-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine wässrige Beschichtungszusammensetzung
auf der Basis eines Gemischs aus einer Dispersion eines Additionspolymers
und einem Rheologiemodifikator. Vorzugsweise ist diese wässrige Beschichtungszusammensetzung
mit einem Metallic-Pigment, wie Aluminium, oder einem Pigment, wie
einem Metalloxid-beschichteten Glimmer, gemischt, so dass Beschichtungen
mit einem metallischen Erscheinungsbild erhalten werden können. Auf
diese Weise wird ein differentieller Lichtreflexionseffekt erhalten,
der als Changiereffekt (Flop) bezeichnet wird. Ein Problem bei Beschichtungssystemen
mit einem metallischen Erscheinungsbild besteht darin, einen hohen
Changierwert sowie einen hohen Glanz zu erhalten.
-
Um
einen hohen Changierwert zu erhalten, sollte das Metallic-Pigment
bei der Auftragung der Beschichtungszusammensetzung wohlorientiert
sein und bleiben. Um einen hohen Glanz zu erhalten, wird die Metallic-Pigment
enthaltende Beschichtung mit einem unpigmentierten, sogenannten
Klarlack versehen. Dieses System wird im Allgemeinen ein "Grundlack/Klarlack"-System genannt.
In der tatsächlichen
Praxis wird der Grundlack mit dem Klarlack besprüht, ohne dass der Grundlack
vorher gehärtet
wird ("nass auf
nass"). Da der Klarlack
gewöhnlich
organische Lösungsmittel
enthält,
sollten Schritte unternommen werden, um eine Desorientierung des
Metallic-Pigments im Grundlack aufgrund der Schwächung des Grundlacks durch
die organischen Lösungsmittel
im Klarlack ("Einschlag") zu verhindern.
-
Eine
wässrige
Grundlackzusammensetzung ist aus EP-A-0 038 127 bekannt, d. h. eine
Dispersion eines vernetzten Kern-Hülle-Polymers, wobei die Hülle, wenn
sie gequollen ist, die gewünschten
rheologischen Eigenschaften ergibt. Die Vernetzung reduziert den
Einschlag. Ein Nachteil dieses Systems besteht jedoch darin, dass
die Beschichtungszusammensetzung schlechte Filmbildungseigenschaften
hat, die sich in schlechten mechanischen Eigenschaften niederschlagen
können.
-
Eine
weitere wässrige
Grundlackzusammensetzung ist aus EP-A-0 287 144 bekannt, d. h. eine
quellfähige
unvernetzte Kern-Hülle-Dispersion
mit einer Menge an (Meth)acrylsäure
in der Hülle
von 10–60
Mol-%. Als Beispiele genannt werden quellfähige unvernetzte Kern-Hülle-Dispersion
mit mehr als 2 Gew.-% (Meth)acrylsäure in 100 Teilen des Additionspolymers.
Außerdem
wird in dieser Ausführungsform
eine Abnahme des Einschlags beobachtet.
-
Die
in EP-A-0 038127 und EP-A-0 287 144 offenbarten Systeme enthalten
beide in der Hülle
viele Carboxygruppen, die durch ein Amin neutralisiert wurden, um
die gewünschten
rheologischen Eigenschaften zu erhalten. Wegen dieser großen Menge
an Salzgruppen zeigen jedoch Beschichtungen auf der Basis dieser Zusammensetzungen,
insbesondere wenn sie bei Umgebungstemperatur aufgetragen und gehärtet werden, eine
schlechte Wasserbeständigkeit.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt nun eine wässrige Beschichtungszusammensetzung
bereit, die als Grundlack in einem Grundlack-Klarlack-System verwendet
werden kann, gute mechanische Eigenschaften, einen hohen Changierwert,
einen hohen Glanz, praktisch keinen Einschlag und eine gute Wasserbeständigkeit aufweist.
Aufgrund der Tatsache, dass mit der wässrigen Beschichtungszusammensetzung
der vorliegenden Erfindung höhere
Feststoffgehalte erreicht werden können, wird eine Reduktion der
Trocknungszeiten und der Zahl der Schichten erhalten. In einer oder
mehreren dieser Eigenschaften zeigt die wässrige Beschichtungszusammensetzung
der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung gegenüber den
in EP-A-0 038 127 und EP-A-0 287 144 offenbarten.
-
Die
wässrige
Beschichtungszusammensetzung gemäß der Erfindung
umfasst ein Gemisch von:
90 bis 99 Gew.-% einer filmbildenden
Bindemittelzusammensetzung, die eine Dispersion (I) eines in Alkali
nicht quellfähigen
Kern-Hülle-Additionspolymers
umfasst; und
1 bis 10 Gew.-% einer Dispersion (II) eines rheologiemodifizierenden
Additionspolymers, wobei die Summe der für die filmbildende Bindemittelzusammensetzung
und für
die Dispersion (II) angegebenen Gewichtsprozente stets 100 Gew.-%
beträgt;
wobei
die Polymerdispersion (I) durch Emulsionspolymerisation in zwei
oder mehr Schritten hergestellt wird und erhalten wird in einem
ersten Schritt durch Copolymerisation von:
- (1)
60–95
Gewichtsteilen (berechnet auf 100 Gewichtsteile des gesamten Additionspolymers
(I)) eines Monomergemischs A, das aus folgendem besteht:
- (i) 65–100
Mol-% eines Gemisch von
- (a) 10–98
Mol-% eines (Cyclo)alkyl(meth)acrylats, dessen (Cyclo)alkylgruppe
4–12 Kohlenstoffatome
enthält;
- (b) 0–55
Mol-% Styrol;
- (c) 2–15
Mol-% Hydroxyalkyl(meth)acrylat; und
- (d) 0–20
Mol-% eines Di(cyclo)alkylmaleats und/oder -fumarats, dessen (Cyclo)alkylgruppen
4–12 Kohlenstoffatome
enthalten;
wobei die Summe der für die Monomere (a), (b), (c)
und (d) angegebenen Molprozente stets 100 Mol-% beträgt; und
- (ii) 0–35
Mol-% eines anderen, copolymerisierbaren monoethylenisch ungesättigten
Monomers;
wobei die Summe der für die Komponenten (i) und (ii)
angegebenen Molprozente stets 100 Mol-% beträgt;
und in einem anschließenden Schritt
durch Copolymerisation von:
- (2) 5–40
Gewichtsteilen (berechnet auf 100 Gewichtsteile des gesamten Additionspolymers
(I)) eines Monomergemischs B, das aus folgendem besteht:
- (e) 1–10
Mol-% (Meth)acrylsäure;
- (f) 2–20
Mol-% Hydroxyalkyl(meth)acrylat;
- (g) 0–55
Mol-% Styrol; und
- (h) 15–97
Mol-% eines anderen, copolymerisierbaren monoethylenisch ungesättigten
Monomers;
wobei die Summe der für die Monomere (e), (f), (g)
und (h) angegebenen Molprozente stets 100 Mol-% beträgt;
wobei
die von der (Meth)acrylsäure
abgeleiteten Carbonsäuregruppen
wenigstens zum Teil neutralisiert sind;
was zu einem nichtvernetzten
Additionspolymer I führt;
wobei
die Gesamtmenge an (Meth)acrylsäure
in 100 Teilen des gesamten Additionspolymers (I) weniger als 1,75
Gew.-% beträgt;
und
wobei
die Polymerdispersion (II) durch Emulsionspolymerisation
hergestellt wird und erhalten wird durch Copolymerisation von:
- (iii) 99,5–99,99
Gewichtsteilen (berechnet auf 100 Gewichtsteile des gesamten Additionspolymers
(II)) eines Monomergemischs C, das aus folgendem besteht:
- (j) 10–80
Gew.-% (Cyclo)alkyl(meth)acrylat;
- (k) 20–50
Gew.-% (Meth)acrylsäure;
- (m) 0–20
Gew.-% Hydroxyalkyl(meth)acrylat; und
- (n) 0–20
Gew.-% eines anderen, copolymerisierbaren monoethylenisch ungesättigten
Monomers;
wobei die Summe der für die Monomere (j), (k), (m)
und (n) angegebenen Molprozente stets 100 Mol-% beträgt; und
- (iv) 0,01–0,5
Gewichtsteilen (berechnet auf 100 Gewichtsteile des gesamten Additionspolymers
(II)) einer Verbindung mit wenigstens zwei ungesättigten Gruppen;
wobei
die von der (Meth)acrylsäure
abgeleiteten Carbonsäuregruppen
wenigstens zum Teil neutralisiert sind.
-
Vorzugsweise
wird im ersten Schritt der Herstellung der Polymerdispersion (I)
ein Monomergemisch A verwendet, das aus folgendem besteht:
- (i) 80–100
Mol-%, besonders bevorzugt 100 Mol-%, eines Gemisch von
- (a) 30–95
Mol-% eines (Cyclo)alkyl(meth)acrylats, dessen (Cyclo)alkylgruppe
4–12 Kohlenstoffatome
enthält;
- (b) 0–50
Mol-% Styrol;
- (c) 5–12
Mol-% Hydroxyalkyl(meth)acrylat; und
- (d) 0–8
Mol-% eines Di(cyclo)alkylmaleats und/oder -fumarats, dessen (Cyclo)alkylgruppen
4–12 Kohlenstoffatome
enthalten; und
- (ii) 0–20
Mol-%, besonders bevorzugt 0 Mol-%, eines anderen, copolymerisierbaren
monoethylenisch ungesättigten
Monomers.
-
Als
Beispiele für
(Cyclo)alkyl(meth)acrylate, die zur Verwendung in Monomergemisch
A geeignet sind und eine (Cyclo)alkylgruppe mit 4–12 Kohlenstoffatomen
haben, seien genannt: Butylacrylat, Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat,
Octylacrylat, Octylmethacrylat, Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat,
Dodecylacrylat, Dodecylmethacrylat, Cyclohexylacrylat, Cyclohexylmethacrylat
und Gemische davon. Butylacrylat, Butylmethacrylat und Gemische
davon sind bevorzugt.
-
Beispiele
für Hydroxyalkyl(meth)acrylate
sind 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat,
2-Hydroxypropylmethacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat,
6-Hydroxyhexylacrylat, p-Hydroxycyclohexylacrylat, p-Hydroxycyclohexylmethacrylat,
Hydroxypolyethylenglycol(meth)acrylate, Hydroxypolypropylenglycol(meth)acrylate
und Gemische davon. 2-Hydroxyethylmethacrylat ist bevorzugt.
-
Als
Beispiele für
Di(cyclo)alkylmaleate und/oder -fumarate, deren (Cyclo)alkylgruppen
4–12 Kohlenstoffatome
aufweisen und die zur Verwendung in Monomergemisch A geeignet sind,
seien genannt Dibutylmaleat, Dibutylfumarat, 2-Ethylhexylmaleat,
2-Ethylhexylfumarat, Octylmaleat, Isobornylmaleat, Dodecylmaleat, Cyclohexylmaleat
und Gemische davon.
-
Als
geeignete copolymerisierbare monoethylenisch ungesättigte Monomere,
die in Monomergemisch A zu verwenden sind, seien genannt: Alkyl(meth)acrylate
mit weniger als 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, wie Methylmethacrylat,
Methylacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat
und Isopropylacrylat; Alkylmaleate und -fumarate mit weniger als
4 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen, wie Dimethylmaleat, Diethylmaleat,
Diethylfumarat und Dipropylmaleat; (Meth)acrylate mit Ethergruppen,
wie 2-Methoxyethylmethacrylat, 2-Ethoxyethylmethacrylat und 3-Methoxypropylacrylat;
monovinylaromatische Kohlenwasserstoffe, wie Vinyltoluol, α-Methylstyrol
und Vinylnaphthalin; Acrylamid und Methacrylamid; Nitrile, wie Acrylnitril
und Methacrylnitril; N-Alkyl(meth)acrylamid,
wie N-Isopropylacrylamid, N-Isopropylmethacrylamid, N-t-Butylacrylamid,
N-t-Octylacrylamid, N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat, N,N-Diethylaminoethylmethacrylat;
Monomere, wie Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylpyrrolidon,
und Monomere, die eine oder mehrere Harnstoff- oder Urethangruppen
enthalten, wie zum Beispiel das Reaktionsprodukt von 1 mol Isocyanatoethylmethacrylat
und 1 mol Butylamin, 1 mol Benzylamin, 1 mol Butanol, 1 mol 2-Ethylhexanol
oder 1 mol Methanol. Gemische dieser Verbindungen können ebenfalls
verwendet werden.
-
Vorzugsweise
wird in einem zweiten Schritt der Herstellung der Polymerdispersion
(I) ein Monomergemisch B verwendet, das aus folgendem besteht:
- (e) 5–8
Mol-% (Meth)acrylsäure;
- (f) 5–12
Mol-% Hydroxyalkyl(meth)acrylat;
- (g) 0–30
Mol-% Styrol; und
- (h) 50–90
Mol-% eines anderen, copolymerisierbaren monoethylenisch ungesättigten
Monomers.
-
Beispiele
für Hydroxyalkyl(meth)acrylate
wurden oben erwähnt.
2-Hydroxyethylmethacrylat ist bevorzugt.
-
Beispiele
für copolymerisierbare
monoethylenisch ungesättigte
Monomere, die im Monomergemisch B verwendet werden können, sind
die Beispiele, die oben für
copolymerisierbare monoethylenisch ungesättigte Monomere, die in Monomergemisch
A verwendet werden können,
genannt wurden. Dazu gehören
auch (Cyclo)alkyl(meth)acrylate, die eine (Cyclo)alkyl-Gruppe mit
4–12 Kohlenstoffatomen
aufweisen. Beispiele dafür sind
ebenfalls oben erwähnt.
Gemische dieser Verbindungen können
ebenfalls verwendet werden. Vorzugsweise sind die copolymerisierbaren
monoethylenisch ungesättigten
Monomere aus Methylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat und
Gemischen davon ausgewählt.
-
Vorzugsweise
wird die Polymerdispersion (I) hergestellt durch Emulsionspolymerisation
von
- (1) 70–90,
vorzugsweise 75–85,
Gewichtsteilen Monomergemisch A; und
- (2) 10–30,
vorzugsweise 15–25,
Gewichtsteilen Monomergemisch B.
-
Gegebenenfalls
können
auch verschiedene Monomergemische A und/oder B nacheinander verwendet
werden.
-
Da
das Additionspolymer (I) unvernetzt ist, werden die Monomere in
den Monomergemischen A und B so gewählt, dass die vorhandenen funktionellen
Gruppen außer
den ungesättigten
Bindungen unter den Reaktionsbedingungen für die Herstellung des Additionspolymers
nicht miteinander reagieren können.
-
Die
Gesamtmenge an (Meth)acrylsäure
in 100 Teilen des gesamten Additionspolymers (I) muss kleiner als
1,75 Gew.-%, vorzugsweise kleiner als 1,5 Gew.-%, sein und besonders
bevorzugt zwischen 0,5 und 1,4 Gew.-% liegen. Auf diese Weise ist
die Polymerdispersion (I) nicht quellfähig. Der Säurewert beträgt 3 bis 10
mg KOH/g, vorzugsweise 5 bis 8 mg KOH/g.
-
Das
Additionspolymer (I) hat ein Mn von 50000 bis 2000000, vorzugsweise
100000 bis 1000000.
-
Vorzugsweise
besteht das bei der Herstellung der Polymerdispersion (II) verwendete
Monomergemisch C aus folgendem:
- (j) 50–70 Gew.-%
(Cyclo)alkyl(meth)acrylat;
- (k) 30–40
Gew.-% (Meth)acrylsäure;
- (m) 0–5
Gew.-% Hydroxyalkyl(meth)acrylat; und
- (n) 0–5
Gew.-% eines anderen, copolymerisierbaren monoethylenisch ungesättigten
Monomers.
-
Vorzugsweise
wird die Polymerdispersion (II) hergestellt durch Emulsionspolymerisation
von:
- (iii) 99,85–99,95 Gewichtsteilen Monomergemisch
C; und
- (iv) 0,05–0,15
Gewichtsteilen einer Verbindung mit wenigstens zwei ungesättigten
Gruppen.
-
Vorzugsweise
haben die (Cyclo)alkyl(meth)acrylate in Monomergemisch C Alkylgruppen
mit 1–4
Kohlenstoffatomen. Beispiele dafür
sind Methylmethacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat,
Propylacrylat, Propylmethacrylat, Isopropylacrylat, Isopropylmethacrylat,
n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylacrylat, Isobutylmethacrylat,
sek-Butylacrylat, sek-Butylmethacrylat, t-Butylacrylat, t-Butylmethacrylat
und Gemische davon. Bevorzugt sind Methylacrylat, Ethylacrylat und
Propylacrylat.
-
Beispiele
für Hydroxyalkyl(meth)acrylate
und copolymerisierbare monoethylenisch ungesättigte Monomere, die im Monomergemisch
C verwendet werden können,
sind die oben für
die Monomergemische A und B angegebenen.
-
Beispiele
für die
Verbindung mit wenigstens zwei ungesättigten Gruppen sind Divinyltoluol,
Divinylbenzol, Trivinylbenzol, Divinylnaphthalin, Ethylenglycoldi(meth)acrylat,
Trimethylenglycoldi(meth)acrylat, 2-Ethylhexan-1,3-dimethacrylat,
Divinylxylol, Divinylethylbenzol, Divinylether, Divinylsulfon, Allylether
von Polyhydroxyverbindungen, wie Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit,
Saccharose und Resorcin, Allylether von Polyisocyanatverbindungen,
wie Triallylisocyanurat, Divinylketon, Divinylsulfid, Allyl(meth)acrylat,
Diallylmaleat, Diallylfumarat, Diallylphthalat, Diallylsuccinat,
Diallylcarbonat, Diallylmalonat, Diallyloxalat, Diallyladipat, Diallylsebacat, Diallyltartrat,
Diallylsilicat, Triallylcitrat, Triallylphosphat und N,N'-Methylendi(meth)acrylamid.
Bevorzugt ist eine Verbindung mit wenigstens zwei ungesättigten
Gruppen, von denen wenigstens eine allylisch ist. Besonders bevorzugt
sind Diallylphthalat, Allylmethacrylat und Triallylisocyanurat.
-
Das
Additionspolymer (II) hat einen Säurewert von 175 bis 350 mg
KOH/g, vorzugsweise 200 bis 300 mg KOH/g, und einen Hydroxylwert
von 0 bis 150 mg KOH/g, vorzugsweise 0 bis 100 mg KOH/g.
-
"Emulsionspolymerisation" bedeutet hier die
Polymerisation der Monomergemische von ethylenisch ungesättigten
Monomeren in Wasser in Gegenwart eines wasserlöslichen oder -unlöslichen
Initiators und von 0,1–5
Gew.-%, vorzugswei se 0,3–2,5
Gew.-% (berechnet auf die Gesamtmonomergemische) eines Emulgators.
Die Polymerdispersion (I) kann durch Emulsionspolymerisation hergestellt
werden, wie es in EP-A-0 287 144 offenbart ist. Die Polymerdispersion
(II) kann durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden, wie
es in GB 870 994 offenbart ist.
-
Die
Emulgatoren, die in der Emulsionspolymerisation vorzugsweise verwendet
werden, sind anionischer und/oder nichtionischer Natur. Beispiele
für anionische
Emulgatoren sind Kaliumlaurat, Kaliumstearat, Kaliumoleat, Natriumdecylsulfat,
Natriumdodecylsulfat, Natriumdodecylbenzolsulfonsäure und
Natriumrosinat. Beispiele für
nichtionische Emulgatoren sind lineare und verzweigte Alkyl- und
Alkylarylpolyethylenglycol- und -polypropylenglycolether und -thioether,
Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanole, wie das Addukt von 1 mol Nonylphenol
und 3–12
mol Ethylenoxid; Alkyl(ethylenoxy)ethanole mit 8–18 Kohlenstoffatomen in den
Alkylgruppen, wie das Addukt von 1 mol Dodecanol und 3–12 mol
Ethylenoxid. Beispiele für
Emulgatoren mit anionischen und nichtionischen Gruppen sind das
Ammonium- oder Natriumsalz des Sulfats von Alkylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanolen,
wie des Addukts von 1 mol Nonylphenol und 3–12 mol Ethylenoxid, und das
Ammonium- oder Natriumsalz des Sulfats von Alkyl(ethylenoxy)ethanolen
mit 8–18
Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen, wie des Addukts von 1 mol
C12-24-Alkohol und 3–12 mol Ethylenoxid. Bevorzugt
ist das Ammonium- oder Natriumsulfatsalz des Addukts von 1 mol C12-24-Alkohol und 3–12 mol Ethylenoxid.
-
Außerdem können bei
der Emulsionspolymerisation die herkömmlichen Radikalstarter in
den üblichen Mengen
verwendet werden. Beispiele für
geeignete Radikalstarter sind wasserlösliche Initiatoren, wie Ammoniumpersulfat,
Natriumpersulfat, Kaliumpersulfat und t-Butylhydroperoxid, sowie
wasserunlösliche
Initiatoren, wie Bis(2-ethylhexyl)peroxydicarbonat, Di-n-butylperoxydicarbonat,
t-Butylperpivalat, Cumolhydroperoxid, Dibenzoylperoxid, Dilauroylperoxid,
2,2'-Azobisisobutyronitril
und 2,2'-Azobis-2-methylbutyronitril.
Als geeignete Reduktionsmittel, die in Kombination mit z. B. einem
Hydroperoxid verwendet werden können,
seien erwähnt: Ascorbinsäure, Natriumsulfoxylatformaldehyd,
Thiosulfa te, Hydrogensulfate, Hydrosulfate, wasserlösliche Amine,
wie Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin,
N,N'-Dimethylethanolamin
und N,N-Diethylethanolamin,
und reduzierende Salze, wie Cobalt-, Eisen-, Nickel- und Kupfersulfat.
Gegebenenfalls kann auch ein Kettenlängenregulator, zum Beispiel
n-Octylmercaptan, Dodecylmercaptan und 3-Mercaptopropionsäure, verwendet
werden.
-
Die
Copolymerisation der Monomergemische wird im Allgemeinen unter Atmosphärendruck
bei einer Temperatur von 40 bis 100°C, vorzugsweise 60 bis 90°C, in einer
Atmosphäre
aus einem Inertgas, wie Stickstoff, durchgeführt. Gegebenenfalls kann die
Copolymerisation jedoch auch bei erhöhtem Druck durchgeführt werden.
Die Reaktionsbedingungen für
die Monomergemische A und B sollten jedoch so gewählt werden, dass
in den Monomergemischen vorhandene funktionelle Gruppen außer den
ungesättigten
Bindungen nicht miteinander reagieren können.
-
Gemäß der Erfindung
werden die von der Acrylsäure
und/oder Methacrylsäure
abgeleiteten Carbonsäuregruppen
durch die Zugabe eines Neutralisationsmittels zu wenigstens 40–100% neutralisiert.
Als geeignete Neutralisationsmittel für die Carbonsäure seien
erwähnt
Ammoniak und Amine, wie N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin,
2-(Dimethyl)amino-2-methyl-1-propanol, Triethylamin und Morpholin.
Vorzugsweise sollte die Neutralisation der Carbonsäuregruppen
nach der Polymerisation durchgeführt
werden.
-
Die
Beschichtungszusammensetzung gemäß der Erfindung
umfasst vorzugsweise ein Gemisch von 92–95 Gew.-% einer filmbildenden
Bindemittelzusammensetzung, die eine Dispersion (I) eines in Alkali
nicht quellfähigen
Kern-Hülle-Additionspolymers
umfasst, und 5–7,5
Gew.-% einer Dispersion (II) eines rheologiemodifizierenden Additionspolymers.
-
Die
Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung besteht
im Wesentlichen aus Wasser, da sie eine wässrige Beschichtungszusammensetzung
ist. Jedoch können
etwa 20 Gew.-% Flüssigkeitsgehalt
der Beschichtungszu sammensetzung ein organisches Lösungsmittel
sein. Als geeignete organische Lösungsmittel
erwähnt
seien solche ethergruppenhaltigen Alkohole wie Hexylglycol, Butoxyethanol,
1-Methoxypropanol-2, 1-Ethoxypropanol-2, 1-Propoxypropanol-2, 1-Butoxypropanol-2
und 1-Isobutoxypropanol-2, Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol,
Butanol, Pentanol und Hexanol, Diole, wie Ethylenglycol und Diethylenglycol.
-
Die
Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann durch physikalisches Trocknen gehärtet werden. Alternativ dazu
können
die Beschichtungszusammensetzungen jedoch auch in Gegenwart eines
Härtungsmittels,
das mit Hydroxy- und/oder Carboxygruppen reagiert, gehärtet werden.
-
Beispiele
für geeignete
Härtungsmittel
sind N-Methylol und/oder N-Methylolethergruppen enthaltende Aminoplaste,
die man erhält,
indem man ein Aldehyd, zum Beispiel Formaldehyd, mit einer Amino-
oder Amidogruppen enthaltenden Verbindung, wie Melamin, umsetzt,
wie Cymel 328 von Cytek, Harnstoff, N,N'-Ethylenharnstoff,
Dicyandiamid und Benzoguanamin. Die resultierenden Verbindungen
werden vorzugsweise ganz oder teilweise mit Alkoholen mit 1–6 Kohlenstoffatomen,
wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol,
Amylalkohol, Hexanol oder Gemischen davon, verethert. Besonders
günstige
Ergebnisse können
erhalten werden, wenn man ein Methylolmelamin mit 4–6 Methylgruppen
pro Molekül
Melamin verwendet, wobei wenigstens 3 Methylolgruppen mit Butanol
oder einem butanolveretherten Kondensationsprodukt von Formaldehyd
und N,N'-Ethylendiharnstoff
verethert werden. Beispiele für
andere geeignete Härtungsmittel
sind Polyisocyanate oder wasserdispergierbare blockierte Polyisocyanate,
wie ein Methylethylketoxim-blockiertes, Isocyanatgruppen-haltiges
Addukt eines Polyisocyanats an eine Hydroxycarbonsäure, z.
B. Dimethylolpropionsäure,
und aliphatische oder aromatische Carbodiimide.
-
Außer der
Dispersion (I) eines in Alkali nicht quellfähigen Kern-Hülle-Additionspolymers
kann die filmbildende Bindemittelzusammensetzung auch wasserverdünnbare Materialien,
wie Alkydharze, Polyester, Polyurethane und Gemische davon, umfassen.
Vorzugsweise ist das wasserverdünnbare
Material ein Polyu rethan. Die filmbildende Bindemittelzusammensetzung
kann 0,1 bis 100 Gew.-% der Dispersion (I) des in Alkali nicht quellfähigen Kern-Hülle-Additionspolymers
und 99,9 bis 0 Gew.-% wenigstens eines wasserverdünnbaren
Materials umfassen, wobei die Summe der für die Dispersion (I) und für die wasserverdünnbaren
Materialien angegebenen Gewichtsprozente stets 100 Gew.-% beträgt. Besonders
bevorzugt kann die filmbildende Bindemittelzusammensetzung 1 bis
99 Gew.-% der Dispersion (I) des in Alkali nicht quellfähigen Kern-Hülle-Additionspolymers
und 99 bis 1 Gew.-% wenigstens eines wasserverdünnbaren Materials umfassen.
Am meisten bevorzugt kann die filmbildende Bindemittelzusammensetzung
25 bis 75 Gew.-% der Dispersion (I) des in Alkali nicht quellfähigen Kern-Hülle-Additionspolymers
und 75 bis 25 Gew.-% wenigstens eines wasserverdünnbaren Materials umfassen.
-
Außerdem kann
die Beschichtungszusammensetzung die herkömmlichen Additive und Hilfsstoffe,
wie Pigmente, Dispergiermittel, Farbstoffe und Beschleuniger für die Härtungsreaktion
enthalten. Die auftragbaren Pigmente können einen sauren, neutralen
oder basischen Charakter haben. Gegebenenfalls können die Pigmente vorbehandelt
werden, um die Eigenschaften zu modifizieren. Beispiele für geeignete
Pigmente sind Metallic-Pigmente, wie Aluminium und Edelstahl, Perlmuttpigmente,
wie Glimmer, der mit einem Metalloxid, wie Eisenoxid und/oder Titandioxid,
beschichtet ist, anorganische Pigmente, wie Titandioxid, Eisenoxid,
Ruß, Siliciumdioxid,
Kaolin, Talk, Bariumsulfat, Bleisilicat, Strontiumchromat und Chromoxid,
sowie organische Pigmente, wie Phthalocyanin-Pigmente.
-
Der
Feststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung liegt im Bereich
von 5–60
Gew.-%, vorzugsweise 10–40
Gew.-%. Dies hängt
davon ab, ob ein Metallic-Pigment verwendet wird oder nicht. Die
Gegenwart von Metallic-Pigmenten
führt im
Vergleich zur Gegenwart von Nicht-Metallic-Pigmenten zu einem geringeren Feststoffgehalt.
Im Vergleich zu herkömmlichen
wässrigen
Grundlacksystemen ist der Feststoffgehalt der Beschichtungszusammensetzung
der vorliegenden Erfindung in beiden Fällen höher.
-
Vorzugsweise
wird die Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung
als Grundlack in einem sogenannten Grundlack/Klarlack-System verwendet,
um ein Hochglanz-Metallic-Erscheinungsbild zu erhalten. Zu diesem
Zweck umfasst die Beschichtungszusammensetzung gemäß der Erfindung sogenannte "Non-Leafing"-Aluminiumpaste oder
irgendein anderes Metallic-Pigment. Die Verwendung der Beschichtungszusammensetzungen
gemäß der Erfindung
als Grundlack kann verhindern, dass der Grundlack durch den Klarlack
aufgeweicht wird, nachdem er damit besprüht wurde, so dass der Metallic-Effekt
nicht verloren geht.
-
Der
in dem Grundlack/Klarlack-System verwendete Klarlack kann zum Beispiel
ein klarer Einbrennlack mit einer herkömmlichen Polyacrylat/Melamin-Zusammensetzung
sein. Der Klarlack kann auch eine zweikomponentige Polyester- oder Polyacrylat/Polyisocyanat-Zusammensetzung
sein. Bei dem Polyisocyanat kann es sich zum Beispiel um das Trimer
von 1,6-Hexamethylendiisocyanat handeln.
-
Die
Beschichtungszusammensetzung gemäß der Erfindung
kann in jeder gewünschten
Weise auf ein Substrat aufgetragen werden, wie etwa durch Walzenbeschichtung,
Sprühen,
Streichen, Spritzen, Fließbeschichtung,
Tauchen, elektrostatisches Sprühen
oder Elektrophorese, vorzugsweise durch Sprühen.
-
Geeignete
Substrate können
aus Holz, Metall und synthetischem Material bestehen. Die Härtung kann bei
Umgebungstemperatur oder gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, um die Härtungszeit
zu reduzieren, durchgeführt
werden. Gegebenenfalls kann die Beschichtungszusammensetzung bei
höheren
Temperaturen im Bereich von zum Beispiel 60 bis 160°C in einem
Brennofen über
einen Zeitraum von 10 bis 60 Minuten gebrannt werden. Der Klarlack
kann nass auf nass auf den Grundlack aufgetragen werden. Gegebenenfalls
kann der Grundlack vor der Auftragung des Klarlacks partiell gehärtet werden.
Außerdem
kann der Grundlack vor der Auftragung des Klarlacks auch voll gehärtet werden.
-
Die
Zusammensetzungen sind besonders gut für die Herstellung von beschichteten
Metallsubstraten geeignet, wie in der Reparaturlackierindustrie,
insbesondere beim Rohbau, zur Reparatur von Autos und Transportfahrzeugen
und beim Decklackieren von großen
Transportfahrzeugen, wie Zügen,
Lastwagen, Bussen und Flugzeugen. Die Zusammensetzungen der vorliegenden
Erfindung können
auch beim ersten Decklackieren von Autos verwendet werden.
-
Die
Erfindung wird weiterhin in den folgenden Beispielen beschrieben,
die nicht als den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränkend angesehen
werden dürfen.
-
Beispiele
-
Die
in den Beispielen verwendeten Testverfahren sind unten beschrieben.
-
Die
mittlere Teilchengröße der Dispersionen
wurde durch dynamische Lichtstreuung bestimmt, wobei die Dispersion
mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von etwa 0,1 Gew.-% verdünnt wird.
-
Die
Viskosität
wurde mit einem Brookfield-Viscometer bestimmt.
-
Der
Feststoffgehalt wird gemäß ASTM-Verfahren
D 1644-59 unter Erhitzen auf 130°C über einen
Zeitraum von 30 Minuten bestimmt.
-
Die
Orientierung der Metallic-Flocken kann mit einem Spektrogoniometer
gemessen werden. Die Intensität
des unter dem Winkel β reflektierten
Lichts wird für
einen gegebenen Einfallswinkel α gemessen.
Der sogenannte Changierwert kann erhalten werden, indem man die
Intensität
der Reflexion (L-Wert) unter zwei verschiedenen Winkeln misst. Changierwert = ΔL = L(β1) – L(β2),
wobeiL(β1) = Intensität des reflektierten Lichts
unter einem Winkel von ± 110°
L(β1)
= Intensität
des reflektierten Lichts unter einem Winkel von ± 25°
-
Ein
silberfarbenes Metallic-Grundlack/Klarlack-System mit geringem Feststoffgehalt
weist je nach der Metallic-Sorte einen Changierwert von ungefähr 55 bis
75 auf, wenn auf diese Weise gemessen wird.
-
Die
Feuchtigkeitsbeständigkeit
kann visuell anhand der Anwesenheit von Blasen nach dem Test beurteilt
werden.
-
Die
folgenden Verbindungen wurden verwendet.
-
- Trigonox A-W70®, 70 Gew.-% t-Butylhydroperoxid
in Wasser, von Akzo Nobel Chemicals
- Abex JKB®,
Ammoniumsulfat eines ethoxylierten Alkylalkohols, Feststoffgehalt
29,3 Gew.-%, von Rhône-Poulenc
- Perlankrol EP36®, Natriumsulfat des Addukts
von 1 mol Dodecanol und 6 mol Ethylenoxid, Feststoffgehalt 29,2 Gew.-%,
von Ackros
- Rhodapex AB/20®, Ammoniumsulfat des Addukts
von 1 mol C12-24-Alkohol und 9 mol Ethylenoxid,
Feststoffgehalt 28,7 Gew.-%, von Rhône-Poulenc
- Setal EPC 4673, Polyesterpolyol, von Akzo Nobel Resins
- Cymel 328®,
Melamin-Vernetzer, von Cytec
-
Herstellung von Dispersionen
(I) von in Alkali nicht quellfähigen
Kern-Hülle-Additionspolymeren
-
Beispiel 1
-
A: Herstellung von Copolymer
A des Monomergemischs A in Schritt 1
-
Ein
2-l-Kolben, der mit einem Rührer,
einem Thermometer, einem Rückflusskühler und
den Tropftrichtern A und B ausgestattet war, wurde gefüllt mit:
435,0
g entmineralisiertem Wasser; und
12,0 g Emulgator Perlankrol
EP36®.
-
Tropftrichter
A wurde gefüllt
mit:
280,0 g Monomergemisch I (siehe Tabelle I).
-
Tropftrichter
B wurde gefüllt
mit einem homogenen Gemisch von:
140,0 g entmineralisiertem
Wasser; und
1,4 g Natriumpersulfat.
-
Nach
der Entlüftung
wurde der Inhalt sowohl des Kolbens als auch der Tropftrichter unter
eine Stickstoffatmosphäre
gebracht, und der Inhalt des Kolbens wurde auf 80°C erhitzt.
Dann wurde der Inhalt des Tropftrichters B über einen Zeitraum von 3 Minuten
in den Kolben eingeführt.
-
Nachdem
der Inhalt des Kolbens wieder auf 80°C gebracht worden war, wurde
der Inhalt des Tropftrichters A über
einen Zeitraum von 2,5 Stunden mit einer konstanten Geschwindigkeit
in den Kolben eingeführt,
und danach wurde der Inhalt des Kolbens weitere 1,5 Stunden lang
auf 80°C
gehalten.
-
B: Herstellung der Polymerdispersion
I) in Schritt 2
-
Tropftrichter
A wurde gefüllt
mit
70,0 g Monomergemisch II (siehe Tabelle I), und
Tropftrichter
B wurde gefüllt
mit einem homogenen Gemisch von:
35,0 g entmineralisiertem
Wasser; und
0,35 g Natriumpersulfat.
-
Der
Inhalt des Tropftrichters B wurde über einen Zeitraum von 3 Minuten
in den Kolben, der Copolymer A enthielt, eingeführt. Der Inhalt des Kolbens
wurde wieder auf 80°C
gebracht, und der Inhalt des Tropftrichters A wurde über einen
Zeitraum von 1 Stunde mit einer konstanten Geschwindigkeit in den
Kolben eingeführt, und danach
wurde der Inhalt des Kolbens noch weitere 2 Stunden lang auf 80°C gehalten.
Die Reaktion wurde unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt.
-
Am
Ende der Reaktion wurde der Inhalt des Kolbens auf 70°C abgekühlt, und
danach wurden tropfenweise 41,3 g einer 10-Gew.-%igen Lösung von
N,N-Dimethylethanolamin
in Wasser hinzugefügt.
Anschließend
wurde der Inhalt des Kolbens auf Umgebungstemperatur abgekühlt und
durch ein 30-μm-Filtertuch
filtriert. Die Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle II angegeben.
-
Beispiel 2
-
Beispiel
1 wurde wiederholt, abgesehen von:
-
A: Herstellung von Copolymer
A des Monomergemischs A in Schritt 1
-
Tropftrichter
A wurde mit 280,0 g Monomergemisch III (siehe Tabelle I) anstatt
Monomergemisch I gefüllt.
-
B: Herstellung der Polymerdispersion
(I) in Schritt 2
-
Tropftrichter
A wurde mit 70,0 g Monomergemisch IV (siehe Tabelle I) anstatt II
gefüllt.
-
Am
Ende der Reaktion wurden 43,5 g einer 10-Gew.-%igen Lösung von
N,N-Dimethylethanolamin
in Wasser hinzugefügt.
Die Eigenschaften der resultierenden Dispersion sind in Tabelle
II angegeben.
-
Beispiel 3
-
A: Herstellung von Copolymer
A des Monomergemischs A in Schritt 1
-
Ein
2-l-Kolben, der mit einem Rührer,
einem Thermometer, einem Rückflusskühler und
den Tropftrichtern A und B ausgestattet war, wurde gefüllt mit:
339,0
g entmineralisiertem Wasser; und
8,0 g Emulgator Rhodapex AB/20®.
-
Tropftrichter
A wurde gefüllt
mit:
378,7 g einer Monomer-Preemulsion, die aus folgendem bestand:
93,3
g entmineralisiertem Wasser;
5,4 g Rhodapex AB/20®; und
280,0
g Monomergemisch III (siehe Tabelle I).
-
Tropftrichter
B wurde gefüllt
mit einem homogenen Gemisch von:
140,0 g entmineralisiertem
Wasser; und
1,4 g Ammoniumpersulfat.
-
Nach
der Entlüftung
wurde der Inhalt sowohl des Kolbens als auch der Tropftrichter unter
eine Stickstoffatmosphäre
gebracht, und der Inhalt des Kolbens wurde auf 50°C erhitzt,
und danach wurden 5% des Inhalts des Tropftrichters A über einen
Zeitraum von 2 Minuten in den Kolben eingeführt.
-
Dann
wurde der Inhalt des Kolbens auf 80°C erhitzt, und 30% des Inhalts
des Tropftrichters B wurden zu dem Inhalt des Kolbens gegeben. Der
Inhalt des Kolbens wurde 15 Minuten lang auf 80°C gehalten, und anschließend wurde
der Rest des Inhalts der Tropftrichter A und B über einen Zeitraum von 2,5
Stunden mit einer konstanten Geschwindigkeit in den Kolben eingeführt, und
danach wurde der Inhalt des Kolbens noch eine weitere Stunde lang
auf 80°C
gehalten.
-
B: Herstellung der Polymerdispersion
(I) in Schritt 2
-
Tropftrichter
A wurde gefüllt
mit
70,0 g Monomergemisch IV (siehe Tabelle I), und
Tropftrichter
B wurde gefüllt
mit einem homogenen Gemisch von:
35,0 g entmineralisiertem
Wasser; und
0,35 g Ammoniumpersulfat.
-
Der
Inhalt der beiden Tropftrichter wurde über einen Zeitraum von 1 Stunde
mit einer konstanten Geschwindigkeit in den Kolben, der Copolymer
A enthielt, eingeführt,
und danach wurde der Inhalt des Kolbens eine weitere Stunde lang
auf 80°C
gehalten.
-
Am
Ende der Reaktion wurde der Inhalt des Kolbens auf 70°C abgekühlt, und
danach wurden tropfenweise 43,5 g einer 10-Gew.-%igen Lösung von
N,N-Dimethylethanolamin
in Wasser hinzugefügt.
Anschließend
wurde der Inhalt des Kolbens auf Umgebungstemperatur abgekühlt und
durch ein 30-μm-Filtertuch
filtriert. Die Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle II angegeben.
-
Beispiel 4
-
Beispiel
3 wurde wiederholt, abgesehen von:
-
A: Herstellung von Copolymer
A des Monomergemischs A in Schritt 1
-
Der
Kolben wurde gefüllt
mit:
338,0 g entmineralisiertem Wasser; und
13,4 g Emulgator
Rhodapex AB/20®.
-
B: Herstellung der Polymerdispersion
(I) in Schritt 2
-
Tropftrichter
A wurde gefüllt
mit:
70,0 g Monomergemisch V (siehe Tabelle I).
-
Die
Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle II angegeben.
-
Beispiel 5
-
Beispiel
4 wurde wiederholt, abgesehen von:
-
A: Herstellung von Copolymer
A des Monomergemischs A in Schritt 1
-
Die
Monomer-Preemulsion bestand aus 280,0 g Monomergemisch VI (siehe
Tabelle I) anstatt Monomergemisch III.
-
Die
Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle II angegeben.
-
Beispiel 6
-
Beispiel
4 wurde wiederholt, abgesehen von:
-
B: Herstellung von Polymerdispersion
(I) in Schritt 2
-
Tropftrichter
A wurde mit 70,0 g Monomergemisch VII (siehe Tabelle I) anstatt
Monomergemisch V gefüllt.
-
Die
Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle II angegeben.
-
Beispiel 7
-
A: Herstellung von Copolymer
A des Monomergemischs A in Schritt 1
-
Ein
3-l-Kolben, der mit einem Rührer,
einem Thermometer, einem Rückflusskühler und
den Tropftrichtern A und B ausgestattet war, wurde gefüllt mit:
621,1
g entmineralisiertem Wasser; und
5,4 g einer 20-Gew.-%igen
Lösung
von Natriumdodecylbenzolsulfonsäure
in entmineralisiertem Wasser.
-
Tropftrichter
A wurde gefüllt
mit:
683,8 g einer Preemulsion, die aus folgendem bestand:
507,1
g Monomergemisch VIII (siehe Tabelle I);
10,0 g einer 20-Gew.-%igen
Lösung
von Natriumdodecylbenzolsulfonsäure
in entmineralisiertem Wasser;
166,7 g entmineralisiertem Wasser.
-
Tropftrichter
B wurde gefüllt
mit 55,3 g eines homogenen Gemischs von:
53,3 g entmineralisiertem
Wasser;
2,02 g Natriumpersulfat.
-
Nach
der Entlüftung
wurde der Inhalt sowohl des Kolbens als auch der Tropftrichter unter
eine Stickstoffatmosphäre
gebracht, und der Inhalt des Kolbens wurde auf 50°C erhitzt.
Nachdem 9,6 g des Inhalts des Tropftrichters A über einen Zeitraum von 1 Minute
in den Kolben eingeführt
worden war, wurde der Inhalt des Kolbens auf 83°C erhitzt. Anschließend wurden
25% des Inhalts des Tropftrichters B in den Kolben eingeführt, und
danach wurde der Inhalt des Kolbens 15 Minuten lang auf 83°C gehalten.
Anschließend
wurde der Rest des Inhalts der Tropftrichter A und B über einen
Zeitraum von 3 Stunden mit einer konstanten Geschwindigkeit in den
Kolben eingeführt,
und danach wurde der Inhalt des Kolbens noch weitere 30 Minuten
lang auf 83°C gehalten
und anschließend
mit 143,3 g entmineralisiertem Wasser verdünnt.
-
B: Herstellung der Polymerdispersion
(I) in Schritt 2
-
Tropftrichter
A wurde gefüllt
mit
126,7 g Monomergemisch IX (siehe Tabelle I), und
Tropftrichter
B wurde gefüllt
mit einem homogenen Gemisch von:
33,3 g entmineralisiertem
Wasser; und
0,51 g Natriumpersulfat.
-
Der
Inhalt der beiden Tropftrichter wurde über einen Zeitraum von 1 Stunde
mit einer konstanten Geschwindigkeit in den Kolben, der Copolymer
A enthielt, eingeführt,
und danach wurde der Inhalt des Kolbens eine weitere Stunde lang
auf 80°C
gehalten.
-
Am
Ende der Reaktion wurde der Inhalt des Kolbens auf Umgebungstemperatur
abgekühlt
und über ein
80-μm-Filtertuch
filtriert, und danach wurden tropfenweise 13,5 g einer 30-Gew.-%igen
Lösung
von N,N-Dimethylethanolamin in entmineralisiertem Wasser hinzugefügt. Die
Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle II angegeben.
-
Beispiel 8
-
Beispiel
7 wurde wiederholt, abgesehen von:
-
A: Herstellung von Copolymer
A des Monomergemischs A in Schritt 1
-
Die
Monomer-Preemulsion bestand aus 507,1 g Monomergemisch X anstatt
Monomergemisch VIII.
-
Für Tropftrichter
B wurde Ammoniumpersulfat anstelle von Natriumpersulfat verwendet.
-
B: Herstellung der Polymerdispersion
(I) in Schritt 2
-
Das
Monomergemisch bestand aus:
126,7 g Monomergemisch XI anstatt
Monomergemisch IX.
-
Am
Ende der Reaktion wurde die Dispersion mit 11,7 g einer 30-Gew.-%igen
Lösung
von N,N-Dimethylethanolamin in entmineralisiertem Wasser anstelle
von 13,5 g dieser Lösung
neutralisiert. Die Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle
II angegeben.
-
Beispiel 9
-
Beispiel
8 wurde wiederholt, abgesehen von:
-
A: Herstellung von Copolymer
A des Monomergemischs A in Schritt 1
-
Der
Kolben wurde gefüllt
mit:
626,0 g entmineralisiertem Wasser; und
3,7 g Emulgator
Perlankrol EP36®.
-
Tropftrichter
A wurde gefüllt
mit:
680,7 g einer Preemulsion, die aus folgendem bestand:
507,1
g Monomergemisch X (siehe Tabelle I);
6,85 g Emulgator Perlankrol
EP36®;
und
166,7 g entmineralisiertem Wasser.
-
B: Herstellung der Polymerdispersion
(I) in Schritt 2
-
Am
Ende der Reaktion wurde die Dispersion mit 12,8 g einer 30-Gew.-%igen
Lösung
von N,N-Dimethylethanolamin in entmineralisiertem Wasser anstelle
von 11,7 g dieser Lösung
neutralisiert. Die Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle
II angegeben.
-
Herstellung von Dispersionen
(II) von rheologiemodifizierenden Additionspolymeren
-
Beispiel 10
-
Ein
2-l-Kolben, der mit einem Rührer,
einem Thermometer, einem Rückflusskühler und
Tropftrichtern ausgestattet war, wurde gefüllt mit:
460,0 g entmineralisiertem
Wasser; und
2,64 g Abex JKB®.
-
Tropftrichter
A wurde gefüllt
mit:
422,0 g einer Monomer-Preemulsion, die aus folgendem bestand:
150,0
g entmineralisiertem Wasser;
12,0 g Abex JKB®; und
260,0
g Monomergemisch XII (siehe Tabelle I).
-
Tropftrichter
B wurde gefüllt
mit einem homogenen Gemisch von:
25,0 g entmineralisiertem
Wasser; und
0,38 g Ammoniumpersulfat.
-
Tropftrichter
C wurde gefüllt
mit einem homogenen Gemisch von:
30,0 g entmineralisiertem
Wasser; und
0,14 g Ammoniumpersulfat.
-
Nach
der Entlüftung
wurde der Inhalt sowohl des Kolbens als auch der Tropftrichter unter
eine Stickstoffatmosphäre
gebracht, und der Inhalt des Kolbens wurde auf 85°C erhitzt,
und danach wurden 20 g des Inhalts des Tropftrichters A sowie der
Inhalt des Tropftrichters B in den Kolben eingeführt. Der Inhalt des Kolbens
wurde 15 Minuten lang auf 85°C
gehalten.
-
Anschließend wurde
der Rest des Inhalts des Tropftrichters A und der Inhalt des Tropftrichters
C über einen
Zeitraum von 90 Minuten mit einer konstanten Geschwindigkeit in
den Kolben eingeführt.
Dann wurde Tropftrichter A mit 60 g entmineralisiertem Wasser gespült, und
nachdem dieses in den Kolben eingeführt worden war, wurde der Inhalt
des Kolbens noch weitere 30 Minuten lang auf 85°C gehalten.
-
In
der Zwischenzeit wurde Tropftrichter D gefüllt mit einem homogenen Gemisch
von:
30,0 g entmineralisiertem Wasser; und
0,60 g Trigonox
A-W70®;
und
-
Tropftrichter
E wurde gefüllt
mit einem homogenen Gemisch von:
30,0 g entmineralisiertem
Wasser; und
0,25 g Natriumformaldehydsulfoxylat.
-
Nachdem
der Inhalt des Kolbens auf 63°C
gekühlt
worden war, wurde der Inhalt des Tropftrichters D in den Kolben
eingeführt,
und nach 10 Minuten wurde der Inhalt des Tropftrichters E über einen
Zeitraum von 30 Minuten mit einer konstanten Geschwindigkeit in
den Kolben eingeführt.
Anschließend
wurde der Inhalt des Kolbens auf Umgebungstemperatur abgekühlt und
durch ein 30-μm-Filtertuch
filtriert. Die Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle III
angegeben.
-
Beispiel 11
-
Beispiel
10 wurde wiederholt, abgesehen von:
-
Tropftrichter
A wurde mit 260,0 g Monomergemisch XIII (siehe Tabelle I) anstatt
Monomergemisch XII gefüllt.
-
Die
Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle III angegeben.
-
Beispiel 12
-
Beispiel
10 wurde wiederholt, abgesehen von:
-
Tropftrichter
A wurde mit 260,0 g Monomergemisch XIV (siehe Tabelle I) anstatt
Monomergemisch XII gefüllt.
-
Die
Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle III angegeben.
-
Beispiel 13
-
Beispiel
10 wurde wiederholt, abgesehen von:
-
Der
Kolben wurde jetzt gefüllt
mit:
279,7 g entmineralisiertem Wasser; und
1,0 g Abex
JKB®.
-
Die
Eigenschaften der Dispersion sind in Tabelle III angegeben.
-
Grundlackzusammensetzungen
-
Beispiele 14–19 und
Vergleichsbeispiele A und B
-
Grundlackzusammensetzungen
wurden wie folgt hergestellt.
-
Ein
Gemisch von
22 g Aluminiumpaste (65% Feststoffe in aliphatischen/aromatischen
Kohlenwasserstoffen, Aquavex Sparkle Silver E5000AR, von Silberline);
und
28 g Butoxyethanol
wurde unter Rühren zu einem Gemisch von
190
g einer Polymerdispersion (I) gemäß den Beispielen 1–6 und
14
g einer Polymerdispersion (II) gemäß den Beispielen 10–12
gegeben.
-
Die
Grundlackzusammensetzungen wurden durch die Zugabe von N,N-Dimethylethanolamin
auf einen pH-Wert von 7,5–8,0
gebracht und mit Wasser auf Sprühviskosität verdünnt (Ausfließzeit 35
s in DIN-Schale Nr. 4). Die Feststoffgehalte aller Grundlackzusammensetzungen
lagen im Bereich von 14–16 Gew.-%.
-
In
einer Atmosphäre
mit einer relativen Feuchtigkeit von 65% wurden die Grundlackzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung in einer Filmdicke von 10–25 μm (im trockenen
Zustand) auf grundierte Stahltestbleche gesprüht. Zusätzlich wurden zwei Testbleche
mit einem herkömmlichen
Grundlack auf Lösungsmittelbasis
mit einem geringen Feststoffgehalt auf der Basis eines Acryl/Melamin-Systems
(Vergleichsbeispiel A) und der wässrigen
Kern-Hülle-Dispersion
von Beispiel 5 von EP-A-0 287 144 (Vergleichsbeispiel B) präpariert.
-
Nach
dem Matttrocknen bei Umgebungstemperatur waren die Bleche klebfrei.
Dann wurden diese Testbleche partiell abgedeckt, und der übrige Teil
wurde durch Besprühen
mit einem herkömmlichen
Klarlack, einer zweikomponentigen Polyester/Polyisocyanat-Beschichtungszusammensetzung
nachlackiert, wobei das Polyisocyanat ein Trimer von 1,6-Hexamethylendiisocyanat
(in einer Filmdicke von 50–60 μm im trockenen
Zustand) ist.
-
Nach
einem Tag Härtung
bei Umgebungstemperatur zeigten die Testbleche 14–19 eine
Metallic-Beschichtung mit hohem Glanz. Nach einer Woche bei Umgebungstemperatur
war die Lösungsmittel-
und Wasserbeständigkeit
der Testbleche 14–19
ausgezeichnet und mit denen der Testbleche A und B vergleichbar.
-
Der
Changierwert sowohl des Grundlacks als auch des mit Klarlack versehenen
Grundlacks wurde gemessen (siehe Tabelle IV). Die Changierwerte
der Grundlacke auf der Basis der Beschichtungszusammensetzungen
gemäß der Erfindung sind
ausgezeichnet und mit denen der Testbleche A und B vergleichbar.
Die Abnahme des Changierwerts durch die Auftragung des Klarlacks
(Einschlag) ist praktisch gleich null, so dass der ausgezeichnete
Changierwert erhalten bleibt. Die Changierwerte der Grundlack/Klarlack-Systeme
der Testbleche A und B sind jedoch erheblich geringer und zeigen
einen beträchtlichen
Einschlageffekt.
-
Beispiele 20–22 und
Vergleichsbeispiel C
-
Grundlackzusammensetzungen
wurden wie folgt hergestellt.
-
Ein
Gemisch von
20 g Aluminiumpaste (65 Gew.-%, Aquavex Sparkle
Silver E5000AR, von Silberline);
25,6 g Butoxyethanol;
30,2
g Setal EPC 4673;
23,5 g Cymel 328®;
97,8
g Wasser; und
7,2 g einer 30-Gew.-%igen Lösung von N,N-Dimethylethanolamin
in Wasser
wurde unter Rühren
zu einem Gemisch von
133,3 g einer Polymerdispersion (I) gemäß den Beispielen
7–9;
90,7
g Wasser; und
13,3 g einer Polymerdispersion (II) gemäß Beispiel
13
gegeben.
-
Die
Grundlackzusammensetzungen wurden durch die Zugabe von N,N-Dimethylethanolamin
auf einen pH-Wert von 7,5–8,0
gebracht und mit Wasser auf Sprühviskosität verdünnt (Ausfließzeit 28
s in DIN-Schale Nr. 4). Der Feststoffgehalt betrug 20 Gew.-%.
-
Die
Grundlackzusammensetzungen wurden in einer Filmdicke von 12–18 μm (im trockenen
Zustand) auf Stahltestbleche gesprüht. Nach einer Abdunstzeit
von 2 Minuten bei 23°C
und 8 Minuten bei 80°C
wurden die Testbleche in einer Filmdicke von 40–45 μm im trockenen Zustand mit einem
herkömmlichen
Klarlack nachlackiert.
-
Der
Klarlack war eine sogenannte einkomponentige Polyacrylat/Aminoplast-Beschichtungszusammensetzung.
Das Aminoplast ist ein polymeres Harz des Melamintyps. Nach 24 Minuten
Härtung
bei 140°C wurde
eine Metallic-Beschichtung mit gutem Erscheinungsbild erhalten.
-
Die
Testbleche wurden auf ihre Feuchtigkeitsbeständigkeit im Vergleich mit einem
Referenz-Grundlack auf Wasserbasis (Beispiel 5 von EP-A-0 287 144;
Vergleichsbeispiel C) getestet. Die Feuchtigkeitsbeständigkeit
der Testbleche 20 bis 22 ist im Vergleich zur Feuchtigkeitsbeständigkeit
von Testblech C ausgezeichnet. Tabelle V gibt die Ergebnisse des
Tests an.
-
Tabelle
I
Monomerzusammensetzungen
-
-
Tabelle
II
Eigenschaften von Additionspolymer-Dispersionen
-
Tabelle
III
Eigenschaften der Rheologiemodifikator-Dispersionen
-
-
Tabelle
V
Ergebnisse zur Feuchtigkeitsbeständigkeit
