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Hintergrund der Erfindung
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(1) Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine lichthärtbare Primer-Zusammensetzung,
die vorzugsweise fähig ist,
durch Bestrahlung mit Licht rasch zu härten, und gute Eigenschaften
hinsichtlich Verarbeitbarkeit, Haftvermögen an einem Substrat, Abriebfestigkeit
etc. aufweist, sowie ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung der
lichthärtbaren
Primer-Zusammensetzung. Die lichthärtbare Primer-Zusammensetzung
der vorliegenden Erfindung kann zur Beschichtung eines Kraftfahrzeugkörpers, eines
Eisenbahnfahrzeugs, von industriellen Apparaten, zur Holzbearbeitung
etc. dienen, und das Beschichtungsverfahren ermöglicht es, in sehr kurzer Zeit
für gute
Oberflächenbeschaffenheit
zu sorgen, und kann sich insbesondere als Verfahren zur Ausbesserung
von Kraftfahrzeugbeschichtungen eignen.
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(2) Stand der Technik
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Eine
Ausbesserungsbeschichtung eines Kraftfahrzeugkörpers etc. nach dem Stand der
Technik besteht aus folgenden, nacheinander erfolgenden Schritten: ➀ einem
Schritt des dicken Aufbringens einer Füllstoffmasse auf einen beschädigten Bereich,
gefolgt vom Trocknen und Polieren der Oberfläche, auf die die Füllstoffmasse
aufgebracht wurde, ➁ einem Schritt des Beschichtens derselben
mit einem füllenden
Grundiermittel, um Deckschichteigenschaften zu erzielen, gefolgt
vom Trocknen und glatten Polieren der Beschichtungsoberfläche, sowie ➂ einem
Schritt des Beschichtens der Deckschicht, woraus sich ergibt, dass
die obigen Schritte des Beschichtens, Trocknens und Polierens sehr
lange Zeit in Anspruch nehmen. Vor kurzem wurde eine Ausbesserungsbeschichtung
unter Verwendung einer lichthärtbaren
Kittzusammensetzung vorgeschlagen, um die Zeit zu verkürzen, die
für die
Ausbesserungsbeschichtung insgesamt erforderlich ist. Als Beispiele für die obige
lichthärtbare
Kittzusammensetzung dient eine in den Offenlegungsschriften der
japanischen Patentanmeldungen Nr. 117588/79, 137089-97 (US-Patent
5.852.067), 100306/97 etc. geoffenbarte lichthärtbare Beschichtungszusammensetzung,
die ein Harz mit polymeri sierbaren ungesättigten Gruppen und einen Photopolymerisationsinitiator
enthält.
Die Verwendung der obigen Beschichtungszusammensetzung als Kitt
zur Ausbesserung von Beschichtungen ergab jedoch Probleme im Hinblick
auf unzufrieden stellende Beschichtungsfilmeigenschaften in Bezug
auf Abriebfestigkeit, Härte,
Haftvermögen,
Wasserbeständigkeit
etc.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann eine lichthärtbare Primer-Zusammensetzung
bereitstellen, welche die Härtungszeit
verkürzen
und die Verarbeitungseffizienz verbessern kann und eine Beschichtungszusammensetzung
mit langer Lebensdauer bereitstellt, und/oder ein Beschichtungsverfahren
unter Verwendung der lichthärtbaren
Primer-Zusammensetzung bereitstellen, mit dem die für die jeweiligen
Schritte erforderliche Gesamtzeit verkürzt werden kann, ohne die Beschichtungsfilmeigenschaften
zu mindern.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung führten intensive Studien durch
und fanden heraus, dass die Verwendung einer Beschichtungszusammensetzung
mit einer spezifischen Zusammensetzung, die ein spezifisches Acrylharz
enthält,
das eine mittels Urethanbindung polymerisierbare ungesättigte Gruppe
als füllendes Grundiermittel
aufweist, die Verarbeitungswirksamkeit deutlich verbessern kann,
ohne die Beschichtungsfilmeigenschaften zu mindern, was zur Entwicklung
der vorliegenden Erfindung führte.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft somit eine lichthärtbare Primer-Zusammensetzung,
die (A) ein Acrylharz, das mittels Urethanbindung polymerisierbare
ungesättigte
Gruppen in einer Seitenkette aufweist und die polymerisierbaren
ungesättigten
Gruppen in einer Menge von 0,2 bis 2,0 mol/kg Feststoffgehalt von
Harz (A) enthält,
(B) ein Urethan(meth)acrylat-Oligomer, das zumindest eine polymerisierbare
ungesättigte
Gruppe pro Molekül
enthält,
und (E) einen Photopolymerisationsinitiator enthält.
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WO
97/16469 und
DE 22 39 411 offenbaren
Zusammensetzungen dieses Typs. Zusammensetzungen der WO 97/16469
können
eine weitere polymerisierbare ungesättigte Verbindung umfassen.
Gemäß vorliegender
Erfindung umfasst die Zusammensetzung eine solche weitere Verbindung
(C) und auch 1 bis 300 Gewichtsteile eines Verschnittpigments (D)
pro 100 Gewichtsteile des Harz-Gesamtfeststoffgehalts von A, B und C.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Beschichtungsverfahren
unter Verwendung einer solchen Zusammensetzung bereit.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Behälters zur Lagerung der erfindungsgemäßen lichthärtbaren
Primer-Zusammensetzung.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Das
Acrylharz (A) der vorliegenden Erfindung ist ein Acrylharz, das
mittels Urethanbindung polymerisierbare ungesättigte Gruppen in einer Seitenkette
aufweist und die polymerisierbaren ungesättigten Gruppen in einer Menge
von 0,2 bis 2,0 mol/kg Feststoffgehalt von Harz (A) enthält.
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Die
polymerisierbaren ungesättigten
Gruppen können,
ohne darauf beschränkt
zu sein, jede beliebige Gruppe umfassen, die fähig ist, mittels Licht, wie
z.B. sichtbaren Lichts, nahem Infrarot- oder UV-Licht, eine radikalische
Polymerisationsreaktion zu bewirken, und können insbesondere (Meth)acryloylgruppen,
Vinylgruppen, Vinylethergruppen oder Allylgruppen umfassen. Davon
werden (Meth)acryloylgruppen besonders bevorzugt. In der Beschreibung
steht "(Meth)acryloylgruppe" für "Acryloylgruppe oder
Methacryloylgruppe".
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Die
Menge der polymerisierbaren ungesättigten Gruppen liegt im Bereich
von 0,2 bis 2,0 mol/kg, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 mol/kg, Feststoffgehalt
von Harz (A). Wenn die Menge der polymerisierbaren ungesättigten
Gruppen weniger als 0,2 mol/kg beträgt, kann unzureichende Vernetzung
die Filmeigenschaften mindern. Bei mehr als 2,0 mol/kg kann eine
zu starke Schrumpfung beim Härten
hingegen das Haftvermögen
verringern.
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Vorzugsweise
wird die polymerisierbare ungesättigte
Gruppe zur Erzielung von gutem Haftvermögen eines darauf ausgebildeten
Beschichtungsfilms mittels Urethanbindung durch eine Reaktion zwischen
Isocyanatgruppen und Hydroxylgruppen in das Acrylharz (A) eingeführt.
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Das
Verfahren zur Herstellung des Acrylharzes (A) kann Folgendes umfassen:
das Umsetzen eines hydroxylgruppenhältigen Acrylharzes (a) mit
einer Verbindung (b), die eine Isocyanatgruppe sowie eine polymerisierbare
ungesättigte
Gruppe im selben Molekül
enthält,
wobei die Reaktion vorzugsweise so erfolgt, dass die Hydroxylgruppen
im Überschuss
eingesetzt werden, sodass keine nichtumgesetzten Isocyanatgruppen
zurückbleiben.
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Das
hydroxylgruppenhältige
Acrylharz (a) kann vorzugsweise ein Copolymer umfassen, das durch
Copolymerisation eines polymerisierbaren ungesättigten Monomergemischs, das
ein hydroxylgruppenhältiges, polymerisierbares
ungesättigtes
Monomer enthält,
in Gegenwart eines Polymerisationsinitiator erhalten wird. Als Beispiele
für das
hydroxylgruppenhältige,
polymerisierbare ungesättigte
Monomer kommen Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl(meth)acrylat,
ein Addukt von Hydroxyethyl(meth)acrylat mit Lacton; Placcel FA2
und Placcel FM3 (Handelsnamen, jeweils vertrieben von Daicel Chemical
Industries, Ltd.), Polyethylenglykolmono(meth)acrylat und 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl(meth)acrylat
in Frage. Diese können
alleine oder in Kombination eingesetzt werden.
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Bei
der Herstellung des hydroxylgruppenhältigen Acrylharzes (a) können neben
dem hydroxylgruppenhältigen,
polymerisierbaren ungesättigten
Monomer als Hauptkomponente andere polymerisierbare ungesättigte Monomere,
die mit dem obigen Monomer copolymerisiert werden können, optional
als Comonomere eingesetzt werden.
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Das
andere polymerisierbare ungesättigte
Monomer kann ohne spezielle Einschränkung solche umfassen, die
mit dem hydroxylgruppenhältigen,
polymerisierbaren ungesättigten
Monomer copolymerisiert werden können,
und kann spezifisch Monoester von Acrylsäure oder Methacrylsäure mit
einwertigen Alkoholen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen umfassen, wie
z.B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat,
n-Butyl(meth)acrylat, Isobutyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat,
Hexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat,
Lauryl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat und dergleichen; Styrol, α-Methylstyrol,
Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Crotonsäure,
Itaconsäure,
Maleinsäure,
Fumarsäure, 2-Carboxyethyl(meth)acrylat,
2-Carboxypropyl(meth)acrylat, 5-Carboxypentyl(meth)acrylat, Glycidyl(meth)acrylat
und γ-(Meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilan.
Diese können
alleine oder in Kombination eingesetzt werden.
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In
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
die Reaktion der Hydroxylgruppen im hydroxylgruppenhältigen Acrylharz
(a), das wie oben beschrieben erhalten wird, mit den Isocyanatgruppen
in Verbindung (b), die Isocyanatgruppen und polymerisierbare ungesättigte Gruppen
im selben Molekül
aufweist, über
Urethanbindungen die Einführung
einer polymerisierbaren ungesättigten
Gruppe in eine Seitenkette von Acrylharz (A).
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Die
Verbindung (b) mit Isocyanatgruppen und polymerisierbaren ungesättigten
Gruppen im selben Molekül
kann beispielsweise ein isocyanatgruppenhältiges, polymerisierbares ungesättigtes
Monomer, wie z.B. Isocyanatoethyl(meth)acrylat oder m-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat;
oder ein Reaktionsprodukt, das mittels Additionsreaktion zwischen
einer Verbindung mit zwei Isocyanatgruppen und einem hydroxylgruppenhältigen polymerisierbaren
ungesättigten
Monomer in äquimolarem
Verhältnis
erhalten wird, umfassen.
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Die
Verbindung, die zwei Isocyanatgruppen aufweist, kann beispielsweise
aliphatische Diisocyanatverbindungen, wie z.B. Hexamethylendiisocyanat,
Trimethylendiisocyanat, 1,4-Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat,
1,2-Propylendiiso cyanat, 1,2-Butylendiisocyanat und Trimethylhexamethylendiisocyanat;
alizyklische Diisocyanatverbindungen, wie z.B. Isophorondiisocyanat,
4,4'-Methylenbis(cyclohexylisocyanat),
Methylcyclohexan-2,4- (oder -2,6-) diisocyanat, 1,3-Cyclopentandiisocyanat
und 1,2-Cyclohexandiisocyanat; aromatische Diisocyanatverbindungen,
wie z.B. Xylylendiisocyanat, Methaxylylendiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat,
Tolylendiisocyanat und 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
umfassen.
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Das
hydroxylgruppenhältige,
polymerisierbare ungesättigte
Monomer kann solche umfassen, die in obigen Beschreibungen des hydroxylgruppenhältigen Acrylharzes
(a) als Beispiele genannt werden.
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Zweitens
kann ein Verfahren zur Herstellung des Acrylharzes (A), das eine
mittels Urethanbindung polymerisierbare ungesättigte Gruppe in einer Seitenkette
aufweist, ein Verfahren umfassen, das die Reaktion eines isocyanatgruppenhältigen Acrylharzes
(c) mit einer Verbindung (d) umfasst, die Hydroxylgruppen und polymerisierbare
ungesättigte
Gruppen im selben Molekül
aufweist.
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Das
isocyanatgruppenhältige
Acrylharz (c) kann vorzugsweise ein Copolymer umfassen, das durch Copolymerisation
eines Gemischs aus polymerisierbaren ungesättigten Monomeren, welches
das isocyanatgruppenhältige,
polymerisierbare ungesättigte
Monomer aufweist, in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators erhalten
wird.
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Das
isocyanatgruppenhältige,
polymerisierbare ungesättigte
Monomer kann beispielsweise Isocyanatoethylacrylat oder m-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat
umfassen. Die Verbindung (b) mit Isocyanatgruppen und polymerisierbaren
ungesättigten
Gruppen im selben Molekül
kann ebenfalls verwendet werden. Diese können alleine oder in Kombination
eingesetzt werden.
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Ein
anderes polymerisierbares ungesättigtes
Monomer als das isocyanatgruppenhältige, polymerisierbare ungesättigte Monomer
kann vorzugsweise ein Monomer umfassen, das mit dem isocyanatgruppenhältigen,
polymerisierbaren ungesättigten
Monomer copolymerisierbar ist und keine funktionelle Gruppe aufwiest, die
rasch mit Isocyanatgruppen reagiert, und spezifisch beispielsweise
Ester von Acrylsäure
oder Methacrylsäure
mit einwertigen Alkoholen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, wie z.B.
Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat,
Isobutyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat,
2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat
und Isobornyl(meth)acrylat; oder beispielsweise Styrol oder α-Methylstyrol,
umfassen. Diese können
alleine oder in Kombination eingesetzt werden.
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Verbindung
(d) mit Hydroxylgruppen und polymerisierbaren ungesättigten
Gruppen im selben Molekül kann
beispielsweise Hydroxylethyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl(meth)acrylat,
ein Addukt von Hydroxyethyl(meth)acrylat mit Lacton; ein hydroxylgruppenhältiges,
polymerisierbares ungesättigtes
Monomer, wie z.B. Placcel FA2 und Placcel FM3 (Handelsnamen, jeweils
vertrieben von Daicel Chemical Industries, Ltd.), Polyethylenglykolmono(meth)acrylat
oder 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl(meth)acrylat; oder ein Reaktionsprodukt, das
mittels Additionsreaktion zwischen einer Verbindung mit zwei Hydroxylgruppen
und einem isocyanatgruppenhältigen,
polymerisierbaren ungesättigten
Monomer in äquimolarem
Verhältnis
erhalten wird, umfassen. Diese können
alleine oder in Kombination eingesetzt werden.
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Die
Reaktion zwischen Isocyanatgruppen und Hydroxylgruppen bei der Reaktion
der Komponente (a) mit Komponente (b) und der Reaktion der Komponente
(c) mit Komponente (d) kann vorzugsweise unter Verwendung eines
Lösungsmittels,
eines Urethanbildungskatalysators, eines Polymerisationshemmers
etc. bei einer Reaktionstemperatur von 20 bis 80 °C durchgeführt werden,
sodass die Urethanbildungsreaktion gefördert wird und die polymerisierbare
ungesättigte
Gruppe nicht verschwindet.
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Neben
polymerisierbaren ungesättigten
Gruppen kann das Acrylharz (A) reaktive funktionelle Gruppen aufweisen.
In einem solchen Fall kann eine Verbindung, die eine reaktive funktionelle
Gruppe aufweist, die mit einer reaktiven funktionellen Gruppe im
Harz (A) reaktiv ist, zum Harz (A) zugesetzt werden. Eine Kombination der
obigen reaktiven funktionellen Gruppen kann jede beliebige auf dem
Gebiet der Erfindung bekannte Kombination ohne spezielle Einschränkung umfassen,
wie etwa eine Kombination aus Hydroxylgruppen und Isocyanatgruppen,
Epoxygruppen und Aminogruppen, Epoxygruppen und Carboxylgruppen
sowie Hydroxylgruppen und Alkoxysilylgruppen. Wenn das Harz (A)
Hydroxylgruppen aufweist, kann speziell eine Polyisocyanatverbindung
zugesetzt werden. Die obige Verbindung kann, bezogen auf den Harz-Gesamtfeststoffgehalt,
in einer Menge von 30 Gew.-% zugesetzt werden.
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Das
Acrylharz (A) ist ein solches, bei dem das Acrylharz (A) vor Einführung der
polymerisierbaren ungesättigten
Gruppe ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 5.000 bis 50.000
und eine Glastemperatur im Bereich von –50 °C bis 100 °C, vorzugsweise –50 °C bis 70 °C, aufweist.
Wenn das obige gewichtsmittlere Molekulargewicht weniger als 5.000
beträgt,
können
sich dadurch die Beschichtungsfilmeigenschaften verschlechtern.
Bei mehr als 50.000 kann hohe Viskosität die Verarbeitbarkeit erschweren.
Wenn die Glastemperatur unter –50 °C liegt,
kann nach dem Härten
eine gewisse Klebrigkeit zurückbleiben
und die Abriebfestigkeit verringert werden. Bei über 100 °C ist das Haftvermögen mitunter
eingeschränkt.
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Die
obige Glastemperatur wird wie folgt gemessen. Eine eigens für diesen
Zweck gefertigte Aluminiumpfanne mit einem Durchmesser von 4,5 mm
und einer Tiefe von 2 mm wird mit einer Harzlösung mit einem Feststoffgehalt
von 10 mg befüllt,
anschließend
3 h unter Vakuum bei 50 °C
getrocknet und das Lösungsmittel vollständig entfernt,
um nur den Feststoffgehalt als Messprobe zu erhalten. Die obige
Messung wird mit dem Thermal Analysis Apparatus vom SSC-5300-Typ
(Handelsname, vertrieben von Seiko Instruments Inc.) bei einer Heizrate
von 20 °C/min
durchgeführt,
wobei die Temperaturerhöhung
bei einer Temperatur beginnt, die um etwa 50 °C unter der vorbestimmten Glastemperatur
liegt.
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Das
Urethan(meth)acrylat-Oligomer (B) in der vorliegenden Erfindung
dient dazu, das Haftvermögen und
die Wasserbeständigkeit
zu verbessern, und weist ein gewichtsmittleres Molekulargewicht
von 400 bis 3.000, vorzugsweise 400 bis 2.000, auf. Bei weniger
als 400 können
zu viele ungesättigte
Gruppen zu einer verstärkten
Schrumpfung beim Härten
führen
und das Haftvermögen
verringern. Bei mehr als 3.000 wird mitunter keine deutliche Wirkung
hinsichtlich der Verbesserung des Haftvermögens erzielt.
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Die
Menge der polymerisierbaren ungesättigten Gruppen im Urethan(meth)acrylat-Oligomer (B) liegt, bezogen
auf den Feststoffgehalt der Komponente (B), wünschenswerterweise im Bereich
von 1,0 bis 2,5 mol/kg. Bei weniger als 1,0 mol/kg kann unzufrieden
stellende Vernetzung die Beschichtungsfilmeigenschaften, das Haftvermögen und
die Wasserbeständigkeit
verringern. Bei mehr als 2,5 mol/kg kann zu starke Schrumpfung beim
Härten
das Haftvermögen
beeinträchtigen.
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Das
Urethan(meth)acrylat-Oligomer (B) kann vorzugsweise hergestellt
werden, indem eine Verbindung (e), die zumindest zwei Isocyanatgruppen
pro Molekül
aufweist, mit einem hydroxylgruppenhältigen, polymerisierbaren ungesättigten
Monomer (f) und einem einwertigen Alkohol (g) umgesetzt wird.
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Die
Verbindung (e), die zumindest zwei Isocyanatgruppen pro Molekül aufweist,
kann eine Diisocyanatverbindung, beispielsweise eine aliphatische
Diisocyanatverbindung, wie z.B. Hexamethylendiisocyanat, Trimethylendiisocyanat,
1,4-Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, 1,2-Propylendiisocyanat, 1,2-Butylendiisocyanat
oder Trimethylhexamethylendiisocyanat; eine alizyklische Diisocyanatverbindung,
wie z.B. Isophorondiisocyanat, 4,4'-Methylenbis(cyclohexylisocyanat), Methylcyclohexan-2,4-
(oder -2,6-) diisocyanat, 1,3-Cyclopentandiisocyanat oder 1,2-Cyclohexandiisocyanat;
eine aromatische Diisocyanatverbindung, wie z.B. Xylylendiisocyanat,
Methaxylylendiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat, Tolylendiisocyanat
oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat;
Addukte davon, wie z.B. mit einem mehrwertigen Alkohol, einem niedermolekularen
Polyesterharz oder Wasser; ein durch Ringpolymerisation der obigen
Diisocyanatverbindungen gebildetes zyklisches Polymer; oder eine
Verbindung vom Isocyanat-Biuret-Typ umfassen.
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Das
hydroxylgruppenhältige,
polymerisierbare ungesättigte
Monomer (f) dient dazu, eine polymerisierbare ungesättigte Gruppe
in das Urethan(meth)acrylat-Oligomer (B) einzuführen, und kann beispielsweise
Hydroxylethyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl (meth)acrylat, ein Addukt
von Hydroxyethyl(meth)acrylat mit Lacton; Placcel FA2 und Placcel
FM3 (Handelsnamen, jeweils vertrieben von Daicel Chemical Industries,
Ltd.), Polyethylenglykolmono(meth)acrylat oder 2-Hydroxy-3-phenoxypropyl(meth)acrylat
umfassen.
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Der
einwertige Alkohol (g) wird dazu verwendet, überschüssige Mengen an Isocyanatgruppen
zu blockieren und die Konzentration an ungesättigten Gruppen bei der Synthese
des Urethan(meth)acrylat-Oligomers (B) zu steuern, und kann auf
dem Gebiet der Erfindung bekannte Vertreter, wie beispielsweise
Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol,
n-Butylalkohol, Isobutylalkohol, 2-Ethylbutanol, 2-Ethylhexanol,
Benzylalkohol, Laurylalkohol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether,
Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether
und Diethylenglykolmonobutylether umfassen.
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Die
Reaktion der Komponenten (e), (f) und (g) kann bei Bedarf vorzugsweise
unter Verwendung eines Lösungsmittels,
eines Urethanbildungskatalysators, eines Polymerisationshemmers
etc. bei einer Reaktionstemperatur von 20 bis 80 °C durchgeführt werden,
sodass die Urethanbildungsreaktion gefördert wird und die polymerisierbaren
ungesättigten
Gruppen nicht verschwinden. Sollte kein einwertiger Alkohol (g)
verwendet werden, können
die Isocyanatgruppen und die Hydroxylgruppen in äquimolaren Mengen eingesetzt
werden, oder die Reaktion kann fortgesetzt werden, bis die Isocyanatgruppen
verschwinden.
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Neben
den obigen Komponenten (A) und (B) weist die lichthärtbare Primer-Zusammensetzung
der vorliegenden Erfindung auch eine andere polymerisierbare ungesättigte Verbindung
(C) als das Harz (A) und das Urethan(meth)acrylat-Oligomer (B) auf.
Die andere polymerisierbare ungesättigte Verbindung (C) dient
als reaktiver Verdünnen
und dient auch dazu, die Konzentration an ungesättigten Gruppen in der Beschichtungszusammensetzung
zu steuern, und umfasst vorzugsweise ein Monomer, das eine ethylenisch
ungesättigte Gruppe
enthält,
oder ein anderes Oligomer als die obige Komponente (B), insbesondere
beispielsweise (Meth)acrylate von einwertigen oder mehrwertigen
Alkoholen, wie z.B. Ethyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat,
Isobornyl(meth)acrylat, Norbornyl(meth)acrylat, Adamantyl(meth)acrylat,
Neopentylglykol(meth)acrylat, Hydroxyethyl(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat,
Tetramethylolmethantetra(meth)acrylat, Dipentaerythrit(meth)acrylat,
Tricyclodecandimethanoldi(meth)acrylat, 2,2-Bis(4-(3-methacryloxy-2-hydroxypropoxy)phenyl)propan,
Di(methacryloxyethyl)trimethylhexamethylendiurethan, 2,2-Bis(4-methacryloxypolyethoxyphenyl)propan;
4-(meth)acryloyloxygruppenhältige
aromatische Polycarbonsäuren
und Säureanhydride
davon, wie z.B. 4-(Meth)acryloyloxymethoxycarbonylphthalsäure, 4-(Meth)acryloyloxyethoxycarbonylphthalsäure; aromatische
Vinylverbindungen, wie z.B. Styrol, α-Methylstyrol, Chlorstyrol,
Vinyltoluol, t-Butylstyrol, Divinylbenzol; oder Diallylphthalat,
Diallylisophthalat, Triallylphthalat; Epoxyacrylat, Ethylenoxid-modifiziertes
Epoxyacrylat, Polyesteracrylat, Polydimethylsilicondi(meth)acrylat.
Diese können
alleine oder in Kombination eingesetzt werden.
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Das
Mischungsverhältnis
der Komponenten (A), (B) und (C) ist vorzugsweise so, dass Komponente (A)
im Bereich von 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 90 Gew.-%, Komponente
(B) im Bereich von 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 90 Gew.-%,
und Komponente (C) im Bereich von 0 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise
5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Komponenten
(A), (B) und (C), liegen. Wenn das Acrylharz (A) weniger als 58
Gew.-% ausmacht, kann Restklebrigkeit die Abriebfestigkeit beeinträchtigen.
Bei mehr als 95 Gew.-% können
sich hingegen Haftvermögen
und Wasserbeständigkeit
verringern. Das Urethan(meth)acrylat-Oligomer (B) zu weniger als
5 Gew.-% kann das Haftvermögen
und die Wasserbeständigkeit
verringern. Bei mehr als 95 Gew.-% kann Restklebrigkeit die Abriebfestigkeit
einschränken.
Wenn die polymerisierbare ungesättigte
Verbindung (C) mehr als 60 Gew.-% ausmacht, kann Restklebrigkeit
die Abriebfestigkeit verringern.
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Die
lichthärtbare
Primer-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält darüber hinaus
ein Verschnittpigment (D). Das Verschnittpigment (D) kann dazu dienen,
die Spannung in einem Beschichtungsfilm zu verringern und das Haftvermögen aufrechtzuerhalten,
und kann vorzugsweise solche umfassen, die über hohe optische Durchlässigkeit
verfügen,
wie beispielsweise Talk, Glimmer, Bariumsulfat, Kaolin, Calciumcarbonat,
Ton, Silica, Quarz und Glas. Diese können alleine oder in Kombination
eingesetzt werden.
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Die
Mengenanteil des Verschnittpigments (D) liegt im Bereich von 1 bis
300 Gewichtsteilen, vorzugsweise 5 bis 200 Gewichtsteilen, pro 100
Gewichtsteile des Harz-Gesamtfeststoffgehalts
der Komponenten (A), (B) und (C) in der Primer-Zusammensetzung.
Weniger als 1 Gewichtsteil der obigen Menge kann das Haftvermögen mindern,
und die Bildung inneren Spannungen kann Haftvermögen und Wasserbeständigkeit
beeinträchtigen.
Bei mehr als 300 Gewichtsteilen kann der Viskositätsanstieg
der Beschichtungszusammensetzung die Verarbeitbarkeit verringern.
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Das
Verschnittpigment (D) kann optional andere Füllstoffe enthalten. Der Füllstoff
kann beispielsweise ein Farbpigment, wie z.B. Titanweiß, Eisen(III)-oxid,
Ruß, Eisen(II,III)-oxid,
Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid umfassen.
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Das
Verschnittpigment (D) kann optional Harzteilchen, z.B. zur Steuerung
des Viskositätsverhaltens, enthalten.
Die Harzteilchen können
hinsichtlich der Erzielung von zufrieden stellenden Dispersion der
Komponenten (A), (B) und (C) beispielsweise Harzteilchen, wie etwa
auf dem Gebiet der Erfindung bekannte Polymerperlen, solche, die
durch Feinmahlung von Polymeren der obigen Monomere erhalten werden,
oder Gelierungs-Polymerfeinteilchen (siehe die Offenlegungsschriften
der japanischen Patentanmeldungen Nr. 126287/76, 133233/78, 133236/78,
76447/81, 129065/83), insbesondere Gelierungs-Polymerfeinteilchen,
die erhalten werden, indem ein divinylmonomerhältiges Monomergemisch in Gegenwart
eines allylgruppenhältigen
reaktiven Emulgators Emulsionspolymerisation unterzogen wird (siehe
beispielswiese die Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung
Nr. 66770/91), umfassen.
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Der
in der lichthärtbaren
Primer-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendete Photopolymerisationsinitiator
(E) kann einen Photopolymerisationsinitiator umfassen, der durch
Lichtenergie bei Bestrahlung mit Licht, wie z.B. UV-Licht, sicht barem
Licht oder nahem Infrarot, angeregt wird, um ein Radikal zu bilden,
sodass eine radikalische Polymerisation initiiert werden kann. Beispiele
umfassen Verbindungen auf Acetophenonbasis, wie z.B. 4-Phenoxydichloracetophenon,
4-t-Butyldichloracetophenon, 4-t-Butyltrichloracetophenon, Diethoxyacetophenon,
2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on,
1-(4-Isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-on, 1-(4-Dodecylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-on,
4-(2-Hydroxyphenoxy)phenyl(2-hydroxy-2-propyl)keton, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon,
2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinpropanon-1;
Verbindungen auf Thioxanthonbasis, wie z.B. Thioxanthon, 2-Chlorthioxanthon,
2-Methylthioxanthon, 2,4-Dimethylthioxanthon, Isopropylthioxanthon,
2,4-Dichlorthioxanthon; Verbindungen auf Benzilbasis, wie z.B. Benzil,
Benzildimethylketal, Benzil-β-methoxyethylacetal,
1-Hydroxycyclohexylphenylketon; Verbindungen auf Benzophenonbasis,
wie z.B. Benzophenon, Methyl-o-benzoylbenzoat, Michlers Keton, 4,4'-Bisdiethylaminobenzophenon,
4,4'-Dichlorbenzophenon;
Verbindungen auf Benzoinetherbasis, wie z.B. Benzoin, Benzoinmethylether,
Benzoinethylether, Benzoinisobutylether; Titanocenderivate, wie
z.B. Bis(cyclopentadienyl)bis(2,6-difluor-3-(1-pyr-1-yl)phenyl)titan;
Campherchinon, Anthrachinon, 3-Ketocumarin, α-Naphthyl, Diphenylphosphinoxid,
Acylphosphinoxid, 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid, Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid,
10-Butyl-2-chloracridon und Fluorenon.
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Zusätzlich dazu
kann der Photopolymerisationsinitiator (E) bekannte Initiatorsysteme,
wie z.B. ein System aus einem ionischem Farbstoff und einer ionischen
Verbindung, wie z.B. ein System aus einem kationischen Farbstoff
und einer anionischen Boratverbindung (siehe beispielsweise die
Offenlegungsschriften der japanischen Patentanmeldungen Nr. 60606/89
und 11607/90), ein System aus einem Metall, einer Allenverbindung
und einem organischen Pigment (siehe beispielsweise die Offenlegungsschriften
der japanischen Patentanmeldungen Nr. 363308/92 und 17525/93), umfassen,
sowie auch Komplexe aus kationischen Pigmenten, wie z.B. Cyaninpigmenten,
Phthalocyaninpigmenten, Pyryliumpigmenten, Thiopyryliumpigmenten,
Azuleniumpigmenten, Metallkomplexpigmenten, wie z.B. Chrompigmenten
und Nickelpigmenten, Naphthochinon-Anthrachinon-Pigmenten, Indophenolpigmenten,
Indoani linpigmenten, Triphenylmethanpigmenten, Triallylmethanpigmenten
und Nitrosoverbindungen, insbesondere ein System aus einem Farbstoff,
der nahes Infrarot absorbieren kann, und einem anionischen Boratkomplex
(siehe die Offenlegungsschriften der japanischen Patentanmeldungen
Nr. 143044/87, 11607/90, 111402/91, 194619/93, 77503/92), ein System
aus einem Cyaninpigment und einer halogenierte Methylgruppen enthaltenden
Triazinverbindung und ein System aus einer Cyaninverbindung und
einer Metallallenverbindung (siehe die Offenlegungsschrift der japanischen
Patentanmeldung Nr. 189548/90), ein System aus einer Metallallenverbindung
und einem Squaliliumpigment (siehe die Offenlegungsschrift der japanischen
Patentanmeldung Nr. 17525/93) und ein System aus einem System aus
einem kationischen Pigment und einem Borat (siehe die Offenlegungsschrift
der japanischen Patentanmeldung Nr. 4804/90) umfassen.
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Der
Photopolymerisationsinitiator (E) kann in einer Menge von 0,01 bis
20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Harz-Gesamtfeststoffgehalts
der Komponenten (A), (B) und (C) in der Zusammensetzung eingesetzt
werden.
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Der
Photopolymerisationsinitiator (E) wird vorzugsweise zusammen mit
einem Sauerstofffänger,
der fähig
ist, Sauerstoff während
einer radikalischen Kettenreaktion zu absorbieren, und einem Kettenüberträger als
aktivierter Wasserstoffdonator eingesetzt. Beispiele für den Sauerstofffänger können Phosphin,
Phosphit, Phosphonat, Zinn(II)-Verbindungen und andere, durch Sauerstoff
leicht oxidierbare Verbindungen umfassen. Als Beispiele für den Kettenüberträger gelten
beispielsweise tertiäre
Amine, wie z.B. Triethylamin, N-Methyldiphenylamin, Isoamyl-4-dimethylaminobenzoat,
Triethanolamin, Dimethylethanolamin und dergleichen; Dimethylaminoethylmethacrylat;
N-Phenylglycin, 2-Mercaptobenzoxazol, 2-Mercaptobenzothiazol, N,N-Dialkylanilin,
wie z.B. 2,6-Diisopropyl-N,N-Dialkylanilin, N,N,2,4,6-Pentamethylanilin.
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Der
Photopolymerisationsinitiator (E) kann zusammen mit einem Photosensibilisator
auf Borbasis verwendet werden. Der Photosensibilisator kann beispielsweise
Tetra-n-butylammonium-n-butyltriphenylborat, Tetramethylammonium-n-butyltriphenylborat,
Tetra-n-butylphosphonium-n-butyltriphenylborat umfassen.
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Der
Photopolymerisationsinitiator (E) kann auch zusammen mit einem organischen
Peroxid verwendet werden. Beispiele für das organische Peroxid können Benzoylperoxid,
Methylethylketonperoxid und Cyclohexanonperoxid umfassen.
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Die
Primer-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann zur Verbesserung
des Haftvermögens
am Substrat auch eine phosphatgruppenhältige Verbindung enthalten.
Beispiele für
die phosphatgruppenhältige
Verbindung können
saure Phosphate, wie z.B. Dibutylphosphat; 2-Ethylhexylphosphat
und dergleichen, saure Phosphite, Polyphosphorsäureverbindungen davon und mit
Phosphorsäure
copolymerisiertes Harz umfassen. Darüber hinaus können ein
mit Phosphorsäure
copolymerisiertes Harz als Harz (A) und ein phosphatgruppenhältiges Monomer
als polymerisierbare ungesättigte
Verbindung (C) verwendet werden.
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Die
phosphatgruppenhältige
Verbindung kann, bezogen auf den Harz-Gesamtfeststoffgehalt der
Komponenten (A), (B) und (C) in der Zusammensetzung, in einer Menge
von 0,01 bis 1,0 m mol/g, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 m mol/g, an
Phosphatgruppen eingesetzt werden.
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Die
Primer-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann zur Verbesserung
des Haftvermögens
an einem Substrat oder einer Deckschicht sowie hinsichtlich der
Verarbeitbarkeit bei Bedarf weitere Komponenten, wie z.B. Cellulosederivate,
nicht-reaktive Verdünner und
thermoplastische Harze, enthalten. Ein Cellulosederivat kann Celluloseacetatbutyrat
(CAB) oder Nitrocellulose und darüber hinaus ein Pfropf-Copolymer von Cellulosederivaten,
wie z.B. CAB mit einem Monomergemisch aus hydroxylgruppenhältigen ungesättigten
Monomeren oder anderer ethylenisch ungesättigter Monomere umfassen.
Als Beispiele für
das thermoplastische Harz kommen Polyethylen, Polystyrol, Polymethylmethacrylat,
Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid und Polycaprolacton in Frage.
Davon führt
insbesondere die Verwendung des Cellulosederivats, wie z.B. des CAB-Pfropf-Copolymers,
vorzugsweiese zu einer Orientierung der Hydroxylgruppen auf der
Beschichtungsfilmoberfläche
und zu Verbesserungen des Haftvermögens, wenn es sich bei der
Deckschicht um eine über
Urethane härtende
handelt.
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Die
obigen zusätzlichen
Komponenten können
in einer solchen Menge eingesetzt werden, dass gute Verträglichkeit
mit den Komponenten (A), (B) und (C) aufweisen, vorzugsweise, bezogen
auf den Gesamtfeststoffgehalt der Komponenten (A), (B) und (C),
im Bereich von 40 Gew.-% oder weniger, noch bevorzugter 1 bis 20
Gew.-%.
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Die
Primer-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, welche die obigen
Komponenten enthält, weist
hinsichtlich Lagerbarkeit wünschenswerterweise
einen Ti-Wert von
5 oder mehr, vorzugsweise 5 bis 8, auf. In der vorliegenden Beschreibung
ist der Ti-Wert ein Zahlenwert des Ti(Thixotropie-Index), der als
Verhältniszahl
der scheinbaren Viskosität,
die unter Verwendung eines Rotationsviskometers bei 6 U/min bzw.
60 U/min erhalten wird, berechnet wird, sowie ein Zielwert, der
das nicht-newtonsche
Strömungverhalten
einer Beschichtungszusammensetzung zur Beschichtung angibt (siehe
JIS K 5400 4.5.3 (1990)). Bei Erhöhung des Ti-Werts steigt auch
der Thixotropiegrad. Bei einem Ti-Wert von weniger als 5 kann ungenügende Lagerbarkeit auftreten.
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Die
obigen Komponenten der Primer-Zusammensetzung in der vorliegenden
Erfindung können
in eine gewöhnliche
runde Dose oder dergleichen gefüllt
oder darin aufbewahrt werden, wobei sie vorzugsweise in einen in 1 gezeigten
Behälter
mit schmalem Oberteil gefüllt
werden, sodass ein Eindringen von Licht in das Doseninnere beim Öffnen und
Verschließen
der Dose verhindert wird. Wenn die Dose über die in 1 dargestellte
Form verfügt
und sich die Beschichtungszusammensetzung am Boden der Dose wie
ein weicher Kuchen absetzt, kann die Dose je nach Konzentration
der Beschichtungszusammensetzung vor der Verwendung bei verschlossenem
Oberteil geschüttelt
und gerührt
werden, sodass die Beschichtungszusammensetzung in einen einheitlichen
Zustand zurückversetzt
werden kann.
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Die
Primer-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist so beschaffen,
dass zu den obigen Beschichtungskomponenten ein Treibmittel zugesetzt
werden kann, gefolgt vom Abfüllen
der Beschichtungskomponenten zusammen mit dem Treibmittel in einen
Aerosolbehälter,
um eine Aerosolbeschichtungszusammensetzung zu bilden. Das Treibmittel
kann beispielsweise Dimethylether oder Flüssiggas, wie auf dem Gebiet
der Erfindung bekannt, umfassen. Diese können alleine oder in Kombination
eingesetzt werden.
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Die
in vorliegender Erfindung wie oben beschrieben erhaltene lichthärtbare Primer-Zusammensetzung kann
direkt auf eine Oberfläche
oder ein Substrat oder eine Kittschicht aufgebracht werden. Das
Substrat kann beispielsweise Metalle, wie z.B. Eisen, Zink, Aluminium;
chemisch behandelte Metalle, Kunststoffe, Holz oder ein Substrat
mit einer alten Beschichtung auf einem der obigen Substrate umfassen.
Beim Beschichten zu Ausbesserungszwecken kann bei einem Substrat
mit beschädigtem
Bereich über
einen Bereich einschließlich
des beschädigten
Bereichs und eines diesen umgebenden Bereichs sandgestrahlt werden.
Die Kittschicht kann durch Beschichten von Kitt, wie z.B. auf dem
Gebiet der Erfindung bekannte Vertreter auf Lackbasis, Polyesterbasis
und Epoxybasis, auf die Oberfläche
der auszubessernden Fläche
aufgebracht werden, wonach getrocknet und geschliffen wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Beschichtungsverfahren bereit,
das die Beschichtung einer lichthärtbaren Kittzusammensetzung
auf die Oberfläche
eines obigen Substrats, gefolgt vom Beschichten einer wie oben beschrieben
erhaltenen lichthärtbaren
Primer-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung darauf umfasst.
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Die
lichthärtbare
Kittzusammensetzung kann ohne spezielle Einschränkung beliebige auf dem Gebiet der
Erfindung bekannte umfassen, die ein Harz, das polymerisierbare
ungesättigte
Gruppen enthält
und pro Molekül
zumindest über
eine polymerisierbare ungesättigte
Gruppe verfügt,
die eine radikalische Polymerisationsreaktion durch Licht, wie z.B.
sichtbares Licht, nahes Infrarot oder UV-Licht, eingeht, wie anhand
der lichthärtbaren
Primer-Zusammensetzung veranschaulicht wird; eine polymerisierbare
ungesättigte
Verbindung, einen Photopolymerisationsinitiator und einen Füllstoff,
wie z.B. Pigment und dergleichen enthalten, sowie beispielsweise
lichthärtbare
Kittzusammensetzungen, wie sie in den Offenlegungsschriften der
japanischen Patentanmeldungen Nr. 176517/97 und 302262/97 geoffenbart
sind.
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Das
Beschichtungsverfahren der lichthärtbaren Kittzusammensetzung
kann beispielsweise ein Verfahren, das die Zugabe der obigen polymerisierbaren
ungesättigten
Verbindung zur lichthärtbaren
Kittzusammensetzung zur Erzielung einer zum Beschichten geeigneten
Viskosität,
gefolgt von Sprühbeschichtung
auf den beschädigten
Bereich umfasst, sowie ein Verfahren umfassen, das die Aufbringung
der lichthärtbaren
Kittzusammensetzung je nach Zustand des beschädigten Bereichs auf den beschädigten Bereich
als Substrat mit einer Spachtel umfasst.
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Die
resultierende Kittbeschichtungsfilmschicht kann durch Bestrahlung
mit Licht gehärtet
werden, oder eine lichthärtbare
Primer-Zusammensetzung kann auf die resultierende Kittbeschichtungsfilmschicht
in ungehärtetem
Zustand aufgebracht werden, gefolgt von einer gleichzeitigen Härtung von
beiden ungehärteten
Beschichtungsfilmschichten durch Bestrahlung mit Licht. Um die Beschichtungsschritte
zu reduzieren, wird das letztere Beschichtungsverfahren, das die
Beschichtung beider Zusammensetzungen durch ein Nass-in-Nass-Beschichtungsverfahren
und gleichzeitige Härtung
beider Beschichtungsfilmschichten durch Bestrahlung mit Licht umfasst,
bevorzugt.
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Wenn
das Nass-in-Nass-Beschichtungsverfahren angewandt wird, ist es erwünscht, dass
beide aus der lichthärtbaren
Kittzusammensetzung gebildete Beschichtungsfilmschichten sowie die
jeweilige lichthärtbare
Primer-Zusammensetzung über
gute Lichtdurchlässigkeit
verfügen
und insbesondere so gewählt
sind, dass die lichthärtbare
Kittzusammensetzung eine Pigmentvolumenkonzentration (die im weiteren
Verlauf als PVK bezeichnet werden kann) im Bereich von 10 bis 30
% und die lichthärtbare
Primer-Zusammensetzung eine Pigmentvolumenkonzentration im Bereich
von 10 bis 40 % aufweist. Vorzugsweise enthalten beide Zusammensetzungen
ein Verschnittpigment mit hoher Durchlässigkeit, und der in beiden
Zusammensetzungen verwendete Photopolymerisationsinitiator umfasst
vorzugsweise eine Verbindung, die bei langer Wellenlänge, wie z.B.
sichtbarem Licht oder nahem Infrarot, aktiviert wird, sodass das
Innere des Beschichtungsfilms ebenfalls gehärtet werden kann.
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Die
Beschichtung der lichthärtbaren
Primer-Zusammensetzung kann durch ein herkömmliches Beschichtungsverfahren,
wie z.B. Sprühbeschichtung,
Walzbeschichtung, Tiefdruckbeschichtung, Rasterbeschichtung und
dergleichen durchgeführt
werden. Die Sprühbeschichtung
kann unter Steuerung der Beschichtungsviskosität durchgeführt werden. Der Primer-Beschichtungsfilm
weist eine Trockenbeschichtungsfilmdicke im Bereich von 30 bis 500 μm, vorzugsweise
50 bis 300 μm,
auf. Der durch Bestrahlung mit Licht gehärtete Primer-Beschichtungsfilm
kann geschliffen oder nicht geschliffen werden, um einer Deckschichtbeschichtung unterzogen
zu werden.
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Die
zur Bestrahlung mit Licht verwendete Lichtquelle kann beispielsweise
eine Halogenlampe, eine Xenonlampe, eine Kryptonlampe, eine Metallhalogenidlampe,
eine Leuchtstoffröhre,
Sonnenlicht, ein Halbleiterlaser oder eine lichtemittierende Diode
umfassen. Die Bestrahlungsbedingungen können so gewählt werden, dass sie von der
Dicke und Zusammensetzung der Kittschicht bzw. der Primer-Schicht
abhängen.
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Das
Deckschichtbeschichtungsverfahren kann beispielsweise ein Beschichtungsverfahren
sein, bei dem eine Schicht aufgebracht und einmal gebrannt wird
(1C1B = "one coat,
one bake"), ein
Beschichtungsverfahren sein, das die Beschichtung mit einer gefärbten Basisbeschichtungszusammensetzung,
gefolgt vom Beschichten mit einer klaren Zusammensetzung umfassen
kann, beispielsweise ein Beschichtungsverfahren, bei dem zwei Schichten
aufgebracht werden und einmal gebrannt wird (2C1B), ein Beschichtungsverfahren, bei
dem zwei Schichten aufgebracht werden und zweimal gebrannt wird
(2C2B), ein Beschichtungsverfahren, bei dem drei Schichten aufgebracht
werden und einmal gebrannt wird (3C1B), ein Beschichtungsverfahren, bei
dem drei Schichten aufgebracht werden und zweimal gebrannt wird
(3C2B), oder ein Beschichtungsverfahren, bei dem drei Schichten
aufgebracht werden und dreimal gebrannt wird (3C3B).
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Die
gefärbte
Basisbeschichtungszusammensetzung kann ohne spezielle Einschränkung eine
Beschichtungszusammensetzung auf Basis eines organischen Lösungsmittels
oder eine Beschichtungszusammensetzung auf Wasserbasis umfassen,
die herkömmlicherweise
bei Ausbesserungsbeschichtungen verwendet werden, beispielsweise
Acryllack, eine über
Urethan härtende
Beschichtungszusammensetzung oder eine Beschichtungszusammensetzung
auf Fluorkohlenstoffharzbasis.
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Eine
gefärbte
Basisschicht kann üblicherweise
bei Normaltemperatur getrocknet oder durch Erhitzen zwangsgetrocknet
werden, um einen Trockenbeschichtungsfilm zu erhalten. In der vorliegenden
Erfindung erfolgt nach dem Beschichten der gefärbten Basisbeschichtungszusammensetzung
zur Reduktion der Ausbesserungsschritte vorzugsweise die Beschichtung
der nachstehenden klaren Zusammensetzung auf eine ungehärtete, gefärbte Basisbeschichtungsfilmschicht.
In einem solchen Fall kann die gefärbte Basisbeschichtungszusammensetzung
vorzugsweise eine Zusammensetzung vom Einkomponententyp umfassen,
insbesondere eine Zusammensetzung, die hauptsächlich ein Harz mit aktiven
Wasserstoffgruppen und ein Farbpigment enthält.
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Die
in obigem Harz enthaltenen aktiven Wasserstoffgruppen können beispielsweise
Hydroxylgruppen, Hydroxyphenylgruppen oder Aminogruppen sein. In
der vorliegenden Erfindung wird hinsichtlich guter Härtbarkeit
und geringer Verfärbung
ein hydroxylgruppenhältiges
Harz bevorzugt. Als Beispiele für
das hydroxylgruppenhältige
Harz dienen hydroxylgruppenhältiges
Polyesterharz, hydroxylgruppenhältiges
Polyurethanharz und hydroxylgruppenhältiges Polyetherharz.
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Das
Farbpigment kann Glanzmittel, wie z.B. Aluminiumpaste, Perlweiß, Graphit
und Eisenglimmer; Titanweiß;
Phthalocyaninblau; und Ruß umfassen.
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Die
gefärbte
Basisbeschichtungszusammensetzung kann optional ein phosphatgruppenhältiges Harz, in
der Beschichtungszusammensetzung verwendete Additive, beispielsweise
UV-Absorber, Lichtstabilisatoren, Antioxidanzien, Verlaufmittel,
Pigmentdispergatoren und Härtungskatalysatoren
aufweisen.
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Die
klare Zusammensetzung kann ohne spezielle Einschränkung eine üblicherweise
bei Ausbesserungsbeschichtungen verwendete Beschichtungszusammensetzung vom
Einkomponenten- oder Zweikomponententyp, wie z.B. Acryllack, eine über Urethan
härtende
Beschichtungszusammensetzung und eine Beschichtungszusammensetzung
auf Fluorwasserstoffharzbasis, umfassen, wobei eine Zusammensetzung
vom Einkomponententyp bevorzugt wird und die Zusammensetzungen (1)
bis (3) besonders bevorzugt werden:
- (1) eine
klare Zusammensetzung vom Einkomponententyp, die (h) ein Harz, das
zumindest eine aus Siloxygruppen und Isocyanatgruppen ausgewählte funktionelle
Gruppe enthält,
(i) eine Verbindung, die zumindest eine aus Siloxygruppen und Isocyanatgruppen
ausgewählte
Gruppe enthält
und mit einer im Harz (h) enthaltenen funktionellen Gruppe reaktiv
ist, und (j) einen Siloxygruppen-dissoziierenden Katalysator enthält;
- (2) eine klare Zusammensetzung vom Einkomponententyp, die (h)
ein Harz, das zumindest eine aus Siloxygruppen und Isocyanatgruppen
ausgewählte
funktionelle Gruppe enthält,
(i) eine Verbindung, die zumindest eine aus Siloxygruppen und Isocyanatgruppen
ausgewählte
Gruppe enthält
und mit einer im Harz (h) enthaltenen funktionellen Gruppe reaktiv
ist, und (j) einen Siloxygruppen-dissoziierenden Katalysator, (k) eine
Verbindung, die polymerisierbare ungesättigte Gruppen enthält, und
(l) einen Photopolymerisationsinitiator enthält; und
- (3) eine klare Beschichtungszusammensetzung vom Einkomponententyp,
die (m) ein Harz mit polymerisierbaren ungesättigten Gruppen, das zumindest
eine aus Siloxygruppen und Isocyanatgruppen ausgewählte funktionelle
Gruppe enthält,
(n) eine Verbindung, die zumindest eine aus Siloxygruppen und Isocyanatgruppen
ausgewählte
funktionelle Gruppe enthält
und mit einer funktionellen Gruppe reaktiv ist, die mit einer im
Harz (m) enthaltenen funktionellen Gruppe reaktiv ist, (j) einen
Siloxygruppen-dissoziierenden Katalysator und (l) einen Photopolymerisationsinitiator
enthält.
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Das
Harz (h), das zumindest eine aus Siloxygruppen und Isocyanatgruppen
ausgewählte
funktionelle Gruppe enthält,
kann durch Copolymerisation eines Vinylmono mers, das eine Siloxygruppe
und/oder eine Isocyanatgruppe aufweist, mit einem anderen Vinylmonomer,
das damit copolymerisiert werden kann, in Gegenwart eines radikalischen
Polymerisationsinitiators gemäß einem
herkömmlichen
Polymerisationsverfahren, wie z.B. Lösungspolymerisation, insbesondere
durch Copolymerisation eines Monomergemischs, das ein siloxygruppenhältiges Vinylmonomer
und/oder ein isocyanatgruppenhältiges
Vinylmonomer enthält,
erhalten werden.
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Das
siloxygruppenhältige
Vinylmonomer umfasst üblicherweise
Trialkylsiloxyalkyl(meth)acrylate, wie z.B. Trimethylsiloxyethyl(meth)acrylat,
Trimethylsiloxypropyl(meth)acrylat, Trimethylsiloxybutyl(meth)acrylat, Triethylsiloxyethyl(meth)acrylat,
Triethylsiloxypropyl(meth)acrylat und Triethylsiloxybutyl(meth)acrylat,
und kann auch Verbindungen umfassen, die durch Überführen einer Hydroxylgruppe in
einem hydroxylgruppenhältigen
Vinylmonomer in eine Siloxygruppe unter Einsatz eines herkömmlichen
Silylierungsmittels erhalten werden, wie z.B. Verbindungen, die
durch Überführen einer
Hydroxylgruppe in einem Additionsprodukt von ε-Caprolacton mit Hydroxyethylmethacrylat
und Polyoxyalkylenglykol(meth)acrylaten in eine Siloxygruppe unter Einsatz
eines Silylierungsmittels, wie z.B. Trimethylchlorsilan bzw. t-Butyldimethylchlorsilan,
erhalten werden.
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Das
isocyanatgruppenhältige
Vinylmonomer kann üblicherweise
beispielsweise Isocyanatoethyl(meth)acrylat, Isocyanatopropyl(meth)acrylat
oder m-Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat
umfassen sowie auch Additionsprodukte eines hydroxylgruppenhältigen Vinylmonomers,
wie z.B. Hydroxyethyl(meth)acrylat und dergleichen, mit einer polyfunktionellen
Isocyanatverbindung, wie z.B. Isophorondiisocyanat.
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Das
mit dem eine reaktive funktionelle Gruppe aufweisenden Vinylmonomer
copolymerisierbare andere Vinylmonomer umfasst üblicherweise aromatische Vinylverbindungen,
wie z.B. Styrol, α-Methylstyrol,
Vinyltoluol; C1-24-Alkylester oder -Cycloalkylester,
wie z.B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat,
Isopropyl(meth)acrylat, (n-, Iso-, t-)Butyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat,
2-Ethylhexyl(meth)acrylat, n-Octyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat,
Lauryl(meth)acrylat, Stearyl (meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat,
Isobornyl(meth)acrylat; C2 -18-Alkoxyalkylester
von Acrylsäure
oder Methacrylsäure,
wie z.B. Methoxybutyl(meth)acrylat, Methoxyethyl(meth)acrylat, Ethoxybutyl(meth)acrylat;
ein carboxylgruppenhältiges
polymerisierbares Monomer, wie z.B. (Meth)acrylsäure, Crotonsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, 2-Carboxyethyl(meth)acrylat;
ein epoxygruppenhältiges
polymerisierbares ungesättigtes
Monomer, wie z.B. Glycidyl(meth)acrylat; Perfluoralkyl(meth)acrylat,
wie z.B. Perfluorbutylethyl(meth)acrylat, Perfluorisononylethyl(meth)acrylat,
Perfluoroctylethyl(meth)acrylat; Fluorolefin der allgemeinen Formel
CX2=CX2, worin die
X gleich oder unterschiedlich sind und für N, Cl, Br, F, eine Alkylgruppe
oder Halogenalkylgruppe stehen, mit der Maßgabe, dass F in der Formel
enthalten ist, wie z.B. CF2=CF2,
CHF=CF2, CH2=CF2, CCIF=CF2; ein polymerisierbares
ungesättigtes
Monomer, das UV-Licht absorbieren kann oder gegenüber UV-Licht
stabil ist, wie z.B. 2-(2'-Hydroxy-5'-methacryloyloxyethylphenyl)-2H-benzotriazol,
4-(Meth)acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin; und ein so genanntes
Makromonomer als Monomer, das mit einem Vinylmonomer copolymerisiert
werden kann, welches eine reaktive funktionelle Gruppe enthält und ein
Polymer aus einem und/oder mehreren der obigen Monomeren ist sowie
eine copolymerisierbare Doppelbindung an einem Ende aufweist. Diese
Monomere können
je nach vorbestimmten Eigenschaften beliebig ausgewählt werden.
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Das
bei der Lösungspolymerisation
des obigen Monomergemischs verwendete Lösungsmittel umfasst beispielsweise
Alkylbenzolderivate, wie z.B. Benzol, Toluol, Xylol; ein Acetatlösungsmittel,
wie z.B. Ethylacetat, Propylacetat, Amylacetat, Methoxybutylacetat,
Cellosolveacetat; ein Etherlösungsmittel,
wie z.B. Dioxan, Ethylenglykoldiethylether, Ethylenglykoldibutylether,
Diethylenglykoldiethylether oder ein Ketonlösungsmittel, wie z.B. Methylisobutylketon.
Diese können
alleine oder in Kombination eingesetzt werden.
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Der
radikalische Polymerisationsinitiator kann beispielsweise Peroxide,
wie z.B. Benzoylperoxid, Di-t-butylhydroperoxid, t-Butylhydroperoxid,
Cumylperoxid, Cumolhydroperoxid, Diisopropylbenzolhydroperoxid,
t-Butylperoxybenzoat, Laurylperoxid, Acetylperoxid, t-Butylperoxy-2-ethylhexanat;
und Azoverbindungen, wie z.B. α,α'-Azobis isobutyronitril, α,α'-Azobis-2-methylbutyronitril,
Azobisdimethylvaleronitril und Azobiscyclohexancarbonitril, umfassen.
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Das
Harz (h) kann hinsichtlich der Verbesserung der Härtungseigenschaften
und Säurebeständigkeit weiters
eine Alkoxysilylgruppe enthalten. Die Alkoxysilylgruppe kann durch
Zusatz eines alkoxysilylgruppenhältigen
Vinylmonomers zu obigen Monomeren eingeführt werden.
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Das
alkoxysilylgruppenhältige
Vinylmonomer umfasst üblicherweise
Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, γ-(Meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilan, γ-(Meth)acryloyloxypropyldimethoxymethylsilan, γ-(Meth)acryloyloxypropyltriethoxysilan,
Styrylethyltrimethoxysilan, Vinyltris(2-methoxyethoxy)silan und
Vinyltriacetoxysilan.
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Das
durch herkömmliche
radikalische Lösungspolymerisation
mittels Vinylmonomer, Lösungsmittel und
Polymerisationsinitiator erhaltene Harz (h) weist ein gewichtsmittleres
Molekulargewicht von vorzugsweise 1.000 bis 200.000, noch bevorzugter
2.000 bis 100.000, auf. Ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von
weniger als 1.000 erschwert mitunter die Erzielung zufrieden stellender
Trocknungseigenschaften und kann einen Beschichtungsfilm ergeben,
der schlechte Witterungsbeständigkeit
und Haltbarkeit aufweist. Bei mehr als 200.000 ist das Erscheinungsbild
der Deckschicht gegebenenfalls beeinträchtigt.
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Das
Harz (m), das eine polymerisierbare ungesättigte Gruppe aufweist und
zumindest eine aus Siloxygruppen und Isocyanatgruppe ausgewählte funktionelle
Gruppe enthält,
verfügt
hingegen vorzugsweise über
zumindest 1, noch bevorzugter etwa 2 bis 50, polymerisierbare ungesättigte Gruppen
pro Molekül
und etwa 2 bis etwa 100, vorzugsweise etwa 2 bis etwa 50 im Mittel
zumindest einer aus Siloxygruppen und Isocyanatgruppen ausgewählten Gruppe
pro Molekül
und kann durch Einführen
einer polymerisierbaren ungesättigten
Gruppe in ein Copolymer erhalten werden, welches durch Copolymerisation
eines Monomergemischs, das ein Vinylmonomer mit beliebig ausgewählten funktionellen
Gruppen enthält,
mit einem anderen Vinylmonomer, das damit copolymerisiert werden
kann, erhalten wird, noch bevorzugter durch Einführen eines Monomergemischs,
das entweder eines oder beide der siloxygruppenhältigen Vinylmonomere und isocyanatgruppenhältigen Vinylmonomere
enthält,
in Gegenwart eines radikalischen Polymerisationsinitiators gemäß einem herkömmlichen
Polymerisationsverfahren, wie z.B. einem Lösungspolymerisationsverfahren.
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Die
polymerisierbaren ungesättigten
Gruppen können
ohne spezielle Einschränkung
solche umfassen, die mit Licht einer Wellenlänge von 300 nm eine radikalische
Polymerisationsreaktion eingehen, insbesondere (Meth)acryloylgruppen,
Vinylgruppen, Vinylethergruppen oder Allylgruppen. Davon werden (Meth)acryloylgruppen
besonders bevorzugt.
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Ein
Verfahren zur Einführung
der polymerisierbaren ungesättigten
Gruppe kann auf dem Gebiet der Erfindung bekannte Verfahren ohne
spezielle Einschränkung
umfassen, wie z.B. ein Verfahren, das die Einführung von Carboxylgruppen in
die Comonomerkomponenten des Copolymers unter Verwendung eines carboxylgruppenhältigen polymerisierbaren
ungesättigten
Monomers, gefolgt von der Zugabe von Glycidyl(meth)acrylat umfasst,
ein Verfahren, das die Einführung
einer Epoxygruppe in die Comonomerkomponenten des Copolymers unter
Verwendung eines epoxygruppenhältigen
polymerisierbaren ungesättigten
Monomers, gefolgt von der Zugabe von (Meth)acrylsäure umfasst,
ein Verfahren, bei dem das isocyanatgruppenhältige Copolymer einer Additionsreaktion
mit 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat unterzogen wird, ein Verfahren,
bei dem ein siloxygruppenhältiges
(oder hydroxylgruppenhältiges)
Copolymer einer Additionsreaktion mit einem äquimolaren Additionsprodukt
von 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat mit einer Diisocyanatverbindung
unterzogen wird. Davon wird hinsichtlich Witterungsbeständigkeit
und Beschichtungsfilmeigenschaften jenes Harz bevorzugt, das durch
ein Verfahren erhalten wird, bei dem das siloxygruppenhältige (oder
hydroxylgruppenhältiges) Copolymer
einer Additionsreaktion mit einem äquimolaren Additionsprodukt
von 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat und dergleichen mit einer Diisocyanatverbindung
unterzogen wird.
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Die
Verbindung (i) oder (n), die zumindest eine aus Siloxygruppen und
Isocyanatgruppen ausgewählte funktionelle
Gruppe enthält
und mit einer im Harz (h) oder (m) enthaltenen funktionellen Gruppe
reaktiv ist, kann eine niedermolekulare Verbindung oder ein Harz
sein und ist eine isocyanatgruppenhältige Verbindung oder ein isocyanatgruppen-
und siloxygruppenhältiges
Harz, wenn das Harz (h) über
eine Siloxygruppe verfügt,
bzw. ist eine siloxygruppenhältige
Verbindung oder ein siloxygruppen- und isocyanatgruppenhältiges Harz,
wenn das Harz (h) über
eine Isocyanatgruppe verfügt.
Die Verbindung (i) oder (n) kann gleich wie das Harz (h) oder (m)
sein, wenn das Harz (h) oder (m) sowohl eine Siloxygruppe als auch
eine Isocyanatgruppe aufweist.
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Die
nachstehenden Beschreibungen der Komponente (i) sind die gleichen
wie für
die obigen Beschreibungen der Komponente (n).
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Die
als Verbindung (i) verwendete isocyanatgruppenhältige Verbindung kann ein Polyisocyanat
umfassen, das zumindest zwei Isocyanatgruppen pro Molekül enthält und üblicherweise
organische Diisocyanate, wie etwa aliphatische Diisocyanate, wie
z.B. Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Trimethylhexamethylendiisocyanat;
cycloaliphatische Diisocyanate, wie z.B. hydriertes Xylylendiisocyanat,
1,4-Diisocyanatocyclohexan, Isophorondiisocyanat; und aromatische
Diisocyanate, wie z.B. Tolylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat umfassen,
sowie auch Addukte dieser organischen Diisocyanate, beispielsweise
mit einem mehrwertigen Alkohol, einem niedermolekularen Polyester
oder Wasser; Zyklisierungspolymere zwischen den jeweiligen organischen
Diisocyanaten und Isocyanat-Biuret-Addukte umfassen. Die Verbindung
(i) kann darüber
hinaus ein Harz umfassen, das durch Copolymerisation eines isocyanatgruppenhältigen Vinylmonomers
mit Styrol oder (Meth)acrylaten erhalten werden kann.
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Hinsichtlich
Kratzfestigkeit und Löslichkeit
kann das obige Polyisocyanat ein Addukt eines Diisocyanats mit einem
langkettigen mehrwertigen Alkohol, beispielsweise eine Polyisocyanatverbindung
sein, die durch Umsetzen des obigen Diisocyanats mit einem Polyol,
wie z.B. C10-30-Alkylendiol, Polycaprolactonpolyol, Polyetherpolyol, Polyesterpolyol,
hergestellt wird. Davon werden jene Polyisocyanatverbindungen bevorzugt, die
durch Umsetzen einer Diisocyanatverbindung mit einem Polycaprolactondiol
und/oder -triol erhalten werden.
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Die
in Komponente (i) verwendete siloxygruppenhältige Verbindung umfasst eine
Verbindung mit zumindest zwei Siloxygruppen pro Molekül, insbesondere
eine Verbindung, die durch Überführen einer
Hydroxylgruppe in einer Verbindung mit zumindest zwei Hydroxylgruppen
pro Molekül
in eine Siloxygruppe unter Verwendung eines herkömmlicherweise verwendeten Silylierungsmittels
erhalten wird, beispielsweise Verbindungen, die durch Überführen von
Hydroxylgruppen in zweiwertigen Alkoholen, wie etwa Ethylenglykol,
Propylenglykol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 2,3-Butandiol; Polylactondiolen,
die durch Addition von Lactonen, wie z.B. ε-Caprolacton und dergleichen,
an zweiwertige Alkohole erhalten werden; dreiwertigen oder höheren Alkoholen,
wie z.B. Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit; Polylactonpolyolen,
die durch Addition von Lactonen, wie z.B. ε-Caprolacton und dergleichen,
an dreiwertige Alkohole oder höhere
Alkohole erhalten werden, in eine Siloxygruppe unter Verwendung
eines Silylierungsmittels, wie z.B. Trimethylchlorsilan oder t-Butyldimethylchlorsilan,
erhalten werden. Die Komponente (i) umfasst darüber hinaus gegebenenfalls ein
Harz, das durch Copolymerisation des siloxygruppenhältigen Vinylmonomers,
wie in der Beschreibung des Harzes (h) dargestellt ist, mit einem
anderen Vinylmonomer, wie z.B. Styrol oder (Meth)acrylaten, erhalten
wird.
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Das
als Komponente (i) verwendete siloxygruppen- und isocyanatgruppenhältige Harz
kann ein Harz umfassen, das durch Copolymerisation des siloxygruppenhältigen Vinylmonomers,
des isocyanatgruppenhältigen
Vinylmonomers und eines anderen Vinylmonomers, wie in der Beschreibung
des Harzes (h) dargestellt ist, gemäß einem herkömmlichen
Verfahren erhalten wird.
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Die
Komponente (i) kann hinsichtlich der Verbesserung ihrer Härtungseigenschaften
und Säurebeständigkeit
weiters eine Alkoxysilylgruppe enthalten. Die Alkoxysilylgruppe
kann unter Verwendung des alkoxysilylgruppenhältigen Vinylmonomers, wie in
der Beschreibung des Harzes (h) dargestellt ist, als Comonomer zusätzlich zu
den obigen Comonomeren eingeführt
werden.
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In
der vorliegenden Erfindung wird aus praktischer Sicht als Komponente
(h) insbesondere ein Harz ausgewählt,
das zumindest zwei Siloxygruppen pro Molekül enthält, und eine Polyisocyanatverbindung
als Komponente (i) ausgewählt.
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Der
Siloxygruppengehalt in den Komponenten (h) und (i) liegt als Feststoffgehalt,
bezogen auf die Menge einer Zusammensetzung, die in beiden Komponenten
aus einem/einer siloxygruppenhältigen
Vinylmonomer und -Verbindung besteht, vorzugswiese im Bereich von
5 bis 60 Gew.-%, noch bevorzugter 10 bis 50 Gew.-%. Bei weniger
als 5 Gew.-% kann eine niedrige Vernetzungsdichte des Beschichtungsfilms
zu schlechteren Beschichtungsfilmeigenschaften führen. Hingegen sind bei mehr
als 60 Gew.-% keine weiteren Verbesserungen der Eigenschaften zu
erwarten.
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Die
Siloxygruppe in den Komponenten (h) und (i) wird nach dem Beschichten
mit Luftfeuchtigkeit zu einer Hydroxylgruppe hydrolysiert. Daher
wird die Menge der Zusammensetzung, die aus einem/einer isocyanatgruppenhältigen Vinylmonomer
und -Verbindung besteht, so gewählt,
dass das Äquivalentverhältnis zwischen
den Isocyanatgruppen und den aus Siloxygruppen gebildeten Hydroxylgruppen
vorzugsweise im Bereich von NCO:OH = 0,5 bis 2,0 liegt.
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Der
Siloxygruppendissoziationskatalysator (j) wird verwendet, um die
Bildung von Hydroxylgruppen durch Hydrolyse der Siloxygruppen mittels
Luftfeuchtigkeit nach dem Beschichten zu fördern, und kann Säureverbindungen
wie beispielsweise Phosphorsäure,
Säureester
davon, Phosphite; Sulfonsäuren,
wie z.B. p-Toluolsulfonsäure,
Naphthalindisulfonsäure;
Aminsalze davon; Carbonsäuren,
wie z.B. Trichloressigsäure, Trifluoressigsäure, oder
Aminsalze davon umfassen.
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Das
Siloxygruppen-Dissoziationsmittel (j) kann, bezogen auf den Feststoffgehalt
der Harzzusammensetzung in der Beschichtungszusammensetzung, vorzugsweise
in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, noch bevorzugter 0,1 bis
5 Gew.-%, eingesetzt werden. Bei weniger als 10 Gew.-% sind die
Härtungseigenschaften mitunter
gemindert. Bei mehr als 10 Gew.-% kann es zu einer Verringerung
der Wasserbeständigkeit
des Beschichtungsfilms kommen.
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Die
polymerisierbare ungesättigte
Gruppen enthaltende Verbindung (k) kann ohne spezielle Einschränkung solche
umfassen, die auf dem Gebiet der Erfindung bekannt sind, insbesondere
jene, die in der Beschreibung der Komponente (C) in der lichthärtbaren
Primer-Zusammensetzung als Beispiele veranschaulicht sind.
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Die
polymerisierbare ungesättigte
Gruppen enthaltende Verbindung (k) kann vorzugsweise in einer Menge
von 5 bis 90 Gewichtsteilen, noch bevorzugter 5 bis 80 Gewichtsteilen,
pro 100 Gewichtsteile des Harz-Gesamtfeststoffgehalts in der Beschichtungszusammensetzung
eingesetzt werden. Bei weniger als 5 Gewichtsteilen fallen die Schnelltrocknungseigenschaften
durch Lichthärtung
des resultierenden Beschichtungsfilms mitunter unzufrieden stellend
aus. Bei mehr als 90 Gewichtsteilen kann ein Anstieg der Volumenschrumpfung
des Beschichtungsfilms das Haftvermögen und die Beschichtungsfilmeigenschaften
verringern.
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Der
Photopolymerisationsinitiator (1) kann ohne spezielle Einschränkung solche
umfassen, die auf dem Gebiet der Erfindung bekannt sind, insbesondere
jene, die in der Beschreibung der Komponente (E) in der lichthärtbaren
Primer-Zusammensetzung als Beispiele veranschaulicht sind.
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Der
Photopolymerisationsinitiator (1) kann, bezogen auf den Feststoffgehalt
der Harzzusammensetzung in der Beschichtungszusammensetzung, vorzugsweise
in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-% eingesetzt werden.
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Die
klare Zusammensetzung vom Einkomponententyp kann zudem weitere Komponenten,
wie z.B. einen Härtungskatalysator,
etwa einen Urethanbildungskatalysator, ein Wasserbindemittel, Cellulosederivate,
einen nichtreaktiven Verdünner,
UV-Absorber, Photostabilisatoren, Verlaufmittel, Antioxidanzien
und Durchflussregler, optional enthalten.
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Die
klare Zusammensetzung vom Einkomponententyp der vorliegenden Erfindung
wird so gewählt, dass
zu den obigen Komponenten ein Treibmittel zugesetzt werden kann,
gefolgt vom Abfüllen
der Beschichtungskomponenten zusammen mit dem Treibmittel in einen
Aerosolbehälter,
um eine Aerosolbeschichtungszusammensetzung zu bilden. Das Treibmittel
kann beispielsweise Dimethylether oder Flüssiggas, wie auf dem Gebiet
der Erfindung bekannt, umfassen.
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Das
Beschichten der gefärbten
Basisbeschichtungszusammensetzung kann durch ein herkömmliches Beschichtungsverfahren,
wie z.B. Sprühbeschichtung,
Walzbeschichtung, Tiefdruckbeschichtung oder Rasterbeschichtung
durchgeführt
werden. Die Sprühbeschichtung
kann unter Steuerung der Beschichtungsviskosität durchgeführt werden. Der resultierende
gefärbte
Basisbeschichtungsfilm weist eine Trockenbeschichtungsfilmdicke
im Bereich von 5 bis 100 μm,
vorzugsweise 5 bis 50 μm,
auf. In der vorliegenden Erfindung folgt auf die Beschichtung mit
der gefärbten
Basisbeschichtungszusammensetzung hinsichtlich der Reduktion von
Verfahrensschritten und der Verbesserung des Haftvermögens vorzugsweise
die Beschichtung einer klaren Zusammensetzung auf die ungehärtete gefärbte Basisbeschichtungsfilmschicht,
wobei der ungehärtete
gefärbte Basisbeschichtungsfilm
optional getrocknet oder durch Erhitzen zwangsgetrocknet werden
kann.
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Die
Beschichtung mit der klaren Zusammensetzung kann durch ein herkömmliches
Beschichtungsverfahren, wie z.B. Sprühbeschichtung, Walzbeschichtung,
Tiefdruckbeschichtung oder Rasterbeschichtung durchgeführt werden.
Die Sprühbeschichtung
kann unter Steuerung der Beschichtungsviskosität durchgeführt werden.
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Der
resultierende klare Beschichtungsfilm kann je nach Zusammensetzung
durch Erhitzen oder durch Bestrahlung mit Licht, insbesondere durch
Erhitzen, wenn die klare Zusammensetzung eine klare Zusammensetzung
vom Einkomponententyp (1) ist, oder durch Bestrahlung mit Licht,
wenn die klare Zusammensetzung eine klare Zusammensetzung vom Einkomponententyp
(2) oder (3) ist, zusammen mit dem gefärbten Basisbeschichtungsfilm,
der jeweils ungehärtet
ist, gehärtet
werden. Der kla re Beschichtungsfilm weist eine Trockenfilmdicke
im Bereich von 10 bis 200 μm,
vorzugsweise 30 bis 100 μm,
auf.
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Die
Wärmetrocknung
erfolgt üblicherweise
10 bis 60 Minuten lang bei 50 bis 100 °C. Die Bestrahlung mit Licht
kann so durchgeführt
werden, dass die zur Lichtbestrahlung verwendete Lichtquelle aus
den oben als Beispiele angeführten
ausgewählt
werden kann und dass die Bestrahlungsbedingungen je nach Filmdicke oder
Zusammensetzung des klaren Beschichtungsfilms oder des gefärbten Basisbeschichtungsfilms
beliebig gewählt
werden können.
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Die
Verwendung der lichthärtbaren
Primer-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Verwendung einer Zusammensetzung vom Einkomponententyp
die Härtungszeit verkürzen und
die Bearbeitungseffizienz verbessern kann sowie die Beschichtungszusammensetzung
eine lange Gebrauchsdauer aufweisen kann, da es vor der Bestrahlung
mit Licht zu keiner Härtung
kommt. Die Verwendung eines Harzes, das eine spezifische polymerisierbare
ungesättigte
Gruppe enthält,
führt zu
einem Primerbeschichtungsfilm, der eine große Menge an Urethanbindungen
aufweist und über
verbesserte Eigenschaften in Bezug auf Haftvermögen am Substrat und Abriebfestigkeit
sowie Deckanstricheigenschaften nach dem Beschichten einer Deckschicht
verfügt.
Die Verwendung der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein
Nass-in-Nass-Beschichtungsverfahren zwischen einer Kittbeschichtungsschicht
und einer Primerbeschichtungsfilmschicht, wodurch auch die Dauer
des Verfahrensschritts verkürzt
wird, und ergibt einen Beschichtungsfilm, der hinsichtlich Härtung und
Haftvermögen
zwischen den Schichten verbesserte Eigenschaften aufweist.
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Beispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand nachstehender Beispiele
detailliert erklärt,
wobei "Teile" und "%" für "Gewichtsteile" bzw. "Gew.-%" stehen.
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Herstellung von Acrylharz
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Herstellungsbeispiel 1
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Ein
mit Thermometer, Thermostat, Rühren,
Rückflusskühler, Tropfpumpe
und einem Trockenlufteinleitrohr ausgestatteter Reaktionsbehälter wurde
mit 50 Teilen Xylol befüllt
und anschließend
unter Rühren
auf 115 °C
erhitzt, wobei ein in Tabelle 1 gezeigtes Gemisch aus Monomer und
Polymerisationsinitiator mittels der Tropfpumpe mit konstanter Geschwindigkeit
3 Stunden lang zugetropft wurde, wobei die Temperatur 1,5 h nach
beendetem Zutropfen bei 110 °C
gehalten wurde, eine durch Lösen
von 0,5 Teilen eines zusätzlichen
Polymerisationsinitiators erhaltene Lösung 1,5 h lang mit konstanter
Geschwindigkeit zu 10 Teilen Xylol zugesetzt wurde, während die
Temperatur 3 h lang unter Rühren
bei 110 °C
gehalten wurde, auf 80 °C
abgekühlt
wurde, während
25 Teile Xylol zur Verdünnung
zugesetzt wurden, 0,06 Teile Hydrochinonmonomethylether als Polymerisationshemmer,
0,06 Teile Dibutylzinndilaurat als Urethanbildungskatalysator, 18,2
Teile eines äquimolaren
Addukts von Isophorondiisocyanat und Hydroxyethylacrylat und 14
Teile Xylol zugesetzt wurden, während Trockenluft
in die flüssige
Phase eingeleitet wurde und die Temperatur 7 h lang bei 80 °C gehalten
wurde, um die Additionsreaktion zu beenden, was eine Acrylharzlösung (A1)
ergab. Die Harzlösung
(A1) war eine einheitliche transparente Lösung mit 55 % an nichtflüchtigen
Bestandteilen und einer Gardner-Viskosität von Z6. Das obige Harz wies
vor der Einführung
polymerisierbarer ungesättigter
Gruppen ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 17.000 und eine
Glastemperatur von 60 °C
auf.
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Herstellungsbeispiele 2 bis 6
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Herstellungsbeispiel
1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass jeweils die in Tabelle
1 gezeigten Formulierungen verwendet wurden, um Acrylharzlösungen (A2)
bis (A6) erhalten, deren Eigenschaften auf gleiche Weise wie für Herstellungsbeispiel
1 ebenfalls in Tabelle 1 angeführt
sind.
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Herstellungsbeispiel 7
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Ein
glycidylgruppenhältiges
Acrylharz wurde auf gleiche Weise wie in Herstellungsbeispiel 1
hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine in Tabelle 1 gezeigte Formulierung
von Monomer und Polymerisationsinitiator verwendet wurde, gefolgt
von der Zugabe von 0,06 Teilen Hydrochinonmonomylether als Polymerisationsinitiator,
1,0 Teilen Tetrabutylammoniumbromid als Veresterungskatalysator,
4,6 Teilen Acrylsäure
und 14 Teilen Xylol, während
Trockenluft in die flüssige
Phase bei 110 °C
eingeleitet wurde, die Temperatur zur Beendigung der Additionsreaktion
7 h lang bei 110 °C
gehalten wurde, um eine Acrylharzlösung (A7) mit einer radikalisch
polymerisierbaren ungesättigten
Gruppe auf einer Seitenkette ohne Urethanbindung zu erhalten. Die jeweiligen
Eigenschaften der Harzlösung
sind in Tabelle 1 auf gleiche Weise wie für Herstellungsbeispiel 1 angegeben.
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Herstellung von Urethanacrylat-Oligomer
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Herstellungsbeispiel 8
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Ein
mit Thermometer, Thermostat, Rühren,
Rückflusskühler, Tropfpumpe
und einem Trockenlufteinleitrohr ausgestatteter Reaktionsbehälter wurde
mit 583,5 Teilen N-3300
(Handelsname, vertrieben von Sumika Bayel Urethane Co., Ltd., Feststoffgehalt
100 %, zyklisches Trimer von Hexamethylendiisocyanat, NCO-Gehalt
21,5 %), 26 Teilen Xylol, 0,47 Teilen Hydrochinonmonomethylether
als Polymerisationshemmer und 0,47 Dibutylzinndilaurat als Urethanbildungskatalysator
befüllt,
anschließend
auf 80 °C
erhitzt, während unter
Rühren
Trockenluft in die flüssige
Phase eingeleitet wurde, wobei ein Gemisch aus 288,3 Teilen Hydroxybutylacrylat
und 66,7 Teilen n-Butanol 3 h lang bei 80 °C mit konstanter Geschwindigkeit
mittels der Tropfpumpe zugetropft wurden, die Temperatur zur Beendigung
der Additionsreaktion 5 h lang bei 80 °C gehalten wurde, abgekühlt wurde,
während
216 Teile Isopropanol zur Verdünnung
zugesetzt wurden, was eine Urethan(meth)acrylat-Oligomerlösung (B1)
ergab. Die Oligomerlösung
(B1) war eine einheitliche transparente Lösung mit 80 % an nichtflüchtigen
Bestandteilen und einer Gardner-Viskosität von W. Der Gehalt an ungesättigten
Gruppen betrug 2,12 mol/kg und das gewichtsmittlere Molekulargewicht
940.
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Herstellungsbeispiele 9 und 10
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Herstellungsbeispiel
8 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die jeweiligen in Tabelle
2 gezeigten Formulierungen aus Isocyanatverbindung, hydroxylgruppenhältigem polymerisierbarem
ungesättigtem
Monomer und einwertigem Alkohol verwendet wurden, um Oligomerlösungen (B2)
und (B3) zu erhalten. Die Eigenschaften der Oligomere (B2) und (B3)
sind ebenfalls in Tabelle 2 angeführt. Tabelle
2
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Herstellung einer Primer-Zusammensetzung
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Beispiel 1
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Ein
Reaktionsbehälter
wurde mit 90,9 Teilen Acrylharzlösung
(A1), 50 Teilen Urethanacrylat-Oligomerlösung (B1), 10 Teilen Isobornylacrylat,
50 Teilen Microace-L-1 (Anm. 1), 150 Teilen Bariumsulfat (Anm. 2)
und 50 Teilen Xylol befüllt,
anschließend
vermischt und gerührt,
wonach Glasperlen mit einem Durchmesser von 1,5 mm eingefüllt und
20 min lang mit einer Chargensandmühle dispergiert wurden, dann
5 Teile Kayamer PM-21 (Anm. 3) und 4 Teile Photopolymerisationsinitiator
Irgacure 819 (Anm. 4) eingefüllt
wurden und anschließend
gerührt
wurde, was Primer-Zusammensetzung (PI) mit einem Ti-Wert von 5,5
ergab.
- Anm. 1: Microace-L-1: Handelsname, Talk, vertrieben
von Nippon Talc Co., Ltd.
- Anm. 2: Absetzendes Bariumsulfat 100, Handelsname, vertrieben
von Sakai Chemical Industry Co., Ltd.
- Anm. 3: Kayamer PM-21, Handelsname, Phosphatmonomer mit ungesättigter
Gruppe, vertrieben von Nippon Kayaku Co., Ltd..
- Anm. 4: Irgacure 819, Handelsname, Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid,
vertrieben von Ciba Speciality Chemicals K.K.
- Anm. 5: Harzfeinteilchen G (wie folgt):
Ein mit Rühren, Thermometer,
Kühlrohr
und Heizmantel ausgestatteter 1-Liter-Kolben wurde mit 3.547,5 Teilen entionisiertem
Wasser und 40 Teilen Latemul S-120A (Handelsname, vertrieben von
Kao Corporation, acrylsäuregruppenhältiger anionischer
reaktiver Emulgator auf Sulfobernsteinsäurebasis, 50%ige wässrige Lösung) befüllt, unter
Rühren
auf 90 °C
erhitzt, dazu wurden 20 % einer wässrigen Lösung, die durch Lösen von 12,5
Teilen VA-086 (Handelsname, vertrieben von Wako Pure Chemicals.
Industries, Ltd., wasserlöslicher
Azoamidpolymerisationsinitiator) in 500 Teilen entionisiertem Wasser
erhalten wurde, zugesetzt, 15 min später wurden 5 % eines Monomergemischs
aus 300 Teilen Styrol, 400 Teilen Methylmethacrylat, 200 Teilen
n-Butylacrylat und 100 Teilen 1,6-Hexandioldiacrylat, zugesetzt,
danach 30 min lang gerührt,
dann das restliche Monomergemisch und die wässrige Polymerisationsinitiatorlösung 3 h
bzw. 3,5 h lang bei 90 °C
zugetropft, nach der Beendigung des Zutropfens der wässrigen
Polymerisationsinitiatorlösung
die Temperatur 30 min lang bei 90 °C gehalten, auf Raumtemperatur
abgekühlt,
mittels Filtertuch filtriert, was eine wässrige gelatinierte Polymer-Wasser-Feinteilchendispersion
mit einem Feststoffgehalt von 20 % und einer Teilchengröße von 72
nm ergab, und in einer Edelstahlpfanne getrocknet, wodurch Harzfeinteilchen
(G) erhalten wurde.
-
Beispiele 2 bis 11 und Vergleichsbeispiele
1 bis 5
-
Beispiel
1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die in Tabelle 3 angeführten Formulierungen
verwendet wurden, um die jeweiligen Primer-Zusammensetzungen P2
bis P16 zu erhalten. In Vergleichsbeispiel 5 wurde eine pigmentfreie
Zusammensetzung hergestellt.
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Die
jeweiligen Primer-Zusammensetzungen wurden einer Ti-Wert-Messung
unterzogen, gefolgt von 3-monatiger Aufbewahrung in einem in 1 gezeigten
Behälter
bei 20 °C,
um die Eigenschaften der Beschichtungslösung jeweils wie folgt zu bewerten:
O: keine Abnormalitäten; Δ: ein gewisses
Maß an
Verdickung, doch weder Absetzung noch Agglomeration des Pigments;
X: das Pigment setzte sich ab und agglomerierte zu einem harten
Kuchen.
-
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Beschichtung
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Beispiele 12 bis 22 und Vergleichsbeispiele
6 bis 10
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Die
jeweiligen Primer-Zusammensetzungen der in Tabelle 3 angeführten Beispiele
und Vergleichsbeispiele wurden so mit Xylol vermischt, dass die
resultierende Viskosität
auf 20 s eingestellt werden konnte (Ford-Becher Nr. 4/230 °C), gefolgt
von Sprühbeschichtung
auf eine Weichstahlplatte (90 × 150 × 0,8 mm)
in einer Trockenfilmdicke von 100 bis 150 μm, 10-minütiger Bestrahlung in einer
Bestrahlungsentfernung von 15 cm mittels Halogenlampe zur Härtung, leichtem
Schleifen der Oberfläche
der Primer-Beschichtungsschicht mit einem wasserfesten Schleifpapier
Nr. 600, Sprühbeschichtung
von Retan-PG-80-White (Handelsname, Deckschichtzusammensetzung auf
Acrylurethanharzbasis, vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd.) in
einer Trockenfilmdicke von 50 μm,
sowie einem 30-minütigen
Trocknungsvorgang bei 60 °C,
was die jeweiligen Beschichtungsprüfplatten ergab. Die Ergebnisse
der Leistungsprüfung
sind in Tabelle 4 angeführt.
Die Testverfahren waren wie folgt.
- (*1) Klebrigkeit:
Die Klebrigkeit auf der Oberfläche
der jeweiligen Beschichtungsprüfplatten
wurde überprüft und wie
folgt bewertet:
O: gut; Δ:
leicht klebrige Oberfläche;
X: stark klebrige Oberfläche.
- (*2) Haftvermögen:
Es wurde ein Cellophanband-Hafttest mit Kreuzschnitt durchgeführt und
wie folgt bewertet:
O: keine Ablösung; Δ: Teilablösungen; X: vollständige Ablösung.
- (*3) Abriebseigenschaften: Die Oberfläche der Primer-Beschichtungsfilmschicht
wurde mit einem wasserbeständigen
Schleifpapier Nr. 600 geschliffen, um die Abriebseigenschaften zu überprüfen und
wie folgt bewertet:
O: gut; Δ:
gewisse Abriebsschwierigkeiten; X: deutliche Abriebsschwierigkeiten.
- (*4) Deckanstricheigenschaften: Die Deckanstrichschichteigenschaften
der jeweiligen Beschichtungsprüfplatten
wurden wie folgt sichtgeprüft:
O:
gut; Δ:
einige Mulden auf der Oberfläche;
X: deutlich erkennbare Mulden auf der Oberfläche.
- (*5) Wasserbeständigkeit:
Die jeweiligen Deckschichtprüfplatten
wurden 7 Tage lang in Leitungswasser getaucht, danach die Eigenschaften
(Blasenbildung) der Beschichtungsoberfläche bewertet und ein Cellophanband-Hafttest
mit Kreuzschnitt durchgeführt.
Es wurde wie folgt bewertet:
Eigenschaften der Beschichtungsobertläche: O:
gut; Δ:
teilweise Blasenbildung; X: vollständige Blasenbildung. Cellophanband-Haftvermögen mit
Kreuzschnitt: O: keine Ablösung; Δ: Teilablösungen;
X: vollständige
Ablösung.
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Herstellung einer lichthärtbaren
Kittzusammensetzung
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Herstellungsbeispiele 11 bis 12
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Gemäß den in
Tabelle 5 angeführten
Formulierungen wurden die jeweiligen Komponenten nacheinander zugesetzt,
vermischt und unter Rühren
dispergiert, um die jewieligen lichthärtbaren Kittzusammensetzungen
PT1 und PT2 zu erhalten.
- Anm. 5: SP-1507: Handelsname, acrylatgruppenhältiges Epoxyharz,
vertrieben von Showa Highpolymer Co., Ltd.
- Anm. 6: SP-5003: Handelsname, acrylatgruppenhältiges Epoxyharz,
vertrieben von Showa Highpolymer Co., Ltd.
- Anm. 7: N,N,2,4,6-Pentamethylanilin, Kettenüberträger.
Tabelle
5
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Beschichtung
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Beispiel 23
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Die
in Herstellungsbeispiel 11 erhaltene Kittzusammensetzung (PT1) wurde
auf eine Weichstahlplatte (90 × 150 × 0,8 mm)
in einer Dicke von 5 mm mittels Spachtel beschichtet, gefolgt von
2-minütiger
Bestrahlung in einer Bestrahlungsentfernung von 20 cm mittels Square-Light
(Handelsname, vertrieben von Ushio Lighting, Inc., Metallhalogenidlampe),
leichtem Schleifen der resultierenden Kittbeschichtungsoberfläche, Sprühbeschichtung
der oben erhaltenen Primer-Zusammensetzung (P1) in einer Trockenfilmdicke
von 50 bis 100 μm, wobei
2 min lang in einer Bestrahlungsentfernung von 20 cm mittels Square-Light
wie oben zur Härtung
bestrahlt wurde, gefolgt von leichtem Schleifen der resultierenden
Primer-Beschichtungsoberfläche
mit wasserfestem Schleifpapier Nr. 600 und Sprühbeschichtung von Retan-PG-80-White (Handelsname,
vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd., Deckschicht auf Acrylurethanharzbasis)
in einer Trockenfilmdicke von 50 μm,
sowie einem 30-minütigen
Trocknungsvorgang bei 60 °C,
was die Beschichtungsprüfplatte
ergab.
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Beispiel 24
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Die
in obigem Herstellungsbeispiel erhaltene Kittzusammensetzung (PT2)
wurde auf eine Weichstahlplatte (90 × 150 × 0,8 mm) in einer Dicke von
5 mm unter Verwendung einer Spachtel zur Bildung einer Beschichtungsschicht
aufgebracht, gefolgt von Sprühbeschichtung
der im Herstellungsbeispiel erhaltenen Primer-Zusammensetzung (P11)
in einer Trockenfilmdicke von 50 bis 100 μm auf die Beschichtungsschichtoberfläche zur
Ausbildung einer Beschichtungsschicht, wonach eine 2-minütige Bestrahlung
unter Verwendung von Square-Light (Handelsname, vertrieben von Ushio
Lighting, Inc., Metallhalogenidlampe) in einer Bestrahlungsentfernung
von 20 cm folgte, um beide Beschichtungsschichten zu härten, gefolgt
von einer Sprühbeschichtung
mit Retan-PG-80-White (Handelsname, Deckschichtzusammensetzung auf
Acrylurethanharzbasis, vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd.) in
einer Trocken filmdicke von 50 μm,
ohne die Primer-Oberfläche
abzuschleifen, und einem 30-minütigen
Trocknungsvorgang bei 60 °C,
um eine Beschichtungsprüfplatte
zu erhalten.
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Vergleichsbeispiel 11
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LUC-Kitt-Cohärter (Handelsname,
vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd., organische Verbindung auf Peroxidbasis)
wurde mit LUC-Polykitt (Handelsname, vertrieben von Kansai Paint
Co., Ltd., bei niedriger Temperatur härtendes ungesättigtes
Basismaterial auf Polyesterharzbasis vom Zweikomponententyp) in
einer Menge von 2 % in Bezug auf LUC-Polykitt unmittelbar vor Gebrauch
vermischt, um eine Kittzusammensetzung zu erhalten, gefolgt vom
Beschichten der Kittzusammensetzung mittels Spachtel in einer Dicke
von 5 mm, Trocknen bei 20 °C,
um abschleifen zu können,
um eine Kittbeschichtungsschicht zu erhalten. Als Nächstes wurde
JUST Urethanprimer-Oberflächenhärter (Handelsname,
vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd.) in einer Menge von 20 % beigemischt
und Retan-PG2K-Verdünner
(Handelsname, vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd., Primer-Oberflächenbasismaterial
auf Acrylurethanharzbasis vom Zweikomponententyp) jeweils mit JUST Urethanprimer-Oberflächenhärter (wie
oben) vermischt, um eine Primer-Zusammensetzung zu erhalten. Die Primer-Zusammensetzung
wurde auf eine Kittbeschichtungsschicht in einer Trockenfilmdicke
von 50 bis 100 μm
sprühbeschichtet,
anschließend
bei 60 °C
zwangsgetrocknet, um abschleifen zu können, dann die resultierende
Primer-Oberfläche
mit einem wasserfesten Schleifpapier Nr. 600 leicht geschliffen
und Retan-PG-80-White (Handelsname, Deckschichtzusammensetzung auf
Acrylurethanharzbasis, vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd.) in
einer Trockenfilmdicke von 50 μm
sprühbeschichtet
und 30 min lang bei 60 °C
getrocknet, was eine Beschichtungsprüfplatte ergab.
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Die
Ergebnisse der Leistungsprüfung
der jeweiligen Beschichtungsprüfplatten
sind in Tabelle 6 angeführt.
Die Testverfahren waren wie folgt. Das Haftvermögen wird unter (*2) erläutert.
- (*6) Gesamttrocknungszeit: die Gesamtzeit aus
Bestrahlung mit Licht und Erhitzen zur Bildung der Kittbeschichtungsschicht
und der Primer-Beschichtungsschicht.
- (*7) Deckschichteigenschaften: Bei der Herstellung der jeweiligen
Beschichtungsprüfplatten
folgte auf die Beschichtung der Deckschichtzusammensetzung eine
Lampenbestrahlung oder eine Zwangstrocknung sowie 24-stündiges Stehenlassen
bei 20 °C,
um die Beschichtungsoberfläche
einer Sichtprüfung
zu unterziehen.
Die Bewertung war folgendermaßen: O:
gut; Δ:
einige Formveränderungen
auf der Oberfläche;
X: starke Formveränderungen
auf der Oberfläche.
- (*8) Wasserbeständigkeit:
Die jeweiligen Beschichtungsprüfplatten
wurden 7 Tage lang in Leitungswasser getaucht, wonach die Eigenschaften
der Beschichtungsoberfläche
(Blasenbildung) untersucht wurden und indem der gleiche Haftvermögenstest
wie oben und ein Biegeversuch durchgeführt wurden. Der Biegeversuch
wurde durch Biegen der jeweiligen Beschichtungsplatten an einem
Mittelabschnitt um 90° und
durch Sichtprüfung
der Eigenschaften des gebogenen Abschnitts durchgeführt.
Die
Bewertungen waren jeweils wie folgt. Eigenschaften des Beschichtungsfilms:
O: gut; Δ:
teilweise Blasenbildung; X: vollständige Blasenbildung. Haftvermögen: O:
keine Ablösung; Δ: Teilablösungen;
X: vollständige
Ablösung.
Biegeversuch: O: gut; Δ:
leichte Ablösungen;
X: Ablösungen.
-
-
Herstellung einer gefärbten Basisbeschichtungszusammensetzung
-
Retan-PG-Hybrid-Full-Shade
Nr. 835 (Handelsname, vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd., gefärbte Basisbeschichtungszusammensetzung,
die ein hydroxylgruppenhältiges
Acrylharz als Hauptharzkomponente enthält) wurde mit PG-Hybridverdünner-20
(vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd., Handelsname) vermischt, sodass
die Viskosität
auf 11 bis 12 s (Ford-Becher Nr. 4/25 °C) eingestellt werden konnte,
was eine gefärbte Basisbeschichtungszusammensetzung
vom Einkomponententyp ergab.
-
Herstellung eines Acrylharzes
für eine
klare Zusammensetzung
-
Ein
mit Thermometer, Thermostat, Rühren,
Rückflusskühler, Tropfpumpe
und einem Trockenlufteinleitrohr ausgestatteter Reaktionsbehälter wurde
mit 50 Teilen Xylol befüllt
und anschließend
unter Rühren
auf 115 °C
erhitzt, wobei ein in Tabelle 7 gezeigtes Gemisch aus Monomer und
Polymerisationsinitiator mittels der Tropfpumpe mit konstanter Geschwindigkeit
3 Stunden lang zugetropft wurde, wobei die Temperatur 1,5 h nach
beendetem Zutropfen bei 110 °C
gehalten wurde, eine durch Lösen
von 0,5 Teilen Azobisisobutyronitril erhaltene Lösung 1,5 h lang mit konstanter
Geschwindigkeit zu 10 Teilen Xylol zugesetzt wurde, während die Temperatur
3 h lang unter Rühren
bei 110 °C
gehalten wurde, um die Polymerisationsreaktion zu beenden, wonach
25 Teile Xylol zugesetzt wurden und während des Verdünnens auf
80 °C abgekühlt wurde,
was eine Acrylharzlösung
(C1) für
eine klare Zusammensetzung vom Einkomponententyp ergab.
-
In
einem getrennten Schritt folgte den obigen Abläufen die Zugabe von 0,06 Teilen
Hydrochinonmonomethylether als Polymerisationshemmer, 0,06 Teilen
Dibutylzinndilaurat als Urethanbildungskatalysator, des in Tabelle
7 angeführten äquimolaren
Addukts von Isophorondiisocyanat mit Hydroxyethylacrylat sowie von
14 Teilen Xylol, während
Trockenluft in die flüssige
Phase eingeleitet wurde, wobei die Temperatur 7 h lang bei 80 °C gehalten
wurde, um die Additionsreaktion durchzuführen, was eine Acrylharzlösung (C1)
für eine
klare Zusammensetzung ergab.
-
-
Herstellung einer klaren Zusammensetzung
-
Ein
in Tabelle 8 angeführtes
Gemisch aus einer Acrylharzlösung
für eine
klare Zusammensetzung, einer Polyisocyanatverbindung (Anm. 9), Diisopropylphosphat
(Siloxygruppendissoziations-Katalysator), Dibutylzinndilaurat (Urethanbildungskatalysator),
Trimethylorthoacetat (Wasserbindemittel), Urethanacrylat (Anm. 10),
Isobornylacrylat und einem Photopolymerisationsinitiator (Anm. 11)
wurde mit einem Dispergator gerührt, wonach
PG-Hybridverdünner-20
(Handelsname, vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd.) zugesetzt wurde,
damit die Viskosität
auf 13 bis 14 s (Ford-Becher
Nr. 4/25 °C)
eingestellt werden konnte, um klare Beschichtungszusammensetzungen
(CR1) bis (CR3) vom Einkomponententyp zu erhalten. In einem gesonderten
Schritt wurde PG-Multi-Clear-HX (Q) (Handelsname, vertrieben von
Kansai Paint Co., Ltd., klare Zusammensetzung auf Acrylurethanharzbasis
vom Zweikomponententyp) als klare Zusammensetzung vom Zweikomponententyp verwendet.
In Tabelle 9 sind Gebrauchsdauer und Trocknungszeit einschließlich Lichtbestrahlungsdauer
der obigen Zusammensetzungen angegeben.
- Anm. 9: TPA-100:
Handelsname, Polyisocyanat auf Hexamethylendiisocyanat, vertrieben
von Asahi Kasei Corporation.
- Anm. 10: CN983: Handelsname, Urethanacrylatoligomer, vertrieben
von Sartmer Company.
- Anm. 11: IRGACURE-184: Handelsname, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon,
vertrieben von Ciba Speciality Chemicals K.K.
-
-
Beschichtung
-
Beispiel 25
-
Die
in obigem Herstellungsbeispiel erhaltene Kittzusammensetzung (PT1)
wurde auf eine Weichstahlplatte (90 × 150 × 0,8 mm) in einer Dicke von
5 mm mittels Spachtel beschichtet, gefolgt von 2-minütiger Bestrahlung
in einer Bestrahlungsentfernung von 20 cm mittels Square-Light (Handelsname,
vertrieben von Ushio Lighting, Inc., Metallhalogenidlampe), leichtem
Schleifen der Kittbeschichtungsoberfläche, Sprühbeschichtung der in Beispiel
1 erhaltenen Primer-Zusammensetzung (P1) in einer Trockenfilmdicke
von 50 bis 100 μm,
wobei 2 min lang in einer Bestrahlungsentfernung von 20 cm mittels
Square-Light wie oben zur Härtung
bestrahlt wurde, gefolgt von leichtem Schleifen der Primer-Beschichtungsoberfläche mit
wasserfestem Schleifpapier Nr. 600, wonach die viskositätsgeregelte
gefärbte
Basisbeschichtungszusammensetzung vom Einkomponententyp in einer
Trockenfilmdicke von 15 μm
sprühbeschichtet
wurde, gefolgt von 5-minütigem Stehenlassen
bei Raumtemperatur (ca. 20 °C),
anschließender
Sprühbeschichtung
der in obigem Herstellungsbeispiel erhaltenen klaren Zusammensetzung
(CR1) in einer Trockenfilmdicke von 40 μm auf die Basisbeschichtungsfilmoberfläche und
20-minütigem
Erhitzen auf 60 °C
zur Härtung
beider Beschichtungsfilmschichten, um eine Beschichtungsprüfplatte
zu erhalten.
-
Beispiele 26 und 27, Vergleichsbeispiel
12
-
Beispiel
25 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die in Tabelle 10 angeführten jeweiligen
Zusammensetzungen verwendet wurden, um die jeweiligen Beschichtungsprüfplatten
zu erhalten.
-
Beispiel 28
-
Die
in obigem Herstellungsbeispiel erhaltene Kittzusammensetzung (PT2)
wurde auf eine Weichstahlplatte (90 × 150 × 0,8 mm) in einer Dicke von
5 mm mittels Spachtel beschichtet, gefolgt von Sprühbeschichtung
der in Beispiel 4 erhaltenen Primer-Zusammensetzung (P4) auf die
obige Beschichtungsoberfläche
in einer Trockenfilmdicke von 50 bis 100 μm, 2-minütiger Bestrahlung in einer
Bestrahlungsentfernung von 20 cm mittels Square-Light (Handelsname,
vertrieben von Ushio Lighting, Inc., Metallhalogenidlampe) zur Härtung beider
Beschichtungsfilmschichten, leichtem Schleifen der Primer-Oberfläche mit
wasserfestem Schleifpapier Nr. 600, wonach die viskositätsgeregelte
gefärbte
Basisbeschichtungszusammensetzung vom Einkomponententyp in einer
Trockenfilmdicke von 15 μm
sprühbeschichtet
wurde, gefolgt von 5-minütigem
Stehenlassen bei Raumtemperatur (ca. 20 °C), anschließender Sprühbeschichtung der in obigem
Herstellungsbeispiel erhaltenen klaren Zusammensetzung (CR2) in
einer Trockenfilmdicke von 40 μm
auf die Basisbeschichtungsfilmoberfläche und 10-minütigem Erhitzen
zur Härtung
beider Beschichtungsfilmschichten mittels Square-Light (Handelsname,
siehe oben), um eine Beschichtungsprüfplatte zu erhalten.
-
Beispiel 29
-
Beispiel
28 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die in Tabelle 10 angegebenen
jeweiligen Beschichtungszusammensetzungen verwendet wurden und dass
die Trocknung durch 10-minütiges
Bestrahlen in einer Bestrahlungsentfernung von 50 cm zur Härtung der
Kittschicht und der Primerschicht und zur Härtung der Basisschicht und
der klaren Schicht anstelle von Square-Light (Handelsname, siehe
oben) mittels Halogenlampe erfolgte.
-
Vergleichsbeispiel 13
-
LUC-Kitt-Cohärter (Handelsname,
vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd., organische Verbindung auf Peroxidbasis)
wurde mit LUC-Polykitt (Handelsname, vertrieben von Kansai Paint
Co., Ltd., bei niedriger Temperatur härtendes ungesättigtes
Basismaterial auf Polyesterharzbasis vom Zweikomponententyp) in
einer Menge von 2 % in Bezug auf LUC-Polykitt unmittelbar vor Gebrauch
vermischt, um eine Kittzusammensetzung zu erhalten, gefolgt vom
Beschichten der Kittzusammensetzung mittels Spachtel in einer Dicke
von 5 mm, Trocknen bei 20 °C,
um schleifen zu können,
um eine Kittbeschichtungsschicht zu erhalten. Als Nächstes wurde
JUST Urethanprimer-Oberflächenhärter (Handelsname,
vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd.) in einer Menge von 20 % beigemischt,
und Retan-PG2K-Verdünner
(Handelsname, vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd.) wurde, bezogen
auf den Urethanprimer-Oberflächenhärter JUST
(Handelsname, vertrieben von Kansai Paint Co., Ltd., Primer-Oberflächenbasismaterial
auf Acrylurethanharzbasis vom Zweikomponententyp), in einer Menge
von 20 % jeweils mit dem Urethanprimer-Oberflächenhärter JUST (wie oben) vermischt,
um eine Primer-Zusammensetzung zu erhalten. Die Primer-Zusammensetzung
wurde auf eine Kittbeschichtungsschicht in einer Trockenfilmdicke
von 50 bis 100 μm
sprühbeschichtet,
anschließend
bei 60 °C
zwangsgetrocknet, um schleifen zu können, dann die resultierende
Primer-Oberfläche
mittels wasserfesten Schleifpapiers Nr. 600 leicht geschliffen und
die viskositätsgesteuerte
gefärbte
Basisbeschichtungszusammensetzung vom Einkomponententyp in einer
Trockenfilmdicke von 50 μm
sprühbeschichtet,
5 min bei Raumtemperatur (ca. 20 °C)
stehen gelassen, eine durch Vermischen von PG-Multi-Clear-NX (Q)
(Handelsname, siehe oben) mit PG-Multi-Clear-HX-Standardhärter (Handelsname,
siehe oben) erhaltene klare Zusammensetzung in einer Menge von 50
% sowie PG-Hybridverdünner-20
(Handelsname, siehe oben) in einer Menge von 20 % in einer Trockenfilmdicke
von 40 μm
auf die Basisbeschichtungsschicht sprühbeschichtet und 20 min bei
60 °C getrocknet, um
eine Beschichtungsprüfplatte
zu erhalten.
-
Bewertungstest
-
Die
oben erhaltenen jeweiligen Beschichtungsprüfplatten wurden nachstehenden
Bewertungstests unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 angeführt.
- (*1) Gesamttrocknungszeit: die Gesamtzeit aus
Bestrahlung und Erhitzung in den jeweiligen Schritten.
- (*2) Haftvermögen:
Auf die Beschichtung der klaren Zusammensetzung folgten Lampenbestrahlung
oder Zwangstrocknung und 24-stündiges
Stehenlassen bei 20 °C,
die Ausführung
von Schnitten, die bis zum Substrat vordrangen auf die resultierende
Beschichtungsprüfplatte
mit einem Messer, um 100 Schnittquadrate im Abstand von 2 mm zu
bilden, wonach ein Cellophanband darauf aufgebracht und das Band
kräftig abgezogen
wurde, um die Anzahl an zurückbleibenden
Quadraten anhand folgender Bewertung zu untersuchen.
O: Anzahl
an zurückbleibenden
Quadraten: 100
X: Anzahl an zurückbleibenden Quadraten: 99
oder weniger
- (*3) Anfangsbleistiftritzhärte:
Auf die Beschichtung der klaren Zusammensetzung folgte Lampenbestrahlung,
Zwangstrocknung oder 2-stündiges
Stehenlassen bei 20 °C.
Die Bleistiftritzhärte
der Beschichtungsschicht auf der resultierenden Beschichtungsprüfplatte
wurde gemäß JIS-K-5400
8.4.2 (1990) gemessen. Die Bewertung erfolgte durch Bruch.
- (*4) Deckanstricheigenschaften: Auf die Beschichtung der klaren
Zusammensetzung folgte Lampenbestrahlung, Zwangstrocknung oder 24-stündiges Stehenlassen
bei 20 °C
und üblicherweise
eine Untersuchung und Bewertung der Beschichtungsoberfläche der
resultierenden Beschichtungsprüfplatte
wie folgt: ⌾ sehr
gut; O: gut; Δ:
einige Formveränderungen
auf der Oberfläche;
X: deutliche Formveränderungen
auf der Oberfläche.
- (*5) Wasserbeständigkeit:
Die jeweiligen Beschichtungsprüfplatten
wurden in Leitungswasser getaucht, danach die Eigenschaften (Blasenbildung)
der Beschichtungsoberfläche überprüft, ein
Haftvermögenstest
wie oben sowie ein Biegeversuch durchgeführt. Der Biegeversuch wurde
durch Biegen der jeweiligen Beschichtungsplatten an einem Mittelabschnitt
um 90° und
durch Sichtprüfung
der Eigenschaften des gebogenen Abschnitts durchgeführt. Eigenschaften
des Beschichtungsfilms: O: gut; Δ:
teilweise Blasenbildung; X: vollständige Blasenbildung.
Haftvermögen: O:
keine Ablösung; Δ: Teilablösungen;
X: vollständige
Ablösung. ➀:
Ablösung
zwischen Substrat und Primerschicht; ➁: Ablösung zwischen
Kittschicht und Primerschicht; ➂: Ablösung zwischen Primerschicht
und gefärbter
Basisschicht. Biegeversuch: O: gut; Δ: leichte Ablösungen;
X: Ablösungen. ➀: Ablösung zwischen
Substrat und Primerschicht; ➁: Ablösung zwischen Kittschicht und
Primerschicht; ➂: Ablösung
zwischen Primerschicht und gefärbter
Basisschicht.
-