EP1149137A1 - Aqueous coating agent consisting of two constituents and use thereof in multi-layer enamels - Google Patents

Aqueous coating agent consisting of two constituents and use thereof in multi-layer enamels

Info

Publication number
EP1149137A1
EP1149137A1 EP99948851A EP99948851A EP1149137A1 EP 1149137 A1 EP1149137 A1 EP 1149137A1 EP 99948851 A EP99948851 A EP 99948851A EP 99948851 A EP99948851 A EP 99948851A EP 1149137 A1 EP1149137 A1 EP 1149137A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
groups
polyurethane
polyols
functional
urea
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99948851A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Armin Göbel
Bettina Vogt-Birnbrich
Jörg-Peter ZÖLLNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of EP1149137A1 publication Critical patent/EP1149137A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/0804Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
    • C08G18/0819Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups
    • C08G18/0823Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups containing carboxylate salt groups or groups forming them

Definitions

  • the invention relates to aqueous two-component (2K) coating compositions based on water-dilutable polyurethane resins and polyisocyanates, which are particularly suitable for the production of filler and / or primer layers in a multi-layer structure.
  • the coating compositions can be used in particular in vehicle and industrial painting, in particular in vehicle refinishing, for coating plastic and metal substrates.
  • Multi-layer vehicle refinishing generally consists of a filler layer applied to optionally precoated substrates and one
  • Top coat consisting of a color and / or effect basecoat and a transparent clearcoat.
  • the top coat can also be created from a pigmented single-layer top coat.
  • aqueous or so-called high-solid coating agents have already been developed for almost all paint layers.
  • two-component aqueous systems based on hydroxy-functional binders and polyisocyanate hardeners and on the basis of epoxy / polyamine systems are known for use as fillers.
  • WO-A-9403511 describes aqueous coating compositions based on hydroxy-functional polyurethane resins and polyisocyanates which can be used as fillers.
  • the hydroxy-functional polyurethane resins are produced from a precursor product containing NCO groups, formed from compounds with a Acid group, and two groups reactive with isocyanate and diisocyanates, and an optionally fatty acid-modified polyester polyol in excess.
  • Filler coating compositions produced on the basis of these binders still show considerable weaknesses in terms of sandability and, at higher layer thicknesses, for example 110 to 140 ⁇ m, bubble-free application is not guaranteed.
  • EP-A-0 355 682 describes water-dilutable polyurethane resins which can be used in filler coating compositions and are produced from polyisocyanates, polyols with a molecular weight Mn of at least 400, compounds with two groups which are reactive toward isocyanate and one capable of forming anions
  • meltblown resins or blocked polyisocyanates may be included.
  • the curing temperatures of these filler coatings are between 150 and 170 ° C.
  • aqueous two-component polyurethane coating compositions which contain water-thinnable hydroxy-functional polyurethane resins with a total urethane and urea content of 9 to 20% by weight, based on the weight of the polyurethane, and contain water-dispersible polyisocyanates.
  • the coating compositions can additionally contain, as the third component, up to 20% by weight of a polyol with a molecular weight of 62 to 1000, preferably of 62 to 250, which may optionally have polyether groups.
  • the coating compositions are preferably used as clear lacquers.
  • aqueous coating compositions for the production of filler layers in a multi-layer structure, which have a sufficient pot life and also guarantee perfect bubble-free application in higher layer thicknesses.
  • the coating compositions are said to produce coatings with a very good surface quality and very good sandability both in the dry and in the wet state. Good pigment and filler wetting should also be ensured. A good top coat level should be achieved when painting over.
  • the object is achieved by two-component coating compositions containing
  • Polyurethane urea resins with a urea group content (calculated as -NHCONH-) from 10 to 300 mmol in 100 g solid resin, preferably from 20 to
  • a urethane group content (calculated as -NHCOO-) of 20 to 300 mmol in 100 g solid resin, preferably from 80 to 250 mmol in 100 g solid resin, an OH number of 20 to 250, preferably 40 to 200 , particularly preferably from 60 to 150, an acid number from 15 to 80, preferably from 18 to 65 and a number-average molar mass Mn from 1000 to 20,000 g / mol, preferably from 1,500 to 15,000 g / mol, which are obtainable from
  • pigments optionally pigments, fillers, water, organic solvents and / or additives customary in paint.
  • the water-thinnable hydroxy-functional polyurethane urea resins present as component A) in the coating compositions of the invention and their preparation are described below.
  • an NCO-functional polyurethane prepolymer is first prepared in a first step (I).
  • the polyurethane prepolymer is obtained by reacting components a1 to a3).
  • Polyurethane prepolymers are hydroxy-functional linear or branched compounds which preferably have an OH functionality of 2 to 3, particularly preferably from 2, have an OH number from 50 to 250 and a number-average molar mass (Mn) from 360 to 8000 g / mol, preferably from 500 to 5000 g / mol.
  • Polyester polyols polycarbonate polyols
  • Polyether polyols, polylactone polyols and / or poly (meth) acrylate polyols or the corresponding diols can each be used individually or in combination with one another.
  • Preferred component a1) are polyester polyols, e.g. Polyester diols used. These are particularly preferably linear polyester polyols, in particular linear polyester diols.
  • the polyester polyols preferably have an acid number of ⁇ 3 mg KOH / g, particularly preferably ⁇ 1 mg KOH / g.
  • the polyester polyols can be prepared in a conventional manner known to the person skilled in the art, for example by polycondensation from organic dicarboxylic acids or their anhydrides and organic polyols.
  • the dicarboxylic acids and the polyols can be aliphatic, cycloaliphatic or aromatic in nature.
  • the acid component for the production of the polyester polyols is preferably low molecular weight dicarboxylic acids or their anhydrides with 2 to 17, preferably less than 16, particularly preferably less than 14 carbon atoms in the molecule.
  • Suitable dicarboxylic acids are, for example, phthalic acid, isophthalic acid, alkyl isophthalic acid, terephthalic acid, hexahydrophthalic acid, adipic acid, trimethyladipic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, maleic acid,
  • Glutaric acid succinic acid, itaconic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid.
  • the corresponding anhydrides if they exist, can also be used instead of the acids.
  • proportions of higher functional carboxylic acids can also be added, e.g. trifunctional carboxylic acids such as trimellitic acid, malic acid and dimethylolpropionic acid.
  • Polyols which can be used to prepare the polyester polyols are preferably diols, for example glycols such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3 and -1,4, 1,2-propanediol 2, 3, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanediol and -1, 4, hydrogenated bisphenol A and neopentyl glycol.
  • glycols such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3 and -1,4, 1,2-propanediol 2, 3, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanediol and -1, 4, hydrogenated bisphenol A and neopentyl glycol.
  • the diols can optionally be modified by small amounts of higher alcohols.
  • Examples of higher alcohols which can be used are trimefhylolpropane, pentaerythritol, glycerol and hexanetriol.
  • Proportionate chain-terminating monohydric alcohols for example those having 1 to 18 carbon atoms in the molecule, such as
  • Propanol, butanol, cyclohexanol, n-hexanol, benzyl alcohol, isodecanol and saturated and unsaturated fatty alcohols can be used.
  • the components are reacted in such proportions that the desired OH numbers of the polyester polyols are obtained.
  • the polyester polyols are preferably essentially free of carboxyl groups. For example, they can have acid numbers of ⁇ 3, preferably ⁇ 1. However, it is also possible for the polyester polyols to contain carboxyl groups, for example they can then have acid numbers of 5 to 50 mg KOH / g.
  • the carboxyl groups can, for example, via di- or trifunctional carboxylic acids, e.g. Trimellitic acid, malic acid and dihydroxymonocarboxylic acids such as e.g. Dimethylolpropionic acid are introduced.
  • the polyester polyols can be used individually or in combination with one another.
  • component a1 are polycarbonate polyols and in particular polycarbonate diols.
  • the polycarbonate polylenes are esters of carbonic acid which are formed by the reaction of carbonic acid derivatives, for example diphenyl carbonate or phosgene Polyols, preferably diols, can be obtained.
  • suitable diols are ethylene glycol, 1,2-and 1,3-propanediol, 1,4 and 1,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol and 1,4 -Bishydroxymethylcyclohexane in question.
  • the polycarbonate polyols can be used individually or in combination with one another.
  • Polyether and / or polylactone polyols are also very suitable as component a1).
  • polyether polyols examples include polyether polyols of the following general formula:
  • the radicals R 4 can be the same or different.
  • polyether polyols are poly (oxytetramethylene) glycols, poly (oxyethylene) glycols and
  • the polyether polyols can be used individually or in combination with one another.
  • the polylactone polyols are polyols, preferably diols, which are derived from lactones, preferably caprolactones. These products are obtained, for example, by reacting an epsilon caprolactone with a diol.
  • the polylactone polyols are characterized by recurring polyester components, which are derived from the lactone. These recurring molecular parts can correspond, for example, to the following general formula: O
  • n is preferably 4 to 6 and R 5 is hydrogen, an alkyl radical is a cycloalkyl radical or an alkoxy radical and the total number of carbon atoms in the substituents of the lactone ring 12 does not exceed.
  • Lactones which are preferably used are the epsilon-caprolactones in which n has the value 4. Unsubstituted epsilon-caprolactone is particularly preferred.
  • the lactones can be used individually or in combination.
  • Diols suitable for the reaction with the lactones are e.g. Ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and dimethylolcyclohexane.
  • the polylactone polyols can be used individually or in combination with one another.
  • Poly (meth) acrylate polyols can also be used as component a1).
  • the poly (meth) acrylate polyols are free-radical polymerization polymers made from hydroxy-functional polymers
  • (Meth) acrylic acid esters and other radically polymerizable unsaturated monomers Poly (meth) acrylate polyols which have a selective structure with terminal OH groups due to the special production process can preferably be used.
  • the poly (meth) acrylate polyols can also be used individually or in combination with one another.
  • one or more low molecular weight polyhydric alcohols preferably difunctional alcohols with a molar mass of 62 to 356 g / mol, can optionally also be used in component a1).
  • examples include ethylene glycol, 1,2-propanediol and 1,3, butanediol 1,3 and 1,4, 1,6-hexanediol,
  • Any organic polyisocyanates preferably diisocyanates, can be used individually or in combination as component a2) for the preparation of the NCO-functional prepolymers.
  • the polyisocyanates can e.g. be aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic in nature. These can also be diisocyanates containing ether or ester groups. Examples of suitable diisocyanates are trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, 2,3-dimethylethylene diisocyanate, 1-methyltrimethylene diisocyanate,
  • non-yellowing and / or sterically hindered isocyanates having 4 to 25, preferably 6 to 16, carbon atoms which are in the alpha position
  • NCO group contain one or two linear, branched or cyclic alkyl groups with 1 to 12, preferably 1 to 4 carbon atoms as substituents on the basic structure.
  • the basic structure can consist of an aromatic or alicyclic ring or of an aliphatic linear or branched carbon chain with 1 to 12 carbon atoms. Examples include isophorone diisocyanate, bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane,
  • Component a3) for the preparation of the NCO-functional prepolymers are preferably low-molecular compounds which have at least one, preferably more than one, particularly preferably two, reactive with isocyanate groups
  • Suitable groups for anion formation are, for example, carboxyl, phosphoric acid and sulfonic acid groups.
  • Groups capable of forming cations are, for example, primary, secondary and tertiary amino groups or onium groups, such as quaternary ammonium, phosphonium and / or tertiary sulfonium groups.
  • Anionic groups or those capable of forming anions are preferred.
  • Preferred anionic groups are carboxyl groups.
  • Suitable groups that are reactive with isocyanate are, in particular, hydroxyl groups and primary and / or secondary amino groups.
  • Preferred compounds suitable as component a3) are those which contain carboxyl and hydroxyl groups. Examples of such connections are
  • a preferred group of dihydroxyalkanoic acids are alpha, alpha
  • Alpha, alpha-dimethylolpropionic acid and alpha, alpha-dimethylolbutyric acid are preferred.
  • dihydroxyalkanoic acids are dihydroxypropionic acid, dimethylolacetic acid, dihydroxysuccinic acid or Dihydroxybenzoic acid.
  • amino group-containing acids for example alpha, alpha-diamino-valeric acid, 3,4-diaminobenzoic acid, 2,4-diamino-toluenesulfonic acid and 4,4-diamino-di-phenyl ether sulfonic acid and
  • Dihydroxy compounds which contain a tertiary and / or quaternary amino group, such as, for example, N-methyldiefhanolamine, N-methyldiisopropanol and 2-N, N-dimethylamino-2-ethyl-1,3-propanediol.
  • reaction of components a1), a2) and a3) with one another is carried out in a conventional manner known to the person skilled in the art, for example at temperatures from 50 to 120 ° C., preferably 70 to 100 ° C., if appropriate using catalysts.
  • Components a1), a2) and a3) are used in amounts such that a reaction product with free isocyanate groups is formed, i.e. it will be with one
  • component a4) is one or more hydroxy-functional monoamines, each with a primary or secondary amino group.
  • the hydroxy-functional monoamines can optionally be used together with one or more polyols. The reaction takes place with complete consumption of the amino groups.
  • the monoamines which can be used can contain one or preferably more hydroxyl groups.
  • it can be alkanolamines, dialkanolamines, alkylalkanolamines and / or arylalkanolamines with at least 2 and not more than 18 carbon atoms in the alkanol, alkyl and aryl radical.
  • usable monoamines with a hydroxyl group are monoethanolamine, N-methylethanolamine, 3-amino-l-propanol, 2-amino-2- methylpropanol, 3-amino-2,2-dimethylpropanol-l, 2-amino-2-ethyl-l, 3-propanediol, N-phenylmethanolamine and N-cyclohexylethanolamine.
  • monoamines with two or more hydroxyl groups are diethanolamine, diisopropanolamine, 2-amino-2-hydroxymethylpropane-1, 3-diol.
  • the hydroxyamines and any polyols present are used in such an amount that OH numbers from 20 to 250, preferably from 40 to 200, particularly preferably from 60 to 150 and urea group contents from 10 to 300 are preferred in the reaction product obtained 20 to 250 mmol in 100 g of solid resin result.
  • complete conversion is aimed for with a practically equivalent molar ratio between the reactive amino group and the isocyanate group. If necessary, a very small excess of NCO can be used.
  • the equivalent ratio of NCO groups to amino groups should be less than 1.05: 1, but is preferably 1: 1.
  • the reaction takes place, for example, at temperatures from 30 to 80 ° C., preferably 30 to 50 ° C.
  • the polyols which can optionally be used in addition to the hydroxyamines can be used to introduce hydroxyl groups into the polyurethane. They are preferably low molecular weight alcohols with 2 or more hydroxyl groups. Examples include neopentyl glycol, trimethylol propane, pentaerythritol, dipentaerythritol, glycerin, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, 2-ethyl-2-methyl-propanediol-1,3, hexanediol-1,6, cyclohexanedimethanol and ditrimethylol propane.
  • Polyurethane urea resins have acid numbers from 15 to 80, preferably from 18 to 65, particularly preferably 19 to 45. However, it is also possible to introduce a proportion of cationic groups into the polyurethane urea resin in addition to the anionic groups. The cationic groups should only be present in a proportion, based on the anionic groups. The cationic ones are preferred
  • Groups around tertiary and / or quaternary amino groups 0.05 to 25%, preferably 0.1 to 10%, of cationic groups, based on equivalents of anionic groups, can be present. Additional cationic groups can be introduced, for example, by reacting the NCO prepolymer with compounds having at least one hydroxyl group and one tertiary or quaternary amino group. For example, the procedure can be such that the compounds mentioned having tertiary and / or quaternary amino groups are reacted together with the amino alcohols with the NCO prepolymer. Examples of compounds having at least one hydroxyl group and one tertiary or quaternary amino group are N-methyldiethanolamine, N-
  • Methyl diisopropanol and 2-N, N-dimethylamino-2-ethyl-1,3-propanediol 2-N, N-dimethylamino-2-ethyl-1,3-propanediol.
  • the ionic or groups of the polyurethane urea resin which can be converted into ionic groups are at least partially neutralized in a further stage III.
  • the neutralization can take place before or after the reaction with the hydroxy amines.
  • the polyurethane resins preferably contain anionic groups.
  • the anionic groups are neutralized with bases.
  • Preferred examples of basic neutralizing agents are tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, dimethylethylamine, dimethylbutylamine, N-methylmorpholine, dimethylethanolamine and dimethylisopropanolamine.
  • Isocyanate group-free polyurethane urea resins can also be neutralized with amines containing isocyanate group reactive groups, e.g. with primary or secondary amines or amino alcohols.
  • the polyurethane resin is transferred to the aqueous phase.
  • the polyurethane urea resin is in a colloidal state in the aqueous phase and exhibits a pseudoplastic behavior. The latter means that the viscosity decreases with increasing speed gradient.
  • the viscosity of the polyurethane urea dispersion measured at a speed gradient of 231 s and a solids content of 35% by weight, is 0.5 to 10 Pas.
  • the degree of neutralization is preferably 60 to 120%, particularly preferably 70 to 100%.
  • the aqueous resin dispersion has a solids content of preferably 25 to 50% by weight, particularly preferably 28 to 42% by weight.
  • the particle size of the polyurethane urea resin in the aqueous phase is preferably in the range from 25 to 200 nm, preferably from 30 to 100 nm.
  • the aqueous polyurethane urea dispersion can preferably have the following composition, for example:
  • neutralizing agent preferably ammonia and / or
  • Amine 4 to 25 parts by weight of one or more at least partially water-miscible organic solvents and 15 to 75 parts by weight of water.
  • water-thinnable hydroxy-functional polyurethane resins can also be used in combination with other water-thinnable hydrooxy functional resins.
  • These can be, for example, customary water-dilutable hydroxy-functional poly (meth) acrylate, polyester and, optionally, modified polyurethane resins which are different from component A).
  • Binder composition in combination with polyether polyols with a number average molecular weight (Mn) of 400 to 5000, preferably 500 to 3000 g / mol.
  • Mn number average molecular weight
  • this binder composition can then be 2.0 to 25% by weight, preferably 3.0 to 20% by weight, particularly preferably 4 to 15% by weight, of the polyether polyols, based on the solids content of the polyols used
  • polyether polyols examples include poly (oxytetramethylene) glycols, poly (oxyethylene) glycols and poly (oxypropylene) glycols or mixed block copolymers which contain different oxytetramethylene, oxyethylene and / or
  • polyether polyols which are used without the use of ethylene oxide, i.e. can be obtained in particular using only propylene oxide or tetrahydrofuran.
  • polyoxypropylene glycols with molar masses of 500 to 3000 g / mol is particularly preferred.
  • Different polyether polyols can be combined.
  • This binder composition can be produced from polyurethane resin and polyether polyols by mixing the two components. This can be done in different ways. Thus it is possible to add the polyether polyols to the water-dilutable polyurethane resin before, during or after the emulsion formation, i.e. before, during or after the transfer of the water-dilutable polyurethane resin into the aqueous phase. The procedure can preferably be such that the polyether polyols are admixed with the water-dilutable polyurethane resin before being converted into the aqueous phase. If the addition of
  • Polyether polyols before the conversion into the aqueous phase can also be carried out in such a way that the polyether polyols are already added to the NCO prepolymer together with the hydroxy-functional monoamines.
  • the reaction conditions for reacting the NCO prepolymer with the hydroxy-functional monoamines are chosen in a manner familiar to the person skilled in the art so that the NCO groups react only with the amino groups.
  • the coating compositions of the invention contain one or more polyisocyanates as component B).
  • Conventional polyisocyanates are suitable as crosslinking agents, for example any organic polyisocyanates with aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic and / or aromatically bound free isocyanate groups. They are liquid at room temperature or liquefied by the addition of organic solvents.
  • polyisocyanates generally have a viscosity of 1 to 6000 mPas, preferably above 5 and below 3000 mPas.
  • Such polyisocyanates are well known and e.g. described in DE-A 38 29 587 or DE-A 42 26 243.
  • the polyisocyanates are preferably polyisocyanates or
  • Particularly suitable are, for example, “paint polyisocyanates” based on hexamethylene diisocyanate (HDI), 1-isocyanato-3, 3, 5-trimethyl-5-isocyte anatomethylcyclohexane (IPDI) and / or bis (isocyanatocyclohexyl) - methane and the known biuret, AUophanat, urethane and / or isocyanurate groups derivatives of these diisocyanates.
  • Triisocyanates such as nonanetriisocyanate can also be used.
  • Sterically hindered are also very suitable
  • Polyisocyanates examples include 1, 1,6,6-tetramethyl-hexamethylene diisocyanate, 1,5-dibutyl-penta-methyl diisocyanate, p- or m-tetramethylxylylene diisocyanate and the corresponding hydrogenated homologues. These diisocyanates can also be converted in a suitable manner to give more highly functional compounds, for example by trimerization or by reaction with water or
  • the polyisocyanate crosslinkers can be used individually or in a mixture. These are the polyisocyanate crosslinkers customary in the coatings industry, which have been extensively described in the literature and are also available as commercial products.
  • Components A) and B) are used in proportions such that the equivalent ratio of hydroxyl groups of component A) to isocyanate groups of component B) is preferably 4: 1 to 1: 4, particularly preferably 1.5: 1 to 1: 1, 5 is.
  • the coating compositions according to the invention can contain pigments and / or fillers.
  • the pigments can be color and / or effect pigments. All paint-typical pigments of organic or inorganic nature are suitable as color pigments. Examples of inorganic or organic color pigments are titanium dioxide, micronized titanium dioxide, iron oxide pigments, carbon black,
  • Azo pigments phthalocyanine pigments, quinacridone or pyrrolopyrrole pigments.
  • effect pigments are metal pigments, e.g. made of aluminum, copper or other metals;
  • Interference pigments e.g. metal oxide coated metal pigments, e.g. Titanium dioxide coated or mixed oxide coated aluminum, coated
  • Mica e.g. titanium dioxide coated mica and graphite effect pigments.
  • Corrosion protection pigments e.g. Zinc phosphate.
  • Fillers may also be present in the coating compositions. These are the usual fillers that can be used in the paint industry. examples for
  • Fillers are silicon dioxide, aluminum silicate, barium sulfate, calcium carbonate and talc.
  • the coating compositions according to the invention can furthermore contain water and small amounts of organic solvents and conventional paint additives.
  • the organic solvents which may be present in the coating compositions are customary paint solvents. These can originate from the production of the binders or are added separately. They are preferably water-miscible solvents.
  • suitable solvents are monohydric or polyhydric alcohols, for example propanol, butanol, hexanol; Glycol ether or ester, for example diethylene glycol dialkyl ether, dipropylene glycol dialkyl ether, each with Cl- bis C6 alkyl, ethoxy propanol, butyl glycol; Glycols, for example ethylene glycol, propylene glycol and their oligomers, N-methylpyrrolidone and ketones, for example methyl ethyl ketone, acetone, cyclohexanone; aromatic or aliphatic hydrocarbons, for example toluene, xylene or linear or branched aliphatic C6-C12 hydrocarbons.
  • the organic solvents are, for
  • % By weight, preferably up to 10% by weight, based on the total coating composition.
  • the coating compositions according to the invention can furthermore contain customary paint additives.
  • customary paint additives are leveling agents, rheology-influencing agents, such as highly disperse silica or polymeric urea compounds, thickeners, such as crosslinked polycarboxylic acid or polyurethanes, defoamers, wetting agents, anti-cratering agents and hardening accelerators.
  • the additives are used in customary amounts known to the person skilled in the art.
  • the coating compositions of the invention can be produced in a conventional manner.
  • the pigments and / or fillers can be dispersed in the polyurethane component (component A).
  • component A polyurethane component
  • water or organic can be used before application
  • Solvents are still adjusted to spray viscosity.
  • the coating compositions according to the invention are particularly suitable for producing filler and / or primer layers of an air-drying or forced-drying, e.g. up to 80 ° C, preferably up to 60 ° C drying, multi-layer coating.
  • the invention therefore also relates to the use of the coating compositions for the production of multilayer coatings, in particular the filler and / or primer layers of multilayer coatings being created by the coating compositions according to the invention.
  • the preferred area of application of the coating compositions according to the invention is vehicle and vehicle parts painting.
  • the coating agents are both for vehicle refinishing (curing temperatures of, for example, 20 to 80 ° C.) and for
  • Vehicle series painting (curing temperatures of, for example, 100 to 140 ° C) applicable.
  • other industrial applications are also possible.
  • the coating compositions are applied by customary methods, preferably by spray application.
  • Suitable substrates are metal and plastic substrates, in particular the substrates known in the automotive industry, such as Iron, zinc, aluminum, magnesium, stainless steel or their alloys, as well as polyurethanes, polycarbonates or polyolefins.
  • the filler layers can optionally be pretreated
  • Substrates are applied as such or on conventional primers. They adhere well to a wide variety of substrates such as bright steel sheet, sanded, polyvinyibutyral primer, 2K epoxy primers, sanded factory or old paintwork.
  • the coating compositions according to the invention can be overcoated with conventional top coats without any problems. These can be single-layer topcoats, e.g. act on 2K acrylate / polyisocyanate basis or conventional basecoat / clearcoat structures. It can be painted over with solvent-based or water-based coating agents.
  • the coating compositions according to the invention can, for example, be used over a long period, e.g. within 18 hours (overnight) at
  • the coating compositions of the invention have sufficient processing times of at least 120 minutes.
  • the coating compositions can in particular as
  • Filler coating agents can be applied in layers up to 140 ⁇ m without bubbles. After the curing process, homogeneously coated substrates with smooth, trouble-free surfaces are obtained. The covers show no pinpricks. After a short drying time, the covers can be sanded wet and dry without any problems. In particular, the good dry sandability in comparison to known binder systems is to be emphasized. There is no rapid clogging of the sanding paper.
  • Positions 1-3 are weighed into a 21-flask with stirrer and thermometer, heated to 80 ° C under protective gas and held until the dimethylolpropionic acid is completely dissolved. It is cooled to 50 ° C., position 4 is added and the mixture is heated again to 80 ° C. The batch is kept at 80 ° C. until the isocyanate number (based on solution) is 4.2 to 4.5%. Then it is cooled to approx. 40 ° C and positions 5 and 6 are added together (exothermic
  • Demineralized water Deionized or deionized water produced by distillation or with the help of ion exchangers.
  • Viscosity (measured at 25 ° C with a rotation measuring device at a speed gradient of 231 s "1 ): 1.090 Pas
  • Filler was prepared in the usual way from the following ingredients by mixing and dispersing:
  • the components correspond to those from filler 1 with the difference that 31% by weight of the polyurethane dispersion 2 were used as the binder component.
  • the filler coating compositions thus obtained were applied to metal substrates precoated with customary primers in a resulting dry layer thickness of approximately 60 ⁇ m. Curing took place at 60 ° C for 30 minutes. The coatings could be sanded dry very well. It was then overpainted with a pigmented, solvent-based two-pack topcoat (based on polyhydroxyacrylate resin / polyisocyanate) and cured at 60 ° C. for 30 minutes.
  • the multilayer structure showed a very good topcoat level.

Abstract

An aqueous coating agent consisting of one or several water-dilutable hydroxy functional polyurethane urea paste resins containing 10-30 mmol urea groups (calculated asHCONH-), 20-300 mmol urethane groups (calculated asHCOO)espectively per 100 g of solid resin, with a hydroxyl value of 20-250, an acid value of 15-80 and a molar mass Mn of 1000-20000 g/mol, obtained in the following manner: I) production of a polyurethane prepolymer containing NCO groups by reacting a1) hydroxy functional compounds with a molar mass Mn of 360-8000 g/mol with a2) polyisocyanates and a3) compounds with at least one group that can react with isocyanate and at least one ionic group, II) subsequent reaction of the polyurethane prepolymer with a4) hydrdroxy functional monoamines in addition to, optionally, polyols and III) neutralization of groups that can be transformed into ionic groups, in addition to one or several polyisocyanates, and optionally pigments, filling materials, organic solvents and/or usual additives for enamels.

Description

Wäßriges Zweikomponentenbeschichtungsmittel und dessen Verwendung bei der MehrschichtlackierungAqueous two-component coating agent and its use in multi-layer painting
Die Erfindung betrifft wäßrige zweikomponentige (2K) Beschichtungsmittel auf Basis von wasserverdünnbaren Polyurethanharzen und Polyisocyanaten, welche besonders geeignet sind zur Herstellung von Füller- und/oder Grundierungsschichten in einem Mehrschichtaufbau. Die Beschichtungsmittel können insbesondere Anwendung finden in der Fahrzeug- und Industrielackierung, insbesondere in der Fahrzeugreparaturlackierung, zum Beschichten von Kunststoff- und Metallsubstraten.The invention relates to aqueous two-component (2K) coating compositions based on water-dilutable polyurethane resins and polyisocyanates, which are particularly suitable for the production of filler and / or primer layers in a multi-layer structure. The coating compositions can be used in particular in vehicle and industrial painting, in particular in vehicle refinishing, for coating plastic and metal substrates.
Mehrschichtige Fahrzeugreparaturlackierungen bestehen im allgemeinen aus einer auf gegebenfalls vorbeschichtete Substrate aufgebrachten Füllerschicht und einerMulti-layer vehicle refinishing generally consists of a filler layer applied to optionally precoated substrates and one
Deckbeschichtung aus einer färb- und/oder effektgebenden Basislackschicht und einer transparenten Klarlackschicht. Die Deckbeschichtung kann jedoch auch aus einem pigmentierten Einschichtdecklack erstellt werden.Top coat consisting of a color and / or effect basecoat and a transparent clearcoat. However, the top coat can also be created from a pigmented single-layer top coat.
Aus ökologischen Gründen ist man bestrebt, auch in der Fahrzeugreparaturlackierung die Lösemittelemission der Beschichtungsmittel zu reduzieren. So sind bereits für nahezu alle Lackschichten wäßrige oder sogenannte High-solid-Beschichtungsmittel entwickelt worden. Für die Anwendung als Füller sind beispielsweise zweikomponentige wäßrige Systeme auf Basis von hydroxyfunktionellen Bindemitteln und Polyisocyanathärtern sowie auf Basis von Epoxid/Polyamin-Systemen bekannt.For ecological reasons, efforts are also being made to reduce the solvent emissions of the coating agents in vehicle refinishing. For example, aqueous or so-called high-solid coating agents have already been developed for almost all paint layers. For example, two-component aqueous systems based on hydroxy-functional binders and polyisocyanate hardeners and on the basis of epoxy / polyamine systems are known for use as fillers.
Die mit diesen Lacken erhaltenen Beschichtungen entsprechen jedoch noch nicht in allen Punkten dem Eigenschaftsniveau konventioneller lösemittelbasierender Füller.However, the coatings obtained with these varnishes do not yet correspond in all points to the level of properties of conventional solvent-based fillers.
Die WO-A-9403511 beschreibt wäßrige Überzugsmittel auf Basis von hydroxyfunktionellen Polyurethanharzen und Polyisocyanaten, die als Füller eingesetzt werden können. Die hydroxyfunktionellen Polyurethanharze werden hergestellt aus einem NCO-Gruppen enthaltenden Preaddukt, gebildet aus Verbindungen mit einer Säuregruppe, und zwei mit Isocyanat reaktionsfähigen Gruppen und Diisocyanaten, und einem gegebenenfalls fettsäuremodifizierten Polyesterpolyol im Überschuß. Auf Basis dieser Bindemittel hergestellte Füllerbeschichtungsmittel zeigen jedoch noch erhebliche Schwächen bezüglich der Schleifbarkeit und bei höheren Schichtdicken, z.B. 110 bis 140 μm, ist eine blasenfreie Applikation nicht gewährleistet.WO-A-9403511 describes aqueous coating compositions based on hydroxy-functional polyurethane resins and polyisocyanates which can be used as fillers. The hydroxy-functional polyurethane resins are produced from a precursor product containing NCO groups, formed from compounds with a Acid group, and two groups reactive with isocyanate and diisocyanates, and an optionally fatty acid-modified polyester polyol in excess. Filler coating compositions produced on the basis of these binders, however, still show considerable weaknesses in terms of sandability and, at higher layer thicknesses, for example 110 to 140 μm, bubble-free application is not guaranteed.
Die EP-A-0 355 682 beschreibt in Füllerbeschichtungsmitteln verwendbare wasserverdünnbare Polyurethanharze, die hergestellt werden aus Polyisocyanaten, Polyolen mit einer Molmasse Mn von mindestens 400, Verbindungen mit zwei gegenüber Isocyanat reaktionsfähige Gruppen und einer zur Anionenbildung befähigteEP-A-0 355 682 describes water-dilutable polyurethane resins which can be used in filler coating compositions and are produced from polyisocyanates, polyols with a molecular weight Mn of at least 400, compounds with two groups which are reactive toward isocyanate and one capable of forming anions
Gruppe sowie Verbindungen, die monofunktionell sind oder aktiven Wasserstoff unterschiedlicher Reaktivität enthalten, wobei sich die letztgenannten Bausteine jeweils am Kettenende des Polyurethanharzes befinden, und/oder Verbindungen, die mindestens zwei mit NCO-Gruppen reaktive Gruppen enthalten und als Kettenverlängerer dienen. Als Vernetzer können in den FüllerbeschichtungsmittelnGroup and compounds which are monofunctional or contain active hydrogen of different reactivity, the last-mentioned building blocks each being located at the chain end of the polyurethane resin, and / or compounds which contain at least two groups reactive with NCO groups and serve as chain extenders. Can be used as crosslinkers in the filler coatings
Melaminharze oder blockierte Polyisocyanate enthalten sein. Die Härtungstemperaturen dieser Füllerbeschichtungsmittel liegen bei 150 bis 170°C.Melamine resins or blocked polyisocyanates may be included. The curing temperatures of these filler coatings are between 150 and 170 ° C.
Desweiteren sind aus der EP-A-469 389 wäßrige Zwei-Komponenten- Polyurethanbeschichtungsmittel bekannt, welche wasserverdünnbare hydroxyfunktionelle Polyurethanharze mit einem Gesamt-Gehalt an Urethan- und Harnstoff gruppen von 9 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyurethans, und wasserdispergierbare Polyisocyanate enthalten. Die Beschichtungsmittel können zusätzlich als 3. Komponente bis zu 20 Gew.-% eines Polyols mit einer Molmasse von 62 bis 1000, bevorzugt von 62 bis 250, das gegebenenfalls Polyethergruppen aufweisen kann, enthalten. Die Beschichtungsmittel werden bevorzugt als Klarlacke eingesetzt.Furthermore, from EP-A-469 389 aqueous two-component polyurethane coating compositions are known which contain water-thinnable hydroxy-functional polyurethane resins with a total urethane and urea content of 9 to 20% by weight, based on the weight of the polyurethane, and contain water-dispersible polyisocyanates. The coating compositions can additionally contain, as the third component, up to 20% by weight of a polyol with a molecular weight of 62 to 1000, preferably of 62 to 250, which may optionally have polyether groups. The coating compositions are preferably used as clear lacquers.
Aus diesen Beschichtungsmitteln formulierte Füller weisen eine unzureichende Schleifbarkeit sowie zu kurze Topfzeiten auf. Außerdem kommt es bei derFillers formulated from these coating materials have inadequate sandability and short pot lives. It also comes with the
Applikation in höheren Schichtdicken zur Blasenbildung, was die Oberflächenqualität erheblich beeinträchtigt. Aufgabe der Erfindung war es daher, zur Herstellung von Füllerschichten in einem Mehrschichtaufbau geeignete wäßrige Beschichtungsmittel bereitzustellen, welche eine ausreichende Topfzeit aufweisen und auch in höheren Schichtdicken eine einwandfreie blasenfreie Applikation gewährleisten. Die Beschichtungsmittel sollen Überzüge mit sehr guter Oberflächenqualität und sehr guter Schleifbarkeit sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand ergeben. Außerdem soll eine gute Pigment- und Füllstoffbenetzung gewährleistet sein. Beim Überlackieren soll ein guter Decklackstand erreicht werden.Application in higher layer thicknesses for blistering, which significantly affects the surface quality. It was therefore an object of the invention to provide suitable aqueous coating compositions for the production of filler layers in a multi-layer structure, which have a sufficient pot life and also guarantee perfect bubble-free application in higher layer thicknesses. The coating compositions are said to produce coatings with a very good surface quality and very good sandability both in the dry and in the wet state. Good pigment and filler wetting should also be ensured. A good top coat level should be achieved when painting over.
Die Aufgabe wird gelöst durch zweikomponentige Beschichtungsmittel, enthaltendThe object is achieved by two-component coating compositions containing
A) ein oder mehrere wasserverdünnbare hydroxyfunktionelleA) one or more water-dilutable hydroxy functional
Polyurethanharnstoffharze mit einem Harnstoffgruppengehalt (berechnet als -NHCONH-) von 10 bis 300 mmol in 100 g Festharz, bevorzugt von 20 bisPolyurethane urea resins with a urea group content (calculated as -NHCONH-) from 10 to 300 mmol in 100 g solid resin, preferably from 20 to
250 mmol in 100 g Festharz, einem Urethangruppengehalt (berechnet als -NHCOO-) von 20 bis 300 mmol in 100 g Festharz, bevorzugt von 80 bis 250 mmol in 100 g Festharz, einer OH-Zahl von 20 bis 250, bevorzugt 40 bis 200, besonders bevorzugt von 60 bis 150, einer Säurezahl von 15 bis 80, bevorzugt von 18 bis 65 und einer zahlenmittleren Molmasse Mn von 1000 bis 20000 g/mol, bevorzugt von 1500 bis 15000 g/mol, welche erhältlich sind durch250 mmol in 100 g solid resin, a urethane group content (calculated as -NHCOO-) of 20 to 300 mmol in 100 g solid resin, preferably from 80 to 250 mmol in 100 g solid resin, an OH number of 20 to 250, preferably 40 to 200 , particularly preferably from 60 to 150, an acid number from 15 to 80, preferably from 18 to 65 and a number-average molar mass Mn from 1000 to 20,000 g / mol, preferably from 1,500 to 15,000 g / mol, which are obtainable from
I) Herstellung eines NCO-Gruppen enthaltenden Polyurethanprepolymeren durchI) Preparation of a polyurethane prepolymer containing NCO groups by
Umsetzungimplementation
al) eines oder mehrerer hydroxyfunktioneller Verbindungen mit einer zahlenmittleren Molmasse (Mn) von 360 bis 8000 g/mol, bevorzugt 500 bisal) one or more hydroxy-functional compounds with a number average molecular weight (Mn) of 360 to 8000 g / mol, preferably 500 to
5000 g/mol, mit5000 g / mol, with
a2) einem oder mehreren Polyisocyanaten unda2) one or more polyisocyanates and
a3) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer mit Isocyanat reaktiven Gruppe und mindestens einer ionischen oder zur Ionenbildung befähigten Gruppe,a3) at least one compound with at least one isocyanate-reactive Group and at least one ionic group or one capable of ion formation,
II) nachfolgende Umsetzung des NCO-Gruppen enthaltenden Polyurethanprepolymeren mitII) Subsequent reaction of the polyurethane prepolymer containing NCO groups with
a4) einem oder mehreren hydroxyfunktionellen Monoaminen sowie gegebenenfalls mit einem oder mehreren Polyolen, in solchen Mengenverhältnissen, daß das resultierende Polyurethan gewünschte Hydroxylzahlen sowie Harnstoff- und Urethangruppenanteile aufweist,a4) one or more hydroxyl-functional monoamines and optionally with one or more polyols, in proportions such that the resulting polyurethane has the desired hydroxyl numbers and urea and urethane groups,
III) zumindest teilweise Neutralisation der ionischen Gruppen bzw. der in ionische Gruppen überführbaren Gruppen des erhaltenen Polyurethans vor oder nach der Umsetzung in Stufe II und Überführung des erhaltenen Umsetzungsproduktes in die wäßrige Phase,III) at least partially neutralizing the ionic groups or the groups of the polyurethane obtained which can be converted into ionic groups before or after the reaction in stage II and transfer of the reaction product obtained into the aqueous phase,
B) ein oder mehrere Polyisocyanate sowieB) one or more polyisocyanates and
gegebenenfalls Pigmente, Füllstoffe, Wasser, organische Lösemittel und/oder lackübliche Additive.optionally pigments, fillers, water, organic solvents and / or additives customary in paint.
Im folgenden sollen die in den erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteln als Komponente A) enthaltenen wasserverdünnbaren hydroxyfunktionellen Polyurethanharnstoffharze sowie ihre Herstellung beschrieben werden.The water-thinnable hydroxy-functional polyurethane urea resins present as component A) in the coating compositions of the invention and their preparation are described below.
Zur Herstellung der wasserverdünnbaren Polyurethanharnstoffharze wird zunächst in einem ersten Schritt (I) ein NCO-funktionelles Polyurethanprepolymer hergestellt. Das Polyurethanprepolymer wird erhalten durch Umsetzung der Komponenten al) bis a3).To produce the water-dilutable polyurethane urea resins, an NCO-functional polyurethane prepolymer is first prepared in a first step (I). The polyurethane prepolymer is obtained by reacting components a1 to a3).
Bei der Komponente al) zur Herstellung des NCO-funktionellenIn component al) for the production of the NCO-functional
Polyurethanprepolymeren handelt es sich um hydroxyfunktionelle lineare oder verzweigte Verbindungen, die bevorzugt eine OH-Funktionalität von 2 bis 3, besonders bevorzugt von 2, eine OH-Zahl von 50 bis 250 und eine zahlenmittlere Molmasse (Mn) von 360 bis 8000 g/mol, bevorzugt von 500 bis 5000 g/mol aufweisen.Polyurethane prepolymers are hydroxy-functional linear or branched compounds which preferably have an OH functionality of 2 to 3, particularly preferably from 2, have an OH number from 50 to 250 and a number-average molar mass (Mn) from 360 to 8000 g / mol, preferably from 500 to 5000 g / mol.
Als Komponente al) einsetzbar sind Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole,Polyester polyols, polycarbonate polyols,
Polyetherpolyole, Polylactonpolyole und/ oder Poly(meth)acrylatpolyole bzw. die entsprechenden Diole. Die Polyole und Diole können jeweils einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.Polyether polyols, polylactone polyols and / or poly (meth) acrylate polyols or the corresponding diols. The polyols and diols can each be used individually or in combination with one another.
Bevorzugt werden als Komponente al) Polyesterpolyole, z.B. Polyesterdiole, eingesetzt. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um lineare Polyesterpolyole, insbesondere um lineare Polyesterdiole. Die Polyesterpolyole weisen bevorzugt eine Säurezahl von < 3 mg KOH/g, besonders bevorzugt < 1 mg KOH/g auf.Preferred component a1) are polyester polyols, e.g. Polyester diols used. These are particularly preferably linear polyester polyols, in particular linear polyester diols. The polyester polyols preferably have an acid number of <3 mg KOH / g, particularly preferably <1 mg KOH / g.
Die Polyesterpolyole können in üblicher dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise durch Polykondensation aus organischen Dicarbonsäuren oder ihren Anhydriden und organischen Polyolen hergestellt werden. Die Dicarbonsäuren und die Polyole können aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer Natur sein.The polyester polyols can be prepared in a conventional manner known to the person skilled in the art, for example by polycondensation from organic dicarboxylic acids or their anhydrides and organic polyols. The dicarboxylic acids and the polyols can be aliphatic, cycloaliphatic or aromatic in nature.
Bei der Säurekomponente zur Herstellung der Polyesterpolyole handelt es sich bevorzugt um niedermolekulare Dicarbonsäuren oder deren Anhydride mit 2 bis 17, bevorzugt unter 16, besonders bevorzugt unter 14 Kohlenstoffatomen im Molekül. Geeignete Dicarbonsäuren sind beispielsweise Phthalsäure, Isophthalsäure, Alkyl- Isophthalsäure, Terephthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Adipinsäure, Trimethyladipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure,The acid component for the production of the polyester polyols is preferably low molecular weight dicarboxylic acids or their anhydrides with 2 to 17, preferably less than 16, particularly preferably less than 14 carbon atoms in the molecule. Suitable dicarboxylic acids are, for example, phthalic acid, isophthalic acid, alkyl isophthalic acid, terephthalic acid, hexahydrophthalic acid, adipic acid, trimethyladipic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, maleic acid,
Glutarsäure, Bernsteinsäure, Itaconsäure und 1,4-Cyclohexandicarbonsäure. Anstelle der Säuren können auch die entsprechenden Anhydride, sofern sie existieren, eingesetzt werden. Um Verzweigungen zu erzielen, können auch Anteile an höherfunktionellen Carbonsäuren zugesetzt werden, z.B. trifunktionelle Carbonsäuren wie Trimellithsäure, Apfelsäure und Dimethylolprop ionsäure.Glutaric acid, succinic acid, itaconic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid. The corresponding anhydrides, if they exist, can also be used instead of the acids. To achieve branches, proportions of higher functional carboxylic acids can also be added, e.g. trifunctional carboxylic acids such as trimellitic acid, malic acid and dimethylolpropionic acid.
Zur Herstellung der Polyesterpolyole einsetzbare Polyole sind bevorzugt Diole, beispielsweise Glykole wie Ethylenglykol, Propandiol-1 ,2, Butandiol-1,2, -1,3 und - 1,4, 2-Ethylenpropandiol-l,3, Hexandiol-1,6, Cyclohexandiol-1,2 und -1,4, hydriertes Bisphenol A und Neopentylglykol.Polyols which can be used to prepare the polyester polyols are preferably diols, for example glycols such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3 and -1,4, 1,2-propanediol 2, 3, 1,6-hexanediol, 1,2-cyclohexanediol and -1, 4, hydrogenated bisphenol A and neopentyl glycol.
Die Diole können gegebenenfalls durch geringe Mengen an höherwertigen Alkoholen modifiziert sein.The diols can optionally be modified by small amounts of higher alcohols.
Beispiele für mitverwendbare höherwertige Alkohole sind Trimefhylolpropan, Pentaerythrit, Glycerin und Hexantriol. Anteilmäßig können auch kettenabbrechende einwertige Alkohole, beispielsweise solche mit 1 bis 18 C- Atomen im Molekül wieExamples of higher alcohols which can be used are trimefhylolpropane, pentaerythritol, glycerol and hexanetriol. Proportionate chain-terminating monohydric alcohols, for example those having 1 to 18 carbon atoms in the molecule, such as
Propanol, Butanol, Cyclohexanol, n-Hexanol, Benzylalkohol, Isodekanol und gesättigte und ungesättigte Fettalkohole, eingesetzt werden.Propanol, butanol, cyclohexanol, n-hexanol, benzyl alcohol, isodecanol and saturated and unsaturated fatty alcohols can be used.
Die Umsetzung der Komponenten erfolgt dabei in solchen Mengenverhältnissen, daß die gewünschten OH-Zahlen der Polyesterpolyole erhalten werden.The components are reacted in such proportions that the desired OH numbers of the polyester polyols are obtained.
Bevorzugt sind die Polyesterpolyole im wesentlichen carboxylgruppenfrei. Sie können beispielsweise Säurezahlen von < 3, bevorzugt < 1, aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, daß die Polyesterpolyole Carboxylgruppen enthalten, beispielsweise können sie dann Säurezahlen von 5 bis 50 mg KOH/g aufweisen. Die Carboxylgruppen können beispielsweise über di- oder trifunktionelle Carbonsäuren, wie z.B. Trimellithsäure, Apfelsäure, und Dihydroxymonocarbonsäuren, wie z.B. Dimethylolpropionsäure, eingeführt werden.The polyester polyols are preferably essentially free of carboxyl groups. For example, they can have acid numbers of <3, preferably <1. However, it is also possible for the polyester polyols to contain carboxyl groups, for example they can then have acid numbers of 5 to 50 mg KOH / g. The carboxyl groups can, for example, via di- or trifunctional carboxylic acids, e.g. Trimellitic acid, malic acid and dihydroxymonocarboxylic acids such as e.g. Dimethylolpropionic acid are introduced.
Die Polyesterpolyole können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.The polyester polyols can be used individually or in combination with one another.
Ebenfalls bevorzugt sind als Komponente al) Polycarbonatpolyole und insbesondere Polycarbonatdiole.Also preferred as component a1) are polycarbonate polyols and in particular polycarbonate diols.
Bei den Polycarbonatpolylen handelt es sich um Ester der Kohlensäure, die durch Reaktion von Kohlensäurederivaten, z.B. Diphenylcarbonat oder Phosgen, mit Polyolen, bevorzugt Diolen, erhalten werden. Als geeignete Diole kommen z.B. Ethylenglykol, Propandiol-1,2 und -1,3, Butandiol-1 ,4 und -1,3, Hexandiol-1 ,6, Neopentylglykol, 2-Methyl-l,3-propandiol und 1,4-Bishydroxymethylcyclohexan in Frage.The polycarbonate polylenes are esters of carbonic acid which are formed by the reaction of carbonic acid derivatives, for example diphenyl carbonate or phosgene Polyols, preferably diols, can be obtained. Examples of suitable diols are ethylene glycol, 1,2-and 1,3-propanediol, 1,4 and 1,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol and 1,4 -Bishydroxymethylcyclohexane in question.
Die Polycarbonatpolyole können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.The polycarbonate polyols can be used individually or in combination with one another.
Als Komponente al) ebenfalls gut geeignet sind Polyether- und/oder Polylactonpolyole.Polyether and / or polylactone polyols are also very suitable as component a1).
Als Polyetherpolyole kommen beispielsweise Polyetherpolyole der folgenden allgemeinen Formel in Frage:Examples of suitable polyether polyols are polyether polyols of the following general formula:
H [ÖT- (CHR m OH,H [ÖT- (CHR m OH,
in der R4 Wasserstoff oder ein niedriger Alkylrest (z.B. C, bis C6), gegebenenfalls mit verschiedenen Substituenten, n = 2 bis 6 und m = 10 bis 50 bedeuten. Die Reste R4 können gleich oder verschieden sein. Beispiele für Polyetherpolyole sind Poly(oxytetramethylen)glykole, Poly(oxyethylen)glykole undin which R 4 is hydrogen or a lower alkyl radical (for example C 1 to C 6 ), optionally with different substituents, n = 2 to 6 and m = 10 to 50. The radicals R 4 can be the same or different. Examples of polyether polyols are poly (oxytetramethylene) glycols, poly (oxyethylene) glycols and
Poly(oxypropylen)glykole oder gemischte Blockcopolymere, die unterschiedliche Oxytetramethylen-, Oxyethylen- und/oder Oxypropyleneinheiten enthalten.Poly (oxypropylene) glycols or mixed block copolymers containing different oxytetramethylene, oxyethylene and / or oxypropylene units.
Die Polyetherpolyole können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.The polyether polyols can be used individually or in combination with one another.
Bei den Polylactonpolyolen handelt es sich um Polyole, bevorzugt Diole, die sich von Lactonen, bevorzugt Caprolactonen ableiten. Man erhält diese Produkte beispielsweise durch Umsetzung eines epsilon-Caprolactons mit einem Diol. Die Polylactonpolyole zeichnen sich durch wiederkehrende Polyesteranteile, die sich von dem Lacton ableiten, aus. Diese wiederkehrenden Molekülanteile können beispielsweise der folgenden allgemeinen Formel entsprechen: OThe polylactone polyols are polyols, preferably diols, which are derived from lactones, preferably caprolactones. These products are obtained, for example, by reacting an epsilon caprolactone with a diol. The polylactone polyols are characterized by recurring polyester components, which are derived from the lactone. These recurring molecular parts can correspond, for example, to the following general formula: O
C - (CHR5)n CH,OC - (CHR 5 ) n CH, O
wobei n bevorzugt 4 bis 6 und R5 Wasserstoff, ein Alkylrest ein Cycloalkylrest oder ein Alkoxyrest ist und die gesamte Anzahl der Kohlenstoffatome in den Substituenten des Lactonringes 12 nicht übersteigt. Bevorzugt eingesetzte Lactone sind die epsilon- Caprolactone, bei denen n den Wert 4 hat. Besonders bevorzugt ist dabei das unsubstituierte epsilon-Caprolacton. Die Lactone können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.where n is preferably 4 to 6 and R 5 is hydrogen, an alkyl radical is a cycloalkyl radical or an alkoxy radical and the total number of carbon atoms in the substituents of the lactone ring 12 does not exceed. Lactones which are preferably used are the epsilon-caprolactones in which n has the value 4. Unsubstituted epsilon-caprolactone is particularly preferred. The lactones can be used individually or in combination.
Für die Umsetzung mit den Lactonen geeignete Diole sind z.B. Ethylenglykol, Propandiol-1,3, Butandiol-1 ,4 und Dimethylolcyclohexan.Diols suitable for the reaction with the lactones are e.g. Ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and dimethylolcyclohexane.
Die Polylactonpolyole können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.The polylactone polyols can be used individually or in combination with one another.
Als Komponente al) können desweiteren auch Poly(meth)acrylatpolyole eingesetzt werden. Bei den Poly(meth)acrylatpolyolen handelt es sich um mittels radikalischer Polymerisation hergestellte Polymerisate aus hydroxyfunktionellenPoly (meth) acrylate polyols can also be used as component a1). The poly (meth) acrylate polyols are free-radical polymerization polymers made from hydroxy-functional polymers
(Meth)acrylsäureestern und weiteren radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Monomeren. Bevorzugt können Poly(meth)acrylatpolyole verwendet werden, die durch das spezielle Herstellungsverfahren einen selektiven Aufbau mit endständigen OH-Gruppen aufweisen. Die Poly(meth)acrylatpolyole können ebenfalls einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.(Meth) acrylic acid esters and other radically polymerizable unsaturated monomers. Poly (meth) acrylate polyols which have a selective structure with terminal OH groups due to the special production process can preferably be used. The poly (meth) acrylate polyols can also be used individually or in combination with one another.
Zusätzlich können in der Komponente al) gegebenenfalls auch ein oder mehrere niedrigmolekulare mehrwertige Alkohole, bevorzugt difunktionelle Alkohole mit einer Molmasse von 62 bis 356 g/mol mitverwendet werden. Beispiele hierfür sind Ethylenglykol, Propandiol-1 ,2 und -1,3, Butandiol-1,3 und -1 ,4, Hexandiol-1,6,In addition, one or more low molecular weight polyhydric alcohols, preferably difunctional alcohols with a molar mass of 62 to 356 g / mol, can optionally also be used in component a1). Examples include ethylene glycol, 1,2-propanediol and 1,3, butanediol 1,3 and 1,4, 1,6-hexanediol,
Octandiol-1,8, Cyclohexandiol-1 ,2 und -1 ,4, Dimethylolpropan, Neopentylglykol, Cyclohexandimethanol und hydroxyethyliertes oder hydroxypropyliertes Bisphenol A oder Bisphenol F.Octanediol-1,8, cyclohexanediol-1, 2 and -1, 4, dimethylolpropane, neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol and hydroxyethylated or hydroxypropylated bisphenol A or bisphenol F.
Als Komponente a2) zur Herstellung der NCO-funktionellen Prepolymeren können beliebige organische Polyisocyanate, bevorzugt Diisocyanate, einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Die Polyisocyanate können z.B. aromatischer, aliphatischer und/oder cycloaliphatischer Natur sein. Es kann sich hierbei auch um Ether- oder Estergruppen enthaltende Diisocyanate handeln. Beispiele für geeignete Diisocyanate sind Trimethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Propylendiisocyanat, Ethylendiisocyanat, 2,3-Dimethylethylendiisocyanat, 1-Methyltrimethylendiisocyanat,Any organic polyisocyanates, preferably diisocyanates, can be used individually or in combination as component a2) for the preparation of the NCO-functional prepolymers. The polyisocyanates can e.g. be aromatic, aliphatic and / or cycloaliphatic in nature. These can also be diisocyanates containing ether or ester groups. Examples of suitable diisocyanates are trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, 2,3-dimethylethylene diisocyanate, 1-methyltrimethylene diisocyanate,
1,3-Cyclopentylendiisocyanat, 1 ,4-Cyclohexylendiisocyanat, 1,2- Cyclohexylendiisocyanat, 1,3-Phenylendiisocyanat, 1 ,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- Toluylen-diisocyanat, 2,6-Toluylen-diisocyanat, l-Isocyanatomethyl-5-isocyanato- 1 ,3,3-trimethylcyclohexan, Bis-(4-isocyanato-phenyl)-methan, Norbonendiisocyanat, 4, 4-Diisocyanato-dipheny lether, 1,5-Dibutylpentamethylendiisocyanat, 2,3-Bis-(8- isocyanatooctyl)-4-octyl-5-hexylcyclohexan, 3-Isocyanatomethyl-l- methylcyclohexylisocyanat, und/oder 2,6-Diisocyanatomethylcapronat.1,3-cyclopentylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 1,2-cyclohexylene diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, l-isocyanatomethyl 5-isocyanato-1,3,3-trimethylcyclohexane, bis (4-isocyanato-phenyl) methane, norbornene diisocyanate, 4,4-diisocyanatodiphenyl ether, 1,5-dibutylpentamethylene diisocyanate, 2,3-bis (8- isocyanatooctyl) -4-octyl-5-hexylcyclohexane, 3-isocyanatomethyl-1-methylcyclohexyl isocyanate, and / or 2,6-diisocyanatomethyl capronate.
Eingesetzt werden können auch nicht vergilbende und/oder sterisch gehinderte Isocyanate mit 4 bis 25, vorzugsweise 6 bis 16 C-Atomen, die in alpha-Stellung zurIt is also possible to use non-yellowing and / or sterically hindered isocyanates having 4 to 25, preferably 6 to 16, carbon atoms which are in the alpha position
NCO-Gruppe eine oder zwei lineare, verzweigte oder cyclische Alkylgruppen mit 1 bis 12, bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen als Substituenten am Grundgerüst enthalten. Das Grundgerüst kann aus einem aromatischen oder alicyclischen Ring oder aus einer aliphatischen linearen oder verzweigten C-Kette mit 1 bis 12 C-Atomen bestehen. Beispiele hierfür sind Isophorondiisocyanat, Bis-(4-isocyanatocyclohexyl)methan,NCO group contain one or two linear, branched or cyclic alkyl groups with 1 to 12, preferably 1 to 4 carbon atoms as substituents on the basic structure. The basic structure can consist of an aromatic or alicyclic ring or of an aliphatic linear or branched carbon chain with 1 to 12 carbon atoms. Examples include isophorone diisocyanate, bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane,
1 , 1 ,6,6-Tetramethyl-hexamethylendiisocyanat, 1 ,5-Dibutyl-pentamethylendiisocyanat, 3-Isocyanatomethyl-l-methyl-cyclohexyl-isocyanat, p- und m- Tetramethylxylylendiisocyanat und/oder die entsprechenden hydrierten Homologen.1, 1, 6,6-tetramethyl-hexamethylene diisocyanate, 1, 5-dibutyl-pentamethylene diisocyanate, 3-isocyanatomethyl-l-methyl-cyclohexyl-isocyanate, p- and m-tetramethylxylylene diisocyanate and / or the corresponding hydrogenated homologues.
Bei der Komponente a3) zur Herstellung der NCO-funktionellen Prepolymeren handelt es sich bevorzugt um niedermolekulare Verbindungen, die mindestens eine, bevorzugt mehr als eine, besonders bevorzugt zwei, mit Isocyanatgruppen reaktive Gruppen und mindestens eine ionische oder zur Ionenbildung befähigte Gruppe aufweisen. Diese Verbindungen können dabei entweder zum Kettenabbruch verwendet werden oder sie werden in die Kette eingebaut. Als zur Anionenbildung befähigte Gruppen kommen z.B. Carboxyl-, Phosphorsäure- und Sulfonsäuregruppen in Betracht. Als zur Kationenbildung befähigte Gruppen kommen beispielsweise primäre, sekundäre und tertiäre Aminogruppen oder Oniumgruppen, wie quartäre Ammonium-, Phosphonium- und/oder tertiäre Sulfoniumgruppen in Betracht. Bevorzugt sind anionische oder zur Anionenbildung befähigte Gruppen. Bevorzugte anionische Gruppen sind Carboxylgruppen.Component a3) for the preparation of the NCO-functional prepolymers are preferably low-molecular compounds which have at least one, preferably more than one, particularly preferably two, reactive with isocyanate groups Have groups and at least one ionic group or capable of ion formation. These connections can either be used to break the chain or they are built into the chain. Suitable groups for anion formation are, for example, carboxyl, phosphoric acid and sulfonic acid groups. Groups capable of forming cations are, for example, primary, secondary and tertiary amino groups or onium groups, such as quaternary ammonium, phosphonium and / or tertiary sulfonium groups. Anionic groups or those capable of forming anions are preferred. Preferred anionic groups are carboxyl groups.
Geeignete mit Isocyanat reaktionsfähige Gruppen sind insbesondere Hydroxylgruppen sowie primäre und/oder sekundäre Aminogruppen.Suitable groups that are reactive with isocyanate are, in particular, hydroxyl groups and primary and / or secondary amino groups.
Bevorzugte als Komponente a3) in Frage kommende Verbindungen sind solche, die Carboxyl- und Hydroxylgruppen enthalten. Beispiele für solche Verbindungen sindPreferred compounds suitable as component a3) are those which contain carboxyl and hydroxyl groups. Examples of such connections are
Hydroxyalkancarbonsäuren der folgenden allgemeinen Formel :Hydroxyalkanecarboxylic acids of the following general formula:
(HO)χQ(COOH)y (HO) χ Q (COOH) y
worinwherein
Q einen geraden oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 C-Atomen darstellt und x und y jeweils 1 bis 3 bedeuten. Beispiele hierfür sind Zitronensäure und Weinsäure. Bevorzugt sind Carbonsäuren mit x = 2 und y = 1.Q represents a straight or branched hydrocarbon radical with 1 to 12 carbon atoms and x and y each represent 1 to 3. Examples include citric acid and tartaric acid. Carboxylic acids with x = 2 and y = 1 are preferred.
Eine bevorzugte Gruppe von Dihydroxyalkansäuren sind alpha,alpha-A preferred group of dihydroxyalkanoic acids are alpha, alpha
D imethy lolalkansäuren .Dimethylolalkanoic acids.
Bevorzugt sind alpha,alpha-Dimethylolpropionsäure und alpha,alpha- Dimethylolbuttersäure .Alpha, alpha-dimethylolpropionic acid and alpha, alpha-dimethylolbutyric acid are preferred.
Weitere Beispiele für verwendbare Dihydroxyalkansäuren sind Dihydroxypropionsäure, Dimethylolessigsäure, Dihydroxybernsteinsäure oder Dihydroxybenzoesäure .Further examples of usable dihydroxyalkanoic acids are dihydroxypropionic acid, dimethylolacetic acid, dihydroxysuccinic acid or Dihydroxybenzoic acid.
Weitere als Komponente a3) verwendbare Verbindungen sind aminogruppenhaltige Säuren, beispielsweise alpha,alpha-Diamino-valeriansäure, 3,4-Diaminobenzoesäure, 2,4-Diamino-toluol-sulfonsäure und 4,4-Diamino-di-phenylethersulfonsäure sowieOther compounds which can be used as component a3) are amino group-containing acids, for example alpha, alpha-diamino-valeric acid, 3,4-diaminobenzoic acid, 2,4-diamino-toluenesulfonic acid and 4,4-diamino-di-phenyl ether sulfonic acid and
Dihydroxyverbindungen, die eine tertiäre und/oder quaternäre Aminogruppe enthalten, wie beispielsweise N-Methyldiefhanolamin, N-Methyl-diisopropanol und 2- N , N-Dimethylamino-2-ethyl- 1 , 3-propandiol .Dihydroxy compounds which contain a tertiary and / or quaternary amino group, such as, for example, N-methyldiefhanolamine, N-methyldiisopropanol and 2-N, N-dimethylamino-2-ethyl-1,3-propanediol.
Die Umsetzung der Komponenten al), a2) und a3) miteinander erfolgt in üblicher dem Fachmann bekannter Weise, beispielsweise bei Temperaturen von 50 bis 120 °C, bevorzugt 70 bis 100°C, gegebenenfalls unter Einsatz von Katalysatoren.The reaction of components a1), a2) and a3) with one another is carried out in a conventional manner known to the person skilled in the art, for example at temperatures from 50 to 120 ° C., preferably 70 to 100 ° C., if appropriate using catalysts.
Die Komponenten al), a2) und a3) werden in solchen Mengen eingesetzt, daß ein Umsetzungsprodukt mit freien Isocyanatgruppen entsteht, d.h. es wird mit einemComponents a1), a2) and a3) are used in amounts such that a reaction product with free isocyanate groups is formed, i.e. it will be with one
Überschuß an Poly isocyanat gearbeitet. Beispielsweise kann mit einem Äquivalentverhältnis von NCO-Gruppen : OH-Gruppen von 1, 1 : 1 bis 2,0 : 1, bevorzugt 1,2 : 1 bis 1 ,9 : 1 gearbeitet werden.Excess poly isocyanate worked. For example, an equivalent ratio of NCO groups: OH groups of 1.1: 1 to 2.0: 1, preferably 1.2: 1 to 1.9: 1 can be used.
Das in Stufe I erhaltene NCO-Gruppen enthaltende Polyurethanprepolymer wird anschließend in einer weiteren Stufe II) mit der Komponente a4) umgesetzt und so in ein harnstoffgruppenhaltiges und hydroxyfunktionelles Polyurethan umgewandelt. Bei der Komponente a4) handelt es sich um ein oder mehrere hydroxyfunktionelle Monoamine, jeweils mit einer primären oder sekundären Aminogruppe. Die hydroxyfunktionellen Monoamine können dabei gegebenenfalls zusammen mit einem oder mehreren Polyolen eingesetzt werden. Die Umsetzung erfolgt dabei unter vollständigem Verbrauch der Aminogruppen. Die verwendbaren Monoamine können eine oder bevorzugt mehrere Hydroxylgruppen enthalten. Es kann sich beispielsweise um Alkanolamine, Dialkanolamine, Alkylalkanolamine und/oder Arylalkanolamine mit mindestens 2 und nicht mehr als 18 C-Atomen im Alkanol-, Alkyl- und Arylrest handeln. Beispiele für verwendbare Monoamine mit einer Hydroxylgruppe sind Monoethanolamin, N-Methylethanolamin, 3-Amino-l-propanol, 2-Amino-2- methylpropanol, 3-Amino-2,2-dimethylpropanol-l , 2-Amino-2-ethyl-l ,3-propandiol, N-Phenylmethanolamin und N-Cyclohexylethanolamin. Beispiele für Monoamine mit zwei und mehr Hydroxylgruppen sind Diethanolamin, Diisopropanolamin, 2-Amino-2- hydroxymethylpropan- 1 , 3-diol .The polyurethane prepolymer obtained in stage I and containing NCO groups is then reacted in a further stage II) with component a4) and thus converted into a urea group-containing and hydroxy-functional polyurethane. Component a4) is one or more hydroxy-functional monoamines, each with a primary or secondary amino group. The hydroxy-functional monoamines can optionally be used together with one or more polyols. The reaction takes place with complete consumption of the amino groups. The monoamines which can be used can contain one or preferably more hydroxyl groups. For example, it can be alkanolamines, dialkanolamines, alkylalkanolamines and / or arylalkanolamines with at least 2 and not more than 18 carbon atoms in the alkanol, alkyl and aryl radical. Examples of usable monoamines with a hydroxyl group are monoethanolamine, N-methylethanolamine, 3-amino-l-propanol, 2-amino-2- methylpropanol, 3-amino-2,2-dimethylpropanol-l, 2-amino-2-ethyl-l, 3-propanediol, N-phenylmethanolamine and N-cyclohexylethanolamine. Examples of monoamines with two or more hydroxyl groups are diethanolamine, diisopropanolamine, 2-amino-2-hydroxymethylpropane-1, 3-diol.
Die Hydroxyamine und gegebenenfalls vorhandenen Polyole(Komponente a4) werden dabei in einer solchen Menge eingesetzt, daß im erhaltenen Umsetzungsprodukt OH- Zahlen von 20 bis 250, bevorzugt von 40 bis 200, besonders bevorzugt von 60 bis 150 und Harnstoffgruppengehalte von 10 bis 300,bevorzugt 20 bis 250 mmol in 100 g Festharz resultieren. Hierbei wird eine vollständige Umsetzung angestrebt bei einem praktisch äquivalenten Molverhältnis zwischen reaktiver Aminogruppe und Isocyanatgruppe. Gegebenenfalls kann mit einem sehr kleinen NCO-Überschuß gearbeitet werden. Das Äquivalentverhältnis von NCO-Gruppen zu Aminogruppen sollte kleiner 1,05 : 1 sein, bevorzugt ist es jedoch 1 : 1.The hydroxyamines and any polyols present (component a4) are used in such an amount that OH numbers from 20 to 250, preferably from 40 to 200, particularly preferably from 60 to 150 and urea group contents from 10 to 300 are preferred in the reaction product obtained 20 to 250 mmol in 100 g of solid resin result. Here, complete conversion is aimed for with a practically equivalent molar ratio between the reactive amino group and the isocyanate group. If necessary, a very small excess of NCO can be used. The equivalent ratio of NCO groups to amino groups should be less than 1.05: 1, but is preferably 1: 1.
Die Umsetzung erfolgt beispielsweise bei Temperaturen von 30 bis 80 °C, bevorzugt 30 bis 50°C.The reaction takes place, for example, at temperatures from 30 to 80 ° C., preferably 30 to 50 ° C.
Die neben den Hydroxyaminen gegebenenfalls verwendbaren Polyole können zur Einführung von Hydroxylgruppen in das Polyurethan dienen. Sie sind bevorzugt niedermolekulare Alkohole mit 2 oder mehr Hydroxylgruppen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Glycerin, Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester, 2-Ethyl-2- methyl-propandiol-1,3, Hexandiol-1,6, Cyclohexandimethanol und Ditrimethylolpropan.The polyols which can optionally be used in addition to the hydroxyamines can be used to introduce hydroxyl groups into the polyurethane. They are preferably low molecular weight alcohols with 2 or more hydroxyl groups. Examples include neopentyl glycol, trimethylol propane, pentaerythritol, dipentaerythritol, glycerin, hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, 2-ethyl-2-methyl-propanediol-1,3, hexanediol-1,6, cyclohexanedimethanol and ditrimethylol propane.
Durch Umsetzung des NCO-funktionellen Polyurethanprepolymeren mit den Aminoalkoholen und gegebenenfalls weiteren Polyolen wird ein Polyurethanharnstoffharz mit den bereits genannten Harnstoff- und Urethangruppengehalten, Molmassen und OH-Zahlen erhalten. DieBy reacting the NCO-functional polyurethane prepolymer with the amino alcohols and, if appropriate, further polyols, a polyurethane urea resin with the urea and urethane group contents already mentioned, molar masses and OH numbers is obtained. The
Polyurethanharnstoffharze haben Säurezahlen von 15 bis 80, bevorzugt von 18 bis 65, besonders bevorzugt 19 bis 45. Es ist jedoch auch möglich, zusätzlich zu den anionischen Gruppen einen Anteil an kationischen Gruppen in das Polyurethanharnstoffharz einzuführen. Dabei sollten die kationischen Gruppen äquivalentmäßig nur zu einem Anteil, bezogen auf die anionischen Gruppen, vorhanden sein. Bevorzugt handelt es sich bei den kationischenPolyurethane urea resins have acid numbers from 15 to 80, preferably from 18 to 65, particularly preferably 19 to 45. However, it is also possible to introduce a proportion of cationic groups into the polyurethane urea resin in addition to the anionic groups. The cationic groups should only be present in a proportion, based on the anionic groups. The cationic ones are preferred
Gruppen um tertiäre und/oder quaternäre Aminogruppen. Beispielsweise können 0,05 bis 25 %, bevorzugt 0,1 bis 10 % an kationischen Gruppen, bezogen auf Äquivalente an anionischen Gruppen, vorhanden sein. Die Einführung zusätzlicher kationischer Gruppen kann beispielsweise durch Umsetzung des NCO-Prepolymeren mit Verbindungen mit mindestens einer Hydroxylgruppe und einer tertiären oder quaternären Aminogruppe erfolgen. Dabei kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß die genannten Verbindungen mit tertiären und/oder quaternären Aminogruppen gemeinsam mit den Aminoalkoholen mit dem NCO-Prepolymer umgesetzt werden. Beispiele für Verbindungen mit mindestens einer Hydroxylgruppe und einer tertiären oder quaternären Aminogruppe sind N-Methyldiethanolamin, N-Groups around tertiary and / or quaternary amino groups. For example, 0.05 to 25%, preferably 0.1 to 10%, of cationic groups, based on equivalents of anionic groups, can be present. Additional cationic groups can be introduced, for example, by reacting the NCO prepolymer with compounds having at least one hydroxyl group and one tertiary or quaternary amino group. For example, the procedure can be such that the compounds mentioned having tertiary and / or quaternary amino groups are reacted together with the amino alcohols with the NCO prepolymer. Examples of compounds having at least one hydroxyl group and one tertiary or quaternary amino group are N-methyldiethanolamine, N-
Methyl-diisopropanol und 2-N,N-Dimethylamino-2-ethyl-l ,3-propandiol.Methyl diisopropanol and 2-N, N-dimethylamino-2-ethyl-1,3-propanediol.
Um eine ausreichende Wasserverdünnbarkeit zu erzielen werden die ionischen bzw. in ionische Gruppen überführbaren Gruppen des Polyurethanharnstoffharzes zumindest teilweise in einer weiteren Stufe III neutralisiert. Die Neutralisation kann dabei vor oder nach der Umsetzung mit den Hydroxy aminen erfolgen. Bevorzugt enthalten die Polyurethanharze anionische Gruppen. Die anionischen Gruppen werden mit Basen neutralisiert. Bevorzugte Beispiele für basische Neutralisationsmittel sind tertiäre Amine wie Trimethylamin, Triethylamin, Dimethylethylamin, Dimethylbutylamin, N- Methylmorpholin, Dimethylethanolamin und Dimethylisopropanolamin.In order to achieve sufficient water dilutability, the ionic or groups of the polyurethane urea resin which can be converted into ionic groups are at least partially neutralized in a further stage III. The neutralization can take place before or after the reaction with the hydroxy amines. The polyurethane resins preferably contain anionic groups. The anionic groups are neutralized with bases. Preferred examples of basic neutralizing agents are tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, dimethylethylamine, dimethylbutylamine, N-methylmorpholine, dimethylethanolamine and dimethylisopropanolamine.
Isocyanatgruppenfreie Polyurethanharnstoffharze können auch mit Aminen neutralisiert werden, die isocyanatgruppenreaktive Gruppen enthalten, z.B. mit primären oder sekundären Aminen oder Aminoalkoholen.Isocyanate group-free polyurethane urea resins can also be neutralized with amines containing isocyanate group reactive groups, e.g. with primary or secondary amines or amino alcohols.
Nach der Neutralisation wird das Polyurethanharz in die wäßrige Phase überführt.After neutralization, the polyurethane resin is transferred to the aqueous phase.
Neutralisation und Überführung in die wäßrige Phase können jedoch auch gleichzeitig erfolgen. Das Polyurethanharnstoffharz liegt in der wäßrigen Phase in einem kolloidalen Zustand vor und zeigt ein strukturviskoses Verhalten. Letzteres heißt, daß die Viskosität mit steigendem Geschwindigkeitsgefälle abnimmt. Die Viskosität der Polyurethanharnstoffdispersion liegt, gemessen bei einem Geschwindigkeitsgefälle von 231 s und einem Festkörpergehalt von 35 Gew.-%, bei 0,5 bis 10 Pas. Der Neutralisationsgrad beträgt bevorzugt 60 bis 120 %, besonders bevorzugt 70 bis 100 % . Die wäßrige Harzdispersion weist einen Feststoffgehalt von bevorzugt 25 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 28 bis 42 Gew.-% auf.However, neutralization and transfer into the aqueous phase can also take place simultaneously. The polyurethane urea resin is in a colloidal state in the aqueous phase and exhibits a pseudoplastic behavior. The latter means that the viscosity decreases with increasing speed gradient. The viscosity of the polyurethane urea dispersion, measured at a speed gradient of 231 s and a solids content of 35% by weight, is 0.5 to 10 Pas. The degree of neutralization is preferably 60 to 120%, particularly preferably 70 to 100%. The aqueous resin dispersion has a solids content of preferably 25 to 50% by weight, particularly preferably 28 to 42% by weight.
Die Teilchengröße des Polyurethanharnstoffharzes in der wäßrigen Phase liegt bevorzugt im Bereich von 25 bis 200 nm, bevorzugt von 30 bis 100 nm.The particle size of the polyurethane urea resin in the aqueous phase is preferably in the range from 25 to 200 nm, preferably from 30 to 100 nm.
Die wäßrige Polyurethanharnstoffdispersion kann bevorzugt beispielsweise folgende Zusammensetzung aufweisen:The aqueous polyurethane urea dispersion can preferably have the following composition, for example:
20 bis 50 Gew. -Teile des Polyurethanharnstoffharzes20 to 50 parts by weight of the polyurethane urea resin
0,3 bis 18 Gew. -Teile Neutralisationsmittel, bevorzugt Ammoniak und/oder0.3 to 18 parts by weight of neutralizing agent, preferably ammonia and / or
Amin 4 bis 25 Gew. -Teile eines oder mehrerer zumindest teilweise mit Wasser mischbarer organischer Lösemittel und 15 bis 75 Gew. -Teile Wasser.Amine 4 to 25 parts by weight of one or more at least partially water-miscible organic solvents and 15 to 75 parts by weight of water.
Gegebenenfalls können die wasserverdünnbaren hydroxyfunktionellen Polyurethanharze auch in Kombination mit weiteren wasserverdünnbaren hydroyxfunktionellen Harzen eingesetzt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um übliche wasserverdünnbare hydroxyfunktionelle Poly(meth)acrylat-, Polyester- und von Komponente A) verschiedene gegebenenfalls modifizierte Polyurethanharze handeln.If necessary, the water-thinnable hydroxy-functional polyurethane resins can also be used in combination with other water-thinnable hydrooxy functional resins. These can be, for example, customary water-dilutable hydroxy-functional poly (meth) acrylate, polyester and, optionally, modified polyurethane resins which are different from component A).
Eine Ausgestaltungsform der Erfindung besteht darin, die vorstehend definierten wasserverdünnbaren hydroxyfunktionellen Polyurethanharze als Bindemittelzusammensetzung in Kombination mit Polyetherpolyolen mit einer zahlenmittleren Molmasse (Mn) von 400 bis 5000, bevorzugt 500 bis 3000 g/mol, einzusetzen. Beispielsweise kann diese Bindemittelzusammensetzung dann 2,0 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 3,0 bis 20 Gew.-% , besonders bevorzugt 4 bis 15 Gew.-% , der Polyetherpolyole, bezogen auf den Festkörpergehalt der eingesetztenOne embodiment of the invention consists in the water-thinnable hydroxy-functional polyurethane resins defined above Binder composition in combination with polyether polyols with a number average molecular weight (Mn) of 400 to 5000, preferably 500 to 3000 g / mol. For example, this binder composition can then be 2.0 to 25% by weight, preferably 3.0 to 20% by weight, particularly preferably 4 to 15% by weight, of the polyether polyols, based on the solids content of the polyols used
Polyurethanharzmenge, enthalten.Amount of polyurethane resin included.
Beispiele für geeignete Polyetherpolyole sind Poly(oxytetramethylen)glykole, Poly(oxyethylen)glykole und Poly(oxypropylen)glykole oder gemischte Blockcopolymere, die unterschiedliche Oxytetramethylen-, Oxyethylen- und/oderExamples of suitable polyether polyols are poly (oxytetramethylene) glycols, poly (oxyethylene) glycols and poly (oxypropylene) glycols or mixed block copolymers which contain different oxytetramethylene, oxyethylene and / or
Oxypropyleneinheiten enthalten. Bevorzugt sind Polyetherpolyole, die ohne Mitverwendung von Ethylenoxid, d.h. insbesondere unter ausschließlicher Verwendung von Propylenoxid oder Tetrahydrofuran erhalten werden. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Polyoxypropylenglykolen mit Molmassen von 500 bis 3000 g/mol. Es können dabei verschiedene Polyetherpolyole miteinander kombiniert werden.Contain oxypropylene units. Preferred are polyether polyols which are used without the use of ethylene oxide, i.e. can be obtained in particular using only propylene oxide or tetrahydrofuran. The use of polyoxypropylene glycols with molar masses of 500 to 3000 g / mol is particularly preferred. Different polyether polyols can be combined.
Die Herstellung dieser Bindemittelzusammensetzung aus Polyurethanharz und Polyetherpolyolen kann durch Vermischen der beiden Komponenten erfolgen. Das kann auf verschiedene Weise erfolgen. So ist es möglich, die Polyetherpolyole zum wasserverdünnbaren Polyurethanharz vor, während oder nach der Emulsionsbildung, d.h. vor, während oder nach der Überführung des wasserverdünnbaren Polyurethanharzes in die wäßrige Phase, zuzugeben. Bevorzugt kann so verfahren werden, daß die Polyetherpolyole dem wasserverdünnbaren Polyurethanharz vor der Überführung in die wäßrige Phase zugemischt werden. Erfolgt die Zugabe derThis binder composition can be produced from polyurethane resin and polyether polyols by mixing the two components. This can be done in different ways. Thus it is possible to add the polyether polyols to the water-dilutable polyurethane resin before, during or after the emulsion formation, i.e. before, during or after the transfer of the water-dilutable polyurethane resin into the aqueous phase. The procedure can preferably be such that the polyether polyols are admixed with the water-dilutable polyurethane resin before being converted into the aqueous phase. If the addition of
Polyetherpolyole vor der Überführung in die wäßrige Phase, kann auch so vorgegangen werden, daß die Polyetherpolyole bereits gemeinsam mit den hydroxyfunktionellen Monoaminen zum NCO-Prepolymer zugegeben werden. Die Reaktionsbedingungen zur Umsetzung des NCO-Prepolymeren mit den hydroxyfunktionellen Monoaminen werden dabei in dem Fachmann geläufiger Weise so gewählt, daß eine Reaktion der NCO-Gruppen nur mit den Aminogruppen erfolgt. Als Komponente B) enthalten die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel ein oder mehrere Polyisocyanate. Es sind als Vernetzer übliche Polyisocyanate geeignet, beispielsweise beliebige organische Polyisocyanate mit aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch und/oder aromatisch gebundenen freien Isocyanatgruppen. Sie sind bei Raumtemperatur flüssig oder durch Zusatz organischer Lösemittel verflüssigt. DiePolyether polyols before the conversion into the aqueous phase can also be carried out in such a way that the polyether polyols are already added to the NCO prepolymer together with the hydroxy-functional monoamines. The reaction conditions for reacting the NCO prepolymer with the hydroxy-functional monoamines are chosen in a manner familiar to the person skilled in the art so that the NCO groups react only with the amino groups. The coating compositions of the invention contain one or more polyisocyanates as component B). Conventional polyisocyanates are suitable as crosslinking agents, for example any organic polyisocyanates with aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic and / or aromatically bound free isocyanate groups. They are liquid at room temperature or liquefied by the addition of organic solvents. The
Polyisocyanate weisen bei 23 °C im allgemeinen eine Viskosität von 1 bis 6000 mPas, vorzugsweise über 5 und unter 3000 mPas auf. Derartige Polyisocyanate sind allgemein bekannt und z.B. beschrieben in DE-A 38 29 587 oder DE-A 42 26 243.At 23 ° C, polyisocyanates generally have a viscosity of 1 to 6000 mPas, preferably above 5 and below 3000 mPas. Such polyisocyanates are well known and e.g. described in DE-A 38 29 587 or DE-A 42 26 243.
Bevorzugt handelt es sich bei den Polyisocyanaten um Polyisocyanate oderThe polyisocyanates are preferably polyisocyanates or
Polyisocyanatgemische mit ausschließlich aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen mit einer mittleren NCO-Funktionalität von 1,5 bis 5, bevorzugt 2 bis 3.Polyisocyanate mixtures with exclusively aliphatic and / or cycloaliphatic isocyanate groups with an average NCO functionality of 1.5 to 5, preferably 2 to 3.
Besonders gut geeignet sind beispielsweise "Lackpolyisocyanate" auf Basis von Hexa- methy lendiisocy anat (HDI) , 1 -Isocy anato-3 , 3 , 5-trimethyl-5 -isocy anatomethyl- cyclohexan (IPDI) und/oder Bis(isocyanatocyclohexyl)-methan und die an sich bekannten Biuret-, AUophanat-, Urethan- und/oder Isocyanuratgruppen aufweisenden Derivate dieser Diisocyanate. Es können auch Triisocyanate wie Nonantriisocyanat eingesetzt werden. Ebenfalls sehr gut geeignet sind auch sterisch gehinderteParticularly suitable are, for example, “paint polyisocyanates” based on hexamethylene diisocyanate (HDI), 1-isocyanato-3, 3, 5-trimethyl-5-isocyte anatomethylcyclohexane (IPDI) and / or bis (isocyanatocyclohexyl) - methane and the known biuret, AUophanat, urethane and / or isocyanurate groups derivatives of these diisocyanates. Triisocyanates such as nonanetriisocyanate can also be used. Sterically hindered are also very suitable
Polyisocyanate. Beispiele hierfür sind 1, 1,6,6-Tetramethyl-hexamethylendiisocyanat, 1,5-Dibutyl-penta-methyldiisocyanat, p- oder m-Tetramethylxylylendiisocyanat und die entsprechenden hydrierten Homologen. Diese Diisocyanate können ebenfalls in geeigneter Weise zu höherfunktionellen Verbindungen umgesetzt werden, beispielsweise durch Trimerisierung oder durch Umsetzung mit Wasser oderPolyisocyanates. Examples include 1, 1,6,6-tetramethyl-hexamethylene diisocyanate, 1,5-dibutyl-penta-methyl diisocyanate, p- or m-tetramethylxylylene diisocyanate and the corresponding hydrogenated homologues. These diisocyanates can also be converted in a suitable manner to give more highly functional compounds, for example by trimerization or by reaction with water or
Trimethylolpropran.Trimethylol propane.
Die Polyisocyanatvernetzer können einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden. Es handelt sich dabei um die in der Lackindustrie üblichen Polyisocyanatvernetzer, die in der Literatur umfassend beschrieben und auch als Handelsprodukte erhältlich sind. Die Komponenten A) und B) werden dabei in solchen Mengenverhältnissen eingesetzt, daß das Äquivalentverhältnis von Hydroxygruppen der Komponente A) zu Isocyanatgruppen der Komponente B) bevorzugt 4 : 1 bis 1 : 4, besonders bevorzugt 1,5 : 1 bis 1 : 1,5 beträgt.The polyisocyanate crosslinkers can be used individually or in a mixture. These are the polyisocyanate crosslinkers customary in the coatings industry, which have been extensively described in the literature and are also available as commercial products. Components A) and B) are used in proportions such that the equivalent ratio of hydroxyl groups of component A) to isocyanate groups of component B) is preferably 4: 1 to 1: 4, particularly preferably 1.5: 1 to 1: 1, 5 is.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können Pigmente und/oder Füllstoffe enthalten. Bei den Pigmenten kann es sich um färb- und/oder effektgebende Pigmente handeln. Als farbgebende Pigmente sind alle lacküblichen Pigmente organischer oder anorganischer Natur geeignet. Beispiele für anorganische oder organische farbgebende Pigmente sind Titandioxid, mikronisiertes Titandioxid, Eisenoxidpigmente, Ruß,The coating compositions according to the invention can contain pigments and / or fillers. The pigments can be color and / or effect pigments. All paint-typical pigments of organic or inorganic nature are suitable as color pigments. Examples of inorganic or organic color pigments are titanium dioxide, micronized titanium dioxide, iron oxide pigments, carbon black,
Azopigmente, Phthalocyaninpigmente, Chinacridon- oder Pyrrolopyrrolpigmente. Beispiele für effektgebende Pigmente, die jedoch für Füllerformulierungen nicht typisch sind, sind Metallpigmente, z.B. aus Aluminium, Kupfer oder anderen Metallen; Interferenzpigmente, wie z.B. metalloxidbeschichtete Metallpigmente, z.B. titandioxidbeschichtetes oder mischoxidbeschichtetes Aluminium, beschichteterAzo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone or pyrrolopyrrole pigments. Examples of effect pigments, but which are not typical for filler formulations, are metal pigments, e.g. made of aluminum, copper or other metals; Interference pigments, e.g. metal oxide coated metal pigments, e.g. Titanium dioxide coated or mixed oxide coated aluminum, coated
Glimmer, wie z.B. titandioxidbeschichteter Glimmer und Graphiteffektpigmente. Es können auch Korrosionsschutzpigmente, wie z.B. Zinkphosphat, enthalten sein.Mica, e.g. titanium dioxide coated mica and graphite effect pigments. Corrosion protection pigments, e.g. Zinc phosphate.
Ebenso können in den Beschichtungsmitteln Füllstoffe enthalten sein. Es handelt sich dabei um die üblichen in der Lackindustrie einsetzbaren Füllstoffe. Beispiele fürFillers may also be present in the coating compositions. These are the usual fillers that can be used in the paint industry. examples for
Füllstoffe sind Siliciumdioxid, Aluminiumsilikat, Bariumsulfat, Calziumcarbonat und Talkum.Fillers are silicon dioxide, aluminum silicate, barium sulfate, calcium carbonate and talc.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können weiterhin Wasser sowie geringe Mengen an organischen Lösemitteln und lackübliche Additive enthalten.The coating compositions according to the invention can furthermore contain water and small amounts of organic solvents and conventional paint additives.
Bei den in den Beschichtungsmitteln gegebenenfalls vorhandenen organischen Lösemitteln handelt es sich um übliche lacktechnische Lösemittel. Diese können aus der Herstellung der Bindemittel stammen oder werden separat zugegeben. Bevorzugt sind es wassermischbare Lösemittel. Beispiele für geeignete Lösemittel sind ein- oder mehrwertige Alkohole, z.B. Propanol, Butanol, Hexanol; Glykolether oder -ester, z.B. Diethylenglykoldialkylether, Dipropylenglykoldialkylether, jeweils mit Cl- bis C6-Alkyl, Ethoxy propanol, Butylglykol; Glykole, z.B. Ethylenglykol, Propylenglykol und deren Oligomere, N-Mefhylpyrrolidon sowie Ketone, z.B. Methylethylketon, Aceton, Cyclohexanon; aromatische oder aliphatische Kohlenwasserstoffe, z.B. Toluol, Xylol oder lineare oder verzweigte aliphatische C6-C12-Kohlenwasserstoffe. Anteilmäßig liegen die organischen Lösemittel beispielsweise maximal bis zu 15The organic solvents which may be present in the coating compositions are customary paint solvents. These can originate from the production of the binders or are added separately. They are preferably water-miscible solvents. Examples of suitable solvents are monohydric or polyhydric alcohols, for example propanol, butanol, hexanol; Glycol ether or ester, for example diethylene glycol dialkyl ether, dipropylene glycol dialkyl ether, each with Cl- bis C6 alkyl, ethoxy propanol, butyl glycol; Glycols, for example ethylene glycol, propylene glycol and their oligomers, N-methylpyrrolidone and ketones, for example methyl ethyl ketone, acetone, cyclohexanone; aromatic or aliphatic hydrocarbons, for example toluene, xylene or linear or branched aliphatic C6-C12 hydrocarbons. In proportion, the organic solvents are, for example, up to a maximum of 15
Gew.-%, bevorzugt bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Beschichtungsmittel, vor.% By weight, preferably up to 10% by weight, based on the total coating composition.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können desweiteren lackübliche Additive enthalten. Beispiele für lackübliche Additive sind Verlaufsmittel, rheologiebeeinflussende Mittel, wie hochdisperse Kieselsäure oder polymere Harnstoffverbindungen, Verdicker, wie anvernetzte Polycarbonsäure oder Polyurethane, Entschäumer, Netzmittel, Antikratermittel und Härtungsbeschleuniger. Die Additive werden in üblichen, dem Fachmann bekannten Mengen eingesetzt.The coating compositions according to the invention can furthermore contain customary paint additives. Examples of customary paint additives are leveling agents, rheology-influencing agents, such as highly disperse silica or polymeric urea compounds, thickeners, such as crosslinked polycarboxylic acid or polyurethanes, defoamers, wetting agents, anti-cratering agents and hardening accelerators. The additives are used in customary amounts known to the person skilled in the art.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können in üblicher Weise hergestellt werden. So können beispielsweise die Pigmente und/oder Füllstoffe in der Polyurethankomponente (Komponente A) dispergiert werden. Es ist jedoch auch möglich, die Dispergierung mit einem zusätzlichen Netzharz durchzuführen. Da es sich um zweikomponentige Beschichtungsmittel (2K Beschichtungsmittel) handelt, müssen die miteinander reaktiven Bindemittelkomponenten A) und B) getrennt gelagert werden und können erst kurz vor der Applikation miteinander vermischt werden.The coating compositions of the invention can be produced in a conventional manner. For example, the pigments and / or fillers can be dispersed in the polyurethane component (component A). However, it is also possible to carry out the dispersion with an additional network resin. Since it is a two-component coating agent (two-component coating agent), the mutually reactive binder components A) and B) must be stored separately and can only be mixed with one another shortly before application.
Generell kann vor der Applikation bei Bedarf mit Wasser oder organischenGenerally, water or organic can be used before application
Lösemitteln noch auf Spritzviskosität eingestellt werden.Solvents are still adjusted to spray viscosity.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel sind besonders geeignet zur Herstellung von Füller- und/oder Grundierungsschichten eines lufttrocknenden oder forciert trocknenden, z.B. bis 80°C, bevorzugt bis 60°C trocknenden, Mehrschichtüberzuges.The coating compositions according to the invention are particularly suitable for producing filler and / or primer layers of an air-drying or forced-drying, e.g. up to 80 ° C, preferably up to 60 ° C drying, multi-layer coating.
Sie können jedoch auch bei höheren Temperaturen von z.B. 80 bis 140°C gehärtet werden. Die Erfindung betrifft daher auch die Verwendung der Beschichtungsmittel zur Herstellung von Mehrschichtüberzügen, wobei insbesondere die Füller- und/oder Grundierungsschichten von Mehrschichtüberzügen durch die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel erstellt werden.However, they can also be hardened at higher temperatures of, for example, 80 to 140 ° C. The invention therefore also relates to the use of the coating compositions for the production of multilayer coatings, in particular the filler and / or primer layers of multilayer coatings being created by the coating compositions according to the invention.
Bevorzugtes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel ist die Fahrzeug- und Fahrzeugteilelackierung. Die Beschichtungsmittel sind, je nach Härtungsbedingungen, sowohl für die Fahrzeugreparaturlackierung (Härtungstemperaturen von beispielsweise 20 bis 80°C) als auch dieThe preferred area of application of the coating compositions according to the invention is vehicle and vehicle parts painting. Depending on the curing conditions, the coating agents are both for vehicle refinishing (curing temperatures of, for example, 20 to 80 ° C.) and for
Fahrzeugserienlackierung (Härtungstemperaturen von beispielsweise 100 bis 140°C) anwendbar. Andere industrielle Anwendungen sind jedoch auch möglich.Vehicle series painting (curing temperatures of, for example, 100 to 140 ° C) applicable. However, other industrial applications are also possible.
Die Applikation der Beschichtungsmittel erfolgt nach üblichen Methoden, bevorzugt mittels Spritzapplikation.The coating compositions are applied by customary methods, preferably by spray application.
Als Substrate sind Metall- und Kunststoff Substrate, insbesondere die in der Automobil industrie bekannten Substrate, geeignet, wie z.B. Eisen, Zink, Aluminium, Magnesium, Edelstahl oder deren Legierungen, sowie Polyurethane, Polycarbonate oder Polyolefine. Die Füllerschichten können auf gegebenenfalls vorbehandelteSuitable substrates are metal and plastic substrates, in particular the substrates known in the automotive industry, such as Iron, zinc, aluminum, magnesium, stainless steel or their alloys, as well as polyurethanes, polycarbonates or polyolefins. The filler layers can optionally be pretreated
Substrate als solche oder auf übliche Grundierungen aufgebracht werden. Sie haften gut auf den verschiedensten Untergründen wie z.B. blankes Stahlblech, geschliffen, Polyvinyibutyralprimer, 2K-Epoxid-Grundierungen, angeschliffenen Werks- oder Altlackierungen. Nach dem Trocknen und gegebenenfalls Schleifen können die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel problemlos mit üblichen Decklacken überlackiert werden. Dabei kann es sich um Einschichtdecklacke, z.B. auf 2K- Acrylat/Polyisocyanat-Basis oder um übliche Basecoat/Clearcoat- Aufbauten handeln. Es kann mit lösemittelbasierenden oder wasserbasierenden Beschichtungsmitteln überlackiert werden. Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel können beipielsweise über längere Zeit, z.B. innerhalb von 18 Stunden (über Nacht), beiSubstrates are applied as such or on conventional primers. They adhere well to a wide variety of substrates such as bright steel sheet, sanded, polyvinyibutyral primer, 2K epoxy primers, sanded factory or old paintwork. After drying and optionally grinding, the coating compositions according to the invention can be overcoated with conventional top coats without any problems. These can be single-layer topcoats, e.g. act on 2K acrylate / polyisocyanate basis or conventional basecoat / clearcoat structures. It can be painted over with solvent-based or water-based coating agents. The coating compositions according to the invention can, for example, be used over a long period, e.g. within 18 hours (overnight) at
Raumtemperatur getrocknet werden. Sie können jedoch auch, gegebenenfalls nach einer Ablüftzeit von etwa 10 bis 30 Minuten, einer Trocknung bei höheren Temperaturen, beispielsweise während 20 bis 50 Minuten bei z.B. 40 bis 60 °C, unterzogen werden.Dried at room temperature. However, you can also, if necessary after a flash-off time of about 10 to 30 minutes, dry at higher temperatures Temperatures, for example for 20 to 50 minutes at 40 to 60 ° C, for example.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel zeigen ausreichende Verarbeitungszeiten von mindestens 120 Minuten. Die Beschichtungsmittel können insbesondere alsThe coating compositions of the invention have sufficient processing times of at least 120 minutes. The coating compositions can in particular as
Füllerbeschichtungsmittel ohne Blasenbildung in Schichtdicken bis zu 140 μm problemlos appiiziert werden. Nach dem Härtungsprozeß erhält man homogen beschichtete Substrate mit glatten störungsfreien Oberflächen. Die Überzüge zeigen keine Nadelstiche. Schon nach kurzer Trockenzeit sind die Überzüge problemlos naß und trocken schleifbar. Insbesondere ist die gute Trockenschleifbarkeit im Vergleich zu bekannten Bindemittelsystemen hervorzuheben. Es erfolgt kein rasches Zusetzen des Schleifpapiers.Filler coating agents can be applied in layers up to 140 μm without bubbles. After the curing process, homogeneously coated substrates with smooth, trouble-free surfaces are obtained. The covers show no pinpricks. After a short drying time, the covers can be sanded wet and dry without any problems. In particular, the good dry sandability in comparison to known binder systems is to be emphasized. There is no rapid clogging of the sanding paper.
Beim Überlackieren mit üblichen Decklacken wird mit den erfindungsgemäßen Füllerbeschichtungsmitteln ein sehr guter Decklackstand erreicht.When overpainting with conventional topcoats, a very good topcoat level is achieved with the filler coating compositions according to the invention.
Die Erfindung soll an den folgenden Beispielen näher erläutert werden.The invention is illustrated by the following examples.
1. Beispiel1st example
Herstellung von PolyurethanharnstoffdispersionenProduction of polyurethane urea dispersions
In einem 21-Kolben mit Rührer und Thermometer werden jeweils Position 1-3 eingewogen, unter Schutzgas auf 80 °C geheizt und solange gehalten, bis die Dimethylolpropionsäure vollständig gelöst ist. Es wird auf 50°C gekühlt, Position 4 zugegeben und wieder auf 80°C geheizt. Der Ansatz wird solange bei 80 °C gehalten, bis die Isocy anatzahl (bezogen auf Lösung) 4,2 bis 4,5 % beträgt. Dann wird auf ca. 40 °C gekühlt und Position 5 und 6 werden gemeinsam zugegeben (exothermePositions 1-3 are weighed into a 21-flask with stirrer and thermometer, heated to 80 ° C under protective gas and held until the dimethylolpropionic acid is completely dissolved. It is cooled to 50 ° C., position 4 is added and the mixture is heated again to 80 ° C. The batch is kept at 80 ° C. until the isocyanate number (based on solution) is 4.2 to 4.5%. Then it is cooled to approx. 40 ° C and positions 5 and 6 are added together (exothermic
Reaktion). Nach einer Stunde bei 80°C ist die Isocyanatzahl kleiner 0, 1 % . Dann wird Position 7 bei 80 °C zugegeben. Nach 15 Minuten wird mit Position 8 verdünnt, auf einen Festkörpergehalt von ca. 35 % eingestellt und eine Stunde bei 50°C homogen gerührt. Im folgenden sind die Positionen 1 bis 8 für 2 Polyurethandispersionen angegeben. Gew.-T. sind Gewichtsteile.Reaction). After an hour at 80 ° C, the isocyanate number is less than 0.1%. Then position 7 is added at 80 ° C. After 15 minutes, the mixture is diluted with position 8, adjusted to a solids content of approx. 35% and stirred homogeneously at 50 ° C. for one hour. Positions 1 to 8 for two polyurethane dispersions are given below. Wt. are parts by weight.
VE- Wasser: durch Destillation oder mit Hilfe von Ionenaustauschern hergestelltes vollentsalztes oder entionisiertes Wasser.Demineralized water: Deionized or deionized water produced by distillation or with the help of ion exchangers.
Polvurethandispersion 1 :Polyurethane dispersion 1:
1. 16,16 Gew.-T. handelsübliches Polytetrahydrofuran mit OHZ 115 mg KOH/g1. 16.16 parts by weight commercial polytetrahydrofuran with OHZ 115 mg KOH / g
2. 2, 11 Gew.-T. Dimethylolpropionsäure 3. 5,85 Gew.-T. N-Methylpyrrolidon2.2, 11 parts by weight Dimethylolpropionic acid 3. 5.85 parts by weight N-methylpyrrolidone
4. 11 ,10 Gew.-T Isophorondiisocyanat4. 11, 10 parts by weight of isophorone diisocyanate
5. 3,70 Gew.-T. Diethanolamin5. 3.70 parts by weight Diethanolamine
6. 3,70 Gew.-T. Butoxyethanol6. 3.70 parts by weight Butoxyethanol
7. 2,02 Gew.-T. einer 1 : 1 -Mischung aus Dimethylethanolamin und VE- Wasser7. 2.02 parts by weight a 1: 1 mixture of dimethylethanolamine and demineralized water
8. 55,36 Gew.-T. VE-Wasser8. 55.36 parts by weight. VE water
Endwerte:Final values:
Festkörper (30 min, 150°C): 35,1 % in N-Methylpyrrolidon/Butoxyethanol/VE- WasserSolids (30 min, 150 ° C): 35.1% in N-methylpyrrolidone / butoxyethanol / demineralized water
Säurezahl: 25,9Acid number: 25.9
MEQ(Amin): 34,4 (Milliäquivalente Amin bezogen auf 100 g Festharz)MEQ (amine): 34.4 (milliequivalents of amine based on 100 g solid resin)
Neutralisationsgrad: 74,5 %Degree of neutralization: 74.5%
OH-Zahl: 120 Viskosität (gemessen bei 25 °C mit einem Rotationsmeßgerät bei einemOH number: 120 viscosity (measured at 25 ° C with a rotary measuring device at a
Geschwindigkeitsgefälle von 231 s"1): 1,168 PasSpeed gradient of 231 s "1 ): 1.168 Pas
Harnstoffgruppengehalt: 100 mmol in 100 g FestharzUrea group content: 100 mmol in 100 g solid resin
Urethangruppengehalt: 185 mmol in 100 g FestharzUrethane group content: 185 mmol in 100 g solid resin
Polvurethandispersion 2:Polyurethane dispersion 2:
1. 15,84 Gew.-T. handelsübliches Polycarbonatdiol mit OHZ 115 mg KOH/g1. 15.84 parts by weight commercial polycarbonate diol with OHZ 115 mg KOH / g
2. 2, 14 Gew.-T. Dimethylolpropionsäure 3. 5,74 Gew.-T. N-Methylpyrrolidon2. 2, 14 parts by weight Dimethylol propionic acid 3. 5.74 parts by weight N-methylpyrrolidone
4. 10,97 Gew.-T Isophorondiisocyanat4. 10.97 parts by weight of isophorone diisocyanate
5. 3,62 Gew.-T. Diefhanolamin5. 3.62 parts by weight. Diefhanolamine
6. 2,45 Gew.-T. Polypropylenglykol mit Molmasse 900 7. 2,18 Gew.-T. einer l :l-Mischung aus Dimethylethanolamin und VE- Wasser6. 2.45 parts by weight Polypropylene glycol with molecular weight 900 7. 2.18 parts by weight. a 1: 1 mixture of dimethylethanolamine and demineralized water
8. 57,06 Gew.-T. VE-Wasser8. 57.06 parts by weight VE water
End werte:Final values:
Festkörper (30 min, 150°C): 35 % in N-Methylpyrrolidon/Butoxyethanol/VE-Wasser Säurezahl: 26Solids (30 min, 150 ° C): 35% in N-methylpyrrolidone / butoxyethanol / demineralized water Acid number: 26
MEQ(Amin): 34,4MEQ (amine): 34.4
Neutralisationsgrad: 74 %Degree of neutralization: 74%
OH-Zahl: 120OH number: 120
Viskosität (gemessen bei 25 °C mit einem Rotationsmeßgerät bei einem Geschwindigkeitsgefälle von 231 s"1): 1,090 PasViscosity (measured at 25 ° C with a rotation measuring device at a speed gradient of 231 s "1 ): 1.090 Pas
Harnstoff gruppengehalt: 99 mmol in 100 g FestharzUrea group content: 99 mmol in 100 g solid resin
Urethangruppengehalt: 183 mmol in 100 g FestharzUrethane group content: 183 mmol in 100 g solid resin
2. Beispiel Herstellung von Füllerbeschichtungsmitteln2. Example production of filler coatings
Aus den folgenden Bestandteilen wurden in üblicher Weise durch Vermischen und Dispergieren Füller hergestellt:Filler was prepared in the usual way from the following ingredients by mixing and dispersing:
Füller 1:Filler 1:
31,0 Gew.-% einer Polyurethandispersion aus Beispiel 1 13,6 Gew.-% vollentsalztes Wasser31.0% by weight of a polyurethane dispersion from Example 1 13.6% by weight of fully demineralized water
0,1 Gew.-% Dimethylethanolamin 0,8 Gew.-% eines handelsüblichen Dispergiermittels0.1% by weight of dimethylethanolamine 0.8% by weight of a commercially available dispersant
0,1 Gew.-% eines handelsüblichen Antikorrosionsmittels (Inhibitor Ll)0.1% by weight of a commercially available anti-corrosion agent (inhibitor Ll)
0,7 Gew.-% pyrogenes Siliziumdioxid 0,7 Gew.- Eisenoxidgelb0.7% by weight of fumed silica 0.7% by weight iron oxide yellow
4,0 Gew.-% Quarzmehl 14,8 Gew.-% Kaolin 16,4 Gew.-% Titandioxid 17,8 Gew.-% Schwerspat4.0% by weight quartz flour 14.8% by weight kaolin 16.4% by weight titanium dioxide 17.8% by weight heavy spar
Füller 2:Filler 2:
Die Bestandteile entsprechen denen aus Füller 1 mit dem Unterschied, daß als Bindemittelkomponente 31 Gew.-% der Polyurethandispersion 2 eingesetzt wurden.The components correspond to those from filler 1 with the difference that 31% by weight of the polyurethane dispersion 2 were used as the binder component.
Kurz vor der Applikation wurde ein handelüblicher Polyisocyanatvernetzer auf Basis HDI-Trimer in einer solchen Menge zugesetzt, daß das Äquivalentverhältnis von Hydroxylgruppen des Polyurethanharzes zu Isocyanatgruppen des Vernetzers 1 : 1 betrug.Shortly before the application, a commercially available polyisocyanate crosslinker based on HDI trimer was added in such an amount that the equivalent ratio of hydroxyl groups of the polyurethane resin to isocyanate groups of the crosslinker was 1: 1.
Die so erhaltenen Füllerbeschichtungsmittel wurden auf mit üblichen Grundierungen vorbeschichtete Metallsubstrate in einer resultierenden Trockenschichtdicke von ca. 60 μm appliziert. Die Härtung erfolgte 30 Minuten bei 60 °C. Die Beschichtungen ließen sich sehr gut trocken schleifen. Anschließend wurde mit einem pigmentierten lösemittelbasierenden 2K-Decklack (Basis Polyhydroxyacrylatharz/Polyisocyanat) überlackiert und 30 Minuten bei 60CC gehärtet.The filler coating compositions thus obtained were applied to metal substrates precoated with customary primers in a resulting dry layer thickness of approximately 60 μm. Curing took place at 60 ° C for 30 minutes. The coatings could be sanded dry very well. It was then overpainted with a pigmented, solvent-based two-pack topcoat (based on polyhydroxyacrylate resin / polyisocyanate) and cured at 60 ° C. for 30 minutes.
Der Mehrschichtaufbau zeigte jeweils einen sehr guten Decklackstand. The multilayer structure showed a very good topcoat level.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Wäßriges Zweikomponentenbeschichtungsmittel, enthaltend1. Aqueous two-component coating composition containing
A) ein oder mehrere wasserverdünnbare hydroxyfunktionelleA) one or more water-dilutable hydroxy functional
Polyurethanharnstoffharze mit einem Harnstoffgruppengehalt (berechnet als -NHCONH-) von 10 bis 300 mmol in 100 g Festharz, einemPolyurethane urea resins with a urea group content (calculated as -NHCONH-) of 10 to 300 mmol in 100 g solid resin, one
Urethangruppengehalt (berechnet als -NHCOO-) von 20 bis 300 mmol in 100 g Festharz, einer OH-Zahl von 20 bis 250 und einer zahlenmittleren Molmasse Mn von 1000 bis 20000 g/mol, welche erhältlich sind durchUrethane group content (calculated as -NHCOO-) of 20 to 300 mmol in 100 g of solid resin, an OH number of 20 to 250 and a number-average molar mass Mn of 1000 to 20,000 g / mol, which are obtainable from
I) Herstellung eines NCO-Gruppen enthaltenden Polyurethanprepolymeren durch UmsetzungI) Preparation of a polyurethane prepolymer containing NCO groups by reaction
al) eines oder mehrerer hydroxyfunktioneller Verbindungen mit einer zahlenmittleren Molmasse Mn von 360 bis 8000 g/mol, mital) one or more hydroxy-functional compounds with a number-average molar mass Mn of 360 to 8000 g / mol, with
a2) einem oder mehreren Polyisocyanaten unda2) one or more polyisocyanates and
a3) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer mit Isocyanat reaktiven Gruppe und mindestens einer ionischen oder zur Ionenbildung befähigten Gruppe,a3) at least one compound with at least one isocyanate-reactive group and at least one ionic group or one capable of ion formation,
II) nachfolgende Umsetzung des NCO-Gruppen enthaltenden Polyurethanprepolymeren mitII) Subsequent reaction of the polyurethane prepolymer containing NCO groups with
a4) einem oder mehreren hydroxyfunktionellen Monoaminen sowie gegebenenfalls mit einem oder mehreren Polyolen, in solchen Mengenverhältnissen, daß das resultierende Polyurethan gewünschte Hydroxylzahlen sowie Harnstoff- und Urethangruppenanteile aufweist,a4) one or more hydroxy-functional monoamines and optionally with one or more polyols, in such Proportions that the resulting polyurethane has the desired hydroxyl numbers and urea and urethane groups,
III) zumindest teilweise Neutralisation der ionischen Gruppen bzw. der in ionische Gruppen überführbaren Gruppen des erhaltenen Polyurethans vor oder nach der Umsetzung in Stufe II und Überführung des erhaltenen Umsetzungsproduktes in die wäßrige Phase,III) at least partially neutralizing the ionic groups or the groups of the polyurethane obtained which can be converted into ionic groups before or after the reaction in stage II and transfer of the reaction product obtained into the aqueous phase,
B) ein oder mehrere Polyisocyanate sowieB) one or more polyisocyanates and
gegebenenfalls Pigmente, Füllstoffe, Wasser, organische Lösemittel und/ oder lackübliche Additive.optionally pigments, fillers, water, organic solvents and / or additives customary in paint.
2. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente A) ein oder mehrere wasserverdünnbare hydroxyfunktionelle2. Coating composition according to claim 1, characterized in that as component A) one or more water-dilutable hydroxy functional
Polyurethanharnstoffharze mit einem Harnstoffgruppengehalt (berechnet als -NHCONH-) von 20 bis 250 mmol in 100 g Festharz, einem Urethangruppengehalt (berechnet als -NHCOO-) von 80 bis 250 mmol in 100 g Festharz, einer Säurezahl von 15 bis 80, einer OH-Zahl von 40 bis 200 und einer zahlenmittleren Molmasse Mn von 1500 bis 15000 g/mol enthalten sind.Polyurethane urea resins with a urea group content (calculated as -NHCONH-) from 20 to 250 mmol in 100 g solid resin, a urethane group content (calculated as -NHCOO-) from 80 to 250 mmol in 100 g solid resin, an acid number from 15 to 80, an OH- Number from 40 to 200 and a number average molecular weight Mn from 1500 to 15000 g / mol are included.
3. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Komponente al) um hydroxyfunktionelle lineare oder verzweigte Verbindungen mit einer OH-Funktionalität von 2 bis 3, einer OH-Zahl von 50 bis 250 und einer zahlenmittleren Molmasse Mn von 300 bis 8000 g/mol handelt.3. Coating composition according to claim 1 or 2, characterized in that component al) is a hydroxy-functional linear or branched compound with an OH functionality of 2 to 3, an OH number of 50 to 250 and a number-average molar mass Mn of 300 to 8000 g / mol.
4. Beschichtungsmittel nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente al) Polyesterpolyole, Polycarbonatpolyole, Polyetherpolyole, Polylactonpolyole und/oder Poly(meth)acrylatpolyole eingesetzt werden.4. Coating composition according to claim 1, 2 or 3, characterized in that as component al) polyester polyols, polycarbonate polyols, polyether polyols, polylactone polyols and / or poly (meth) acrylate polyols are used.
5. Verfahren zur Herstellung eines Beschichtungsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein wasserverdünnbares hydroxyfunktionelles Polyurethanharnstoffharz mit einem Harnstoffgruppengehalt (berechnet als -NHCONH-) von 10 bis 300 mmol in 100 g Festharz, einem Urethangruppengehalt (berechnet als -NHCOO-) von 20 bis 30 mmol in 100 g Festharz, einer OH-Zahl von 20 bis 250 und einer zahlenmittleren Molmasse Mn von 1000 bis 20000 g/mol, hergestellt durch5. A method for producing a coating composition according to one of the Claims 1 to 4, characterized in that a water-dilutable hydroxy-functional polyurethane urea resin with a urea group content (calculated as -NHCONH-) of 10 to 300 mmol in 100 g solid resin, a urethane group content (calculated as -NHCOO-) of 20 to 30 mmol in 100 g solid resin, an OH number of 20 to 250 and a number-average molar mass Mn of 1000 to 20,000 g / mol, produced by
I) Bereitung eines NCO-Gruppen enthaltenden Polyurethanprepolymeren durch UmsetzungI) Preparation of a polyurethane prepolymer containing NCO groups by reaction
al) einer oder mehrerer hydroxyfunktioneller Verbindungen mit einer zahlenmittleren Molmasse Mn von 360 bis 8000 g/molal) one or more hydroxy-functional compounds with a number-average molar mass Mn of 360 to 8000 g / mol
a2) einem oder mehreren Polyisocyanaten unda2) one or more polyisocyanates and
a3) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer mit Isocyanat reaktiven Gruppe und mindestens einer ionischen oder zur Ionenbildung befähigten Gruppe,a3) at least one compound with at least one isocyanate-reactive group and at least one ionic group or one capable of ion formation,
II) nachfolgende Umsetzung des NCO-Gruppen enthaltendenII) subsequent reaction of the NCO group-containing
Polyurethanprepolymeren mitPolyurethane prepolymers with
a4) einem oder mehreren hydroxyfunktionellen Monoaminen sowie gegebenenfalls mit einem oder mehreren Polyolen, in solchen Mengenverhältnissen, daß das resultierende Polyurethan die gewünschten Hydroxylzahlen sowie Harnstoff- und Urethangruppenanteile aufweist,a4) one or more hydroxy-functional monoamines and optionally with one or more polyols, in proportions such that the resulting polyurethane has the desired hydroxyl numbers and urea and urethane group proportions,
III) zumindest teilweise Neutralisation der ionischen Gruppen bzw. der in ionische Gruppen überführbaren Gruppen des erhaltenen Polyurethans vor oder nach der Umsetzung in Stufe II und Überführung des erhaltenen Umsetzungsproduktes in die wäßrige Phase und das so erhaltene Polyurethanharz mit einem oder mehreren Pigmenten, Füllstoffen, Wasser, organischem Lösemittel und/oder lacküblichen Additiven sowie vor der Anwendung mit einem oder mehreren Polyisocyanaten mit freien Isocyanatgruppen vermischt.III) at least partially neutralizing the ionic groups or the groups of the polyurethane obtained which can be converted into ionic groups before or after the reaction in stage II and transfer of the reaction product obtained into the aqueous phase and the polyurethane resin thus obtained is mixed with one or more pigments, fillers, water, organic solvent and / or additives customary in lacquer and, before use, with one or more polyisocyanates with free isocyanate groups.
6. Verfahren zur Mehrschichtlackierung von Substraten, insbesondere von Fahrzeugen oder deren Teilen, durch Auftrag einer Füllerschicht auf ein gegebenenfalls grundiertes Substrat und anschließende Überlackierung mit einer Decklackschicht oder einer Kombination aus Basislack- und Klarlackschicht, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der6. A process for the multi-layer coating of substrates, in particular of vehicles or their parts, by applying a filler layer to an optionally primed substrate and then overpainting with a top coat layer or a combination of basecoat and clear coat, characterized in that the preparation of the
Füllerschicht ein Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufträgt.Filler layer applies a coating agent according to any one of claims 1 to 4.
7. Verwendung der Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Füllerschichten bei der Mehrschichtlackierung.7. Use of the coating compositions according to one of claims 1 to 4 for the production of filler layers in multi-layer coating.
8. Verwendung der Beschichtungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 bei der Lackierung von Fahrzeugen und Fahrzeugteilen.8. Use of the coating agent according to one of claims 1 to 4 in the painting of vehicles and vehicle parts.
9. Mit einer Mehrschichtlackierung versehenes Substrat, enthaltend eine9. A substrate provided with a multi-layer coating, containing one
Füllerschicht aus einem Beschichtungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4. Filler layer made of a coating agent according to one of claims 1 to 4.
EP99948851A 1998-10-26 1999-09-24 Aqueous coating agent consisting of two constituents and use thereof in multi-layer enamels Withdrawn EP1149137A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998149208 DE19849208C2 (en) 1998-10-26 1998-10-26 Aqueous two-component coating agent and its use in multi-layer painting
DE19849208 1998-10-26
PCT/EP1999/007109 WO2000024835A1 (en) 1998-10-26 1999-09-24 Aqueous coating agent consisting of two constituents and use thereof in multi-layer enamels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1149137A1 true EP1149137A1 (en) 2001-10-31

Family

ID=7885607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99948851A Withdrawn EP1149137A1 (en) 1998-10-26 1999-09-24 Aqueous coating agent consisting of two constituents and use thereof in multi-layer enamels

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1149137A1 (en)
DE (1) DE19849208C2 (en)
WO (1) WO2000024835A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10214027B4 (en) * 2002-03-27 2004-09-30 Ppg Industries Lacke Gmbh Water-dilutable crosslinker
DE10214028B4 (en) 2002-03-27 2004-09-30 Ppg Industries Lacke Gmbh Functionalized polyurethane
JP2005144403A (en) * 2003-11-19 2005-06-09 Honda Motor Co Ltd Parts for motorcycle
DE102004060139A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-29 Bayer Materialscience Ag Solid-rich polyurethane-polyurea dispersions
US9499718B2 (en) * 2013-03-21 2016-11-22 Axalta Coating Systems Ip Co., Llc Process for the production of an OEM base coat/clear top coat multi-layer coating
PT3464487T (en) * 2016-05-31 2020-06-02 Akzo Nobel Coatings Int Bv Two-component putty, method for coating a substrate with such putty, substrates coated with such putty and use for such putty for improving erosion resistance

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3545618A1 (en) * 1985-12-21 1987-06-25 Basf Lacke & Farben WATER-DISCOVERABLE COATING AGENT FOR PRODUCING THE BASE LAYER OF A MULTILAYER COATING
DE3936794A1 (en) * 1989-11-04 1991-05-08 Bayer Ag AQUEOUS COATING AGENT AND THE USE OF WATER-DISPERSIBLE POLYURETHANE POLYARUANS AS BINDERS
US5589228A (en) * 1990-02-26 1996-12-31 Basf Lacke + Farben, Ag Process for coating vehicle bodies and aqueous coating
EP0469389B1 (en) * 1990-07-30 1994-04-27 Miles Inc. Two-component aqueous polyurethane dispersions
DE4438504A1 (en) * 1994-10-28 1996-05-02 Basf Lacke & Farben Coating layer formulation for use in aqueous multi-layer coating systems
DE19653585A1 (en) * 1996-12-20 1998-06-25 Bayer Ag Co-solvent-free, aqueous, anionic polyurethane dispersions, a process for their preparation and use

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0024835A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19849208A1 (en) 2000-04-27
WO2000024835A1 (en) 2000-05-04
DE19849208C2 (en) 2001-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0703935B1 (en) Use of aqueous coatings, containing an aqueous dispersion of polyurethanes containing siloxane bridges
EP0355682B1 (en) Use of polyurethane resins in aqueous filler compositions
EP1042417B1 (en) Pigment paste, paste resin, coating agents and the use thereof
DE4344063C1 (en) Aqueous binder dispersion for physically drying coating compositions and their use
EP0634431B1 (en) Aqueous dispersion of polyurethane resins, process for their preparation, coating compositions containing them and their use
EP0436941B1 (en) Aqueous coating composition, its preparation and utilization
EP0512524B1 (en) Physically drying water-borne coatings, their preparation and their use
EP0654052B1 (en) Polyol and polyisocyanate-based water-dilutable coating agent, process for preparing the same and its use
DE4228510A1 (en) Aqueous polyurethane resin dispersion, process for their preparation and their use in aqueous coating compositions
DE19643802A1 (en) Aqueous binder dispersion for physically drying coating compositions and their use
DE3936794A1 (en) AQUEOUS COATING AGENT AND THE USE OF WATER-DISPERSIBLE POLYURETHANE POLYARUANS AS BINDERS
EP0814105A2 (en) Aqueous dispersion of silane functional polyurethane resins, coating therefrom and its use
DE4339085C1 (en) Physically drying water-based coating compositions and their use
EP1159323A1 (en) Polyurethane and its use in aqueous painting plastic
DE4115042A1 (en) PHYSICAL DRYING COATING AGENT ON AN AQUEOUS BASE AND ITS USE
EP1311571B1 (en) Aqueous dispersions of pyrazole blocked polyisocyanates and coatings prepared therefrom
EP1042383B1 (en) Water-dilutable binding agent composition
DE19849208C2 (en) Aqueous two-component coating agent and its use in multi-layer painting

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20010406

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Withdrawal date: 20020321