt, ist eine qualitativ hochwertige Deckschicht erforderlich, die normalerweise auch eine längere Härtungszeit erfordert. Wenn nur ein diskretes Teil, wie ein Seitenblech oder ein Stoßdämpfer zu beschichten ist, ist eine solche qualitativ hochwertige Deckschicht indessen nicht immer von oberster Wichtigkeit, und eine kürzere Härtungszeit, um die für den Arbeitsschritt erforderliche Zeit zu minimieren, ist optimal.
In der Praxis werden variable Härtungszeiten durch Verwendung von mehrfachen Bindemittel-, Härtungsmittel- und/oder Reduktionsmittelkombinationen erhalten. Jede Kombination muss individuell gemischt werden, was zu einem großen Materialverlust führt und zeitraubend ist.
Weiterhin schränkt die heute in der Industrie verfügbare Zweikomponenten-Apparatur den Anwender auf nur eine Kombination und nur einen Auftragungsschritt ein.
Selbst bei einem Drei- oder Mehrkomponentensystem, bei dem die Komponenten drei verschiedene Komponenten, wie ein Bindemittel, ein Härtungsmittel und ein Reduktionsmittel, sind, gibt es keine Möglichkeit, die Reaktivität der Komponenten je nach den Notwendigkeiten des Arbeitsschritts zu variieren. Daher existiert immer noch eine Einschränkung bezüglich der Tatsache, dass man nur die Fähigkeit hat, eine Art von Auftragung mit einem Satz der Komponenten durchzuführen.
Insbesondere werden die Mehrkomponenten-Sprühapparaturen, die zur Zeit verfügbar sind, in der Kraftfahrzeug-Reparaturlack-Industrie nicht allgemein verwendet, da Vorteile in Bezug auf Material- und Zeitersparnis minimal waren und die große Investition, die eine Werkstatt für eine solche Apparatur tätigen musste, nicht ausglichen.
Außerdem konnten die Apparatur und die mit der Apparatur verwendeten Lackprodukte die vielen verschiedenen Anforderungen der verschiedenen Reparaturen nicht erfüllen.
Obwohl es zur Zeit Apparaturen gibt, um mehrkomponentige Beschichtungszusammensetzungen zu mischen, siehe zum Beispiel US 5,425,968 , DE-A-29 14 684, EP-A-0 311 792, EP-A-0 478 944 und GB 1 313 182 , liefert jede dieser Apparaturen nur ein festes Mischungsverhältnis. Wenn dieses Mischungsverhältnis geändert werden muss, muss die Apparatur zerlegt oder mechanisch justiert werden, was zeitraubend ist und nicht genau wiederholt werden kann. Solche Einschränkungen der offenbarten Apparatur schränken ihre Eignung in der Kraftfahrzeugindustrie auf Anwendungen ein, bei denen der durchzuführende Arbeitsschritt gleich bleibt.
Es stehen auch Apparaturen zur Verfügung, bei denen das Mischungsverhältnis elektronisch überwacht und/oder geändert wird. US 4,019,653 offenbart eine solche Apparatur, bei der eine Steuereinheit ein voreingestelltes Signal empfängt, das das gewünschte Fließverhältnis darstellt, die Fließgeschwindigkeitssignale von den jeweiligen Leitungen überwacht, das tatsächliche Verhältnis berechnet, dieses mit dem gewünschten Verhältnis vergleicht und ein steuerbares Ventil in einer Verbindungsleitung einstellt, so dass die Fließgeschwindigkeit beeinflusst und dadurch das gewünschte Verhältnis erreicht wird. Während einer vorbestimmten Zeit, nachdem der Auslöser der Sprühpistole betätigt wurde, wird jedoch die Information über die Fließgeschwindigkeit vom Steuerventil abgetrennt, da die anfänglichen vorübergehenden Fließsignale erratisch, langsam und unzuverlässig sein können.
EP-A-0 300 902 offenbart eine andere Apparatur, die ein durch einen Auslöser betriebenes, manuell gesteuertes pneumatisches Sprühgerät umfasst. Die Fließgeschwindigkeit der Druckluft wird gemäß der Stellung des Auslösers variiert. Die Fließgeschwindigkeit der beiden Komponenten wird durch das Signal reguliert, das durch die Information über den Luftstrom gegeben wird.
Ebenfalls bekannt ist eine Apparatur zum Auftragen von mehrkomponentigen Beschichtungszusammensetzungen, die wenigstens zwei Dosiervorrichtungen, eine luftgestützte Sprühpistole und eine Steuervorrichtung aufweist, wobei verschiedene Komponenten miteinander gemischt und auf das Substrat aufgetragen werden. Siehe WO 98/41316.
Der jüngste Trend für Hersteller besteht darin, von einer Zweikomponenten- zu einer Dreikomponenten-Apparatur überzugehen, um das Bindemittel, das Härtungsmittel und das Reduktionsmittel unterzubringen. Zu diesen Dreikomponentensystemen, die zur Zeit verfügbar sind, gehören der ValueMix (US-Anmeldung eingereicht) und der P-MixII-3k, beide von Graco.
Die oben offenbarte Apparatur hat nicht die Vorteile des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, zu denen Folgende gehören: die kontinuierlich variablen Mischungsverhältnisse, die für die vielen Bedürfnisse der Industrie zur Verfügung stehen; die Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung mit einer kurzen Topfzeit; und andere Vorteile, die man in der Industrie verstehen wird. Dementsprechend ermöglicht die Verwendung einer mehrkomponentigen Apparatur zusammen mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die Verwendung von mehrkomponentigen Beschichtungszusammensetzungen, die eine sehr kurze Topfzeit haben, zum Beispiel nur 1 Minute oder noch weniger. Sie führt auch zu einer genau reproduzierbaren Beschichtungszusammensetzung, einem schnellen Überwechsel zu anderen Mischungsverhältnissen, zu einer geringeren Materialverwendung, weniger chemischem Abfall und einer höheren Produktivität.
Wenn reaktive Komponenten verwendet werden, hängen die Merkmale wie Topfzeit und Trocknungszeit von der Reaktivität der Komponenten ab. Zum Beispiel können ein Bindemittel und ein Härtungsmittel in einer Komponente und der Katalysator in einer anderen vorhanden sein, wenn das Bindemittel und das Härtungsmittel nur in Gegenwart des Katalysators miteinander in Wechselwirkung treten.
Eine besondere Anwendung für das oben genannte Verfahren der vorliegenden Erfindung liegt in der Reparaturlackindustrie. Herkömmliche Reparaturlackverfahren zum Auftragen einer Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat sind in mehreren wichtigen Aspekten beschränkt. Typischerweise werden die Komponenten der Beschichtungszusammensetzung manuell miteinander gemischt. Sobald sie gemischt sind, muss die Zusammensetzung innerhalb einer bestimmten Zeitspanne verwendet werden, d.h. während ihrer Topfzeit, die definiert ist als die Zeit, innerhalb derer das Gemisch zum Sprühen geeignet ist. Insbesondere dauert die Topfzeit bis zu dem Zeitpunkt, wenn das Bedienpersonal einen erkennbaren Unterschied in der Leichtigkeit der Handhabung aufgrund einer Erhöhung der Viskosität der gemischten Komponenten wahrnehmen kann.
Für solche Beschichtungen wie Klarlacke, Basislacke, Grundierungen und Füllstoffe in der Kraftfahrzeugindustrie ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung besonders gut für die Endlackierung großer Transportfahrzeuge, wie Züge, Busse und Flugzeuge, geeignet. Das Verfahren ist auch in der Reparaturlackindustrie anwendbar, insbesondere in einer Karosseriewerkstatt, um Autos zu reparieren. Je nach der für die besondere Anwendung notwendigen Menge an Beschichtungszusammensetzung können die im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendeten Verhältnisse in einen größeren oder kleineren Maßstab übertragen werden.
Außerdem führt das manuelle Mischen der Komponenten häufig zu einer großen Menge Abfall. Es ist auch unmöglich, genau dieselbe Beschichtungszusammensetzung zweimal herzustellen. Dementsprechend wird vor dem Sprühen eine große Menge an Beschichtungszusammensetzung hergestellt, um zu garantieren, dass genügend Beschichtungszusammensetzung vorhanden ist, um das Substrat zu besprühen. Daher wird nach dem Sprühen stets eine bestimmte Menge Beschichtungszusammensetzung übrig bleiben, und da die Topfzeit für die einmal gemischte Zusammensetzung relativ kurz ist, kann sie nicht für irgendeine andere Anwendung verwendet werden. Somit wird der Rest der Beschichtungszusammensetzung als chemischer Abfall weggeworfen.
Im Hinblick darauf besteht ein Bedürfnis nach einem verbesserten Verfahren zum Auftragen einer mehrkomponentigen Beschichtungszusammensetzung.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von Beschichtungszusammensetzungen mit einer Mehrkomponenten-Apparatur für drei oder mehr Komponenten, wobei zahlreiche Beschichtungszusammensetzungen mit verschiedenen Eigenschaften miteinander gemischt und aufgetragen werden können, ohne die Komponenten der Mehrkomponenten-Apparatur zu ändern, und insbesondere ein Verfahren zum Mischen von Komponenten für die sofortige Auftragung zur Endbehandlung eines Substrats.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Es wurde nun herausgefunden, dass durch Verwendung eines Verfahren, in dem man das Mischen der Komponenten zur Auftragung einer gewünschten Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat variieren kann, wie etwa durch Variieren der Verhältnisse der Komponenten, die vielen Bedürfnisse der Industrie erfüllt werden können, ohne die für die Beschichtungszusammensetzungen verwendete Mehrkomponenten-Apparatur "zerlegen" und/oder die Komponenten für die Beschichtungszusammensetzungen austauschen zu müssen.
Ein Verfahren zum Herstellen und Auftragen einer Beschichtungszusammensetzung unter Verwendung einer Mehrkomponenten-Apparatur umfasst das Auswählen wenigstens zweier ungleicher Komponenten für die Beschichtungszusammensetzung aus Komponenten in der Mehrkomponenten-Apparatur, wobei die Mehrkomponenten-Apparatur Folgendes aufweist: wenigstens eine Bindemittel-Komponente, wenigstens eine Härtungsmittel-Komponente und wenigstens eine Komponente, die ein Bindemittel oder ein Härtungsmittel ist, wobei eine solche Komponente eine Reaktivität hat, die von derjenigen ihrer jeweils entsprechenden Komponente A oder B verschieden ist, das Auswählen eines Mischungsverhältnisses für die wenigstens zwei ungleichen Komponenten der Beschichtungszusammensetzung und das Mischen der Komponenten der Beschichtungszusammensetzung, während sie auf das Substrat aufgetragen wird, wobei eine Mehrzahl von Beschichtungszusammensetzungen mit variieren den Eigenschaften aus den Komponenten in der Mehrkomponenten-Apparatur hergestellt und aufgetragen werden kann. Diese ungleichen Komponenten sind zum Beispiel ein Bindemittel und ein Härtungsmittel.
Unter Verwendung einer bekannten Mehrkomponenten-Apparatur mit der Fähigkeit zum Mischen von wenigstens drei Komponenten kann eine Flexibilität in den verfügbaren Beschichtungszusammensetzungen erreicht werden, indem man die Mischungsverhältnisse der reaktiven Komponenten der Beschichtungszusammensetzung variiert. Insbesondere bei Verwendung eines Mehrkomponentensystems mit drei Komponenten würde man zwei gleiche Komponenten (zum Beispiel zwei Härter), die jeweils eine unterschiedliche Reaktivität haben, zusammen mit einer gemeinsamen Komponente (zum Beispiel einem Bindemittel) verwenden, was die Herstellung von verschiedenen Beschichtungszusammensetzungen ermöglichen würde.
In der Autoreparaturlackindustrie kann zum Beispiel eine Vielseitigkeit erreicht werden, indem man die Verhältnisse eines schnellen (kurze Härtungszeit) Härtungsmittels für ein Beschichtungsmaterial mit einem langsamen (lange Härtungszeit) Härtungsmittel für ein Beschichtungsmaterial relativ zu dem gemeinsamen polymeren Bindemittel (Harz) variiert, so dass jedes der Endbehandlungsprodukte die Bedürfnisse für einen speziellen Arbeitsschritt erfüllt, ohne dass man die Härter oder das Bindemittel austauschen muss. Die erhaltenen Beschichtungserfordernisse sind zum Beispiel eine schnelle Härtung, eine langsamere Härtung und eine Deckschicht mit höherer Qualität. Dieselbe Art von Vielseitigkeit kann erreicht werden, wenn man zwei verschiedene polymere Bindemittel (Harze), die sich in der Härtungszeit voneinander unterscheiden, zusammen mit einem gemeinsamen Härtungsmittel hat.
In dem Verfahren dieser Erfindung gibt es wenigstens zwei gleiche Komponenten, die dieselbe Art von chemischer Funktionalität aufweisen, aber mit unterschiedlicher Reaktivität gegenüber der wenigstens einen gemeinsamen Komponente. Jede der ersten beiden Komponenten kann mit der gemeinsamen Komponente allein kombiniert werden, was den größten Unterschied in den Leistungseigenschaften, wie Trocknungszeit und Erscheinungsbild, ergibt. Alternativ dazu ergeben mehrfache Kombinationen der beiden gleichen Komponenten, die in einem konstanten Verhältnis mit der gemeinsamen Komponente gemischt werden, je nach den Anforderungen des Anwenders für die spezielle Anwendung unterschiedliche Leistungseigenschaften. Diese Leistungseigenschaften liegen im Bereich zwischen den einzelnen Kombinationen jeder der gleichen Komponenten mit der gemeinsamen Komponente.
In einem Dreikomponentenverfahren könnte die mehrfache Apparatur zum Beispiel ein gemeinsames Bindemittel und zwei gleiche Härtungsmittel aufweisen, die jeweils eine unterschiedliche Reaktivität haben. Wenn eine Anwendung dann eine kurze Härtungszeit für das Beschichtungsmaterial erfordert, würde man die gemeinsame Bindemittelkomponente nur mit dem hochreaktiven (schnellen) Härtungsmittel (ungleiche Komponente) mischen und sofort auf das Substrat auftragen (d.h. nur zwei der drei Komponenten würden miteinander gemischt). Wenn die nächste Anwendung dann eine Härtungsgeschwindigkeit erforderte, die geringfügig geringer ist als bei der ersten Anwendung des Beschichtungsmaterials, vielleicht um die Qualität der Deckschicht zu verbessern, wäre der Härter ein Gemisch aus der hochreaktiven Härtungsmittelkomponente und der weniger reaktiven (langsamen) Härtungsmittelkomponente zusammen mit dem Bindemittel. Wenn die nächste Anwendung eine geringe Härtungsgeschwindigkeit für das Beschichtungsmaterial I erforderte, vielleicht um die Oberflächeneigenschaften des Materials zu optimieren, würde man das Bindemittel nur mit dem langsamen Härter mischen. Gemäß der vorliegenden Erfindung würde man alle die obigen Anwendungen (und viele andere mehr) unter Verwendung derselben Ausgangskomponenten durchführen, die in die Mehrkomponenten-Apparatur geladen wurden. Da das Verfahren verschiedene Gemische der Beschichtungszusammensetzungen ermöglicht, besteht keine Notwendigkeit, die einzelnen Komponenten auszutauschen.
Die vorliegende Erfindung wurde oben zwar für die Verwendung eines gemeinsamen Bindemittels mit zwei gleichen Härtern veranschaulicht, doch ist sie nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel wäre das Verfahren auch bei einem System mit einem gemeinsamen Härter und zwei gleichen Bindemitteln anwendbar.
Optimale Ergebnisse werden erhalten, wenn es im Dreikomponentenverfahren einen minimalen Unterschied in der Viskosität gibt, die notwendig ist, um ein effizientes Mischen der Komponenten zu erhalten.
Weiterhin gehen die Neuheit und Vielseitigkeit der obigen Erfindung weiter als bis zu dem oben allgemein beschriebenen Dreikomponentenverfahren. Dieses Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst auch die Verwendung von zusätzlichen Komponenten, wie bei einem Vierkomponentenverfahren. Bei einem solchen Vierkomponentenverfahren könnten zwei gleiche Bindemittel mit zwei gleichen Härtern verwendet werden.
Vorzugsweise liegt der Volumenprozentsatz der gemeinsamen Komponente zwischen 5% und 95%, besonders bevorzugt zwischen 10% und 90%.
Die Beschichtungszusammensetzung zur Verwendung im vorliegenden Verfahren kann unter anderem Zusammensetzungen umfassen, die die folgende Kombination von funktionellen Gruppen umfassen: Amin/Isocyanat, Amin/Epoxy/Isocyanat, Amin/Epoxy, Hydroxy/Isocyanat, Epoxy/Anhydrid, Mercaptan/Isocyanat, Mercaptan/Epoxy, Mercaptan/Epoxy/Amin, ungesättigte Gruppen/Mercaptan, Hydroxy/Isocyanat/Amin, Anhydrid/Hydroxy, Amin/Anhydrid, ungesättigte Gruppen/Amin oder blockiertes Amin wie Aldimin, Ketimin oder Oxazolidin, Acetoacetat/Amin oder blockiertes Amin wie Aldimin, Ketimin oder Oxazolidin. Die katalysierte Reaktion einer solchen Kombination von funktionellen Gruppen kann zu Vernetzungspolymerisationsreaktionen führen, die eine Härtung des Beschichtungsmaterials bewirken. Ein solches Material liegt im Bereich von kommerziell bekannten Systemen bis zu Systemen, von denen bisher angenommen wurde, dass sie für die praktische oder kommerzielle Verwendung zu schnell wirken.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin auf der Grundlage der Hydroxy-Isocyanat-Reaktion erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die Reaktivität von gleichen Polyisocyanat-Härtungsmitteln, die geändert oder modifiziert werden können, indem man von einem auf wenig reaktiven Isocyanatgruppen basierenden Polyisocyanat, wie α,α,α',α'-Tetramethyl-o-, -m- und -p-xylylendiisocyanat (TMXDI) oder Isophorondiisocyanat (IPDI), zu einem etwas reaktiveren Polyisocyanat, wie auf Hexandiisocyanat (HDI) basierenden Polyisocyanat, oder noch reaktiveren Polyisocyanaten, wie auf Toluoldiisocyanat (TDI) und Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (MDI) basierenden Polyisocyanaten, übergeht. Je höher das Molekulargewicht und/oder die Funktionalität des Polyisocyanats, desto reaktiver wird das System sein, in dem es verwendet wird.
Die Reaktivität der hydroxyfunktionellen Bindemittel kann modifiziert werden, indem man von der Verwendung einer sekundären Hydroxygruppe zu einer primären Hydroxygruppe übergeht oder indem man die Menge der vorhandenen Hydroxygruppen erhöht und dadurch die Funktionalität des Bindemittels erhöht oder indem man das Molekulargewicht oder die Starrheit des Bindemittels (Tg) erhöht. Das hydroxyfunktionelle Bindemittel kann aus einem Polyesterpolyol, Polyurethanpolyol oder Polyacrylatpolyol ausgewählt werden.
Eine Veränderung in der Menge des Katalysators in den gleichen Komponenten kann auch die Reaktivität der jeweiligen gleichen Komponenten verändern. Zu den Katalysatoren in Polyurethanharzsystemen, die in der vorliegenden Erfindung anwendbar sind, gehören unter anderem Dibutylzinndilaurat, Dimethylzinndichlorid, Dioctylzinndilaurat und 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan. Die Reaktivität kann leicht auf das erforderliche Niveau eingestellt werden.
Die Erfindung kann verwendet werden, um Vernetzungssysteme für Grundierungs-, Dichtungsmittel-, Füllgrund-, Bindelack-, Basislack-, pigmentierten Decklack- oder Monolack- und Klarlackzwecke oder Kombinationen davon aufzutragen.
Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung durchgeführt werden, um eine Klarlackzusammensetzung über einem Basislack aufzutragen.
Dasselbe kann mit einer Grundierung/einem Füllgrund für Schleifzwecke und einem Dichtungsmittel für Nass-auf-nass-Vorlackierungszwecke erfolgen. Eine pigmentierte erste Komponente kann mit einem schnell trocknenden Füllgrundhärtungsmittel kombiniert werden, so dass man einen leicht zu schleifenden Dickschichtlack erhält, neben einer Kombination mit einem weniger reaktiven Dichtungsmittelhärter, der ein besseres Fließverhalten und eine gleichmäßige und glatte Beschichtung ergibt, die eine Decklackierung ohne Schleifen ermöglicht.
Dasselbe kann mit farbigen Grundierungen erfolgen. Während es in der Autoindustrie einen Trend gibt, eine Grundierung in Richtung der Endfarbe des Autos abzutönen, werden mehr und mehr farbige oder getönte Grundierungssysteme in den Autoreparaturlackmarkt eingeführt. Die Dreikomponenten-Apparatur kann verwendet werden, um von dunklen zu helltönigen Vorlackierungsfarbtönen überzugehen.
Bei einem Vierkomponentensystem kann es zwei gemeinsame Komponenten mit verschiedenen Pigmenten (wie einem schwarzen Bindemittel und einem weißen Bindemittel) zusammen mit zwei gleichen Härtungsmitteln, die verschiedene Reaktivitäten haben, geben, so dass diese verschiedenen Reaktivitäten in Bezug auf einen der beiden gemeinsamen Bindemittel dieselben sind.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann auf ein beliebiges Substrat angewendet werden. Bei dem Substrat kann es sich zum Beispiel um Metall, z.B. Eisen, Stahl und Aluminium, Kunststoff, Holz, Glas, synthetisches Material, Papier, Leder oder eine andere Beschichtungsschicht handeln. Die andere Beschichtungsschicht kann aufgetragen werden, indem man das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchführt, oder sie kann auch anders aufgetragen werden.
Die Härtung der Beschichtungszusammensetzungen, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung aufgetragen werden, kann unter einer Vielzahl von Bedingungen durchgeführt werden, die dem Fachmann bekannt sind, doch wird die Härtung vorzugsweise unter Umgebungstemperaturbedingungen durchgeführt, typischerweise von Umgebungstemperatur bis etwa 70 °C (60 bis 160 °F).
Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung und sollen die Erfindung in keiner Weise einschränken.
Beispiele
Alle in den Beispielen erwähnten Produkte sind von Akzo Nobel Coatings Inc. kommerziell erhältlich.
Beispiel 1: PUR-Klarlack mit unterschiedlicher Trocknungsgeschwindigkeit
Die folgenden drei Komponenten wurden hergestellt:

Komponente A (1) besteht aus 90 Volumenteilen Autoclear^® 1, bezogen auf ein Acrylpolyolbindemittel, und 10 Volumenteilen Autocryl^® Medium Reducer. Autoclear^® 1 basiert auf einem Acrylpolyol.
Komponente B (1), das langsame Härtungsmittel, besteht aus 60 Volumenteilen Autocryl^® Hardener und 40 Teilen Autocryl^® Medium Reducer. Autocryl^® Hardener ist ein kommerziell erhältliches Isocyanat-Härtungsmittel, das auf einem IPDI- und HDI-Trimergemisch beruht.
Komponente C (1), das schnelle Härtungsmittel, besteht aus 60 Volumenteilen Autocryl^® Rapid Hardener, bezogen auf dasselbe Isocyanatgemisch, aber mit einem Metallkatalysator, und 40 Teilen Autocryl^® Medium Reducer.

Unter Verwendung der ValueMix-Mehrkomponenten-Apparatur von Graco wurden die oben genannten Komponenten in verschiedenen Verhältnissen, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind, miteinander gemischt und sofort auf ein Substrat aufgetragen, ohne die Komponenten in der Mehrkomponenten-Apparatur zu ändern. Sie lieferten die folgenden Ergebnisse:
Beispiel 2: PUR-Klarlack mit unterschiedlicher Trocknungsgeschwindigkeit für schlechten Luftzug und für Fallstrom-Spritzkabinen
Die folgenden Komponenten wurden hergestellt:

Komponente A (2) besteht aus Autoclear^® 1, einem Produkt, das in Umgebungen mit schlechtem Luftzug sowie in Spritzkabinen mit einer hohen Luftströmungsgeschwindigkeit (Fallstrom-Spritzkabine) verwendet werden kann, indem man das Mischungsverhältnis wechselt.
Komponente B (2) besteht aus Autoclear^® 1 Rapid, das auf demselben Acrylbindemittelsystem wie Autoclear^® 1 besteht, aber mit einem höheren Katalysatorgehalt als Hauptunterschied.
Komponente C (2), Härtungsmittel, besteht aus 50 Volumenteilen Autocryl^® Hardener Rapid und 50 Teilen Autocryl^® Medium Reducer.

Unter Verwendung der ValueMix-Mehrkomponenten-Apparatur von Graco wurden die oben genannten Komponenten in verschiedenen Verhältnissen, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind, miteinander gemischt und sofort auf ein Substrat aufgetragen, ohne die Komponenten in der Mehrkomponenten-Apparatur zu ändern. Sie lieferten die folgenden Ergebnisse:
Dieses Beispiel zeigt, dass die Unterschiede in der Härtungsgeschwindigkeit und somit die Flexibilität für den Reparaturvorgang erhalten werden können, indem man einfach die Mischungsverhältnisse der Komponenten verändert.
Beispiel 3: PUR-Grundierung für Füllgrund- und Dichtungsmittelzwecke
Die folgenden drei Komponenten wurden hergestellt:

Komponente A (3): Colorbuild^®
Komponente B (3), Sanding Hardener, besteht aus 50 Volumenteilen Colorbuild^® Surfacer Hardener und 50 Volumenteilen Colorbuild^® Surfacer Activator.
Komponente C (3), Nass-in-nass-Härtungsmittel, besteht aus 50 Volumenteilen Colorbuild^® Sealer Hardener und 30 Volumenteilen Autocryl^® Medium Reducer.

Unter Verwendung der ValueMix-Mehrkomponenten-Apparatur von Graco wurden die oben genannten Komponenten in verschiedenen Verhältnissen, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind, miteinander gemischt und sofort auf ein Substrat aufgetragen, ohne die Komponenten in der Mehrkomponenten-Apparatur zu ändern. Sie lieferten die folgenden Ergebnisse:
Beispiel 4: PUR-Grundierung mit Tönung und Füllgrund-Dichtungsmittel-Möglichkeiten

Komponente A⁽⁴⁾: Colorbuild^® White
Komponente B⁽⁴⁾: Colorbuild^® Black
Komponente C⁽⁴⁾, Sanding Hardener, besteht aus 50 Volumenteilen Colorbuild^® Surfacer Hardener und 50 Volumenteilen Colorbuild^® Surfacer Activator.
Komponente D⁽⁴⁾, Nass-in-nass-Härtungsmittel, besteht aus 50 Volumenteilen Colorbuild^® Sealer Hardener und 30 Volumenteilen Autocryl^® Medium Reducer.

Unter Verwendung der ValueMix-Mehrkomponenten-Apparatur von Graco wurden die oben genannten Komponenten in verschiedenen Verhältnissen, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind, miteinander gemischt und sofort auf ein Substrat aufgetragen, ohne die Komponenten in der Mehrkomponenten-Apparatur zu ändern. Sie lieferten die folgenden Ergebnisse:

Claims

Verfahren zum Herstellen und Auftragen einer Beschichtungszusammensetzung unter Verwendung einer Mehrkomponenten-Apparatur, umfassend das Auswählen wenigstens zweier ungleicher Komponenten für die Beschichtungszusammensetzung aus Komponenten in der Mehrkomponenten-Apparatur, wobei die Mehrkomponenten-Apparatur Folgendes aufweist: A. wenigstens eine Bindemittel-Komponente, B. wenigstens eine Härtungsmittel-Komponente, C. wenigstens eine Komponente, die ein Bindemittel oder ein Härtungsmittel ist, wobei eine solche Komponente eine Reaktivität hat, die von derjenigen ihrer jeweils entsprechenden Komponente A oder B verschieden ist, das Auswählen eines Mischungsverhältnisses für die wenigstens zwei ungleichen Komponenten der Beschichtungszusammensetzung und das Mischen der Komponenten der Beschichtungszusammensetzung und das Auftragen der Beschichtungszusammensetzung mit der Mehrkomponenten-Apparatur, wobei eine Mehrzahl von Beschichtungszusammensetzungen mit variierenden Eigenschaften aus den Komponenten in der Mehrkomponenten-Apparatur hergestellt und aufgetragen werden kann.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin das Trocknen der Beschichtungszusammensetzung zwischen 60 °F und 160 °F (Umgebungstemperatur bis etwa 70 °C) umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei Komponente A ein Bindemittel ist und Komponente B ein Härtungsmittel ist, das langsam reagiert, und Komponente C ein Härtungsmittel ist, das schnell reagiert.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Komponente A ein hydroxylfunktionelles Bindemittel ist und die Komponenten B und C isocyanatfunktionelle Härtungsmittel sind.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Mischungsverhältnis derartig ausgewählt ist, dass der Volumen-Prozentgehalt der gemeinschaftlichen Komponente zwischen 5 % und 95 % liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das Mischungsverhältnis derartig ausgewählt ist, dass der Volumen-Prozentgehalt der gemeinschaftlichen Komponente zwischen 10 % und 90 % liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat ein Fahrzeug-Oberflächenblech ist, die Beschichtungszusammensetzung einen Primer umfasst, der als eine Außenschicht auf das Blech aufgetragen werden soll, wobei eine erste Komponente (A) vorliegt, die ein Bindemittel (die gemeinschaftliche Komponente) umfasst, und wenigstens eine zweite Komponente (B) oder eine dritte Komponente (C) vorliegt, wobei B ein schleifendes Härtungsmittel umfasst und C ein Nass-in-Nass-Härtungsmittel umfasst, wobei das Volumenverhältnis von A zu B + C im Bereich von 100:80 bis 100:60 liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin eine Komponente D umfasst, und zwar dergestalt, dass die Komponente C ein Bindemittel ist, das eine Reaktivität aufweist, die von derjenigen ihrer jeweils entsprechenden Komponente A oder B verschieden ist, und Komponente D ein Härtungsmittel mit einer Reaktivität ist, die von derjenigen ihrer jeweils entsprechenden Komponente A oder B verschieden ist.