EP1200203A2 - Coloring and/or effect-creating multilayer enamel coating, method for the production thereof and its use - Google Patents

Coloring and/or effect-creating multilayer enamel coating, method for the production thereof and its use

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EP1200203A2
EP1200203A2 EP00945806A EP00945806A EP1200203A2 EP 1200203 A2 EP1200203 A2 EP 1200203A2 EP 00945806 A EP00945806 A EP 00945806A EP 00945806 A EP00945806 A EP 00945806A EP 1200203 A2 EP1200203 A2 EP 1200203A2
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EP
European Patent Office
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layer
coating
radicals
basecoat
filler
Prior art date
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EP00945806A
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EP1200203B1 (en
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Wolfgang Bremser
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BASF Coatings GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a new color and / or effect multi-layer coating for a primed or unprimed substrate. Furthermore, the present invention relates to a new method for producing a color and / or effect multilayer coating on a primed or unprimed substrate. Last but not least, the present invention relates to the use of the new color and / or effect multi-layer coating and the new process for its production in automotive initial and repair painting, industrial painting, including container coating and coil coating, and furniture painting.
  • Color and / or effect multicoat paint systems for primed or unprimed substrates are known. They usually contain a filler layer that absorbs mechanical energy and a color and / or effect coating. In another variant, they contain a filler layer, a color and / or effect base coat and a clear coat.
  • a multi-layer coating is also frequently used for the coating of plastics, which contains a color and / or effect-imparting base coating and a clear coating. Multilayer coatings of this type are frequently produced by the wet-on-wet process, in which in particular the basecoat film is merely dried but not cured before the clearcoat film is applied, and the basecoat film and the clearcoat film are cured together.
  • binders In the coating materials used to produce known multi-layer paint and / or effect coatings, components are often used which are produced by radical polymerization of olefinically unsaturated monomers. These ingredients are also called binders designated. In the majority of cases, the binders of the type mentioned are acrylate copolymers.
  • Acrylate copolymers can be prepared in bulk, solution or emulsion by generally known polymerization processes. Polymerization processes for the preparation of acrylate copolymers, in particular polyacrylate resins, are generally known and have been described many times (see, for example: Houben Weyl, Methods of Organic Chemistry, 4th Edition, Volume 14/1, pages 24 to 255 (1961)).
  • Reactors for the copolymerization processes are the customary and known stirred kettles, stirred kettle cascades, tubular reactors, loop reactors or Taylor reactors, as described, for example, in the patents DE-B-1 071 241 or EP-A-0 498 583 or in the article by K. Kataoka in Chemical Engineering Science, Volume 50, No. 9, 1995, pages 1409 to 1416.
  • the radical polymerization used to prepare the acrylate copolymers is often very exothermic and difficult to control. For the implementation, this means that high concentrations of monomers and / or the so-called batch procedure, in which the entire amount of the monomers is placed in an aqueous medium, emulsified and then polymerized, must be avoided.
  • the targeted adjustment of defined molecular weights, molecular weight distributions and other properties often causes difficulties.
  • the targeted setting of a certain property profile of the acrylate copolymers is of great importance for their use as binders in coating materials, since this can directly influence the application properties profile of the coating materials.
  • the object of the present invention is to provide new color and / or effect multilayer coatings and new processes for their production in which at least one layer of the color and / or effect multilayer coating is produced from a coating material which can be used in a simple manner as its respective Filler, basecoat and / or Clear varnish can be adjusted.
  • This is to be accomplished in a simple manner by specifically adjusting the property profile of the coating materials, in particular through the use of chemically structured polymers which can be obtained by radical polymerization.
  • the resulting new color and / or effect multi-layer coatings should no longer have the disadvantages of the prior art, but should have an excellent optical quality, interlayer adhesion and condensation resistance and should not show any mud cracking, flow problems or surface structures.
  • These chemically structured polymers should also be usable as rubbing resins, which advantageously allow pigment pastes to be mixed in particularly well for the fillers, basecoats and clearcoats used to produce the new color and / or effect multicoat paint systems.
  • BL and KL of the multilayer coating ML contains superimposed, with at least one layer FL and / or DL or BL and / or KL or FL, BL and / or KL, preferably at least two layers FL, BL and / or KL or all layers FL and DL or BL and KL or FL , BL and KL of the multilayer coating ML has been or are made from a coating material which contains at least one constituent (A) which is obtained by radical polymerization of
  • radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent hydrogen atoms or substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals with the proviso that at least two of the variables R 1 , R 2 , R 3 and R 4 stand for substituted or unsubstituted aryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, in particular substituted or unsubstituted aryl radicals; can be produced in an aqueous medium.
  • multilayer coating ML the new coloring and / or effect multilayer coating ML for a primed or unprimed substrate.
  • At least one of the coating materials used in each case contains at least one constituent (A) which is obtained by radical polymerization of
  • radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent hydrogen atoms or substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals with the proviso that at least two of the variables R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted
  • the new process for producing a color and / or effect multilayer coating ML on a primed or unprimed substrate is referred to below as the “process according to the invention”.
  • the complex task on which the present invention was based could be achieved with the aid of the method according to the invention and the multilayer lacquers ML according to the invention. It was particularly surprising that the multilayer coatings ML according to the invention have excellent optical quality, interlayer adhesion and condensation resistance and no longer show any crack formation (mud cracking), flow problems or surface structures. Even more surprising was the fact that the use of thixotropic agents or rheology aids in basecoats resulted in the production of pearlescent effects and / or dichroic effects, can be largely or possibly completely dispensed with.
  • At least one layer of the multilayer coating ML according to the invention is produced from a coating material which contains a constituent (A). According to the invention, it is advantageous if at least two layers, in particular all layers, of the multilayer coating ML according to the invention are produced from such coating materials.
  • component (A) is produced by controlled free-radical polymerization of at least one olefinically unsaturated monomer (a) and at least one olefinically unsaturated monomer (b), which is different from the monomer (a).
  • al) essentially acid group-free (meth) acrylic esters such as (meth) acrylic or alkyl cycloalkyl esters with up to 20 carbon atoms in the alkyl radical, in particular methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl -, hexyl, ethylhexyl, stearyl and
  • Molecular weight Mn of preferably 550 or other ethoxylated and / or propoxylated hydroxyl group-free (meth) acrylic acid derivatives can be used in minor amounts of higher functional (meth) acrylic acid alkyl or cycloalkyl esters such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, Dipropylene glycol, butylene glycol, pentane-1, 5-diol, hexane, 1,6-diol, octahydro-4,7-methano-1H-indene-dimethanol or cyclohexane-1,2-, 1,3 - or -l, 4-diol-di (meth) acrylate; Trimethylolpropane di or tri (meth) acrylate; or pentaerythritol di-, tri- or tetra (meth) acrylate.
  • minor amounts of higher-functional monomers are understood to mean those amounts
  • Carboxylic acid with an alkylene oxide are available, in particular hydroxyalkyl esters of acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid or itaconic acid, in which the hydroxyalkyl group contains up to 20 carbon atoms, such as 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl, 3-hydroxybutyl-, 4-
  • a3) monomers which carry at least one acid group which can be converted into the corresponding acid anion group per molecule such as acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid or itaconic acid; olefinically unsaturated sulfonic or phosphonic acids or their partial esters; or maleic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester, succinic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester or phthalic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester.
  • branched monocarboxylic acids can be obtained by reacting formic acid or carbon monoxide and water with olefins in the presence of a liquid, strongly acidic catalyst; the olefins can be cracked products of paraffinic hydrocarbons, such as mineral oil fractions, and can contain both branched and straight-chain acyclic and / or cycloaliphatic olefins.
  • paraffinic hydrocarbons such as mineral oil fractions
  • Other olefinic starting materials are, for example, propylene trimer, propylene tetramer and diisobutylene.
  • the vinyl esters (a4) can also be used in a manner known per se from the acids, for example by allowing the acid to react with acetylene. Because of the good availability, vinyl esters of saturated aliphatic monocarboxylic acids with 9 to 11 carbon atoms which are branched on the alpha carbon atom, but in particular Versatic® acids, are particularly preferably used.
  • Methacrylic acid which is then reacted during or after the polymerization reaction with the glycidyl ester of a monocarboxylic acid with 5 to 18 carbon atoms per molecule, in particular a Versatic® acid, which is branched in the alpha position.
  • Cyclic and / or acyclic olefins such as ethylene, propylene, but-1-ene, pent-1-ene, hex-1-ene, cyclohexene, cyclopentene, norbones, butadiene, isoprene, cyclopentadiene and / or dicyclopentadiene.
  • (Meth) acrylic acid amides such as (meth) acrylic acid amide, N-methyl-, N, N-dimethyl-, N-ethyl-, N, N-diethyl-, N-propyl-, N, N-dipropyl-, N- Butyl, N, N-dibutyl, N-cyclohexyl, N, N-cyclohexyl-methyl and / or N-methylol, N, N-dimethylol, N-methoxymethyl, N, N-di (methoxymethyl ) -, N-ethoxymethyl and / or N, N-di (ethoxyethyl) - (meth) acrylic acid amide.
  • (meth) acrylic acid amide such as (meth) acrylic acid amide, N-methyl-, N, N-dimethyl-, N-ethyl-, N, N-diethyl-, N-propyl-, N, N-dipropy
  • Monomers of the latter type are used primarily for the production of self-crosslinking components (A).
  • Monomers containing epoxy groups such as the glycidyl ester of acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid and / or itaconic acid.
  • vinylaromatic hydrocarbons such as styrene, alpha-alkylstyrenes, in particular alpha-methylstyrene, and / or vinyltoluene; Vinylbenzoic acid (all isomers), N, N-diethylaminostyrene (all isomers), alpha-
  • Methyl vinylbenzoic acid (all isomers), N, N-diethylamino-alpha-methylstyrene (all isomers) and / or p-vinylbenzenesulfonic acid.
  • alO nitriles such as acrylonitrile and / or methacrylonitrile.
  • al l) vinyl compounds especially vinyl and / or vinylidene dihalides such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene dichloride or vinylidene difluoride; N- vinylamides such as vinyl-N-methylformamide, N-vinylcaprolactam, 1-
  • Vinylimidazole or N-vinylpyrrolidone Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether and / or vinyl cyclohexyl ether; and / or vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate and / or the vinyl ester of 2-methyl-2-ethylheptanoic acid.
  • Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether and / or vinyl cyclohexyl ether
  • vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate and / or the vinyl ester of 2-methyl-2-ethylheptanoic acid.
  • allyl compounds in particular allyl ethers and esters such as allymethyl, ethyl, propyl or butyl ether or allyl acetate, propionate or butyrate.
  • polysiloxane macromonomers which have a number average molecular weight Mn of 1,000 to 40,000 and on average 0.5 to 2.5 ethylenically unsaturated double bonds per molecule; in particular
  • Polysiloxane macromonomers which have a number average molecular weight Mn of 2,000 to 20,000, particularly preferably 2,500 to 10,000 and in particular 3,000 to 7,000 and on average 0.5 to 2.5, preferably 0.5 to 1.5, ethylenically unsaturated double bonds per molecule, as described in DE-A-38 07 571 on pages 5 to 7 of DE -A 37 06 095 in columns 3 to 7, EP-B-0 358 153 on pages 3 to 6, in US-A 4,754,014 in columns 5 to 9, in DE-A 44 21 823 or in of international patent application WO 92/22615 on page 12, line 18, to page 18, line 10.
  • each of the above-mentioned monomers (al) to (al4) can be polymerized alone with the monomer (b). According to the invention, however, it is advantageous to use at least two monomers (a) because the property profile of the resulting constituents (A), ie the copolymers (A), varies very widely in a particularly advantageous manner and is specifically adapted to the particular intended use of the coating material can be.
  • functional groups can be incorporated into the copolymers (A) in this way, making the copolymers (A) hydrophilic so that they can be dispersed or dissolved in aqueous media.
  • functional groups (afg) can be incorporated which can undergo thermal crosslinking reactions with the complementary functional groups (bfg) of the crosslinking agents (B) described below. You can also create functional groups can be installed, which give component (A) self-crosslinking properties such as N-methylol or N-alkoxymethyl groups.
  • the radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent hydrogen atoms or substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, with the proviso that at least two of the variables R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent substituted or unsubstituted aryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, in particular substituted or unsubstituted aryl radicals.
  • alkyl radicals examples include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, amyl, hexyl or 2-ethylhexyl.
  • Suitable cycloalkyl radicals are cyclobutyl, cyclopentyl or cyclohexyl.
  • alkylcycloalkyl radicals examples include methylenecyclohexane, ethylenecyclohexane or propane-1,3-diylcyclohexane.
  • Suitable cycloalkylalkyl radicals are 2-, 3- or 4-methyl-, ethyl-, propyl- or butylcyclohex-1-yl.
  • suitable aryl radicals are phenyl, naphthyl or biphenylyl, preferably phenyl and naphthyl and in particular phenyl.
  • alkylaryl radicals examples include benzyl or ethylene or propane-1,3-diylbenzene.
  • Suitable cycloalkylaryl radicals are 2-, 3-, or 4-phenylcyclohex-l-yl.
  • Suitable arylalkyl radicals are 2-, 3- or 4-methyl-, ethyl-, propyl- or butylphen-1-yl.
  • Suitable arylcycloalkyl radicals are 2-, 3- or 4-cyclohexylphen-l-yl.
  • radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 described above can be substituted.
  • electron-withdrawing or electron-donating atoms or organic residues can be used.
  • Suitable substitutes are halogen atoms, in particular chlorine and fluorine, nitrile groups, nitro groups, partially or completely halogenated, in particular chlorinated and / or fluorinated, alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl and Arylcycloalkyl radicals, including those exemplified above, in particular tert-butyl; Aryloxy, alkyloxy and cycloalkyloxy radicals, in particular phenoxy, naphthoxy, methoxy, ethoxy, propoxy, butyloxy or cyclohexyloxy; Arylthio, alkylthio and cycloacylthio radicals, in particular phenylthio, naphthylthio, methylthio, ethylthio, propylthio, butylthio or
  • Examples of monomers (b) used with particular preference according to the invention are diphenylethylene, dinaphthaleneethylene, trans-stilbene, vinylidene-bis (4-N, N-dimethylaminobenzene), vinylidene-bis (4-aminobenzene) or vinylidene-bis (4-nitrobenzene) ).
  • the monomers (b) can be used individually or as a mixture of at least two monomers (b).
  • diphenylethylene is of very particular advantage and is therefore used with particular preference in accordance with the invention.
  • the monomers (a) and (b) to be used according to the invention are reacted with one another to give the copolymer (A) in the presence of at least one radical initiator.
  • initiators which can be used are: dialkyl peroxides, such as di-tert-butyl peroxide or dicumyl peroxide; Hydroperoxides, such as cumene hydroperoxide or tert-butyl hydroperoxide; Peresters, such as tert-butyl perbenzoate, tert-butyl perpivalate, tert-butyl per-3,5,5-trimethyl hexanoate or tert-butyl per-2-ethyl hexanoate; Potassium, sodium or ammonium peroxodisulfate; Azodinitriles such as azobisisobutyronitrile; C-C-cleaving initiators such as benzpmakolsilyl ether; or a combination of a non-
  • Comparatively large amounts of free-radical initiator are preferably added, the proportion of the initiator in the reaction mixture being based in each case on the total amount of the monomers (a) and the initiator, particularly preferably 0.5 to 50% by weight, very particularly preferably 1 to 20% by weight and in particular 2 to 15% by weight.
  • the weight ratio of initiator to monomers (b) is preferably 4: 1 to 1: 4, particularly preferably 3: 1 to 1: 3 and in particular 2: 1 to 1: 2. Further advantages result if the initiator within the specified limits Excess is used.
  • the radical copolymerization is preferably carried out in the devices mentioned at the outset, in particular stirred tanks or Taylor reactors, the Taylor reactors being designed so that the conditions of the Taylor flow are met over the entire length of the reactor, even if the kinematic viscosity of the reaction medium changes greatly as a result of the copolymerization , especially increases.
  • the copolymerization is carried out in an aqueous medium.
  • the aqueous medium essentially contains water.
  • the aqueous medium can in minor amounts the crosslinking agents (B), reactive thinners (F), paint additives (G) and / or organic solvents (H) and / or other dissolved solid, liquid or gaseous organic and / or inorganic solvents described below in detail , low and / or high molecular weight substances, in particular surface-active substances, if they do not negatively influence or even inhibit the copolymerization.
  • the term “minor amount” is understood to mean an amount which does not cancel out the aqueous character of the aqueous medium.
  • the aqueous medium can also be pure water.
  • the copolymerization is preferably carried out in the presence of at least one base.
  • Low molecular weight bases such as sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution, ammonia, diethanolamine, triemanolamine, mono-, di- and triemylamine, and / or dimethylethanolamine, in particular ammonia and / or di- and / or triethanolamine, are particularly preferred.
  • the copolymerization is advantageously carried out at temperatures above room temperature and below the lowest decomposition temperature of the monomers used in each case, a temperature range from 10 to 150 ° C., very particularly preferably 70 to 120 ° C. and in particular 80 to 110 ° C. being chosen.
  • the copolymerization can also be carried out under pressure, preferably under 1.5 to 3,000 bar, particularly 5 to 1,500 and in particular 10 to 1,000 bar.
  • component (A) is not subject to any restrictions.
  • the copolymerization is advantageously carried out in such a way that a molecular weight distribution Mw / Mn measured using gel permeation chromatography using polystyrene as the standard of ⁇ 4, preferably particularly preferably ⁇ 2 and in particular ⁇ 1.5 and in individual cases also 1.3.
  • the molecular weights of the constituents (A) can be controlled within wide limits by the choice of the ratio of monomer (a) to monomer (b) to radical initiator.
  • the content of monomer (b) in particular determines the molecular weight in such a way that the greater the proportion of monomer (b), the lower the molecular weight obtained.
  • the component (A) resulting from the copolymerization is generally obtained in the form of a dispersion as a mixture with the aqueous medium. It can be processed further in this form or used as a macroinitiator for further reaction with at least one further monomer (a) in a second stage (ii).
  • the component (A) resulting in the first stage (i) can, however, also be isolated as a solid and then reacted further.
  • stage (ii) is preferably carried out under the usual conditions for free-radical polymerization, with suitable ones
  • Solvents (H) and / or reactive thinners (F) can be present. Steps (i) and (ii) can be carried out separately from one another both spatially and temporally within the scope of the method according to the invention. In addition, steps (i) and (ii) can also be carried out in succession in one reactor. For this purpose, first the monomer (b) with at least one monomer
  • Monomer (a) is added and polymerized by free radicals.
  • monomer (a) is added and polymerized by free radicals.
  • At least two monomers (a) are used from the beginning, the monomer (b) first reacting with one of the at least two monomers (a) and then the resulting reaction product (A) above a certain molecular weight also with the further monomer (a) responding.
  • Constituent (A) can contain at least one, preferably at least two, functional groups (afg) which can undergo thermal crosslinking reactions with complementary functional groups (bfg) of the optionally used crosslinking agents (B) described below.
  • the functional groups (afg) can be introduced into component (A) via the monomers (a) or, after their synthesis, can be introduced by polymer-analogous reactions.
  • Suitable complementary reactive functional groups (afg) and (bfg) which are to be used according to the invention and which undergo crosslinking reactions are summarized in the following overview.
  • the variable R 5 stands for substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals
  • the variables R 6 and R 7 stand for identical or different alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl or cycloalkylalkyl radicals or are linked to one another to form an aliphatic or heteroaliphatic ring.
  • suitable radicals of this type are those listed above for the radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 .
  • hydroxyl groups and isocyanate groups or carboxyl groups and epoxy groups have proven to be advantageous as complementary functional groups, which is why they are preferably used according to the invention in the coating materials according to the invention, which are present as two- or multi-component systems.
  • Particular advantages result if the hydroxyl groups are used as functional groups (afg) and the isocyanate groups as functional groups (bfg).
  • one-component systems are also suitable as coating materials, in which the functional groups (afg) are preferably thio, amino, hydroxyl, carbamate, allophanate, carboxy , and / or (meth) acrylate groups, but especially hydroxyl groups and the functional groups (bfg) preferably anhydride, carboxy, epoxy, blocked isocyanate, urethane, Methylol, methylol ether, siloxane, amino, hydroxy and / or beta-hydroxyalkylamide groups.
  • the functional groups (afg) are preferably thio, amino, hydroxyl, carbamate, allophanate, carboxy , and / or (meth) acrylate groups, but especially hydroxyl groups and the functional groups (bfg) preferably anhydride, carboxy, epoxy, blocked isocyanate, urethane, Methylol, methylol ether, siloxane, amino, hydroxy and / or beta-hydroxyalkylamide
  • component (A) or the coating material produced therewith can also film without a crosslinking agent (B) and form an excellent coating.
  • component (A) is physically curing.
  • thermal hardening the physical hardening and the hardening via the complementary groups (afg) and (bfg) described above are summarized under the generic term “thermal hardening”.
  • the proportion of constituent (A) to be used according to the invention in the coating material can vary very widely and depends in particular on whether the coating material for the mechanical energy-absorbing filler layer FL, the color and / or effect top coat DL, the color and / or effect base coat BL or the clear coat KL should be used.
  • the proportion is advantageously 1 to 90, preferably 2 to 80, particularly preferably 3 to 75 and in particular 4 to 70% by weight, in each case based on the total solids content of the coating material.
  • the coating material may further contain at least one component (A '), which is a customary and known binder (A') with at least one functional group (afg).
  • suitable binders (A ') are linear and / or branched and / or block-like, comb-like and / or randomly constructed poly (meth) acrylates or acrylate copolymers, polyesters, alkyds, amino resins, polyurethanes, acrylated polyurethanes, acrylic polyesters, polylactones, polycarbonates, Polyethers, epoxy resin-amine adducts, (meth) acrylate diols, partially saponified polyvinyl esters or polyureas, which contain said functional groups (afg). If used, they are preferably in the coating material in an amount of 1 to 50, preferably 2 to 40, particularly preferably 3 to 30 and in particular 4 to 25 wt .-%, each based on the total solids content of the coating material.
  • the coating material may further contain at least one crosslinking agent (B) which contains at least two, in particular three, of the complementary functional groups (bfg) described in detail above.
  • the coating material is a two- or multi-component system
  • polyisocyanates and / or polyepoxides, but especially polyisocyanates are used as crosslinking agents (B).
  • suitable polyisocyanates (B) are organic polyisocyanates, in particular so-called lacquer polyisocyanates, with free, isocyanate groups bound to aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic and / or aromatics.
  • Polyisocyanates with 2 to 5 isocyanate groups per molecule and with viscosities of 100 to 10,000, preferably 100 to 5,000 and in particular 100 to 2,000 mPas (at 23 ° C.) are preferably used.
  • organic solvent (H) preferably 1 to 25% by weight, based on pure polyisocyanate
  • Solvents suitable as additives for the polyisocyanates are, for example, ethoxyethyl propionate, amyl methyl ketone or butyl acetate.
  • the polyisocyanates (B) can be modified in a conventional and known manner to be hydrophilic or hydrophobic.
  • Suitable polyisocyanates (B) are described, for example, in "Methods of Organic Chemistry", Houben-Weyl, Volume 14/2, 4th Edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963, pages 61 to 70, and by W. Siefken, Liebigs Annalen der Chemie, volume 562, pages 75 to 136.
  • suitable polyisocyanates (B) are polyisocyanates containing isocyanurate, biuret, AUophanat, iminooxadiazinedione, urethane, urea and / or uretdione groups.
  • Polyisocyanates containing urethane groups are obtained, for example, by reacting some of the isocyanate groups with polyols, e.g. Trimethylolpropane and glycerin.
  • Aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanates in particular hexamethylene diisocyanate, dimerized and trimerized hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 2-isocyanatopropylcyclohexyl isocyanate, dicyclohexylmethane-2,4'-diisocyanate, are preferably used.
  • suitable polyepoxides (B) are all known aliphatic and / or cycloaliphatic and / or aromatic polyepoxides, for example based on bisphenol-A or bisphenol-F.
  • suitable as polyepoxides are, for example, the polyepoxides commercially available under the names Epikote® from Shell, Denacol® from Nagase Chemicals Ltd., Japan, such as Denacol EX-411 (pentaerytfirite polyglycidyl ether), Denacol EX-321 (trimethylolpropane polyglycidyl ether), Denacol EX-512 (polyglycerol polyglycidyl ether) and Denacol EX-521 (polyglycerol polyglycidyl ether).
  • crosslinking agents (B) are used which react at higher temperatures with the functional groups of the binders in order to build up a three-dimensional network.
  • Such crosslinking agents (B) can of course also be used in minor amounts in the multicomponent systems.
  • “minor amount” means a portion which does not interfere with the main crosslinking reaction or even prevents it altogether.
  • Suitable crosslinking agents (B) of this type are blocked polyisocyanates.
  • suitable polyisocyanates for the preparation of the blocked polyisocyanates are those described above.
  • blocking agents examples include the blocking agents known from US Pat. No. 4,444,954, such as
  • phenols such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, chlorophenol,
  • lactams such as ⁇ -caprolactam, ⁇ -valerolactam, ⁇ -butyrolactam or ß-propiolactam
  • active methylenic compounds such as diethyl malonate, dimethyl malonate, ethyl or methyl acetoacetate or acetylacetone;
  • alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, n-amyl alcohol, t-amyl alcohol, lauryl alcohol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether,
  • mercaptans such as butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-butyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptobenzofhiazole, thiophenol, methylthiophenol or ethylthiophenol;
  • acid amides such as acetoanilide, acetoanisidinamide, acrylamide, methacrylamide, acetic acid amide, stearic acid amide or benzamide;
  • imides such as succinimide, phthalimide or maleimide
  • amines such as diphenylamine, phenylnaphthylamine, xylidine, N-phenylxylidine, carbazole, aniline, naphthylamine, butylamine, dibutylamine or butylphenylamine;
  • imidazoles such as imidazole or 2-ethylimidazole
  • ureas such as urea, thiourea, ethylene urea, ethylene thiourea or 1,3-diphenylurea;
  • xi) carbamates such as phenyl N-phenylcarbamate or 2-oxazolidone
  • xii) imines such as emylemmin
  • xiii) oximes such as acetone oxime, formal doxime, acetaldoxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, diisobutyl ketoxime, diacetyl monoxime,
  • xiv) salts of sulfurous acid such as sodium bisulfite or potassium bisulfite
  • xv) hydroxamic acid esters such as benzyl methacrylohydroxamate (BMH) or allyl methacrylohydroxamate; or
  • TACT alkoxycarbonylamino triazines
  • tris (alkoxycarbonylamino) triazines (B) examples are described in the patents US-A-4,939,213, US-A-5,084,541 or EP-A-0 624577.
  • the tris (methoxy-, tris (butoxy- and / or tris (2-ethylhexoxycarbonylamino) triazines are used.
  • methyl-butyl mixed esters, the butyl-2-ethylhexyl mixed esters and the butyl esters are advantageous. Compared to the pure methyl ester, these have the advantage of better solubility in polymer melts and also have less tendency to crystallize out.
  • aminoplast resins for example melamine resins, guanamine resins or urea resins
  • crosslinking agents B
  • Any aminoplast resin suitable for transparent topcoats or clearcoats or a mixture of such aminoplast resins can be used.
  • crosslinking agents (B) are beta-hydroxyalkylamides such as N, N, N, N'-tetrakis (2-hydroxyethyl) adipamide or N, N, N ', N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) adipamide.
  • suitable crosslinking agents (B) are siloxanes, in particular siloxanes with at least one trialkoxy or dialkoxysilane group.
  • crosslinking agents (B) are polyanhydrides, in particular polysuccinic anhydride.
  • suitable crosslinking agents (B) are compounds with an average of at least two groups capable of transesterification, for example malonic acid diesters and polyisocyanates, or reaction products of monoisocyanates with esters and partial esters of malonic acid with polyhydric alcohols, as described in European patent EP-A-0 596 460 are described;
  • the amount of crosslinking agent (B) in the coating material can - if used - vary widely and depends in particular on the one hand on the functionality of the crosslinking agent (B) and on the other hand on the number of crosslinking functional groups (afg) present in the binder (A) as well as the network density that you want to achieve.
  • the person skilled in the art can therefore determine the amount of crosslinking agent (B) on the basis of his general specialist knowledge, if necessary with the aid of simple orienting experiments.
  • the crosslinking agent (B) in the coating material according to the invention is advantageously in an amount of 1 to 60% by weight, particularly preferably 2 to 50% by weight and in particular 3 to 45% by weight, in each case based on the total solids content of the coating material, contain.
  • crosslinking agent (B) and binder (A) it is also advisable to choose the amounts of crosslinking agent (B) and binder (A) so that in the Coating material the ratio of functional groups (bfg) in the crosslinking agent (B) and functional groups (afg) in the binder (A) between 2: 1 to 1: 2, preferably 1.5: 1 to 1: 1.5, particularly preferably 1 , 2: 1 to 1: 1.2 and in particular 1.1: 1 to 1: 1.1.
  • the coating material is to be curable not only thermally but also with actinic radiation, in particular UV radiation and / or electron radiation (dual cure), it contains at least one constituent (C) which is curable with actinic radiation.
  • the coating material is to be curable predominantly (dual cure) or exclusively with actinic radiation, which is particularly suitable for clearcoats in the process according to the invention, it must contain a constituent (C).
  • all constituents (C) which can be used are all ohgomeric and polymeric compounds curable with actinic radiation, in particular UV radiation and / or electron radiation, as are conventionally used in the field of UV curable or electronically curable coating materials.
  • Radiation-curable binders are advantageously used as constituents (C).
  • suitable radiation-curable binders (C) are (meth) acrylic-functional (meth) acrylic copolymers, polyether acrylates,
  • Binders (C) which are free from aromatic structural units are preferably used. Urethane (meth) acrylates and / or polyester (meth) acrylates are therefore preferably used, particularly preferably aliphatic urethane acrylates. If the constituents (C) are also used, they are each present in the coating material in an amount of preferably 1 to 80, preferably 1.5 to 70, particularly preferably 2 to 65 and in particular 2.5 to 60% by weight on the total solids content of the coating material.
  • the coating material may further contain at least one photoinitiator (D). If the coating material or the layers produced therefrom are to be crosslinked additionally (dual cure) or exclusively with UV radiation in the process according to the invention, the use of a photoinitiator (D) is generally necessary. If it is used, it is preferably present in the coating material according to the invention in proportions of 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 8% by weight and in particular 0.5 to 6% by weight on the total solids content of the coating material of the invention.
  • Suitable photoinitiators (D) are those of the Norrish II type, the mechanism of action of which is based on an intramolecular variant of the hydrogen abstraction reactions, as occurs in a variety of ways in photochemical reactions (for example here on Römpp Chemie Lexikon, 9th extended and revised edition , Georg Thieme Verlag Stuttgart, Vol. 4, 1991) or cationic photoinitiators (for example, refer to Römpp Lexikon "Lacquers and Printing Inks" Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1998, pages 444 to 446), in particular benzophenones, benzoins or benzoin ethers or phosphine oxides.
  • the coating material can contain at least one initiator of the thermal crosslinking (E). From 80 to 120 ° C these form radicals, which are the
  • thermolabile free-radical initiators are organic peroxides, organic azo compounds or C-C-cleaving initiators such as dialkyl peroxides, peroxocarboxylic acids, peroxodicarbonates, peroxide esters,
  • C-C-cleaving initiators are particularly preferred since their thermal cleavage does not form gaseous decomposition products which lead to disruptions in the
  • Paint layer could result. If they are used, their amounts are generally between 0.01 to 10% by weight, preferably 0.05 to 8% by weight and in particular 0.1 to 5% by weight, in each case based on the total solids content of the coating material of the invention.
  • the coating material can contain at least one reactive diluent (F) which is curable with actinic radiation and / or thermally.
  • F reactive diluent
  • thermally crosslinkable reactive diluents are branched, cyclic and / or acyclic C 9 -C 16 -alkanes which are functionalized with at least two hydroxyl groups, preferably dialkyloctanediols, in particular the positionally isomeric diethyloctanediols.
  • thermally crosslinkable reactive diluents are oligomeric polyols which can be obtained from ohomeric intermediates, which are obtained by metathesis reactions of acyclic monoolefins and cyclic monoolefins, by hydroformylation and subsequent hydrogenation;
  • suitable cyclic monoolefins are cyclobutene, cy- clopentene, cyclohexene, cyclooctene, cycloheptene, norbonen or 7-oxanorbonen;
  • suitable acyclic monoolefins are contained in hydrocarbon mixtures obtained by cracking in petroleum processing (C 5 cut);
  • suitable oligomeric polyols to be used according to the invention have a hydroxyl number (OHZ) of 200 to 450, a number average molecular weight Mn of 400 to 1,000 and a mass average molecular weight Mw of 600 to 1,100.
  • thermally crosslinkable reactive diluents are hyperbranched compounds with a tetrafunctional central group, derived from ditrimethylolpropane, diglycerol, ditrimethylolethane, pentaerythritol, tetrakis (2-hydroxyethyl) methane, tetrakis (3-hydroxypropyl) methane or 2,2-bis-hydroxymethyl -butanediol- (1,4) (homopentaerythritol).
  • a tetrafunctional central group derived from ditrimethylolpropane, diglycerol, ditrimethylolethane, pentaerythritol, tetrakis (2-hydroxyethyl) methane, tetrakis (3-hydroxypropyl) methane or 2,2-bis-hydroxymethyl -butanediol- (1,4) (homopentaerythritol).
  • Reactive diluents can be carried out using the customary and known methods of producing hyperbranched and dendrimeric compounds.
  • Suitable reactive diluents (F) are polycarbonate diols, polyester polyols, poly (meth) acrylate diols or polyadducts containing hydroxyl groups.
  • Suitable reactive solvents which can be used as reactive diluents (F) are butyl glycol, 2-methoxypropanol, n-butanol, methoxybutanol, n-propanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether,
  • Reactive diluents (F) which can be crosslinked with actinic radiation are, for example, polysiloxane macromonomers, (meth) acrylic acid and their other esters, maleic acid and their esters or half esters, vinyl acetate, vinyl ether, vinyl ureas and others. used.
  • alkylene glycol di (meth) acrylate examples include alkylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, vinyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, glycerol-tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate , Trimethylolpropane di (meth) acrylate, tripropylene glycol diacrylate, styrene, vinyl toluene, divinylbenzene, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, ethyloxyethyl acrylate, ethoxyethyla
  • Mono- and / or diacrylates such as isobomylacrylate, hexanediol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, Laromer® 8887 from BASF AG and Actilane® 423 from Akcros Chemicals Ltd., GB, are preferably used as reactive diluents (F).
  • Isobomylacrylate, hexanediol diacrylate and tripropylene glycol diacrylate are particularly preferably used.
  • the reactive diluents (F) are used in an amount of preferably 1 to 70% by weight, particularly preferably 2 to 65% by weight and in particular 3 to 50% by weight, in each case based on the total solids content of the coating material of the invention applied.
  • the coating material can contain conventional paint additives (G) in effective amounts.
  • the type and amount of the additives (G) depend primarily on the intended use of the coating material of the invention.
  • the additives (G) are not volatile under the processing and application conditions of the coating material of the invention.
  • the coating material is used as filler FL, solid-color topcoat DL and / or basecoat BL, it necessarily contains at least one filler and / or a coloring and / or effect-giving pigment (G) in customary and known, effective amounts as coating additives (G).
  • the coating material preferably contains the fillers and / or pigments (G) in amounts of 1 to 95% by weight, particularly preferably 2 to 90% by weight and in particular 3 to 85% by weight, in each case based on the total solids content of the the coating material.
  • the pigments (G) can consist of inorganic or organic compounds and can give effect and / or color. Because of this large number of suitable pigments (G), the coating material according to the invention therefore ensures a universal range of uses for the coating materials and enables a multitude of color tones and optical effects to be achieved.
  • the effect pigments (G) metal flake pigments such as commercially available aluminum bronzes, aluminum bronzes chromated according to DE-A-36 36 183, and commercially available stainless steel bronzes as well as non-metallic effect pigments, such as pearlescent or interference pigments, can be used.
  • suitable inorganic color pigments (G) are titanium dioxide, iron oxides, Sicotrans yellow and carbon black.
  • suitable organic coloring pigments (G) are indanthrene blue, cromophthal red, irgazin orange and heliogen green.
  • the coating material in particular the filler FL, can contain organic and inorganic fillers (G) in customary and known, effective amounts.
  • suitable fillers are chalk, calcium sulfate, barium sulfate, silicates such as talc or kaolin, silicas, oxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as textile fibers, cellulose fibers, polyethylene fibers or wood flour.
  • suitable fillers are chalk, calcium sulfate, barium sulfate, silicates such as talc or kaolin, silicas, oxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as textile fibers, cellulose fibers, polyethylene fibers or wood flour.
  • additives (G) can also be incorporated into the coating materials by means of pigment pastes, the constituents (A) described above and, if appropriate, the constituents (A ') described above being particularly suitable as rubbing resins.
  • UV absorbers Light stabilizers such as HALS compounds, benzotriazoles or oxalanilides;
  • Crosslinking catalysts such as dibutyltin dilaurate or lithium decanoate
  • Neutralizing agents such as ammonia or dimethylemanolamine
  • Emulsifiers especially nonionic emulsifiers such as alkoxylated alkanols and polyols, phenols and alkylphenols or anionic emulsifiers such as alkali salts or ammonium salts of alkane carboxylic acids, alkane sulfonic acids, and sulfonic acids of alkoxylated alkanols and
  • wetting agents such as siloxanes, fluorine-containing compounds, carboxylic acid half-esters, phosphoric acid esters, polyacrylic acids and their copolymers or polyurethanes;
  • Adhesion promoters such as tricyclodecanedimethanol
  • Sag control agents such as ureas, modified ureas and / or silicas, as described, for example, in references EP-A-192 304,
  • rheology control additives such as those known from the patent specifications WO 94/22968, EP-A-0 276 501, EP-A-0 249 201 or WO 97/12945; crosslinked polymeric microparticles, such as are disclosed, for example, in EP-A-0 008 127; inorganic layered silicates such as
  • Montmorillonite type sodium magnesium fluorine lithium layered silicates Silicas such as aerosils; or synthetic polymers with ionic and / or associative groups such as polyvinyl alcohol,
  • paint additives (G) which may be present in the fillers, the solid-color top coats and the basecoats as well as in the clear coats, do not adversely affect the transparency and clarity of the coating material when it is used as the clear coat KL.
  • the coating material preferably contains these paint additives (G), which can be present both in the fillers, the solid-color top coats and the basecoats and in the clear coats, in amounts of up to 40% by weight, particularly preferably up to 30% by weight and in particular up to 20% by weight, in each case based on the total solids content of the coating material.
  • G paint additives
  • the coating materials can contain 1 to 70% by weight, preferably 2 to 60% by weight (based on the ready-to-use coating material) of water-miscible and water-immiscible organic solvents (H), such as, for example, Ahphatic, aromatic and / or cycloaliphatic hydrocarbons such as toluene or methylcylohexane or decalin, alkyl esters of acetic acid or propionic acid, alkanols such as ethanol, ketones such as methyl isobutyl ketone, glycol ether glycol ether esters, and / or ethers such as tetrahydrofuran.
  • solvent (H) such as, for example, Ahphatic, aromatic and / or cycloaliphatic hydrocarbons such as toluene or methylcylohexane or decalin, alkyl esters of acetic acid or propionic acid, alkanols such as ethanol, ketones such as methyl is
  • the coating material can be in various forms. Thus, with a corresponding choice of its constituents described above (A) and optionally at least one of its constituents (A '), (B), (C), (D), (E), (F) and / or (G) as liquid coating material is present which is essentially free of organic solvents and / or water (100% system).
  • the coating material can be a solution or dispersion of the components described above in organic solvents (H) and / or water. It is a further advantage of the coating material that solids contents of up to more than 80% by weight, based on the coating material, can be adjusted.
  • the coating material can be a powder coating if the components described above are selected accordingly.
  • component (B) can be microencapsulated if it is a polyisocyanate. This powder coating can then optionally be dispersed in water, resulting in a powder slurry coating.
  • the coating material can be a two- or multi-component system in which at least the component (B) is stored separately from the other components and is only added to them shortly before use.
  • the coating material of the invention can also be aqueous, the component (B) preferably being present in a component containing a solvent (H).
  • the coating material can be part of a so-called mixing system or module system, as described, for example, in the patents DE-A-41 10 520, EP-A-0 608 773, EP-A-0 614 951 or EP-A-0 471 972 to be discribed.
  • the coating material according to the invention is preferably in the form of an aqueous solution, dispersion and / or emulsion, in particular dispersion, because in this case the isolation of the component (A) to be used according to the invention can be dispensed with.
  • the production of the coating material from its constituents (A) and optionally at least one of its constituents (A '), (B), (C), (D), (E), (F), (G) and / or (H) has no peculiarities, but takes place in a customary and known manner by mixing the constituents in suitable mixing units such as stirred kettles, dissolvers or extruders using the processes suitable for the production of the respective coating materials.
  • the coating material of the invention is used to produce the multilayer coatings ML of the invention on primed or unprimed substrates.
  • Suitable substrates are all surfaces to be painted, which are not damaged by curing the painting rods located thereon using heat and optionally actinic radiation.
  • the multilayer coating ML according to the invention is also suitable for applications outside of automotive coating, in particular for the coating of furniture and industrial coating, including coil coating and container coating.
  • As part of industrial painting it is suitable for painting practically all parts for private or industrial use, such as radiators, household appliances, small parts made of metal, hubcaps or rims.
  • primers can be used which are produced in a customary and known manner from electrocoat materials (ETL). Both anodic (ATL) and cathodic (KTL) electro-dip lacquers, but especially KTL, come into consideration.
  • primed or non-primed plastics such as. B. ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM and UP (short names according to DIN 7728T1) can be painted.
  • the plastics to be painted can of course also be polymer blends, modified plastics or fiber-reinforced plastics.
  • the plastics typically used in vehicle construction, in particular motor vehicle construction, can also be used.
  • non-functionalized and / or non-polar substrate surfaces these can be subjected to a pretreatment, such as with a plasma or with flame treatment, or provided with a hydro primer in a known manner before the coating.
  • the multilayer coatings ML according to the invention can be produced in various ways by the method according to the invention.
  • the process according to the invention comprises the following process steps:
  • Another preferred variant of the method according to the invention comprises the method steps:
  • a third preferred variant of the method according to the invention comprises the method steps:
  • the third variant is particularly preferred for automotive series painting.
  • the multilayer coatings ML according to the invention can have a different structure.
  • the third preferred variant is used in particular for plastic coating, ⁇ m
  • the coating material can be applied in the process according to the invention by all customary application methods, such as spraying, knife coating, brushing, pouring, dipping or rolling.
  • Spray application methods are preferably used, such as, for example, compressed air spraying, airless spraying, high rotation, electrostatic spray application (ESTA), if appropriate combined with hot spray application such as hot air hot spraying.
  • the applications can be used at temperatures of max. 70 to 80 ° C are carried out, so that suitable application viscosities are achieved without there being any change or damage to the coating material and its overspray, which may need to be reprocessed, in the event of a brief thermal load.
  • hot spraying can be designed in such a way that the coating material is heated only very briefly in or shortly before the spray nozzle.
  • the spray booth used for the application can be operated, for example, with a circulation that can be tempered, if necessary, which is equipped with a suitable absorption medium for the overspray, e.g. B. the coating material itself is operated.
  • the application is carried out under illumination with visible light of a wavelength of over 550 nm or with exclusion of light. This avoids material changes or damage to the coating material and the overspray.
  • the filler lacquer layer, top lacquer layer, basecoat layer and clear lacquer layer are applied in a wet layer thickness such that after hardening, layers FL, DL, BL and KL result with the layer thicknesses necessary and advantageous for their functions.
  • this layer thickness is 10 to 150, preferably 15 to 120, particularly preferably 20 to 100 and in particular 25 to 90 ⁇ m
  • in the case of the topcoat DL it is 5 to 90, preferably 10 to 80, particularly preferably 15 up to 60, and in particular 20 to 50 ⁇ m
  • in the case of the base coat BL it is 5 to 50, preferably 10 to 40, particularly preferably 12 to 30 and in particular 15 to 25 ⁇ m
  • in the case of the clear coats KL it is 10 to 100, preferably 15 to 80, particularly preferably 20 to 70 and in particular 25 up to 60 ⁇ m.
  • the filler coat, top coat, basecoat and clear coat can be cured thermally or thermally and with actinic radiation, depending on their material composition. According to the invention, it is advantageous not to harden the basecoat, or only partially, before applying the clearcoat, in order to subsequently harden it together with the clearcoat (wet-on-wet method).
  • the hardening can take place after a certain rest period. It can have a duration of 30 s to 2 h, preferably 1 min to 1 h and in particular 1 min to 30 min.
  • the rest period is used, for example, for the course and degassing of the paint layers or for the evaporation of volatile constituents such as solvents, water or carbon dioxide if the coating material has been applied with supercritical carbon dioxide as the solvent (H).
  • the rest period can be supported and / or shortened by the use of elevated temperatures up to 80 ° C, as long as there is no damage or changes to the lacquer layers, such as premature complete crosslinking.
  • the thermal hardening has no special features in terms of method, but takes place according to the customary and known methods such as heating in a forced air oven or irradiation with IR lamps.
  • the thermal hardening can also be carried out in stages.
  • the thermal curing is advantageously carried out at a temperature of 50 to 100 ° C., particularly preferably 80 to 100 ° C. and in particular 90 to 100 ° C. for a time of 1 minute to 2 hours, particularly preferably 2 minutes to 1 hour and in particular 3 min to 30 min.
  • the thermal crosslinking can also be carried out at temperatures above 100 ° C. In general, it is advisable not to exceed temperatures of 180 ° C., preferably 160 ° C. and in particular 140 ° C.
  • the thermal curing can be supplemented by curing with actinic radiation if the coating material has a suitable material composition, UV radiation and / or electron beams being able to be used. If necessary, it can be carried out or supplemented with actinic radiation from other radiation sources. In the case of electron beams, work is preferably carried out under an inert gas atmosphere. This can be ensured, for example, by supplying carbon dioxide and / or nitrogen directly to the surface of the lacquer layer.
  • the usual and known radiation sources and optical auxiliary measures are used for curing with actinic radiation.
  • suitable radiation sources are high-pressure or low-pressure mercury vapor lamps, which may be doped with lead in order to open a radiation window up to 405 nm, or electron beam sources.
  • Their arrangement is known in principle and can be adapted to the conditions of the workpiece and the process parameters.
  • the areas (shadow areas) which are not directly accessible to radiation, such as cavities, folds and other undercuts due to construction can be cured with point, small area or all-round emitters combined with an automatic movement device for irradiating cavities or edges.
  • the facilities and conditions of these curing methods are described, for example, in R. Holmes, UV and EB Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, United Kindom 1984.
  • the curing can take place in stages, i. H. by multiple exposure or exposure to actinic radiation. This can also take place alternately, i. that is, curing alternately with UV radiation and electron radiation.
  • thermal curing and curing with actinic radiation are used together (dual cure), these methods can be used simultaneously or alternately. If the two curing methods are used alternately, thermal curing can be started, for example, and curing with actinic radiation can be ended. In other cases, it may prove advantageous to start and end the curing with actinic radiation.
  • the person skilled in the art can determine the hardening method, which is particularly well suited to each individual case, on the basis of his general specialist knowledge, if necessary with the aid of simple preliminary tests.
  • the multilayer coatings ML according to the invention have an excellent profile of properties, which is very well balanced in terms of mechanics, optics, corrosion resistance and adhesion.
  • the multilayer coatings ML according to the invention have the high optical quality and interlayer adhesion required by the market and no longer pose problems such as a lack of condensation resistance in the filler layers, crack formation (mud cracking) in the base coats or flow problems or surface structures in the clear coats.
  • the multilayer coating ML according to the invention has an excellent, an excellent metallic effect, an excellent DOI (Distinctiveness of the Reflected Image) and an excellent surface smoothness. It is weather-resistant, resistant to chemicals and bird droppings and scratch-resistant and shows very good reflow behavior.
  • Another significant advantage is the very good paintability of the multilayer coating ML according to the invention, even without sanding. As a result, it can easily be coated with customary and known highly scratch-resistant coating materials based on organically modified ceramic materials.
  • the first and second feed were metered in within one hour.
  • the third feed was metered in within 1.25 hours.
  • the resulting reaction mixture was kept at 90 ° C. for four hours and then cooled to below 40 ° C. and filtered through a 100 ⁇ m GAF bag.
  • the resulting dispersion had a solids content of 32 to 34% by weight (1 hour, 130 ° C.) and a free monomer content of less than 0.2% by weight (determined by gas chromatography).
  • the dispersion (A) was used for the production of a block copolymer (A).
  • the resulting dispersion was then cooled below 40 ° C. and filtered through a 50 ⁇ m GAF bag.
  • the dispersion (A) had a solids content of 41 to 42% by weight (1 hour, 130 ° C.) and a free monomer content of less than 0.2% by weight (determined by gas chromatography). example 1
  • a pigment paste consisting of 3.8 parts by weight of carbon black, 32.87 parts by weight of barium sulfate (Blanc Fixe® Super-F), 1.73 parts by weight of talc, 1.04 parts by weight of Additol® XW395 (commercially available wetting agent) and 60. 56 parts by weight of dispersion (A) prepared according to Preparation Example 2.
  • the mixture was predispersed in a dissolver for ten minutes and then ground on a sand mill to a Hegmann fineness ⁇ 15 ⁇ m.
  • the viscosity of the paste was 160 mPas at a shear rate of 100 s _1 and 23 ° C.
  • the filler was produced by mixing 57.8 parts by weight of the pigment paste according to Examples 1.1.1 and 30 parts by weight of the dispersion (A) according to Preparation Example 2. It had a viscosity of 122 mPas at a shear rate of 100 s _1 and 23 ° C. The filler was adjusted to a spray viscosity of 55 mPas with water.
  • a color paste consisting of 50 parts by weight of the dispersion (A) according to Preparation Example 2, 2 parts by weight of Pluriol® P900 (BASF AG), 43 parts by weight of Sicopalgelb® Ll 100 (BASF AG), 0.4 parts by weight of Agitan® was first used 281 (commercially available defoaming agent; Münzing Chemie GmbH). The mixture was predispersed in a dissolver for ten minutes and then ground in a sand mill to a Hegmann fineness ⁇ 5 ⁇ m. The viscosity of the resulting color paste was 424 mPas at a shear rate of 1,000 s _1 and 23 ° C.
  • a thixotropic agent was also produced from 94 parts by weight of demineralized water, 3.0 parts by weight of Laponite® RD (Solvay Alkali GmbH) and Pluriol® P900 (BASF AG).
  • a polyester was further prepared in a customary and known manner from 23.23 parts by weight of dimer fatty acid (Pripol® 1009), 10.43 parts by weight of 1, 6-hexanediol, 6.28 parts by weight of hexahydrophthalic anhydride and 9.9 parts by weight of neopentyl glycol and 10.43 parts by weight of trimellitic anhydride. A part by weight of cyclohexane was used as an entrainer. The resulting polyester was dispersed in 17.48 parts by weight of demineralized water, 18.9 parts by weight of butyl glycol and 2.25 parts by weight of dimemylethanolamine.
  • a metallic paste comprising 378.7 parts by weight of the thixotropic agent according to Example 1.2.2, 74 parts by weight of a commercially available polyester (Maprenal® VM 3924), 70 parts by weight of butylglycol and 334.5 parts by weight of the dispersion (A) was used to produce the metallic basecoat.
  • a commercially available wetting agent BYK® 346
  • 50.6 parts by weight of a commercially available aluminum paste Stapa Hydrolux® 8154
  • 86 parts by weight of the polyester according to Example 1.2.3 and 33 parts by weight of demineralized water.
  • the pH of the metallic paste was adjusted to 7.8 with 10% dimethylethanolamine solution.
  • the viscosity of the metallic paste was adjusted to 80 mPas by further addition of water.
  • the metallic basecoat was produced by mixing the color paste according to Example 1.2.1 and the metallic paste according to Example 1.2.4 in a weight ratio of 2:10.
  • a clear lacquer comprising 100 parts by weight of dispersion (A) according to the preparation example was used 2.5 parts by weight of a commercially available crosslinking agent based on tris (a] Jkoxycarbonylamino) triazines (Cylink® 2000; CYTEC) and 0.4 parts by weight of Agitan® 281.
  • the low-viscosity mixture was homogenized with an Ultraturrax. The viscosity was 128 mPas at a shear rate of 1.00 s "1 and 23 ° C.
  • test panels were pneumatically coated with the filler according to Example 1.1.
  • the resulting filler coat was predried for ten minutes at room temperature and for ten minutes at 80 ° C. It was then baked at 100 ° C for 20 minutes and at 130 ° C for 20 minutes.
  • the result was a filler layer FL with a layer thickness of 35 ⁇ m.
  • the metallic basecoat according to Example 1.2 was applied pneumatically to the filler layer FL.
  • the resulting metallic basecoat was predried for ten minutes at room temperature and for ten minutes at 80 ° C.
  • the clearcoat according to Example 1.2.6 was applied to the predried metallic basecoat, after which the resulting clearcoat was flashed off at room temperature for 15 minutes.
  • the metallic basecoat and the clearcoat were then baked at 140 ° C. for 30 minutes (wet-on-wet Method).
  • the result was a metallic base coat BL with a layer thickness of 15 ⁇ m and a clear coat KL with a layer thickness of 35 ⁇ m.
  • the multilayer coating ML according to the invention produced in this way had an excellent overall optical impression, in particular an excellent metallic effect, an excellent D.O.I. (Distinctiveness of the Reflected Image) and an excellent surface smoothness.
  • the clear coat KL was weather-resistant, resistant to chemicals and bird droppings and scratch-resistant and showed very good reflow behavior.

Abstract

The invention relates to a coloring and/or effect-creating multilayer enamel coating ML which is provided for a primed or non-primed substrate and which contains, in an overlapping manner: (1) a filler coat FL which absorbs mechanical energy, and (2) a coloring and/or effect-creating finishing enamel coating DL; or (1) a filler coat FL which absorbs mechanical energy, (2) a coloring and/or effect-creating base enamel coating BL, and (3) a clear enamel coating KL; or (1) a coloring and/or effect-creating base enamel coating BL, and (2) a clear enamel coating KL. At least one coat, preferably at least two coats and especially all coats of the multilayer enamel coating ML is/are made of a coating material that contains at least one constituent (A) which can be produced in an aqueous medium by radically polymerizing: a) olefinically unsaturated monomers and; b) olefinically unsaturated monomers which are different from the olefinically unsaturated monomers cited in a) and which are of formula (I) R?1R2C=CR3R4¿, wherein the radicals R?1, R2, R3 and R4¿, independent of one another, represent hydrogen atoms or radicals of alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl or arylcycloalkyl, whereby at least two are radicals of aryl, arylalkyl or arylcycloalkyl.

Description

Färb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre VerwendungColor and / or effect multi-layer coating, process for their preparation and their use
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue färb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung für ein grundiertes oder ungrundiertes Substrat. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung einer farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat. Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der neuen färb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung und des neuen Verfahrens zu ihrer Herstellung in der Automobilerst- und - repararurlackierung, der industriellen Lackierung, inklusive Container Coating und Coil Coating, sowie der Möbellackierung.The present invention relates to a new color and / or effect multi-layer coating for a primed or unprimed substrate. Furthermore, the present invention relates to a new method for producing a color and / or effect multilayer coating on a primed or unprimed substrate. Last but not least, the present invention relates to the use of the new color and / or effect multi-layer coating and the new process for its production in automotive initial and repair painting, industrial painting, including container coating and coil coating, and furniture painting.
Färb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierungen für grundierte oder ungrundierte Substrate sind bekannt. Üblicherweise enthalten sie eine mechanische Energie absorbierende Füllerschicht und eine färb- und/oder effektgebende Unidecklackierung. In einer anderen Variante enthalten sie eine Füllerschicht, eine färb- und/oder effektgebende Basislackiening und eine Klarlackierung. Für die Beschichtung von Kunststoffen wird häufig auch eine Mehrschichtlackierung angewandt, welche einer farb-und/oder effektgebende Basislackiening und eine Klarlackierung enthält. Häufig werden solche Mehrschichtlackierungen nach dem Naß-in-naß-Verfahren hergestellt, bei dem insbesondere die Basislackschicht vor der Applikation der Klarlackschicht lediglich getrocknet, aber nicht ausgehärtet wird, und die Basislackschicht und die Klarlackschicht gemeinsam ausgehärtet werden.Color and / or effect multicoat paint systems for primed or unprimed substrates are known. They usually contain a filler layer that absorbs mechanical energy and a color and / or effect coating. In another variant, they contain a filler layer, a color and / or effect base coat and a clear coat. A multi-layer coating is also frequently used for the coating of plastics, which contains a color and / or effect-imparting base coating and a clear coating. Multilayer coatings of this type are frequently produced by the wet-on-wet process, in which in particular the basecoat film is merely dried but not cured before the clearcoat film is applied, and the basecoat film and the clearcoat film are cured together.
In den Beschichtungsstoffen, die der Herstellung bekannter färb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen dienen, werden häufig Bestandteile verwendet, die durch radikalische Polymerisation von olefϊnisch ungesättigten Monomeren hergestellt werden. Diese Bestandteile werden auch als Bindemittel bezeichnet. In der Mehrzahl der Fälle handelt es sich bei den Bindemitteln der genannten Art um Acrylatcopolymerisate.In the coating materials used to produce known multi-layer paint and / or effect coatings, components are often used which are produced by radical polymerization of olefinically unsaturated monomers. These ingredients are also called binders designated. In the majority of cases, the binders of the type mentioned are acrylate copolymers.
Acrylatcopolymerisate und Beschichtungsstoffe, die sie enthalten, werden beispielsweise in den Patentschriften EP-B-0 447 428, EP-B- 0 593 454, EP-B-0 052 776 oder der DE-A-42 04 518 beschrieben.Acrylate copolymers and coating materials containing them are described, for example, in the patents EP-B-0 447 428, EP-B-0 593 454, EP-B-0 052 776 or DE-A-42 04 518.
Die Herstellung von Acrylatcopolymerisaten kann nach allgemein gut bekannten Polymerisationsverfahren in Masse, Lösung oder Emulsion erfolgen. Polymerisationsverfahren zur Herstellung von Acrylatcopolymerisaten, insbesondere Polyacrylatharzen, sind allgemein bekannt und vielfach beschrieben (vgl. z.B.: Houben Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, Band 14/1, Seite 24 bis 255 (1961)).Acrylate copolymers can be prepared in bulk, solution or emulsion by generally known polymerization processes. Polymerization processes for the preparation of acrylate copolymers, in particular polyacrylate resins, are generally known and have been described many times (see, for example: Houben Weyl, Methods of Organic Chemistry, 4th Edition, Volume 14/1, pages 24 to 255 (1961)).
Weitere Beispiele geeigneter Copolymerisationsverfahren für die Herstellung von Acrylatcopolymerisaten werden in den Patentschriften DE-A-197 09 465, DE-C-197 09 476, DE-A-28 48 906, DE-A-195 24 182, EP-A-0 554 783, EP-B-0 650 979 WO 95/27742, DE-A-38 41 540 oder WO 82/02387 beschrieben.Further examples of suitable copolymerization processes for the preparation of acrylate copolymers are described in the patents DE-A-197 09 465, DE-C-197 09 476, DE-A-28 48 906, DE-A-195 24 182, EP-A-0 554 783, EP-B-0 650 979 WO 95/27742, DE-A-38 41 540 or WO 82/02387.
Als Reaktoren für die Copolymerisationsverfahren kommen die üblichen und bekannten Rührkessel, Rührkesselkaskaden, Rohrreaktoren, Schlaufenreaktoren oder Taylorreaktoren, wie sie beispielsweise in den Patentschriften DE-B-1 071 241 oder EP-A-0 498 583 oder in dem Artikel von K. Kataoka in Chemical Engineering Science, Band 50, Heft 9, 1995, Seiten 1409 bis 1416, beschrieben werden, in Betracht.Reactors for the copolymerization processes are the customary and known stirred kettles, stirred kettle cascades, tubular reactors, loop reactors or Taylor reactors, as described, for example, in the patents DE-B-1 071 241 or EP-A-0 498 583 or in the article by K. Kataoka in Chemical Engineering Science, Volume 50, No. 9, 1995, pages 1409 to 1416.
Die für die Herstellung der Acrylatcopolymerisate angewandte radikalische Polymerisation ist häufig sehr exotherm und schwer zu regeln. Für die Realctionsführung bedeutet dies, daß hohe Konzentrationen an Monomeren und/oder die sogenannte batch-Fahrweise, bei der die gesamte Menge der Monomeren in einem wäßrigen Medium vorgelegt, emulgiert und anschließend auspolymerisiert wird, vermieden werden müssen. Auch die gezielte Einstellung definierter Molekulargewichte, Molekulargewichtsverteilungen und anderer Eigenschaften bereitet häufig Schwierigkeiten. Die gezielte Einstellung eines bestimmten Eigenschaftsprofils der Acrylatcopolymerisate ist aber für ihre Verwendung als Bindemittel in Beschichtungsstoffen von großer Bedeutung, da hierdurch das anwendungstechnische Eigenschaftsprofil der Beschichtungsstoffe direkt beeinflußt werden kann.The radical polymerization used to prepare the acrylate copolymers is often very exothermic and difficult to control. For the implementation, this means that high concentrations of monomers and / or the so-called batch procedure, in which the entire amount of the monomers is placed in an aqueous medium, emulsified and then polymerized, must be avoided. The targeted adjustment of defined molecular weights, molecular weight distributions and other properties often causes difficulties. The targeted setting of a certain property profile of the acrylate copolymers is of great importance for their use as binders in coating materials, since this can directly influence the application properties profile of the coating materials.
Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die radikalische Copolymerisation olefϊnisch ungesättigter Monomerer gezielt zu regeln.There has been no shortage of attempts to regulate the radical copolymerization of olefinically unsaturated monomers in a targeted manner.
So beschreibt die internationale Patentanmeldung WO 98/01478 ein Verfahren, bei dem die Copolymerisation in Gegenwart eines radikalischen Starters und einer Thiocarbonylthio- Verbindung als Kettenübertragungsmittel umgesetzt wird.International patent application WO 98/01478 describes a process in which the copolymerization is carried out in the presence of a radical starter and a thiocarbonylthio compound as chain transfer agent.
Die internationale Patentanmeldung WO 92/13903 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Copolymerisaten mit einem niedrigen Molekulargewicht durch Radikalkettenpolymerisation in Gegenwart eines Gruppenübertragungsmittels, das eine Kohlenstoff- Schwefel-Doppelbindung aufweist. Diese Verbindungen wirken nicht nur als Kettenübertragungsmittel, sondern auch als Wachstumsregler, so daß nur Copolymerisate mit niedrigem Molekulargewicht resultieren.International patent application WO 92/13903 describes a process for the preparation of copolymers with a low molecular weight by radical chain polymerization in the presence of a group transfer agent which has a carbon-sulfur double bond. These compounds not only act as chain transfer agents, but also as growth regulators, so that only low molecular weight copolymers result.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 96/15157 geht ein Verfahren zur Herstellung von Copolymerisaten mit vergleichsweise enger Molekulargewichtsverteilung hervor, bei dem ein Monomer mit einem Vinyl- teπninierten Makromonomeren in Anwesenheit eines radikalischen Initiators umgesetzt wird. Außerdem geht aus der internationalen Patentanmeldung WO 98/37104 die Herstellung von Acrylatcopolymerisaten mit definierten Molekulargewichten durch radikalische Polymerisation in Gegenwart eines Kettenübertragungsmittels mit einer C-C-Doppelbindung und mit Resten, die diese Doppelbindung bezüglich der radikalischen Anlagerung von Monomeren aktivieren, hervor.International patent application WO 96/15157 discloses a process for the preparation of copolymers with a comparatively narrow molecular weight distribution, in which a monomer is reacted with a vinyl-thinned macromonomer in the presence of a radical initiator. In addition, the international patent application WO 98/37104 discloses the preparation of acrylate copolymers with defined molecular weights by radical polymerization in the presence of a chain transfer agent with a CC double bond and with radicals which activate this double bond with regard to the radical addition of monomers.
Trotz bedeutsamer Fortschritte auf diesem Gebiet fehlt es noch immer an einem universell einsetzbaren Verfahren zur kontrollierten radikalischen Polymerisation, das in einfacher Weise chemisch strukturierte Polymerisate, insbesondere Acrylatcopolymerisate, liefert und mit dessen Hilfe das Eigenschaftsprofil der Polymerisate im Hinblick auf ihre Anwendung in Beschichtungsstoffen, die der Herstellung von färb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen dienen, gezielt eingestellt werden kann.Despite significant advances in this area, there is still a lack of a universally applicable process for controlled radical polymerization which provides chemically structured polymers, in particular acrylate copolymers, in a simple manner, and with the aid of which the profile of properties of the polymers with regard to their use in coating materials which Production of coloring and / or effect multi-layer coatings are used, can be set specifically.
Deshalb ist es nach wie vor notwendig, durch andere, z. T. aufwendigere, Maßnahmen die Eigenschaftsprofϊle und stofflichen Zusammensetzungen der Füller, Basislacke und Klarlacke so aufeinander abzustimmen, daß die färb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen die vom Markt geforderte hohe optische Qualität und Zwischenschichthaftung aufweisen und keine Probleme wie mangelnde Schwitzwasserbeständigkeit der Füllerschichten, Rißbildung (mudcracking) in den Basislackierungen oder Verlaufs Störungen oder Oberflächenstrukturen in den Klarlackierungen mehr aufwerfen.Therefore, it is still necessary for others, e.g. T. more complex measures to match the property profiles and material compositions of the fillers, basecoats and clearcoats so that the color and / or effect multilayer coatings have the high optical quality and interlayer adhesion required by the market and no problems such as insufficient condensation resistance of the filler layers, crack formation ( mudcracking) in the basecoats or leveling more faults or surface structures in the clearcoats.
Aufgabe der vorhegenden Erfindung ist es, neue färb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierungen sowie neue Verfahren zu ihrer Herstellung bereitzustellen, bei denen mindestens eine Schicht der färb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung aus einem Beschichtungsstoff hergestellt wird, der in einfacher Weise seiner jeweiligen Verwendung als Füller, Basislack und/oder Klarlack angepaßt werden kann. Dies soll in einfacher Weise dadurch bewerkstelligt werden, daß das Eigenschaftsprofil der Beschichtungsstoffe insbesondere durch die Verwendung chemisch strukturierter Polymerisate, die durch radikalische Polymerisation erhältlich sind, gezielt eingestellt wird. Die resultierenden neuen farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen sollen die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweisen, sondern eine hervorragende optische Qualität, Zwischenschichthaftung und Schwitzwasserbeständigkeit aufweisen und keine Rißbildung (mudcracking), Verlaufsstörungen oder Oberflächenstrukturen zeigen. Diese chemisch strukturierten Polymerisate sollen außerdem als Reibharze verwendbar sein, die es in vorteilhafter Weise gestatten, besonders gut einmischbare Pigmentpasten für die zur Herstellung der neuen färb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen verwendeten Füller, Basislacke und Klarlacke bereitzustellen.The object of the present invention is to provide new color and / or effect multilayer coatings and new processes for their production in which at least one layer of the color and / or effect multilayer coating is produced from a coating material which can be used in a simple manner as its respective Filler, basecoat and / or Clear varnish can be adjusted. This is to be accomplished in a simple manner by specifically adjusting the property profile of the coating materials, in particular through the use of chemically structured polymers which can be obtained by radical polymerization. The resulting new color and / or effect multi-layer coatings should no longer have the disadvantages of the prior art, but should have an excellent optical quality, interlayer adhesion and condensation resistance and should not show any mud cracking, flow problems or surface structures. These chemically structured polymers should also be usable as rubbing resins, which advantageously allow pigment pastes to be mixed in particularly well for the fillers, basecoats and clearcoats used to produce the new color and / or effect multicoat paint systems.
Demgemäß wurde die neue färb- und oder effektgebende Mehrschichtlackierung ML für ein grundiertes oder ungrundiertes Substrat gefunden, die in der angegebenen ReihenfolgeAccordingly, the new coloring and or effect-giving multilayer coating ML for a primed or unprimed substrate was found, in the order given
(1) eine mechanische Energie absorbierende Füllerschicht FL und(1) a mechanical energy absorbing filler layer FL and
(2) eine färb- und/oder effektgebende Decklackierung DL(2) a color and / or effect top coat DL
oderor
(1) eine mechanische Energie absorbierende Füllerschicht FL,(1) a mechanical energy absorbing filler layer FL,
(2) eine färb- und/oder effektgebende Basislackiening BL und(2) a color and / or effect basecoat BL and
(3) eine Klarlackierung KL oder(3) a clear coat KL or
(1) eine färb- und/oder effektgebende Basislackiening BL und(1) a color and / or effect basecoat BL and
(2) eine Klarlackierung KL,(2) a clear coat KL,
überemanderliegend enthält, wobei mindestens eine Schicht FL und/oder DL oder BL und/oder KL oder FL, BL und/oder KL, vorzugsweise mindestens zwei Schichten FL, BL und/oder KL oder alle Schichten FL und DL oder BL und KL oder FL, BL und KL der Mehrschichtlackierung ML aus einem Beschichtungsstoff hergestellt worden ist oder sind, welcher mindestens einen Bestandteil (A) enthält, der durch radikalische Polymerisation voncontains superimposed, with at least one layer FL and / or DL or BL and / or KL or FL, BL and / or KL, preferably at least two layers FL, BL and / or KL or all layers FL and DL or BL and KL or FL , BL and KL of the multilayer coating ML has been or are made from a coating material which contains at least one constituent (A) which is obtained by radical polymerization of
a) mindestens einem olefϊnisch ungesättigten Monomer unda) at least one olefinically unsaturated monomer and
b) mindestens einem vom olefϊnisch ungesättigten Monomer (a) verschiedenen olefϊnisch ungesättigten Monomer der allgemeinen Formel Ib) at least one olefinically unsaturated monomer of the general formula I which is different from the olefinically unsaturated monomer (a)
R1R2C=CR3R4 (I),R 1 R 2 C = CR 3 R 4 (I),
worin die Reste R1, R2, R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstiruierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Cycloalkylalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Cycloalkylaryl- Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste stehen, mit der Maßgabe, daß mindestens zwei der Variablen R1, R2 , R3 und R4 für substituierte oder unsubstituierte Aryl-, Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste, insbesondere substituierte oder unsubstituierte Arylreste, stehen; in einem wäßrigen Medium herstellbar ist.wherein the radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent hydrogen atoms or substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals with the proviso that at least two of the variables R 1 , R 2 , R 3 and R 4 stand for substituted or unsubstituted aryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, in particular substituted or unsubstituted aryl radicals; can be produced in an aqueous medium.
Im folgenden wird die neue färb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung ML für ein grundiertes oder ungrundiertes Substrat als „erfϊndungsgemäße Mehrschichtlackierung ML" bezeichnet.In the following, the new coloring and / or effect multilayer coating ML for a primed or unprimed substrate is referred to as "multilayer coating ML according to the invention".
Außerdem wurde das neue Verfahren zur Herstellung einer farb-und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung ML auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat durchIn addition, the new process for producing a color and / or effect multilayer coating ML was carried out on a primed or unprimed substrate
(I) Herstellen einer Füllerlackschicht durch Applikation eines Füllers auf das Substrat,(I) producing a filler lacquer layer by applying a filler to the substrate,
(II) Härtung der Füllerlackschicht, wodurch die Füllerschicht FL resultiert,(II) hardening of the filler lacquer layer, resulting in the filler layer FL,
(III) Herstellen einer Unidecklackschicht durch Applikation eines Unidecklacks auf die Füllerschicht FL und(III) Production of a solid-color topcoat by applying a solid-color topcoat to the filler layer FL and
(IV) Härtung der Unidecklackschicht DL, wodurch die Unidecklackierung DL resultiert,(IV) curing the solid-color topcoat DL, resulting in the solid-color topcoat DL,
oderor
(I) Herstellen einer Basislackschicht durch Applikation eines Basislacks auf das Substrat,(I) producing a basecoat layer by applying a basecoat to the substrate,
(II) Trocknen der Basislackschicht, (III) Herstellen einer Klarlackschicht durch Applikation eines Klarlacks auf die Basislackschicht und(II) drying the basecoat film, (III) producing a clear coat by applying a clear coat to the basecoat and
(IV) gemeinsame Härtung der Basislackschicht und der Klarlackschicht, wodurch die Basislackiening BL und die Klarlackierung KL resultieren,(IV) joint hardening of the basecoat layer and the clearcoat layer, which results in the basecoating BL and the clearcoat KL,
oderor
(I) Herstellen einer Füllerlackschicht durch Applikation eines Füllers auf das Substrat,(I) producing a filler lacquer layer by applying a filler to the substrate,
(II) Härtung der Füllerlackschicht, wodurch die Füllerschicht FL resultiert,(II) hardening of the filler lacquer layer, resulting in the filler layer FL,
(III) Herstellen einer Basislackschicht durch Applikation eines Basislacks auf die Füllerschicht FL,(III) producing a basecoat layer by applying a basecoat to the filler layer FL,
(IV) Trocknen der Basislackschicht,(IV) drying the basecoat film,
(V) Herstellen einer Klarlackschicht durch Applikation eines Klarlacks auf die Basislackschicht und(V) producing a clear coat by applying a clear coat to the basecoat and
(VI) gemeinsame Härtung der Basislackschicht und der Klarlackschicht, wodurch die Basislackiening BL und die Klarlackierung KL resultieren,(VI) joint hardening of the basecoat layer and the clearcoat layer, which results in the basecoating BL and the clearcoat KL,
gefunden, bei dem mindestens einer der jeweils angewandten Beschichtungsstoffe mindestens einen Bestandteil (A) enthält, der durch radikalische Polymerisation vonfound, in which at least one of the coating materials used in each case contains at least one constituent (A) which is obtained by radical polymerization of
a) mindestens einem olefϊnisch ungesättigten Monomer und b) mindestens einem vom olefinisch ungesättigten Monomer (a) verschiedenen olefϊnisch ungesättigten Monomer der allgemeinen Formel Ia) at least one olefinically unsaturated monomer and b) at least one olefinically unsaturated monomer of the general formula I which is different from the olefinically unsaturated monomer (a)
R^C^R^4 (I),R ^ C ^ R ^ 4 (I),
worin die Reste R1, R2, R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Cycloalkylalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Cycloalkylaryl- Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste stehen, mit der Maßgabe, daß mindestens zwei der Variablen R1, R2 , R3 und R4 für substituierte oder unsubstituiertewherein the radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent hydrogen atoms or substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals with the proviso that at least two of the variables R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted
Aryl-, Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste, insbesondere substituierte oder unsubstituierte Arylreste, stehen;Aryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, in particular substituted or unsubstituted aryl radicals;
in einem wäßrigen Medium herstellbar ist.can be produced in an aqueous medium.
Im folgenden wird das neue Verfahren zur Herstellung einer färb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung ML auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat als „erfindungsgemäßes Verfahren" bezeichnet.The new process for producing a color and / or effect multilayer coating ML on a primed or unprimed substrate is referred to below as the “process according to the invention”.
Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend, daß die komplexe Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde lag, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML gelöst werden konnte. Insbesondere überraschte, daß die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML eine hervorragende optische Qualität, Zwischenschichmaftung und Schwitzwasserbeständigkeit aufweisen und keine Rißbildung (mudcracking), Verlaufsstörungen oder Oberflächenstrukturen mehr zeigen. Noch mehr überraschte, daß auf die Verwendung von Thixotropiermitteln oder Rheologiehilfsmitteln in Basislacken, die der Erzeugung von Perlglanzeffekten und/oder dichroitischen Effekten dienen, weitgehend oder gegebenenfalls völlig verzichtet werden kann.With regard to the prior art, it was surprising that the complex task on which the present invention was based could be achieved with the aid of the method according to the invention and the multilayer lacquers ML according to the invention. It was particularly surprising that the multilayer coatings ML according to the invention have excellent optical quality, interlayer adhesion and condensation resistance and no longer show any crack formation (mud cracking), flow problems or surface structures. Even more surprising was the fact that the use of thixotropic agents or rheology aids in basecoats resulted in the production of pearlescent effects and / or dichroic effects, can be largely or possibly completely dispensed with.
Erfindungsgemäß wird mindestens eine Schicht der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML aus einem Beschichtungsstoff hergestellt, der einen Bestandteil (A) enthält. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn mindestens zwei Schichten, insbesondere alle Schichten, der erfindungs gemäßen Mehrschichtlackierung ML aus solchen Beschichtungsstoffen hergestellt werden.According to the invention, at least one layer of the multilayer coating ML according to the invention is produced from a coating material which contains a constituent (A). According to the invention, it is advantageous if at least two layers, in particular all layers, of the multilayer coating ML according to the invention are produced from such coating materials.
Erfindungsgemäß wird der Bestandteil (A) durch kontrollierte radikalische Polymerisation mindestens eines olefinisch ungesättigten Monomeren (a) und mindestens eines olefϊnisch ungesättigten Monomeren (b), welches von dem Monomeren (a) verschieden ist, hergestellt.According to the invention, component (A) is produced by controlled free-radical polymerization of at least one olefinically unsaturated monomer (a) and at least one olefinically unsaturated monomer (b), which is different from the monomer (a).
Beispiele geeigneter Monomere (a) sindExamples of suitable monomers (a) are
al) im wesentlichen säuregruppenfreien (Meth)acrylsäureester wie (Meth)Acrylsäurealkyl- oder -cycloalkylester mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, insbesondere Methyl-, Ethyl-, Propyl-, n- Butyl-, sec.-Butyl-, tert-Butyl-, Hexyl-, Ethylhexyl-, Stearyl- undal) essentially acid group-free (meth) acrylic esters such as (meth) acrylic or alkyl cycloalkyl esters with up to 20 carbon atoms in the alkyl radical, in particular methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl -, hexyl, ethylhexyl, stearyl and
Laurylacrylat oder -methacrylat; cycloaliphatische (Meth)acrylsäureester, insbesondere Cyclohexyl-, Isobornyl-, Dicyclopentadienyl-, Octahydro-4,7- methano-lH-inden-methanol- oder tert.-Butylcyclohexyl(meth)acrylat; (Meth)Acrylsäureoxaalkylester oder -oxacycloalkylester wie Ethyltriglykol(meth)acrylat und Methoxyoligoglykol(meth)acrylat mit einemLauryl acrylate or methacrylate; cycloaliphatic (meth) acrylic acid esters, especially cyclohexyl, isobornyl, dicyclopentadienyl, octahydro-4,7-methano-1H-indene methanol or tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate; (Meth) acrylic acid oxaalkyl esters or oxacycloalkyl esters such as ethyl triglycol (meth) acrylate and methoxy oligoglycol (meth) acrylate with one
Molekulargewicht Mn von vorzugsweise 550 oder andere ethoxylierte und/oder propoxyherte hydroxylgruppenfreie (Meth)acrylsäurederivate. Diese können in untergeordneten Mengen höherfunktionelle (Meth)Acrylsäurealkyl- oder -cycloalkylester wie Ethylengylkol-, Propylenglykol-, Diethylenglykol-, Dipropylenglykol-, Butylenglykol-, Pentan-l,5-diol-, Hexan- 1,6-diol-, Octahydro-4,7-methano-lH-inden-dimethanol- oder Cyclohexan-1,2-, -1,3- oder -l,4-diol-di(meth)acrylat; Trimethylolpropan-di- oder - tri(meth)acrylat; oder Pentaerythrit-di-, -tri- oder -tetra(meth)acrylat enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind hierbei unter untergeordneten Mengen an höherfunktionellen Monomeren solche Mengen zu verstehen, welche nicht zur Vernetzung oder Gelierung der Copolymerisate (A) führen.Molecular weight Mn of preferably 550 or other ethoxylated and / or propoxylated hydroxyl group-free (meth) acrylic acid derivatives. These can be used in minor amounts of higher functional (meth) acrylic acid alkyl or cycloalkyl esters such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, Dipropylene glycol, butylene glycol, pentane-1, 5-diol, hexane, 1,6-diol, octahydro-4,7-methano-1H-indene-dimethanol or cyclohexane-1,2-, 1,3 - or -l, 4-diol-di (meth) acrylate; Trimethylolpropane di or tri (meth) acrylate; or pentaerythritol di-, tri- or tetra (meth) acrylate. In the context of the present invention, minor amounts of higher-functional monomers are understood to mean those amounts which do not lead to crosslinking or gelling of the copolymers (A).
a2) Monomere, welche mindestens eine Hydroxylgruppe, Aminogruppe, Alkoxymethylaminogruppe oder Iminogruppe pro Molekül tragen und im wesentlichen säuregruppenfrei sind, wie Hydroxyalkylester der Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer anderen alpha,beta-olefϊnisch ungesättigten Carbonsäure, die sich von einem Alkylenglykol ableiten, das mit der Säure verestert ist, oder die durch Umsetzung der alpha,beta-olefϊnsich ungesättigtena2) Monomers which carry at least one hydroxyl group, amino group, alkoxymethylamino group or imino group per molecule and are essentially free of acid groups, such as hydroxyalkyl esters of acrylic acid, methacrylic acid or another alpha, beta-olefinically unsaturated carboxylic acid which are derived from an alkylene glycol which is associated with the Acid is esterified, or the unsaturated ones by reaction of the alpha, beta-olefin
Carbonsäure mit einem Alkylenoxid erhältlich sind, insbesondere Hydroxyalkylester der Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure oder Itaconsäure, in denen die Hydroxyalkylgruppe bis zu 20 Kohlenstoffatome enthält, wie 2- Hydroxyethyl-, 2-Hydroxypropyl-, 3-Hydroxypropyl-, 3-Hydroxybutyl-, 4-Carboxylic acid with an alkylene oxide are available, in particular hydroxyalkyl esters of acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid or itaconic acid, in which the hydroxyalkyl group contains up to 20 carbon atoms, such as 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl, 3-hydroxybutyl-, 4-
Hydroxybutylacrylat, -methacrylat, -ethacrylat, -crotonat, -maleinat, -ftimarat oder -itaconat; oder Hydroxycycloalkylester wie 1,4- Bis(hydroxymethyl)cyclohexan-, Octahydro-4,7-methano- lH-inden- dimethanol- oder Methylpropandiolmonoacrylat, -monomethacrylat, - monoethacrylat, -monocrotonat, -monomaleinat, -monofumarat oder - monoitaconat; oder Umsetzungsprodukte aus cyclischen Estern, wie z.B. epsilon-Caprolacton und diesen Hydroxyalkyl- oder -cycloalkylestem; oder olefinisch ungesättigte Alkohole wie Allylalkohol oder Polyole wie Trimethylolpropanmono- oder dially lether oder Pentaerythritmono-, -di- oder -triallylether (hinsichtlich dieser höherfunktionellen Monomeren (a2) gilt das für die höherfunktionellen Monomeren (al) Gesagte sinngemäß); N,N-Dimethylaminoethylacrylat, N,N-Diethylaminoethylmethacrylat,Hydroxybutyl acrylate, methacrylate, ethacrylate, crotonate, maleate, timateate or itaconate; or hydroxycycloalkyl esters such as 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, octahydro-4,7-methano-1H-indenedimethanol- or methylpropanediol monoacrylate, monomethacrylate, monoethacrylate, monocrotonate, monomaleinate, monofumarate or monoitaconate; or reaction products from cyclic esters, such as, for example, epsilon-caprolactone and these hydroxyalkyl or cycloalkyl esters; or olefinically unsaturated alcohols such as allyl alcohol or polyols such as trimethylolpropane mono- or dially lether or pentaerythritol mono-, di- or triallyl ether (with regard to these higher functional monomers (a2) the same applies analogously to the higher functional monomers (al)); N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate,
Allylamin oder N-Methyliminoethylacrylat oder N,N- Di(memoxymethyl)aminoethylacrylat und -methacrylat oder N,N-Allylamine or N-methyliminoethyl acrylate or N, N- di (memoxymethyl) aminoethyl acrylate and methacrylate or N, N-
Di(butoxymethyl)aminopropylacrylat und -methacrylat; Monomere dieser Art werden bevorzugt für die Herstellung von selbst vernetzenden Bestandteilen (A) verwendet.Di (butoxymethyl) aminopropyl acrylate and methacrylate; Monomers of this type are preferably used for the production of self-crosslinking components (A).
a3) Monomere, welche mindestens eine Säuregruppe, die in die entsprechende Säureaniongruppe überführbar ist, pro Molekül tragen, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure oder Itaconsäure; olefinisch ungesättigte Sulfon- oder Phosphonsäuren oder deren Teilester; oder Maleinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester, Bernsteinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester oder Phthalsäuremo- no (meth)acryloy loxyethylester.a3) monomers which carry at least one acid group which can be converted into the corresponding acid anion group per molecule, such as acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid or itaconic acid; olefinically unsaturated sulfonic or phosphonic acids or their partial esters; or maleic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester, succinic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester or phthalic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester.
a4) Vinylester von in alpha- Stellung verzweigten Monocarbonsäuren mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen im Molekül. Die verzweigten Monocarbonsäuren können erhalten werden durch Umsetzung von Ameisensäure oder Kohlenmonoxid und Wasser mit Olefinen in Anwesenheit eines flüssigen, stark sauren Katalysators; die Olefine können Crack-Produkte von paraffinischen Kohlenwasserstoffen, wie Mineralölfraktionen, sein und können sowohl verzweigte wie geradkettige acyclische und/oder cycloaliphatische Olefine enthalten. Bei der Umsetzung solcher Olefine mit Ameisensäure bzw. mita4) vinyl esters of monocarboxylic acids with 5 to 18 carbon atoms in the molecule, branched in the alpha position. The branched monocarboxylic acids can be obtained by reacting formic acid or carbon monoxide and water with olefins in the presence of a liquid, strongly acidic catalyst; the olefins can be cracked products of paraffinic hydrocarbons, such as mineral oil fractions, and can contain both branched and straight-chain acyclic and / or cycloaliphatic olefins. In the implementation of such olefins with formic acid or with
Kohlenmonoxid und Wasser entsteht ein Gemisch aus Carbonsäuren, bei denen die Carboxylgruppen vorwiegend an einem quaternären Kohlenstoffatom sitzen. Andere olefinische Ausgangsstoffe sind z.B. Propylentrimer, Propylentetramer und Diisobutylen. Die Vinylester (a4) können aber auch auf an sich bekannte Weise aus den Säuren hergestellt werden, z.B. indem man die Säure mit Acetylen reagieren läßt. Besonders bevorzugt werden - wegen der guten Verfügbarkeit - Vinylester von gesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 C- Atomen, die am alpha-C-Atom verzweigt sind, insbesondere aber Versatic®-Säuren, eingesetzt.Carbon monoxide and water form a mixture of carboxylic acids in which the carboxyl groups are predominantly located on a quaternary carbon atom. Other olefinic starting materials are, for example, propylene trimer, propylene tetramer and diisobutylene. The vinyl esters (a4) can also be used in a manner known per se from the acids, for example by allowing the acid to react with acetylene. Because of the good availability, vinyl esters of saturated aliphatic monocarboxylic acids with 9 to 11 carbon atoms which are branched on the alpha carbon atom, but in particular Versatic® acids, are particularly preferably used.
a5) Umsetzungsprodukte aus Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäure mit 5 bis 18 C-Atomen je Molekül, insbesondere einer Versatic®-Säure, oder anstelle des Umsetzungsproduktes eine äquivalenten Menge Acryl- und/odera5) reaction products of acrylic acid and / or methacrylic acid with the glycidyl ester of a monocarboxylic acid with 5 to 18 carbon atoms per molecule branched in the alpha position, in particular one Versatic® acid, or instead of the reaction product, an equivalent amount of acrylic and / or
Methacrylsäure, die dann während oder nach der Polymerisationsreaktion mit dem Glycidylester einer in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäure mit 5 bis 18 C-Atomen je Molekül, insbesondere einer Versatic®-Säure, umgesetzt wird.Methacrylic acid, which is then reacted during or after the polymerization reaction with the glycidyl ester of a monocarboxylic acid with 5 to 18 carbon atoms per molecule, in particular a Versatic® acid, which is branched in the alpha position.
a6) Cyclische und/oder acyclische Olefine wie Ethylen, Propylen, But- 1 -en, Pent- 1-en, Hex-l-en, Cyclohexen, Cyclopenten, Norbonen, Butadien, Isopren, Cylopentadien und/oder Dicyclopentadien.a6) Cyclic and / or acyclic olefins such as ethylene, propylene, but-1-ene, pent-1-ene, hex-1-ene, cyclohexene, cyclopentene, norbones, butadiene, isoprene, cyclopentadiene and / or dicyclopentadiene.
a7) (Meth)Acrylsäureamide wie (Meth)Acrylsäureamid, N-Methyl-, N,N- Dimethyl-, N-Ethyl-, N,N-Diethyl-, N-Propyl-, N,N-Dipropyl-, N-Butyl-, N,N-Dibutyl-, N-Cyclohexyl-, N,N-Cyclohexyl-methyl- und/oder N- Methylol-, N,N-Dimethylol-, N-Methoxymethyl-, N,N-Di(methoxymethyl)-, N-Ethoxymethyl- und/oder N,N-Di(ethoxyethyl)-(meth)acrylsäureamid. Monomere der letztgenannten Art werden vor allem für die Herstellung von selbstvernetzenden Bestandteilen (A) verwendet. a8) Epoxidgruppen enthaltende Monomere wie der Glycidylester der Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und/oder Itaconsäure.a7) (Meth) acrylic acid amides such as (meth) acrylic acid amide, N-methyl-, N, N-dimethyl-, N-ethyl-, N, N-diethyl-, N-propyl-, N, N-dipropyl-, N- Butyl, N, N-dibutyl, N-cyclohexyl, N, N-cyclohexyl-methyl and / or N-methylol, N, N-dimethylol, N-methoxymethyl, N, N-di (methoxymethyl ) -, N-ethoxymethyl and / or N, N-di (ethoxyethyl) - (meth) acrylic acid amide. Monomers of the latter type are used primarily for the production of self-crosslinking components (A). a8) Monomers containing epoxy groups, such as the glycidyl ester of acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid and / or itaconic acid.
a9) Vinylaromatische Kohlenwasserstoffe wie Styrol, alpha-Alkylstyrole, insbesondere alpha-Methylstyrol, und/oder Vinyltoluol; Vinylbenzoesäure (alle Isomere), N,N-Diethylaminostyrol (alle Isomere), alpha-a9) vinylaromatic hydrocarbons such as styrene, alpha-alkylstyrenes, in particular alpha-methylstyrene, and / or vinyltoluene; Vinylbenzoic acid (all isomers), N, N-diethylaminostyrene (all isomers), alpha-
Methylvinylbenzoesäure (alle Isomere), N,N-Diethylamino-alpha- methylstyrol (alle Isomere) und/oder p-Vinylbenzsolsulfonsäure.Methyl vinylbenzoic acid (all isomers), N, N-diethylamino-alpha-methylstyrene (all isomers) and / or p-vinylbenzenesulfonic acid.
alO) Nitrile wie Acrylnitril und/oder Methacrylnitril.alO) nitriles such as acrylonitrile and / or methacrylonitrile.
al l) Vinylverbindungen, insbesondere Vinyl- und/oder Vmylidendihalogenide wie Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidendichlorid oder Vinylidendifluorid; N- Vinylamide wie Vinyl-N-methylformamid, N-Vinylcaprolactam, 1-al l) vinyl compounds, especially vinyl and / or vinylidene dihalides such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene dichloride or vinylidene difluoride; N- vinylamides such as vinyl-N-methylformamide, N-vinylcaprolactam, 1-
Vinylimidazol oder N-Vinylpyrrolidon; Vinylether wie Ethylvinylether, n- Propylvinylether, Isopropylvinylether, n-Butylvinylether, Isobutylvinylether und/oder Vinylcyclohexylether; und/oder Vinylester wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylpivalat und/oder der Vinylester der 2- Methyl-2-ethylheptansäure.Vinylimidazole or N-vinylpyrrolidone; Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether and / or vinyl cyclohexyl ether; and / or vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate and / or the vinyl ester of 2-methyl-2-ethylheptanoic acid.
al2) Allylverbindungen, insbesondere Allylether und -ester wie Allyhnethyl-, - ethyl-, -propyl- oder -butylether oder Allylacetat, -propionat oder -butyrat.al2) allyl compounds, in particular allyl ethers and esters such as allymethyl, ethyl, propyl or butyl ether or allyl acetate, propionate or butyrate.
al3) Polysiloxanmakromonomere, die ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 1.000 bis 40.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5 ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen pro Molekül aufweisen; insbesondereal3) polysiloxane macromonomers which have a number average molecular weight Mn of 1,000 to 40,000 and on average 0.5 to 2.5 ethylenically unsaturated double bonds per molecule; in particular
Polysiloxanmakromonomere, die ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 2.000 bis 20.000, besonders bevorzugt 2.500 bis 10.000 und insbesondere 3.000 bis 7.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5, bevorzugt 0,5 bis 1,5, ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen pro Molekül aufweisen, wie sie in der DE-A- 38 07 571 auf den Seiten 5 bis 7, der DE-A 37 06 095 in den Spalten 3 bis 7, der EP-B-0 358 153 auf den Seiten 3 bis 6, in der US-A 4,754,014 in den Spalten 5 bis 9, in der DE-A 44 21 823 oder in der internationalen Patentanmeldung WO 92/22615 auf Seite 12, Zeile 18, bis Seite 18, Zeile 10, beschrieben sind.Polysiloxane macromonomers which have a number average molecular weight Mn of 2,000 to 20,000, particularly preferably 2,500 to 10,000 and in particular 3,000 to 7,000 and on average 0.5 to 2.5, preferably 0.5 to 1.5, ethylenically unsaturated double bonds per molecule, as described in DE-A-38 07 571 on pages 5 to 7 of DE -A 37 06 095 in columns 3 to 7, EP-B-0 358 153 on pages 3 to 6, in US-A 4,754,014 in columns 5 to 9, in DE-A 44 21 823 or in of international patent application WO 92/22615 on page 12, line 18, to page 18, line 10.
und/oderand or
al4) Acryloxysilan-enthaltende Vinylmonomere, herstellbar durch Umsetzung hydroxyfunktioneller Silane mit Epichlorhydrin und anschließenderal4) Acryloxysilane-containing vinyl monomers, producible by reaction of hydroxy-functional silanes with epichlorohydrin and subsequent
Umsetzung des Reaktionsproduktes mit (Meth)acrylsäure und/oderImplementation of the reaction product with (meth) acrylic acid and / or
Hydroxyalkyl- und/oder -cycloalkylestem der (Meth)Acrylsäure (vgl. Monomere a2).Hydroxyalkyl and / or cycloalkyl esters of (meth) acrylic acid (cf. monomers a2).
Jedes der vorstehend genannten Monomeren (al) bis (al4) kann für sich alleine mit dem Monomeren (b) polymerisiert werden. Erfindungsgemäß ist es indes von Vorteil, mindestens zwei Monomere (a) zu verwenden, weil hierdurch das Eigenschaftsprofϊl der resultierenden Bestandteile (A), d. h. der Copolymerisate (A), in besonders vorteilhafter Weise sehr breit variiert und dem jeweiligen Verwendungszweck des Beschichtungsstoffs ganz gezielt angepaßt werden kann. Insbesondere können in dieser Weise in die Copolymerisate (A) fiinktionelle Gruppen eingebaut werden, durch die die Copolymerisate (A) hydrophil werden, so daß sie in wäßrige Medien dispergiert oder gelöst werden können. Außerdem können fiinktionelle Gruppen (afg) eingebaut werden, die mit den nachstehend beschriebenen komplementären funktioneilen Gruppen (bfg) der Vemetzungsmittel (B) thermische Vemetzungsreaktionen eingehen können. Außerdem können funktionelle Gruppen eingebaut werden, die dem Bestandteil (A) selbstvernetzende Eigenschaften verleihen wie N-Methylol- oder N-Alkoxymethylgruppen.Each of the above-mentioned monomers (al) to (al4) can be polymerized alone with the monomer (b). According to the invention, however, it is advantageous to use at least two monomers (a) because the property profile of the resulting constituents (A), ie the copolymers (A), varies very widely in a particularly advantageous manner and is specifically adapted to the particular intended use of the coating material can be. In particular, functional groups can be incorporated into the copolymers (A) in this way, making the copolymers (A) hydrophilic so that they can be dispersed or dissolved in aqueous media. In addition, functional groups (afg) can be incorporated which can undergo thermal crosslinking reactions with the complementary functional groups (bfg) of the crosslinking agents (B) described below. You can also create functional groups can be installed, which give component (A) self-crosslinking properties such as N-methylol or N-alkoxymethyl groups.
Erfindungsgemäß resultieren ganz besondere Vorteile, wenn als Monomere (a) die Monomeren (al) und (a2) sowie gegebenenfalls (a3) verwendet werden.According to the invention, very particular advantages result if the monomers (a) and (a2) and optionally (a3) are used as monomers (a).
Erfindungsgemäß werden als Monomere (b) Verbindungen der allgemeinen Formel I verwendet.According to the invention, compounds of the general formula I are used as monomers (b).
In der allgemeinen Formel I stehen die Reste R1, R2 , R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Cycloalkylalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Cycloalkylaryl- Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste, mit der Maßgabe, daß mindestens zwei der Variablen R1, R2 , R3 und R4 für substituierte oder unsubstituierte Aryl-, Arylalkyl - oder Arylcycloalkylreste, insbesondere substituierte oder unsubstituierte Arylreste, stehen.In the general formula I, the radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent hydrogen atoms or substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, with the proviso that at least two of the variables R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent substituted or unsubstituted aryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, in particular substituted or unsubstituted aryl radicals.
Beispiele geeigneter Alkylreste sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, iso- Butyl, tert.-Butyl, Amyl, Hexyl oder 2-Ethylhexyl.Examples of suitable alkyl radicals are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, amyl, hexyl or 2-ethylhexyl.
Beispiele geeigneter Cycloalkylreste sind Cyclobutyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl.Examples of suitable cycloalkyl radicals are cyclobutyl, cyclopentyl or cyclohexyl.
Beispiele geeigneter Alkylcycloalkylreste sind Methylencyclohexan, Ethylencyclohexan oder Propan-l,3-diyl-cyclohexan.Examples of suitable alkylcycloalkyl radicals are methylenecyclohexane, ethylenecyclohexane or propane-1,3-diylcyclohexane.
Beispiele geeigneter Cycloalkylalkylreste sind 2-, 3- oder 4-Methyl-, -Ethyl-, - Propyl- oder -Butylcyclohex-1-yl. Beispiele geeigneter Arylreste sind Phenyl, Naphthyl oder Biphenylyl,, vorzugsweise Phenyl und Naphthyl und insbesondere Phenyl.Examples of suitable cycloalkylalkyl radicals are 2-, 3- or 4-methyl-, ethyl-, propyl- or butylcyclohex-1-yl. Examples of suitable aryl radicals are phenyl, naphthyl or biphenylyl, preferably phenyl and naphthyl and in particular phenyl.
Beispiele geeigneter Alkylarylreste sind Benzyl oder Ethylen- oder Propan-l,3-diyl- benzol.Examples of suitable alkylaryl radicals are benzyl or ethylene or propane-1,3-diylbenzene.
Beispiele geeigneter Cycloalkylarylreste sind 2-, 3-, oder 4-Phenylcyclohex-l-yl.Examples of suitable cycloalkylaryl radicals are 2-, 3-, or 4-phenylcyclohex-l-yl.
Beispiele geeigneter Arylalkylreste sind 2-, 3- oder 4-Methyl-, -Ethyl-, -Propyl- oder -Butylphen-1-yl.Examples of suitable arylalkyl radicals are 2-, 3- or 4-methyl-, ethyl-, propyl- or butylphen-1-yl.
Beispiele geeigneter Arylcycloalkylreste sind 2-, 3- oder 4-Cyclohexylphen-l-yl.Examples of suitable arylcycloalkyl radicals are 2-, 3- or 4-cyclohexylphen-l-yl.
Die vorstehend beschriebenen Reste R1, R2 , R3 und R4 können substituiert sein. Hierzu können elektronenziehende oder elektronenschiebende Atome oder organische Reste verwendet werden.The radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 described above can be substituted. For this purpose, electron-withdrawing or electron-donating atoms or organic residues can be used.
Beispiele geeigneter Substitutienten sind Halogenatome, insbesondere Chlor und Fluor, Nitrilgruppen, Nitrogruppen, partiell oder vollständig halogenierte, insbesondere chlorierte und/oder fluorierte, Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Cycloalkylalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Cycloalkylaryl- Arylalkyl- und Arylcycloalkylreste, inclusive der vorstehend beispielhaft genannten, insbesondere tert.-Butyl; Aryloxy-, Alkyloxy- und Cycloalkyloxyreste, insbesondere Phenoxy, Naphthoxy, Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butyloxy oder Cyclohexyloxy; Arylthio-, Alkylthio- und CycloaUcylthioreste, insbesondere Phenylthio, Naphthylthio, Methylthio, Ethylthio, Propylthio, Butylthio oder Cyclohexylthio; Hydroxylgruppen; und/oder primäre, sekundäre und/oder tertiäre Aminogruppen, insbesondere Amino, N-Methylamino, N-Ethylamino, N-Propylamino, N-Phenylamino, N- Cyclohexylamino, N,N-Dimethylamino, N,N-Diethylamino, N,N-Dipropylamino, N,N-Diphenylamino, N,N-Dicyclohexylamino, N-Cyclohexyl-N-methylamino oder N-Emyl-N-memylamino.Examples of suitable substitutes are halogen atoms, in particular chlorine and fluorine, nitrile groups, nitro groups, partially or completely halogenated, in particular chlorinated and / or fluorinated, alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl and Arylcycloalkyl radicals, including those exemplified above, in particular tert-butyl; Aryloxy, alkyloxy and cycloalkyloxy radicals, in particular phenoxy, naphthoxy, methoxy, ethoxy, propoxy, butyloxy or cyclohexyloxy; Arylthio, alkylthio and cycloacylthio radicals, in particular phenylthio, naphthylthio, methylthio, ethylthio, propylthio, butylthio or cyclohexylthio; hydroxyl groups; and / or primary, secondary and / or tertiary amino groups, in particular amino, N-methylamino, N-ethylamino, N-propylamino, N-phenylamino, N-cyclohexylamino, N, N-dimethylamino, N, N-diethylamino, N, N -Dipropylamino, N, N-diphenylamino, N, N-dicyclohexylamino, N-cyclohexyl-N-methylamino or N-emyl-N-memylamino.
Beispiele für erfindungsgemäß besonders bevorzugt verwendete Monomere (b) sind Diphenylethylen, Dinaphthalinethylen, eis- trans- Stilben, Vinyliden-bis(4-N,N- dimethylaminobenzol), Vinyliden-bis(4-aminobenzol) oder Vinyliden-bis(4- nitrobenzol).Examples of monomers (b) used with particular preference according to the invention are diphenylethylene, dinaphthaleneethylene, trans-stilbene, vinylidene-bis (4-N, N-dimethylaminobenzene), vinylidene-bis (4-aminobenzene) or vinylidene-bis (4-nitrobenzene) ).
Erfindungsgemäß können die Monomeren (b) einzeln oder als Gemisch aus mindestens zwei Monomeren (b) verwendet werden.According to the invention, the monomers (b) can be used individually or as a mixture of at least two monomers (b).
Hinsichtlich der Reaktionsführung und der Eigenschaften der resultierenden Copolymerisate (A), insbesondere der Acrylatcopolymerisat (A), ist Diphenylethylen von ganz besonderem Vorteil und wird deshalb erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt verwendet.With regard to the conduct of the reaction and the properties of the resulting copolymers (A), in particular the acrylate copolymer (A), diphenylethylene is of very particular advantage and is therefore used with particular preference in accordance with the invention.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Monomere (a) und (b) werden in Gegenwart mindestens eines radikalischen Initiators miteinander zu dem Copolymerisat (A) umgesetzt. Als Beispiele für einsetzbare Initiatoren werden genannt: Dialkylperoxide, wie Di-tert.-Butylperoxid oder Dicumyl-peroxid; Hydroperoxide, wie Cumolhydroperoxid oder tert.- Butylhydroperoxid; Perester, wie tert.- Butylperbenzoat, tert.-Butylperpivalat, tert.-Butylper-3,5,5-trimethyl- hexanoat oder tert.-Butylper-2-ethylhexanoat; Kalium-, Natrium- oder Ammoniumsperoxodisulfat; Azodinitrile wie Azobisisobutyronitril; C-C-spaltende Initiatoren wie Benzpmakolsilylether; oder eine Kombination eines nicht oxidierenden Initiators mit Wasserstoffperoxid.The monomers (a) and (b) to be used according to the invention are reacted with one another to give the copolymer (A) in the presence of at least one radical initiator. Examples of initiators which can be used are: dialkyl peroxides, such as di-tert-butyl peroxide or dicumyl peroxide; Hydroperoxides, such as cumene hydroperoxide or tert-butyl hydroperoxide; Peresters, such as tert-butyl perbenzoate, tert-butyl perpivalate, tert-butyl per-3,5,5-trimethyl hexanoate or tert-butyl per-2-ethyl hexanoate; Potassium, sodium or ammonium peroxodisulfate; Azodinitriles such as azobisisobutyronitrile; C-C-cleaving initiators such as benzpmakolsilyl ether; or a combination of a non-oxidizing initiator with hydrogen peroxide.
Vorzugsweise werden vergleichsweise große Mengen an radikalischem Initiator zugegeben, wobei der Anteil des Initiators am Reaktionsgemisch, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren (a) und des Initiators, besonders bevorzugt 0,5 bis 50 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 1 bis 20 Gew.-% und insbesondere 2 bis 15 Gew.-% beträgt.Comparatively large amounts of free-radical initiator are preferably added, the proportion of the initiator in the reaction mixture being based in each case on the total amount of the monomers (a) and the initiator, particularly preferably 0.5 to 50% by weight, very particularly preferably 1 to 20% by weight and in particular 2 to 15% by weight.
Vorzugsweise beträgt das Gewichtsverhältnis von Initiator zu den Monomeren (b) 4 : 1 bis 1 : 4, besonders bevorzugt 3 : 1 bis 1 : 3 und insbesondere 2 : 1 bis 1 : 2. Weitere Vorteile resultieren wenn der Initiator innerhalb der angegebenen Grenzen im Überschuß eingesetzt wird.The weight ratio of initiator to monomers (b) is preferably 4: 1 to 1: 4, particularly preferably 3: 1 to 1: 3 and in particular 2: 1 to 1: 2. Further advantages result if the initiator within the specified limits Excess is used.
Vorzugsweise wird die radikalische Copolymerisation in den eingangs genannten Vorrichtungen, insbesondere Rührkesseln oder Taylorreaktoren, durchgeführt, wobei die Taylorreaktoren so ausgelegt werden, daß auf der gesamten Reaktorlänge die Bedingungen der Taylorströmung erfüllt sind, selbst wenn sich die kinematische Viskosität des Reaktionsmediums aufgrund der Copolymerisation stark ändert, insbesondere ansteigt.The radical copolymerization is preferably carried out in the devices mentioned at the outset, in particular stirred tanks or Taylor reactors, the Taylor reactors being designed so that the conditions of the Taylor flow are met over the entire length of the reactor, even if the kinematic viscosity of the reaction medium changes greatly as a result of the copolymerization , especially increases.
Erfindungs gemäß wird die Copolymerisation in einem wäßrigen Medium durchgeführt.According to the invention, the copolymerization is carried out in an aqueous medium.
Das wäßrige Medium enthält im wesentlichen Wasser. Hierbei kann das wäßrige Medium in untergeordneten Mengen die nachstehend im Detail beschriebenen Vemetzungsmittel (B), Reaktivverdünner (F), Lackadditive (G) und/oder organischen Lösemittel (H) und/oder sonstige gelöste feste, flüssige oder gasförmige organische und/oder anorganische, nieder- und/oder hochmolekulare Stoffe, insbesondere oberflächenaktive Substanzen, enthalten, sofern diese nicht die Copolymerisation in negativer Weise beeinflussen oder gar hemmen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter dem Begriff „untergeordnete Menge" eine Menge zu verstehen, welche den wäßrigen Charakter des wäßrigen Mediums nicht aufhebt. Bei dem wäßrigen Medium kann es sich aber auch um reines Wasser handeln.The aqueous medium essentially contains water. The aqueous medium can in minor amounts the crosslinking agents (B), reactive thinners (F), paint additives (G) and / or organic solvents (H) and / or other dissolved solid, liquid or gaseous organic and / or inorganic solvents described below in detail , low and / or high molecular weight substances, in particular surface-active substances, if they do not negatively influence or even inhibit the copolymerization. In the context of the present invention, the term “minor amount” is understood to mean an amount which does not cancel out the aqueous character of the aqueous medium. However, the aqueous medium can also be pure water.
Vorzugsweise wird die Copolymerisation in der Gegenwart mindestens einer Base durchgeführt. Besonders bevorzugt sind niedermolekulare Basen wie Natronlauge, Kalilauge, Ammoniak, Diethanolamin, Triemanolamin, Mono-, Di- und Triemylamdn, und/oder Dimethylethanolamin, insbesondere Ammoniak und/oder Di- und/oder Triethanolamin.The copolymerization is preferably carried out in the presence of at least one base. Low molecular weight bases such as sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution, ammonia, diethanolamine, triemanolamine, mono-, di- and triemylamine, and / or dimethylethanolamine, in particular ammonia and / or di- and / or triethanolamine, are particularly preferred.
Die Copolymerisation wird vorteilhafterweise bei Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur und unterhalb der niedrigsten Zersetzungstemperatur der jeweils verwendeten Monomeren durchgeführt, wobei bevorzugt ein Temperaturbereich von 10 bis 150°C, ganz besonders bevorzugt 70 bis 120 °C und insbesondere 80 bis 110 °C gewählt wird.The copolymerization is advantageously carried out at temperatures above room temperature and below the lowest decomposition temperature of the monomers used in each case, a temperature range from 10 to 150 ° C., very particularly preferably 70 to 120 ° C. and in particular 80 to 110 ° C. being chosen.
Bei Verwendung besonders leicht flüchtiger Monomeren (a) und/oder (b) kann die Copolymerisation auch unter Druck, vorzugsweise unter 1,5 bis 3.000 bar, besonders 5 bis 1.500 und insbesondere 10 bis 1.000 bar durchgeführt werden.If particularly volatile monomers (a) and / or (b) are used, the copolymerization can also be carried out under pressure, preferably under 1.5 to 3,000 bar, particularly 5 to 1,500 and in particular 10 to 1,000 bar.
Hinsichtlich der Molekulargewichtsverteilung ist der Bestandteil (A) keinerlei Beschränkungen unterworfen. Vorteilhafterweise wird aber die Copolymerisation so geführt, daß eine Molekulargewichtsverteilung Mw/Mn gemessen mit Gelpermeationschromatographie unter Verwendung von Polystyrol als Standard von < 4, vorzugsweise sonders bevorzugt < 2 und insbesondere < 1,5 sowie in einzelnen Fällen auch _1,3 resultiert. Die Molekulargewichte der Bestandteile (A) sind durch die Wahl des Verhältnisses von Monomer (a) zu Monomer (b) zu radikalischem Initiator in weiten Grenzen steuerbar. Dabei bestimmt insbesondere der Gehalt an Monomer (b) das Molekulargewicht, und zwar derart, daß je größer der Anteil an Monomer (b) ist, desto geringer ist das erhaltene Molekulargewicht. Der durch die Copolymerisation resultierende Bestandteil (A) fällt als Gemisch mit dem wäßrigen Medium in der Regel in der Form einer Dispersion an. Er kann in dieser Form direkt weiterverarbeitet werden oder aber als Makroinitiator für die weitere Umsetzung mit mit mindestens einem weiteren Monomeren (a) in einer zweiten Stufe (ii) verwendet werden. Der in der ersten Stufe (i) resultierende Bestandteil (A) kann indes auch als Feststoff isoliert und dann weiter umgesetzt werden.With regard to the molecular weight distribution, component (A) is not subject to any restrictions. However, the copolymerization is advantageously carried out in such a way that a molecular weight distribution Mw / Mn measured using gel permeation chromatography using polystyrene as the standard of <4, preferably particularly preferably <2 and in particular <1.5 and in individual cases also 1.3. The molecular weights of the constituents (A) can be controlled within wide limits by the choice of the ratio of monomer (a) to monomer (b) to radical initiator. The content of monomer (b) in particular determines the molecular weight in such a way that the greater the proportion of monomer (b), the lower the molecular weight obtained. The component (A) resulting from the copolymerization is generally obtained in the form of a dispersion as a mixture with the aqueous medium. It can be processed further in this form or used as a macroinitiator for further reaction with at least one further monomer (a) in a second stage (ii). The component (A) resulting in the first stage (i) can, however, also be isolated as a solid and then reacted further.
Die weitere Umsetzung gemäß der Stufe (ii) wird vorzugsweise unter den üblichen Bedingungen für eine radikalische Polymerisation durchgeführt, wobei geeigneteThe further reaction according to stage (ii) is preferably carried out under the usual conditions for free-radical polymerization, with suitable ones
Lösemittel (H) und/oder Reaktivverdünner (F) anwesend sein können. Dabei können die Stufen (i) und (ii) im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowohl räumlich als auch zeitlich getrennt voneinander durchgeführt werden. Darüber hinaus können aber die Stufen (i) und (ii) auch in einem Reaktor nacheinander durchgeführt werden. Hierzu wird zunächst das Monomer (b) mit mindestens einem MonomerenSolvents (H) and / or reactive thinners (F) can be present. Steps (i) and (ii) can be carried out separately from one another both spatially and temporally within the scope of the method according to the invention. In addition, steps (i) and (ii) can also be carried out in succession in one reactor. For this purpose, first the monomer (b) with at least one monomer
(a) vollständig oder teilweise in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung und der gewünschten Eigenschaften umgesetzt, wonach mindestens ein weiteres(a) fully or partially implemented depending on the desired application and the desired properties, after which at least one further
Monomer (a) hinzugegeben und radikalisch polymerisiert wird. In einer weiterenMonomer (a) is added and polymerized by free radicals. In another
Ausführungsform werden von Anfang an mindestens zwei Monomere (a) eingesetzt, wobei das Monomer (b) zunächst mit einem der mindestens zwei Monomeren (a) reagiert und anschließend das resultierende Umsetzungsprodukt (A) oberhalb eines bestimmten Molekulargewichts auch mit dem weiteren Monomeren (a) reagiert.In the embodiment, at least two monomers (a) are used from the beginning, the monomer (b) first reacting with one of the at least two monomers (a) and then the resulting reaction product (A) above a certain molecular weight also with the further monomer (a) responding.
Je nach Reaktionsführung ist es dabei erfindungsgemäß möglich, an den Endgruppen funktionalisierte Polymere, Block- oder Multiblock- sowie Gradienten(co)polymere, sternförmige Polymere, Pfropfcopolymere und verzweigte (Co)Polymere als Bestandteile (A) herzustellen. Der Bestandteil (A) kann mindestens eine, vorzugsweise mindestens zwei, funktionelle Gruppen (afg) enthalten, welche mit komplementären fiinktionellen Gruppen (bfg) der nachstehend beschriebenen, gegebenenfalls verwendeten Vemetzungsmittel (B) thermische Vemetzungsreaktionen eingehen können. Die fiinktionellen Gruppen (afg) können dabei über die Monomeren (a) in den Bestandteil (A) eingebracht oder nach dessen Synthese durch polymeranaloge Reaktionen eingeführt werden.Depending on how the reaction is carried out, it is possible according to the invention to prepare functionalized polymers, block or multiblock and gradient (co) polymers, star-shaped polymers, graft copolymers and branched (co) polymers as constituents (A) on the end groups. Constituent (A) can contain at least one, preferably at least two, functional groups (afg) which can undergo thermal crosslinking reactions with complementary functional groups (bfg) of the optionally used crosslinking agents (B) described below. The functional groups (afg) can be introduced into component (A) via the monomers (a) or, after their synthesis, can be introduced by polymer-analogous reactions.
Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender komplementärer reaktiver fiinktioneller Gruppen (afg) und (bfg), welche Vemetzungsreaktionen eingehen, sind in der folgenden Übersicht zusammengestellt. In der Übersicht steht die Variable R5 für substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Cycloalkylalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Cycloalkylaryl- Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste; die Variablen R6 und R7 stehen für gleiche oder verschiedene Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl- oder Cycloalkylalkylreste oder sind miteinander zu einem aliphatischen oder heteroaliphatischen Ring verknüpft. Beispiele geeigneter Reste dieser Art sind die vorstehend bei den Resten R1, R2 , R3 und R4 aufgeführten.Examples of suitable complementary reactive functional groups (afg) and (bfg) which are to be used according to the invention and which undergo crosslinking reactions are summarized in the following overview. In the overview, the variable R 5 stands for substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals; the variables R 6 and R 7 stand for identical or different alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl or cycloalkylalkyl radicals or are linked to one another to form an aliphatic or heteroaliphatic ring. Examples of suitable radicals of this type are those listed above for the radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 .
Übersicht: Beispiele komplementärer funktioneller Gruppen (afg) und (bfg) imOverview: Examples of complementary functional groups (afg) and (bfg) in
Bestandteil (A) und Vernetzungsmittel (B) oderComponent (A) and crosslinking agent (B) or
Vernetzungsmittel (B) und Bestandteil (A)Crosslinking agent (B) and component (A)
-SH -C(O)-OH -NH2 -C(O)-O-C(O)--SH -C (O) -OH -NH 2 -C (O) -OC (O) -
-OH -NCO-OH -NCO
-O-(CO)-NH-(CO)-NH2 -NH-C(O)-OR5 -O- (CO) -NH- (CO) -NH 2 -NH-C (O) -OR 5
-O-(CO)-NH2 -CH2-OH-O- (CO) -NH 2 -CH 2 -OH
-NH-C(O)-CH(-C(O)OR5)2 -NH-C (O) -CH (-C (O) OR 5 ) 2
-NH-C(O)-CH(-C(O)OR5)(-C(O)-R5)-NH-C (O) -CH (-C (O) OR 5 ) (- C (O) -R 5 )
-NH-C(O)-NR6R7 -NH-C (O) -NR 6 R 7
= Si(OR5)2 = Si (OR 5 ) 2
O -CH-CH2 O -CH-CH 2
-C(O)-OH O -CH-CH2 -C (O) -OH O -CH-CH 2
-O-C(O)-CR5=CH2 -OH-OC (O) -CR 5 = CH 2 -OH
-O-CR=CH2 -NH2 -C(O)-CH2-C(O)-R5 -O-CR = CH 2 -NH 2 -C (O) -CH 2 -C (O) -R 5
-CH=CH2 -CH = CH 2
Die Auswahl der jeweiligen komplementären Gruppen (afg) und (bfg) richtet sich zum einen danach, daß sie bei der Lagerung keine unerwünschten Reaktionen eingehen und/oder gegebenenfalls die Härtung mit aktinischer Strahlung nicht stören oder inhibieren dürfen, und zum anderen danach, in welchem Temperaturbereich die thermische Härtung erfolgen soll.The selection of the respective complementary groups (afg) and (bfg) depends on the one hand on the fact that they do not undergo any undesirable reactions during storage and / or, where appropriate, must not interfere with or inhibit curing with actinic radiation, and on the other hand in which Temperature range the thermal curing should take place.
Hierbei ist es, insbesondere im Hinblick auf thermisch sensible Substrate wie Kunststoffe, erfindungsgemäß von Vorteil, einen Temperaturbereich zu wählen, welcher 100 °C, insbesondere 80 °C nicht überschreitet. Im Hinblick auf diese Rahmenbedingungen haben sich Hydroxylgruppen und Isocyanatgruppen oder Carboxylgruppen und Epoxygruppen als komplementäre fiinktionelle Gruppen als vorteilhaft erwiesen, weswegen sie in den erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen, welche als Zwei- oder Mehrkomponentensysteme vorliegen, erfindungsgemäß bevorzugt angewandt werden. Besondere Vorteile resultieren, wenn die Hydroxylgruppen als fiinktionelle Gruppen (afg) und die Isocyanatgruppen als funktioneile Gruppen (bfg) verwendet werden.Here, in particular with regard to thermally sensitive substrates such as plastics, it is advantageous according to the invention to choose a temperature range which does not exceed 100 ° C., in particular 80 ° C. With regard to these general conditions, hydroxyl groups and isocyanate groups or carboxyl groups and epoxy groups have proven to be advantageous as complementary functional groups, which is why they are preferably used according to the invention in the coating materials according to the invention, which are present as two- or multi-component systems. Particular advantages result if the hydroxyl groups are used as functional groups (afg) and the isocyanate groups as functional groups (bfg).
Können höhere Vemetzungstemperaturen, beispielsweise von 100 °C bis 180 °C, angewandt werden, kommen als Beschichtungsstoffe auch Einkomponentensysteme in Betracht, worin die fiinktionellen Gruppen (afg) vorzugsweise Thio-, Amino-, Hydroxyl-, Carbamat-, Allophanat-, Carboxy-, und/oder (Meth)acrylatgruppen, insbesondere aber Hydroxylgruppen und die fiinktionellen Gruppen (bfg) vorzugsweise Anhydrid-, Carboxy-, Epoxy-, blockierte Isocyanat-, Urethan-, Methylol-, Methylolether-, Siloxan-, Amino-, Hydroxy- und/oder beta- Hydroxyalkylamidgruppen sind.If higher crosslinking temperatures can be used, for example from 100 ° C. to 180 ° C., one-component systems are also suitable as coating materials, in which the functional groups (afg) are preferably thio, amino, hydroxyl, carbamate, allophanate, carboxy , and / or (meth) acrylate groups, but especially hydroxyl groups and the functional groups (bfg) preferably anhydride, carboxy, epoxy, blocked isocyanate, urethane, Methylol, methylol ether, siloxane, amino, hydroxy and / or beta-hydroxyalkylamide groups.
Der Bestandteil (A) bzw. der hiermit hergestellte Beschichtungsstoff kann aber auch ohne ein Vemetzungsmittel (B) verfilmen und eine vorzügliche Lackierung bilden. In diesem Falle ist der Bestandteil (A) physikalisch härtend. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die physikalische Härtung und die Härtung über die vorstehend beschriebenen komplementären Gruppen (afg) und (bfg) unter dem Oberbegriff „thermische Härtung" zusammenfaßt.The component (A) or the coating material produced therewith can also film without a crosslinking agent (B) and form an excellent coating. In this case, component (A) is physically curing. In the context of the present invention, the physical hardening and the hardening via the complementary groups (afg) and (bfg) described above are summarized under the generic term “thermal hardening”.
Der Anteil des erfindungsgemäß zu verwendenden Bestandteils (A) an dem Beschichtungsstoff kann sehr breit variieren und richtet sich insbesondere auch danach ob der Beschichtungsstoff für die mechanische Energie absorbierende Füllerschicht FL, die färb- und/oder effektgebende Decklackierung DL, die farb- und/oder effektgebende Basislackierung BL oder die Klarlackierungen KL verwendet werden soll. Vorteilhafterweise liegt der Anteil bei 1 bis 90, vorzugsweise 2 bis 80, besonders bevorzugt 3 bis 75 und insbesondere 4 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Beschichtungsstoffs.The proportion of constituent (A) to be used according to the invention in the coating material can vary very widely and depends in particular on whether the coating material for the mechanical energy-absorbing filler layer FL, the color and / or effect top coat DL, the color and / or effect base coat BL or the clear coat KL should be used. The proportion is advantageously 1 to 90, preferably 2 to 80, particularly preferably 3 to 75 and in particular 4 to 70% by weight, in each case based on the total solids content of the coating material.
Der Beschichtungsstoff kann des weiteren mindestens einen Bestandteil (A') enthalten, bei dem es sich um ein übliches und bekanntes Bindemittel (A') mit mindestens einer fiinktionellen Gruppe (afg) handelt. Beispiele geeigneter Bindemittel (A') sind lineare und/oder verzweigte und/oder blockartig, kammartig und/oder statistisch aufgebaute Poly(meth)acrylate oder Acrylatcopolymerisate, Polyester, Alkyde, Aminoplastharze, Polyurethane, acrylierte Polyurethane, acryherte Polyester, Polylactone, Polycarbonate, Polyether, Epoxidharz-Amin-Addukte, (Meth)Acrylatdiole, partiell verseifte Polyvinylester oder Polyharnstoffe, die die besagten fiinktionellen Gruppen (afg) enthalten. Sofern verwendet, sind sie in dem Beschichtungsstoff vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 50, bevorzugt 2 bis 40, besonders bevorzugt 3 bis 30 und insbesondere 4 bis 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Beschichtungsstoffs, enthalten.The coating material may further contain at least one component (A '), which is a customary and known binder (A') with at least one functional group (afg). Examples of suitable binders (A ') are linear and / or branched and / or block-like, comb-like and / or randomly constructed poly (meth) acrylates or acrylate copolymers, polyesters, alkyds, amino resins, polyurethanes, acrylated polyurethanes, acrylic polyesters, polylactones, polycarbonates, Polyethers, epoxy resin-amine adducts, (meth) acrylate diols, partially saponified polyvinyl esters or polyureas, which contain said functional groups (afg). If used, they are preferably in the coating material in an amount of 1 to 50, preferably 2 to 40, particularly preferably 3 to 30 and in particular 4 to 25 wt .-%, each based on the total solids content of the coating material.
Der Beschichtungsstoff kann des weiteren mindestens ein Vernetzungsmittel (B), welches mindestens zwei, insbesondere drei, der vorstehend im Detail beschriebenen komplementären funktioneilen Gruppen (bfg) enthält, enthalten.The coating material may further contain at least one crosslinking agent (B) which contains at least two, in particular three, of the complementary functional groups (bfg) described in detail above.
Handelt es sich bei dem Beschichtungsstoff um ein Zwei- oder Mehrkomponentensystem, werden Polyisocyanate und/oder Polyepoxide, insbesondere aber Polyisocyanate als Vemetzungsmittel (B) verwendet.If the coating material is a two- or multi-component system, polyisocyanates and / or polyepoxides, but especially polyisocyanates, are used as crosslinking agents (B).
Beispiele geeigneter Polyisocyanate (B) sind organische Polyisocyanate, insbesondere sogenannte Lackpolyisocyanate, mit aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch und/oder aromatisch gebundenen, freien Isocyanatgruppen. Bevorzugt werden Polyisocyanate mit 2 bis 5 Isocyanatgruppen pro Molekül und mit Viskositäten von 100 bis 10.000, vorzugsweise 100 bis 5.000 und insbesondere 100 bis 2.000 mPas (bei 23°C) eingesetzt. Gegebenenfalls können den Polyisocyanaten noch geringe Mengen organisches Lösemittel (H), bevorzugt 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf reines Polyisocyanat, zugegeben werden, um so die Einarbeitbarkeit des Isocyanates zu verbessern und gegebenenfalls die Viskosität des Polyisocyanats auf einen Wert innerhalb der obengenannten Bereiche abzusenken. Als Zusatzmittel geeignete Lösemittel für die Polyisocyanate sind beispielsweise Ethoxyethylpropionat, Amylmethylketon oder Butylacetat. Außerdem können die Polyisocyanate (B) in üblicher und bekannter Weise hydrophil oder hydrophob modifiziert sein.Examples of suitable polyisocyanates (B) are organic polyisocyanates, in particular so-called lacquer polyisocyanates, with free, isocyanate groups bound to aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic and / or aromatics. Polyisocyanates with 2 to 5 isocyanate groups per molecule and with viscosities of 100 to 10,000, preferably 100 to 5,000 and in particular 100 to 2,000 mPas (at 23 ° C.) are preferably used. If necessary, small amounts of organic solvent (H), preferably 1 to 25% by weight, based on pure polyisocyanate, can be added to the polyisocyanates in order to improve the incorporability of the isocyanate and, if appropriate, the viscosity of the polyisocyanate to a value within the above Lower areas. Solvents suitable as additives for the polyisocyanates are, for example, ethoxyethyl propionate, amyl methyl ketone or butyl acetate. In addition, the polyisocyanates (B) can be modified in a conventional and known manner to be hydrophilic or hydrophobic.
Beispiele für geeignete Polyisocyanate (B) sind beispielsweise in "Methoden der organischen Chemie", Houben-Weyl, Band 14/2, 4. Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963, Seite 61 bis 70, und von W. Siefken, Liebigs Annalen der Chemie, Band 562, Seiten 75 bis 136, beschrieben.Examples of suitable polyisocyanates (B) are described, for example, in "Methods of Organic Chemistry", Houben-Weyl, Volume 14/2, 4th Edition, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963, pages 61 to 70, and by W. Siefken, Liebigs Annalen der Chemie, volume 562, pages 75 to 136.
Weitere Beispiele geeigneter Polyisocyanate (B) sind Isocyanurat-, Biuret-, AUophanat-, Iminooxadiazindion-, Urethan-, Harnstoff- und/oder Uretdiongmppen aufweisende Polyisocyanate. Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate werden beispielsweise durch Umsetzung eines Teils der Isocyanatgruppen mit Polyolen, wie z.B. Trimethylolpropan und Glycerin, erhalten. Vorzugsweise werden aliphatische oder cycloaliphatische Polyisocyanate, insbesondere Hexamethylendiisocyanat, dimerisiertes und trimerisiertes Hexamethylendiisocyanat, Isophorondusocyanat, 2- Isocyanatopropylcyclohexylisocyanat, Dicyclohexylmethan-2,4'-diisocyanat,Further examples of suitable polyisocyanates (B) are polyisocyanates containing isocyanurate, biuret, AUophanat, iminooxadiazinedione, urethane, urea and / or uretdione groups. Polyisocyanates containing urethane groups are obtained, for example, by reacting some of the isocyanate groups with polyols, e.g. Trimethylolpropane and glycerin. Aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanates, in particular hexamethylene diisocyanate, dimerized and trimerized hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 2-isocyanatopropylcyclohexyl isocyanate, dicyclohexylmethane-2,4'-diisocyanate, are preferably used.
Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat oder 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (BIC), Diisocyanate, abgeleitet von Dirnerfettsäuren, wie sie unter der Handelsbezeichnung DDI 1410 von der Firma Henkel vertrieben werden, 1,8- Diisocyanato-4-isocyanatomethyl-oktan, 1 ,7-Diisocyanato-4-isocyanatomethyl- heptan oder l-Isocyanato-2-(3-isocyanatopropyl)cyclohexan oder Mischungen aus diesen Polyisocyanaten eingesetzt.Dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate or 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (BIC), diisocyanates, derived from dirner fatty acids, as are sold under the trade name DDI 1410 by Henkel, 1,8-diisocyanato-4- Isocyanatomethyl-octane, 1, 7-diisocyanato-4-isocyanatomethyl-heptane or l-isocyanato-2- (3-isocyanatopropyl) cyclohexane or mixtures of these polyisocyanates.
Beispiele für geeignete Polyepoxide (B) sind alle bekannten aliphatischen und/oder cycloaliphatischen und/oder aromatischen Polyepoxide, beispielsweise auf Basis Bisphenol- A oder Bisphenol-F. Als Polyepoxide geeignet sind beispielsweise auch die im Handel unter den Bezeichnungen Epikote® der Firma Shell, Denacol® der Firma Nagase Chemicals Ltd., Japan, erhältlichen Polyepoxide, wie z.B. Denacol EX-411 (Pentaerytfiritpolyglycidylether), Denacol EX-321 (Trimethylolpropanpolyglycidylether), Denacol EX-512 (Polyglycerol- polyglycidylether) und Denacol EX-521 (Polyglycerolpolyglycidylether). Im Falle der Einkomponentensysteme werden Vernetzungsmittel (B) verwendet, welche bei höheren Temperaturen mit den fiinktionellen Gruppen der Bindemittel reagieren, um ein dreidimensionales Netzwerk aufzubauen. Selbstverständlich können solche Vernetzungsmittel (B) in untergeordneten Mengen in den Mehrkomponentensystemen mit verwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet „untergeordnete Menge" einen Anteil, welcher die hauptsächliche Vernetzungsreaktion nicht stört oder gar ganz verhindert.Examples of suitable polyepoxides (B) are all known aliphatic and / or cycloaliphatic and / or aromatic polyepoxides, for example based on bisphenol-A or bisphenol-F. Also suitable as polyepoxides are, for example, the polyepoxides commercially available under the names Epikote® from Shell, Denacol® from Nagase Chemicals Ltd., Japan, such as Denacol EX-411 (pentaerytfirite polyglycidyl ether), Denacol EX-321 (trimethylolpropane polyglycidyl ether), Denacol EX-512 (polyglycerol polyglycidyl ether) and Denacol EX-521 (polyglycerol polyglycidyl ether). In the case of one-component systems, crosslinking agents (B) are used which react at higher temperatures with the functional groups of the binders in order to build up a three-dimensional network. Such crosslinking agents (B) can of course also be used in minor amounts in the multicomponent systems. In the context of the present invention, “minor amount” means a portion which does not interfere with the main crosslinking reaction or even prevents it altogether.
Beispiele geeigneter Vemetzungsmittel (B) dieser Art sind blockierte Polyisocyanate. Beispiele geeigneter Polyisocyanate zur Herstellung der blockierten Polyisocyanate sind die vorstehend beschriebenen.Examples of suitable crosslinking agents (B) of this type are blocked polyisocyanates. Examples of suitable polyisocyanates for the preparation of the blocked polyisocyanates are those described above.
Beispiele für geeignete Blockierungsmittel sind die aus der US -Patentschrift US-A- 4,444,954 bekannten Blockierungsmittel wieExamples of suitable blocking agents are the blocking agents known from US Pat. No. 4,444,954, such as
i) Phenole wie Phenol, Cresol, Xylenol, Nitrophenol, Chlorophenol,i) phenols such as phenol, cresol, xylenol, nitrophenol, chlorophenol,
Ethylphenol, t-Butylphenol, Hydroxybenzoesäure, Ester dieser Säure oderEthylphenol, t-butylphenol, hydroxybenzoic acid, ester of this acid or
2,5- di-tert.-Butyl-4-hydroxytoluol;2,5-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene;
ii) Lactame, wie ε-Caprolactam, δ-Valerolactam, γ-Butyrolactam oder ß- Propiolactam;ii) lactams, such as ε-caprolactam, δ-valerolactam, γ-butyrolactam or ß-propiolactam;
iii) aktive methylenische Verbindungen, wie Diethylmalonat, Dimethylmalonat, Acetessigsäureethyl- oder -methylester oder Acetylaceton;iii) active methylenic compounds such as diethyl malonate, dimethyl malonate, ethyl or methyl acetoacetate or acetylacetone;
iv) Alkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, t-Butanol, n-Amylalkohol, t-Amylalkohol, Laurylalkohol, Ethylenglykohnonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonomethylether,iv) alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, n-amyl alcohol, t-amyl alcohol, lauryl alcohol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether,
Diethylenglykolmonoethylether, Propylenglykolmonomethylether,Diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether,
Methoxymethanol, Glykolsäure, Glykolsäureester, Milchsäure, Milchsäureester, Methylolhamstoff, Me ylolmelamin, Diacetonalkohol, Ethylenchlorohydrin, Ethylenbromhydrin, l,3-Dichloro-2-propanol, 1,4-Methoxymethanol, glycolic acid, glycolic acid ester, lactic acid, lactic acid ester, methylol urea, melolmelamine, diacetone alcohol, ethylene chlorohydrin, ethylene bromohydrin, 1,3-dichloro-2-propanol, 1,4-
Cyclohexyldimethanol oder Acetocyanhydrin;Cyclohexyldimethanol or acetocyanhydrin;
v) Mercaptane wie Butylmercaptan, Hexylmercaptan, t-Butylmercaptan, t- Dodecylmercaptan, 2-Mercaptobenzofhiazol, Thiophenol, Methylthiophenol oder Ethylthiophenol;v) mercaptans such as butyl mercaptan, hexyl mercaptan, t-butyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptobenzofhiazole, thiophenol, methylthiophenol or ethylthiophenol;
vi) Säureamide wie Acetoanilid, Acetoanisidinamid, Acrylamid, Methacrylamid, Essigsäureamid, Stearinsäureamid oder Benzamid;vi) acid amides such as acetoanilide, acetoanisidinamide, acrylamide, methacrylamide, acetic acid amide, stearic acid amide or benzamide;
vii) Imide wie Succinimid, Phthalimid oder Maleimid;vii) imides such as succinimide, phthalimide or maleimide;
viii) Amine wie Diphenylamin, Phenylnaphthylamin, Xylidin, N-Phenylxylidin, Carbazol, Anilin, Naphthylamin, Butylamin, Dibutylamin oder Butylphenylamin;viii) amines such as diphenylamine, phenylnaphthylamine, xylidine, N-phenylxylidine, carbazole, aniline, naphthylamine, butylamine, dibutylamine or butylphenylamine;
ix) Imidazole wie Imidazol oder 2-Ethylimidazol;ix) imidazoles such as imidazole or 2-ethylimidazole;
x) Harnstoffe wie Harnstoff, Thioharnstoff, Ethylenhamstoff, Ethylen- thioharnstoff oder 1,3-Diphenylharnstoff;x) ureas such as urea, thiourea, ethylene urea, ethylene thiourea or 1,3-diphenylurea;
xi) Carbamate wie N-Phenylcarbamidsäurephenylester oder 2-Oxazolidon;xi) carbamates such as phenyl N-phenylcarbamate or 2-oxazolidone;
xii) Imine wie Emylemmin; xiii) Oxime wie Acetonoxim, Formaldoxim, Acetaldoxim, Acetoxim, Methylethylketoxim, Diisobutylketoxim, Diacetylmonoxim,xii) imines such as emylemmin; xiii) oximes such as acetone oxime, formal doxime, acetaldoxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, diisobutyl ketoxime, diacetyl monoxime,
Benzophenonoxim oder Chlorohexanonoxime;Benzophenone oxime or chlorohexanone oximes;
xiv) Salze der schwefeligen Säure wie Natriumbisulfit oder Kaliumbisulfit;xiv) salts of sulfurous acid such as sodium bisulfite or potassium bisulfite;
xv) Hydroxamsäureester wie Benzyhnethacrylohydroxamat (BMH) oder Allylmethacrylohydroxamat; oderxv) hydroxamic acid esters such as benzyl methacrylohydroxamate (BMH) or allyl methacrylohydroxamate; or
xvi) substituierte Pyrazole, Imidazole oder Triazole; sowiexvi) substituted pyrazoles, imidazoles or triazoles; such as
Gemische dieser Blockierungsmittel, insbesondere Dimethylpyrazol und Triazole, Malonester und Acetessigsäureester oder Dimethylpyrazol und Succinimid.Mixtures of these blocking agents, in particular dimethylpyrazole and triazoles, malonic esters and acetoacetic acid esters or dimethylpyrazole and succinimide.
Als Vemetzungsmittel (B) können auch Tris(alkoxycarbonylamino)triazine (TACT) der allgemeinen FormelTris (alkoxycarbonylamino) triazines (TACT) of the general formula can also be used as crosslinking agents (B)
II oII o
eingesetzt werden. Beispiele geeigneter Tris(alkoxycarbonylamino)triazine (B) werden in den Patentschriften US-A-4,939,213, US-A-5,084,541 oder EP-A-0 624577 beschrieben. Insbesondere werden die Tris(methoxy-, Tris(butoxy- und/oder Tris(2- ethylhexoxycarbonylamino)triazine verwendet.be used. Examples of suitable tris (alkoxycarbonylamino) triazines (B) are described in the patents US-A-4,939,213, US-A-5,084,541 or EP-A-0 624577. In particular, the tris (methoxy-, tris (butoxy- and / or tris (2-ethylhexoxycarbonylamino) triazines are used.
Von Vorteil sind die Methyl-Butyl-Mischester, die Butyl-2-Ethylhexyl-Mischester und die Butylester. Diese haben gegenüber dem reinen Methylester den Vorzug der besseren Löslichkeit in Polymerschmelzen und neigen auch weniger zum Auskristallisieren.The methyl-butyl mixed esters, the butyl-2-ethylhexyl mixed esters and the butyl esters are advantageous. Compared to the pure methyl ester, these have the advantage of better solubility in polymer melts and also have less tendency to crystallize out.
Insbesondere sind Aminoplastharze, beispielsweise Melaminharze, Guanaminharze oder Hamstoffharze, als Vemetzungsmittel (B) verwendbar. Hierbei kann jedes für transparente Decklacke oder Klarlacke geeignete Aminoplastharz oder eine Mischung aus solchen Aminoplastharzen verwendet werden. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Drackfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seite 29, »Aminoharze«, und das Lehrbuch „Lackadditive" von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, Seiten 242 ff., oder auf das Buch „Paints, Coatings and Solvents", second completely revised edition, Edit. D. Stoye und W. Freitag, Wiley- VCH, Weinheim, New York, 1998, Seiten 80 ff, verwiesen. Des weiteren kommen die üblichen und bekannten Aminoplastharze in Betracht, deren Methylol- und oder Methoxymethylgruppen z. T. mittels Carbamat- oder Allophanatgruppen defunk- tionalisiert sind. Vemetzungsmittel dieser Art werden in den Patentschriften US-A-4 710 542 und EP-B-0 245 700 sowie in dem Artikel von B. Singh und Mitarbeiter "Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry" in Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991, Band 13, Seiten 193 bis 207, beschrieben. Weitere Beispiele geeigneter Vemetzungsmittel (B) sind beta-Hydroxyalkylamide wie N,N,N,,N'-Tetrakis(2-hydroxyethyl)adipamid oder N,N,N',N'-Tetrakis(2- hydroxypropyl) -adipamid.In particular, aminoplast resins, for example melamine resins, guanamine resins or urea resins, can be used as crosslinking agents (B). Any aminoplast resin suitable for transparent topcoats or clearcoats or a mixture of such aminoplast resins can be used. In addition, Römpp Lexikon Lacke und Drackfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, page 29, "Aminoharze", and the textbook "Lackadditive" by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, pages 242 ff., Or on the book "Paints, Coatings and Solvents", second completely revised edition, Edit. D. Stoye and W. Freitag, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, pages 80 ff. Furthermore, the usual and known aminoplast resins come into consideration, the methylol and or methoxymethyl groups z. T. are defunctionalized by means of carbamate or allophanate groups. Crosslinking agents of this type are described in the patents US-A-4 710 542 and EP-B-0 245 700 and in the article by B. Singh and co-workers "Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry" in Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991, Volume 13, pages 193 to 207. Further examples of suitable crosslinking agents (B) are beta-hydroxyalkylamides such as N, N, N, N'-tetrakis (2-hydroxyethyl) adipamide or N, N, N ', N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) adipamide.
Weitere Beispiele geeigneter Vemetzungsmittel (B) sind Siloxane, insbesondere Siloxane mit mindestens einer Trialkoxy- oder Dialkoxysilangruppe.Further examples of suitable crosslinking agents (B) are siloxanes, in particular siloxanes with at least one trialkoxy or dialkoxysilane group.
Weitere Beispiele geeigneter Vemetzungsmittel (B) sind Polyanhydride, insbesondere Polysuccinsäureanhydrid.Further examples of suitable crosslinking agents (B) are polyanhydrides, in particular polysuccinic anhydride.
Weitere Beispiele geeigneter Vemetzungsmittel (B) sind Verbindungen mit im Mittel mindestens zwei zur Umesterung befähigten Gruppen, beispielsweise von Malonsäurediestern und Polyisocyanaten oder Umsetzungsprodukte von Monoisocyanaten mit Estern und Teilestem der Malonsäure mit mehrwertigen Alkoholen, wie sie in der europäischen Patentschrift EP-A-0 596 460 beschrieben werden;Further examples of suitable crosslinking agents (B) are compounds with an average of at least two groups capable of transesterification, for example malonic acid diesters and polyisocyanates, or reaction products of monoisocyanates with esters and partial esters of malonic acid with polyhydric alcohols, as described in European patent EP-A-0 596 460 are described;
Die Menge der Vemetzungsmittel (B) in dem Beschichtungsstoff kann - sofern verwendet - breit variieren und richtet sich insbesondere zum einen nach der Funktionalität der Vemetzungsmittel (B) und zum anderen nach der Anzahl der im Bindemittel (A) vorhandenen vernetzenden fiinktionellen Gruppen (afg) sowie nach der Vernetzungsdichte, die man erzielen will. Der Fachmann kann daher die Menge der Vemetzungsmittel (B) aufgrund seines allgemeinen Fachwissens, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einfacher orientierender Versuche ermitteln. Vorteilhafterweise ist das Vemetzungsmittel (B) in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsstoff in einer Menge von 1 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 50 Gew.-% und insbesondere 3 bis 45 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Beschichtungsstoffs, enthalten. Hierbei empfiehlt es sich des weiteren, die Mengen an Vemetzungsmittel (B) und Bindemittel (A) so zu wählen, daß in dem Beschichtungsstoff das Verhältnis von fiinktionellen Gruppen (bfg) im Vemetzungsmittel (B) und fiinktionellen Gruppen (afg) im Bindemittel (A) zwischen 2 : 1 bis 1 : 2, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1 : 1,5, besonders bevorzugt 1,2 : 1 bis 1 : 1,2 und insbesondere 1,1 : 1 bis 1 : 1,1 liegt.The amount of crosslinking agent (B) in the coating material can - if used - vary widely and depends in particular on the one hand on the functionality of the crosslinking agent (B) and on the other hand on the number of crosslinking functional groups (afg) present in the binder (A) as well as the network density that you want to achieve. The person skilled in the art can therefore determine the amount of crosslinking agent (B) on the basis of his general specialist knowledge, if necessary with the aid of simple orienting experiments. The crosslinking agent (B) in the coating material according to the invention is advantageously in an amount of 1 to 60% by weight, particularly preferably 2 to 50% by weight and in particular 3 to 45% by weight, in each case based on the total solids content of the coating material, contain. It is also advisable to choose the amounts of crosslinking agent (B) and binder (A) so that in the Coating material the ratio of functional groups (bfg) in the crosslinking agent (B) and functional groups (afg) in the binder (A) between 2: 1 to 1: 2, preferably 1.5: 1 to 1: 1.5, particularly preferably 1 , 2: 1 to 1: 1.2 and in particular 1.1: 1 to 1: 1.1.
Wenn der Beschichtungsstoff nicht nur thermisch sondern auch mit aktinischer Strahlung, insbesondere UV-Strahlung und/oder Elektronenstrahlung, härtbar sein soll (Dual Cure), enthält er mindestens einen Bestandteil (C), welcher mit aktinischer Strahlung härtbar ist. Soll der Beschichtungsstoff jedoch überwiegend (Dual Cure) oder ausschließlich mit aktinischer Strahlung härtbar sein, was im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere bei den Klarlacken in Betracht kommt, enthält er obligatorisch einen Bestandteil (C).If the coating material is to be curable not only thermally but also with actinic radiation, in particular UV radiation and / or electron radiation (dual cure), it contains at least one constituent (C) which is curable with actinic radiation. However, if the coating material is to be curable predominantly (dual cure) or exclusively with actinic radiation, which is particularly suitable for clearcoats in the process according to the invention, it must contain a constituent (C).
Als Bestandteile (C) kommen grundsätzlich alle mit aktinischer Strahlung, insbesondere UV- Strahlung und/oder Elektronenstrahlung, härtbaren ohgomeren und polymeren Verbindungen in Betracht, wie sie üblicherweise auf dem Gebiet der UV- härtbaren oder mit Elektronenstrahlung härtbaren Beschichtungsstoffe verwendet werden.In principle, all constituents (C) which can be used are all ohgomeric and polymeric compounds curable with actinic radiation, in particular UV radiation and / or electron radiation, as are conventionally used in the field of UV curable or electronically curable coating materials.
Vorteilhafterweise werden strahlenhärtbare Bindemittel als Bestandteile (C) verwendet. Beispiele geeigneter strahlenhärtbarer Bindemittel (C) sind (meth)acrylfunktionelle (Meth)Acrylcopolymere, Polyetheracrylate,Radiation-curable binders are advantageously used as constituents (C). Examples of suitable radiation-curable binders (C) are (meth) acrylic-functional (meth) acrylic copolymers, polyether acrylates,
Polyesteracrylate, ungesättigte Polyester, Epoxyacrylate, Urethanacrylate, Aminoacrylate, Melaminacrylate, Silikonacrylate, Isocyanatoacrylate und die entsprechenden Methacrylate. Bevorzugt werden Bindemittel (C) eingesetzt, die frei von aromatischen Struktureinheiten sind. Bevorzugt werden daher Urethan(meth)acrylate und/oder Polyester(meth)acrylate, besonders bevorzugt aliphatische Urethanacrylate, eingesetzt. Sofem die Bestandteile (C) mit verwendet werden, sind sie in dem Beschichtungsstoff in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 80, bevorzugt 1,5 bis 70, besonders bevorzugt 2 bis 65 und insbesondere 2,5 bis 60 Gew. -%, jeweils bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Beschichtungsstoffs, enthalten.Polyester acrylates, unsaturated polyesters, epoxy acrylates, urethane acrylates, amino acrylates, melamine acrylates, silicone acrylates, isocyanato acrylates and the corresponding methacrylates. Binders (C) which are free from aromatic structural units are preferably used. Urethane (meth) acrylates and / or polyester (meth) acrylates are therefore preferably used, particularly preferably aliphatic urethane acrylates. If the constituents (C) are also used, they are each present in the coating material in an amount of preferably 1 to 80, preferably 1.5 to 70, particularly preferably 2 to 65 and in particular 2.5 to 60% by weight on the total solids content of the coating material.
Der Beschichtungsstoff kann desweiteren mindestens einen Photoinitiator (D) enthalten. Wenn der Beschichtungsstoff bzw. die hieraus hergestellten Schichten im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich (Dual Cure)oder ausschließlich mit UV-Strahlung vernetzt werden soll oder sollen, ist die Verwendung eines Photoinitiators (D) im allgemeinen notwendig. Sofem er mit verwendet wird, ist er in dem erfindungsgemäßen Beschichtungsstoff vorzugsweise in Anteilen von 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 8 Gew.-% und insbesondere 0,5 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs, enthalten.The coating material may further contain at least one photoinitiator (D). If the coating material or the layers produced therefrom are to be crosslinked additionally (dual cure) or exclusively with UV radiation in the process according to the invention, the use of a photoinitiator (D) is generally necessary. If it is used, it is preferably present in the coating material according to the invention in proportions of 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 8% by weight and in particular 0.5 to 6% by weight on the total solids content of the coating material of the invention.
Beispiele geeigneter Photoinitiatoren (D) sind solche vom Norrish II-Typ, deren Wirkungsmechanismus auf einer intramolekularen Variante der Wasserstoff- Abstraktionsreaktionen beruht, wie sie in vielfältiger Weise bei photochemischen Reaktionen auftreten (beispielhaft sei hier auf Römpp Chemie Lexikon, 9. erweiterte und neubearbeitete Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart, Bd. 4, 1991, verwiesen) oder kationische Photoinitiatoren (beispielhaft sei hier auf Römpp Lexikon »Lacke und Druckfarben« Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1998, Seiten 444 bis 446, verwiesen), insbeondere Benzophenone, Benzoine oder Benzoinether oder Phosphinoxide. Es können auch beispielsweise die im Handel unter den Namen Irgacure® 184, Irgacure® 1800 und Irgacure® 500 der Firma Ciba Geigy, Grenocure ® MBF der Firma Rahn und Lucirin® TPO der Firma BASF AG erhältlichen Produkte eingesetzt werden. Neben den Photoinitiatoren (D) können übliche Sensibilisatoren (D) wie Anthracen in wirksamen Mengen verwendet werden.Examples of suitable photoinitiators (D) are those of the Norrish II type, the mechanism of action of which is based on an intramolecular variant of the hydrogen abstraction reactions, as occurs in a variety of ways in photochemical reactions (for example here on Römpp Chemie Lexikon, 9th extended and revised edition , Georg Thieme Verlag Stuttgart, Vol. 4, 1991) or cationic photoinitiators (for example, refer to Römpp Lexikon "Lacquers and Printing Inks" Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1998, pages 444 to 446), in particular benzophenones, benzoins or benzoin ethers or phosphine oxides. Products which are commercially available under the names Irgacure® 184, Irgacure® 1800 and Irgacure® 500 from Ciba Geigy, Grenocure® MBF from Rahn and Lucirin® TPO from BASF AG can also be used. In addition to the photoinitiators (D), conventional sensitizers (D) such as anthracene can be used in effective amounts.
Des weiteren kann der Beschichtungsstoff mindestens einen Initiator der thermischen Vernetzung (E) enthalten. Diese bilden ab 80 bis 120 °C Radikale, welche dieFurthermore, the coating material can contain at least one initiator of the thermal crosslinking (E). From 80 to 120 ° C these form radicals, which are the
Vemetzungsreaktion starten. Beispiele für thermolabile radikalische Initiatoren sind organische Peroxide, organische Azoverbindungen oder C-C-spaltende Initiatoren wie Dialkylperoxide, Peroxocarbonsäuren, Peroxodicarbonate, Peroxidester,Start crosslinking reaction. Examples of thermolabile free-radical initiators are organic peroxides, organic azo compounds or C-C-cleaving initiators such as dialkyl peroxides, peroxocarboxylic acids, peroxodicarbonates, peroxide esters,
Hydroperoxide, Ketonperoxide, Azodinitrile oder Benzpmakolsilylether. C-C- spaltende Initiatoren sind besonders bevorzugt, da bei ihrer thermischen Spaltung keine gasförmigen Zersetzungprodukte gebildet werden, die zu Störungen in derHydroperoxides, ketone peroxides, azodinitriles or benzpmakolsilyl ether. C-C-cleaving initiators are particularly preferred since their thermal cleavage does not form gaseous decomposition products which lead to disruptions in the
Lackschicht führen könnten. Sofem sie mit verwendet werden, liegen ihre Mengen im allgemeinen zwischen 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 8 Gew.-% und insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs.Paint layer could result. If they are used, their amounts are generally between 0.01 to 10% by weight, preferably 0.05 to 8% by weight and in particular 0.1 to 5% by weight, in each case based on the total solids content of the coating material of the invention.
Darüber hinaus kann der Beschichtungsstoff mindestens einen mit aktinischer Strahlung und/oder thermisch härtbaren Reaktivverdünner (F) enthalten.In addition, the coating material can contain at least one reactive diluent (F) which is curable with actinic radiation and / or thermally.
Beispiele geeigneter thermisch vernetzbarer Reaktiverdünner (F) sind verzweigte, cyclische und/oder acyclische C9-C16-Alkane, die mit mindestens zwei Hydroxylgruppen funktionalisiert sind, vorzugsweise Dialkyloctandiole, insbesondere die stellungsisomeren Diethyloctandiole.Examples of suitable thermally crosslinkable reactive diluents (F) are branched, cyclic and / or acyclic C 9 -C 16 -alkanes which are functionalized with at least two hydroxyl groups, preferably dialkyloctanediols, in particular the positionally isomeric diethyloctanediols.
Weitere Beispiele geeigneter thermisch vemetzbarer Reaktiverdünner (F) sind oligomere Polyole, welche aus ohgomeren Zwischenprodukten, die durch Metathesereaktionen von acyclischen Monoolefinen und cyclischen Monoolefinen gewonnen werden, durch Hydroformylierung und anschließender Hydrierung erhältlich sind; Beispiele geeigneter cyclischer Monoolefine sind Cyclobuten, Cy- clopenten, Cyclohexen, Cycloocten, Cyclohepten, Norbonen oder 7-Oxanorbonen; Beispiele geeigneter acyclischer Monoolefine sind in Kohlenwasserstoffgemischen enthalten, die in der Erdölverarbeitung durch Cracken erhalten werden (C5- Schnitt); Beispiele geeigneter, erfindungsgemäß zu verwendender oligomerer Polyole weisen eine Hydroxylzahl (OHZ) von 200 bis 450, ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 400 bis 1.000 und ein massenmittleres Molekulargewicht Mw von 600 bis 1.100 auf.Further examples of suitable thermally crosslinkable reactive diluents (F) are oligomeric polyols which can be obtained from ohomeric intermediates, which are obtained by metathesis reactions of acyclic monoolefins and cyclic monoolefins, by hydroformylation and subsequent hydrogenation; Examples of suitable cyclic monoolefins are cyclobutene, cy- clopentene, cyclohexene, cyclooctene, cycloheptene, norbonen or 7-oxanorbonen; Examples of suitable acyclic monoolefins are contained in hydrocarbon mixtures obtained by cracking in petroleum processing (C 5 cut); Examples of suitable oligomeric polyols to be used according to the invention have a hydroxyl number (OHZ) of 200 to 450, a number average molecular weight Mn of 400 to 1,000 and a mass average molecular weight Mw of 600 to 1,100.
Weitere Beispiele geeigneter thermisch vemetzbarer Reaktiverdünner (F) sind hyperverzweigte Verbindungen mit einer tetrafunktionellen Zentralgruppe, abgeleitet von Ditrimethylolpropan, Diglycerin, Ditrimethylolethan, Pentaerythrit, Tetrakis(2- hydroxyethyl)methan, Tetrakis(3-hydroxypropyl)methan oder 2,2-Bis- hydroxymethyl-butandiol-(l,4) (Homopentaerythrit). Die Herstellung dieserFurther examples of suitable thermally crosslinkable reactive diluents (F) are hyperbranched compounds with a tetrafunctional central group, derived from ditrimethylolpropane, diglycerol, ditrimethylolethane, pentaerythritol, tetrakis (2-hydroxyethyl) methane, tetrakis (3-hydroxypropyl) methane or 2,2-bis-hydroxymethyl -butanediol- (1,4) (homopentaerythritol). The making of this
Reaktivverdünner kann nach den üblichen und bekannten Methoden der Herstellung hyperverzweigter und dendrimerer Verbindungen erfolgen. GeeigneteReactive diluents can be carried out using the customary and known methods of producing hyperbranched and dendrimeric compounds. suitable
Synthesemethoden werden beispielsweise in den Patentschriften WO 93/17060 oderSynthetic methods are described, for example, in the patent specifications WO 93/17060 or
WO 96/12754 oder in dem Buch von G. R. Newkome, C. N. Moorefield und F.WO 96/12754 or in the book by G.R. Newkome, C.N. Moorefield and F.
Vögtle, "Dendritic Molecules, Concepts, Syntheses, Perspectives", VCH, Weinheim,Vögtle, "Dendritic Molecules, Concepts, Syntheses, Perspectives", VCH, Weinheim,
New York, 1996, beschrieben.New York, 1996.
Weitere Beispiele geeigneter Reaktivverdünner (F) sind Polycarbonatdiole, Polyesterpolyole, Poly(meth)acrylatdiole oder hydroxylgruppenhaltige Polyadditionsprodukte .Further examples of suitable reactive diluents (F) are polycarbonate diols, polyester polyols, poly (meth) acrylate diols or polyadducts containing hydroxyl groups.
Beispiele geeigneter reaktiver Lösemittel, welche als Reaktiverdünner (F) verwendet werden können, sind Butylglykol, 2-Methoxypropanol, n-Butanol, Methoxybutanol, n-Propanol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykohnonobutylether, Diethylenglykolmonomethylether,Examples of suitable reactive solvents which can be used as reactive diluents (F) are butyl glycol, 2-methoxypropanol, n-butanol, methoxybutanol, n-propanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether,
Diethylenglykolmonoethyl-ether, Diethylenglykoldiethylether, Diethylenglykolmonobutylether, Trimethylolpropan, 2-Hydroxypropionsäure- ethylester oder 3-Methyl-3-methoxybutanol sowie Derivate auf Basis von Propylenglykol, z.B. Isopropoxypropanol, genannt.Diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, Diethylene glycol monobutyl ether, trimethylolpropane, ethyl 2-hydroxypropionate or 3-methyl-3-methoxybutanol and derivatives based on propylene glycol, for example isopropoxypropanol, are mentioned.
Als Reaktivverdünner (F), welche mit aktinischer Strahlung vernetzt werden können, werden beispielsweise Polysiloxanmakromonomere, (Meth) Acrylsäure und deren sonstigen Ester, Maleinsäure und deren Ester bzw. Halbester, Vinylacetat, Vinylether, Vinylharnstoffe u.a. eingesetzt. Als Beispiele seien Alkylenglykoldi(meth)acrylat, Polyethylenglykoldi(meth)acrylat, 1 ,3-Butandioldi(meth)acrylat, Vinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat, Glycerin-tri(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Trimethylolpropandi(meth)acrylat, Tripropylenglykoldiacrylat, Styrol, Vinyltoluol, Divinylbenzol, Pentaerythrittri(meth)acrylat, Pentaerytiιrittetra(meth)acrylat, Dipro- pylenglykoldi(meth)acrylat, Hexandioldi(meth)acrylat, Ethoxyethoxyethylacrylat, N-Vinylpyrrolidon, Phenoxyethylacrylat, Dimemylaminoethylacrylat, Hydroxyethyl- (meth)acrylat, Butoxyethylacrylat, Isobomyl(meth)acrylat, Dimethylacrylamid und Dicyclopentylacrylat, sowie die in der EP-A-0 250 631 beschriebenen, langkettigen linearen Diacrylate mit einem Molekulargewicht von 400 bis 4.000, bevorzugt von 600 bis 2.500 genannt. Beispielsweise können die Acrylatgruppen auch durch eine Polyoxybutylenstruktur getrennt sein. Einsetzbar sind außerdem 1,12-Dodecyl- diacrylat und das Umsetzungsprodukt von 2 Molen Acrylsäure mit einem Mol eines Dimerfettalkohols, der im allgemeinen 36 C-Atome aufweist. Geeignet sind auch Gemische der genannten Monomeren.Reactive diluents (F) which can be crosslinked with actinic radiation are, for example, polysiloxane macromonomers, (meth) acrylic acid and their other esters, maleic acid and their esters or half esters, vinyl acetate, vinyl ether, vinyl ureas and others. used. Examples include alkylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, vinyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, glycerol-tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate , Trimethylolpropane di (meth) acrylate, tripropylene glycol diacrylate, styrene, vinyl toluene, divinylbenzene, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, ethyloxyethyl acrylate, ethoxyethylaethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate , Hydroxyethyl (meth) acrylate, butoxyethyl acrylate, isobomyl (meth) acrylate, dimethylacrylamide and dicyclopentyl acrylate, and also the long-chain linear diacrylates described in EP-A-0 250 631 with a molecular weight of 400 to 4,000, preferably from 600 to 2,500 , For example, the acrylate groups can also be separated by a polyoxybutylene structure. It is also possible to use 1,12-dodecyl diacrylate and the reaction product of 2 moles of acrylic acid with one mole of a dimer fatty alcohol, which generally has 36 carbon atoms. Mixtures of the monomers mentioned are also suitable.
Bevorzugt werden als Reaktivverdünner (F) Mono- und/oder Diacrylate, wie z.B. Isobomylacrylat, Hexandioldiacrylat, Tripropylenglykoldiacrylat, Laromer® 8887 der Firma BASF AG und Actilane® 423 der Firma Akcros Chemicals Ltd., GB, eingesetzt. Besonders bevorzugt werden Isobomylacrylat, Hexandioldiacrylat und Tripropylenglykoldiacrylat eingesetzt. Sofem sie mit verwendet werden, werden die Reaktivverdünner (F) in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 65 Gew.-% und insbesondere 3 bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs, angewandt.Mono- and / or diacrylates, such as isobomylacrylate, hexanediol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, Laromer® 8887 from BASF AG and Actilane® 423 from Akcros Chemicals Ltd., GB, are preferably used as reactive diluents (F). Isobomylacrylate, hexanediol diacrylate and tripropylene glycol diacrylate are particularly preferably used. If they are used, the reactive diluents (F) are used in an amount of preferably 1 to 70% by weight, particularly preferably 2 to 65% by weight and in particular 3 to 50% by weight, in each case based on the total solids content of the coating material of the invention applied.
Der Beschichtungsstoff kann lackübliche Additive (G) in wirksamen Mengen enthalten. Art und Menge der Additive (G) richten sich vor allem nach dem Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs. Vorteilhafterweise sind die Additive (G) unter den Verarbeitungs- und Applikationsbedingungen des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs nicht flüchtig.The coating material can contain conventional paint additives (G) in effective amounts. The type and amount of the additives (G) depend primarily on the intended use of the coating material of the invention. Advantageously, the additives (G) are not volatile under the processing and application conditions of the coating material of the invention.
Wird der Beschichtungsstoffe als Füller FL, Unidecklack DL und/oder Basislack BL verwendet, enthält er als Lackadditive (G) obligatorisch mindestens einen Füllstoff und/oder ein färb- und/oder effektgebendes Pigment (G) in üblichen und bekannten, wirksamen Mengen.If the coating material is used as filler FL, solid-color topcoat DL and / or basecoat BL, it necessarily contains at least one filler and / or a coloring and / or effect-giving pigment (G) in customary and known, effective amounts as coating additives (G).
Vorzugsweise enthält der Beschichtungsstoff die Füllstoffe und/oder Pigmente (G) in Mengen von 1 bis zu 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 zu 90 Gew.-% und insbesondere 3 bis 85 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Beschichtungsstoffs.The coating material preferably contains the fillers and / or pigments (G) in amounts of 1 to 95% by weight, particularly preferably 2 to 90% by weight and in particular 3 to 85% by weight, in each case based on the total solids content of the the coating material.
Die Pigmente (G) können aus anorganischen oder organischen Verbindungen bestehen und können effekt- und/oder farbgebend sein. Der erfϊndungsgemäße Beschichtungsstoff gewährleistet daher aufgrund dieser Vielzahl geeigneter Pigmente (G) eine universelle Einsatzbreite der Beschichtungsstoffe und ermöglicht die Realisierung einer Vielzahl von Farbtönen und optischer Effekte. Als Effektpigmente (G) können Metallplättchenpigmente wie handelsübliche Aluminiumbronzen, gemäß DE-A-36 36 183 chromatierte Alurniniumbronzen, und handelsübliche Edelstahlbronzen sowie nichtmetallische Effektpigmente, wie zum Beispiel Perlglanz- bzw. Interferenzpigmente, eingesetzt werden. Beispiele für geeignete anorganische farbgebende Pigmente (G) sind Titandioxid, Eisenoxide, Sicotransgelb und Ruß. Beispiele für geeignete organische farbgebende Pigmente (G) sind Indanthrenblau, Cromophthalrot, Irgazinorange und Heliogengrün.The pigments (G) can consist of inorganic or organic compounds and can give effect and / or color. Because of this large number of suitable pigments (G), the coating material according to the invention therefore ensures a universal range of uses for the coating materials and enables a multitude of color tones and optical effects to be achieved. As the effect pigments (G), metal flake pigments such as commercially available aluminum bronzes, aluminum bronzes chromated according to DE-A-36 36 183, and commercially available stainless steel bronzes as well as non-metallic effect pigments, such as pearlescent or interference pigments, can be used. Examples of suitable inorganic color pigments (G) are titanium dioxide, iron oxides, Sicotrans yellow and carbon black. Examples of suitable organic coloring pigments (G) are indanthrene blue, cromophthal red, irgazin orange and heliogen green.
Desweiteren kann der Beschichtungsstoff, insbesondere der Füller FL organische und anorganische Füllstoffe (G) in üblichen und bekannten, wirksamen Mengen enthalten. Beispiele für geeignete Füllstoffe sind Kreide, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Silikate wie Talk oder Kaolin, Kieselsäuren, Oxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder organische Füllstoffe wie Textilfasem, Cellulosefasern, Polyethylenfasern oder Holzmehl. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Drackfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 250 ff, »Füllstoffe«, verwiesen.Furthermore, the coating material, in particular the filler FL, can contain organic and inorganic fillers (G) in customary and known, effective amounts. Examples of suitable fillers are chalk, calcium sulfate, barium sulfate, silicates such as talc or kaolin, silicas, oxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as textile fibers, cellulose fibers, polyethylene fibers or wood flour. In addition, reference is made to Römpp Lexikon Lacke und Drackfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, pages 250 ff, »Füllstoffe«.
Diese Additive (G) können auch über Pigmentpasten in die Beschichtungsstoffe eingearbeitet werden, wobei als Reibharze insbesondere die vorstehend beschriebenen Bestandteile (A) sowie gegebenenfalls die vorstehend beschriebenen Bestandteile (A') in Betracht kommen.These additives (G) can also be incorporated into the coating materials by means of pigment pastes, the constituents (A) described above and, if appropriate, the constituents (A ') described above being particularly suitable as rubbing resins.
Diese Additive (G) entfallen, wenn die Beschichtungsstoffe im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Klarlacke KL verwendet werden.These additives (G) are omitted if the coating materials are used as clear coats KL in the process according to the invention.
Beispiele geeigneter Additive (G), welche sowohl in den Klarlacken KL als auch in den erfindungsgemäßen Füllern FL, Unidecklacken DL und Basislacken BL vorhanden sein können, sindExamples of suitable additives (G) which can be present both in the clear coats KL and in the fillers FL, solid-color top coats DL and base coats BL
UV-Absorber; Lichtschutzmittel wie HALS- Verbindungen, Benztriazole oder Oxalanilide;UV absorbers; Light stabilizers such as HALS compounds, benzotriazoles or oxalanilides;
Radikalfänger;Radical scavengers;
Katalysatoren für die Vernetzung wie Dibutylzinndilaurat oder Lithiumdecanoat;Crosslinking catalysts such as dibutyltin dilaurate or lithium decanoate;
Slipadditive;slip additives;
Polymerisationsinhibitoren;polymerization inhibitors;
Entschäumer;defoamers;
Neutralisationsmittel wie Ammoniak oder Dimethylemanolamin;Neutralizing agents such as ammonia or dimethylemanolamine;
Emulgatoren, insbesondere nicht ionische Emulgatoren wie alkoxylierte Alkanole und Polyole, Phenole und Alkylphenole oder anionische Emulgatoren wie Alkalisalze oder Ammoniumsalze von Alkancarbonsäuren, Alkansulfonsäuren, und Sulfosäuren von alkoxylierten Alkanolen undEmulsifiers, especially nonionic emulsifiers such as alkoxylated alkanols and polyols, phenols and alkylphenols or anionic emulsifiers such as alkali salts or ammonium salts of alkane carboxylic acids, alkane sulfonic acids, and sulfonic acids of alkoxylated alkanols and
Polyolen, Phenolen und Alkylphenolen;Polyols, phenols and alkylphenols;
Netzmittel wie Siloxane, fluorhaltige Verbindungen, Carbonsäurehalbester, Phosphorsäureester, Polyacrylsäuren und deren Copolymere oder Polyurethane;Wetting agents such as siloxanes, fluorine-containing compounds, carboxylic acid half-esters, phosphoric acid esters, polyacrylic acids and their copolymers or polyurethanes;
Haftvermittler wie Tricyclodecandimethanol;Adhesion promoters such as tricyclodecanedimethanol;
Verlaufmittel; filmbildende Hilfsmittel wie Cellulose-Derivate;Leveling agents; film-forming aids such as cellulose derivatives;
transparente Füllstoffe auf der Basis von Siliziumdioxid, Alummiumoxid oder Zirkoniumoxid; ergänzend wird noch auf das Römpp Lexikon »Lacke undtransparent fillers based on silicon dioxide, aluminum oxide or zirconium oxide; the Römpp Lexicon »Lacke und
Drackfarben« Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1998, Seiten 250 bis 252, verwiesen;Drackfarben «Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1998, pages 250 to 252;
Sag control agents wie Harnstoffe, modifizierte Harnstoffe und/oder Kieselsäuren, wie sie beispielsweise in den Literaturstellen EP-A-192 304,Sag control agents such as ureas, modified ureas and / or silicas, as described, for example, in references EP-A-192 304,
DE-A-23 59 923, DE-A- 18 05 693, WO 94/22968, DE-C-27 51 761, WO 97/12945 oder "färbe + lack", 11/1992, Seiten 829 ff., beschrieben werden;DE-A-23 59 923, DE-A-18 05 693, WO 94/22968, DE-C-27 51 761, WO 97/12945 or "färbe + lack", 11/1992, pages 829 ff become;
rheologiesteuemde Additive wie die aus den Patentschriften WO 94/22968, EP-A-0 276 501, EP-A-0 249 201 oder WO 97/12945 bekannten; vernetzte polymere Mikroteilchen, wie sie beispielsweise in der EP-A-0 008 127 offenbart sind; anorganische Schichtsilikate wierheology control additives such as those known from the patent specifications WO 94/22968, EP-A-0 276 501, EP-A-0 249 201 or WO 97/12945; crosslinked polymeric microparticles, such as are disclosed, for example, in EP-A-0 008 127; inorganic layered silicates such as
Aluminium-Magnesium-Silikate, Natrium-Magnesium- undAluminum-magnesium silicates, sodium-magnesium and
Natrium-Magnesium-Fluor-Lithium-Schichtsilikate des Montmorillonit-Typs; Kieselsäuren wie Aerosile; oder synthetische Polymere mit ionischen und/oder assoziativ wirkenden Gruppen wie Polyvinylalkohol,Montmorillonite type sodium magnesium fluorine lithium layered silicates; Silicas such as aerosils; or synthetic polymers with ionic and / or associative groups such as polyvinyl alcohol,
Poly(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure, Polyvinylpyrrolidon,Poly (meth) acrylamide, poly (meth) acrylic acid, polyvinylpyrrolidone,
Styrol-Maleinsäureanhydrid- oder Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Derivate oder hydrophob modifizierte ethoxylierte Urethane oder Polyacrylate;Styrene-maleic anhydride or ethylene-maleic anhydride copolymers and their derivatives or hydrophobically modified ethoxylated urethanes or polyacrylates;
Flammschutzmittel und/oderFlame retardants and / or
Mattierungsmittel. Weitere Beispiele geeigneter Lackadditive (G) dieser Art werden in dem Lehrbuch »Lackadditive« von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, beschrieben.Matting agent. Further examples of suitable paint additives (G) of this type are described in the textbook "Paint Additives" by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998.
Wesentlich ist, daß die vorstehen beschriebenen Lackadditive (G), die sowohl in den Füllern, den Unidecklacken und den Basislacken als auch in den Klarlacken vorhanden sein können, die Transparenz und Klarheit des Beschichtungsstoffs nicht negativ beeinflussen, wenn er als Klarlack KL verwendet wird.It is essential that the above-described paint additives (G), which may be present in the fillers, the solid-color top coats and the basecoats as well as in the clear coats, do not adversely affect the transparency and clarity of the coating material when it is used as the clear coat KL.
Vorzugsweise enthält der Beschichtungsstoff diese Lackadditive (G), die sowohl in den Füllern, den Unidecklacken und den Basislacken als auch in den Klarlacken vorhanden sein können, in Mengen bis zu 40 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 30 Gew.-% und insbesondere bis zu 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Beschichtungsstoffs.The coating material preferably contains these paint additives (G), which can be present both in the fillers, the solid-color top coats and the basecoats and in the clear coats, in amounts of up to 40% by weight, particularly preferably up to 30% by weight and in particular up to 20% by weight, in each case based on the total solids content of the coating material.
Nicht zuletzt können die Beschichtungsstoffe, insbesondere im Falle nichtwäßriger Beschichtungsstoffe, 1 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 60 Gew.-%, (bezogen auf den applikationsfertigen Beschichtungsstoff) wassermischbare und nicht wassermischbare organische Lösungsmittel (H) enthalten, wie z.B. ahphatische, aromatische und/oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol oder Methylcylohexan oder Decalin, Alkylester der Essigsäure oder Propionsäure, Alkanole wie Ethanol, Ketone wie Methylisobutylketon, Glykolether Glykoletherester, und/oder Ether wie Tetrahydrofuran. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch Kohlendioxid als Lösemittel (H) verwendet werden.Last but not least, the coating materials, especially in the case of non-aqueous coating materials, can contain 1 to 70% by weight, preferably 2 to 60% by weight (based on the ready-to-use coating material) of water-miscible and water-immiscible organic solvents (H), such as, for example, Ahphatic, aromatic and / or cycloaliphatic hydrocarbons such as toluene or methylcylohexane or decalin, alkyl esters of acetic acid or propionic acid, alkanols such as ethanol, ketones such as methyl isobutyl ketone, glycol ether glycol ether esters, and / or ethers such as tetrahydrofuran. In the context of the present invention, carbon dioxide can also be used as solvent (H).
Der Beschichtungsstoff kann in unterschiedlichen Formen vorliegen. So kann er bei entsprechender Wahl seiner vorstehend beschriebenen Bestandteile (A) sowie gegebenenfalls mindestens einem seiner Bestandteile (A'), (B), (C), (D), (E), (F) und/oder (G) als flüssiger Beschichtungsstoff vorliegen, welcher im wesentlichen frei von organischen Lösemitteln und/oder Wasser ist (100%-System).The coating material can be in various forms. Thus, with a corresponding choice of its constituents described above (A) and optionally at least one of its constituents (A '), (B), (C), (D), (E), (F) and / or (G) as liquid coating material is present which is essentially free of organic solvents and / or water (100% system).
Indes kann es sich bei dem Beschichtungsstoff um eine Lösung oder Dispersion der vorstehend beschriebenen Bestandteile in organischen Lösemitteln (H) und/oder Wasser handeln. Es ist ein weiterer Vorteil des Beschichtungsstoffs, daß hierbei Feststoffgehalte bis zu mehr als 80 Gew.-%, bezogen auf den Beschichtungsstoff, eingestellt werden können.However, the coating material can be a solution or dispersion of the components described above in organic solvents (H) and / or water. It is a further advantage of the coating material that solids contents of up to more than 80% by weight, based on the coating material, can be adjusted.
Des weiteren kann der Beschichtungsstoff bei entsprechender Wahl seiner vorstehend beschriebenen Bestandteile ein Pulverlack sein. Zu diesem Zweck kann der Bestandteil (B) mikroverkapselt sein, wenn es sich um ein Polyisocyanat handelt. Dieser Pulverlack kann dann gegebenenfalls in Wasser dispergiert werden, wodurch ein Pulverslurry-Lack resultiert.Furthermore, the coating material can be a powder coating if the components described above are selected accordingly. For this purpose, component (B) can be microencapsulated if it is a polyisocyanate. This powder coating can then optionally be dispersed in water, resulting in a powder slurry coating.
Der Beschichtungsstoff kann ein Zwei- oder Mehrkomponentensystem sein, bei dem zumindest der Bestandteil (B) getrennt von den übrigen Bestandteilen gelagert und erst kurz vor der Verwendung zu diesen hinzugegeben wird. In diesem Falle kann der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff auch wäßrig sein, wobei der Bestandteil (B) vorzugsweise in einer ein Lösemittel (H) enthaltenden Komponente vorliegt.The coating material can be a two- or multi-component system in which at least the component (B) is stored separately from the other components and is only added to them shortly before use. In this case, the coating material of the invention can also be aqueous, the component (B) preferably being present in a component containing a solvent (H).
Des weiteren kann der Beschichtungsstoff Bestandteil eines sogenannten Mischsystems oder Modulsystems sein, wie sie beispielsweise in den Patentschriften DE-A-41 10 520, EP-A-0 608 773, EP-A-0 614 951 oder EP-A-0 471 972 beschrieben werden. Vorzugsweise hegt der erfϊndungsgemäße Beschichtungsstoff als wäßrige Lösung, Dispersion und/oder Emulsion, insbesondere Dispersion, vor, weil hierbei die Isolierung des erfindungsgemäß zu verwendenden Bestandteils (A) entfallen kann.Furthermore, the coating material can be part of a so-called mixing system or module system, as described, for example, in the patents DE-A-41 10 520, EP-A-0 608 773, EP-A-0 614 951 or EP-A-0 471 972 to be discribed. The coating material according to the invention is preferably in the form of an aqueous solution, dispersion and / or emulsion, in particular dispersion, because in this case the isolation of the component (A) to be used according to the invention can be dispensed with.
Die Herstellung des Beschichtungsstoffs aus seinen Bestandteilen (A) sowie gegebenenfalls mindestens einem seiner Bestandteile (A'), (B), (C), (D), (E), (F), (G) und/oder (H) weist keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt in üblicher und bekannter Weise durch Vermischen der Bestandteile in geeigneten Mischaggregaten wie Rührkessel, Dissolver oder Extruder nach den für die Herstellung der jeweiligen Beschichtungsstoffe geeigneten Verfahren.The production of the coating material from its constituents (A) and optionally at least one of its constituents (A '), (B), (C), (D), (E), (F), (G) and / or (H) has no peculiarities, but takes place in a customary and known manner by mixing the constituents in suitable mixing units such as stirred kettles, dissolvers or extruders using the processes suitable for the production of the respective coating materials.
Der erfindungsgemäße Beschichtungsstoff dient der Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML auf grundierten oder ungrundierten Substraten.The coating material of the invention is used to produce the multilayer coatings ML of the invention on primed or unprimed substrates.
Als Substrate kommen alle zu lackierenden Oberflächen, die durch eine Härtung der hierauf befindlichen Lackierangen unter Anwendung von Hitze und gegebenenfalls aktinischer Strahlung nicht geschädigt werden, in Betracht, das sind z. B. Metalle, Kunststoffe, Holz, Keramik, Stein, Textil, Faserverbunde, Leder, Glas, Glasfasern, Glas- und Steinwolle, mineral- und harzgebundene Baustoffe, wie Gips- und Zementplatten oder Dachziegel, sowie Verbünde dieser Materialien. Demnach ist die erfϊndungsgemäße Mehrschichtlackierung ML auch für Anwendungen außerhalb der Automobillackierung geeignet, insbesondere für die Lackierung von Möbeln und die industrielle Lackierung, inklusive Coil Coating und Container Coating. Im Rahmen der industriellen Lackierungen eignet sie sich für die Lackierung praktisch aller Teile für den privaten oder industriellen Gebrauch wie Radiatoren, Haushaltsgeräte, Kleinteile aus Metall, Radkappen oder Felgen. Im Falle elektrisch leitfähiger Substrate können Grundierungen verwendet werden, die in üblicher und bekannter Weise aus Elektrotauchlacken (ETL) hergestellt werden. Hierfür kommen sowohl anodische (ATL) als auch kathodische (KTL) Elektro tauchlacke, insbesondere aber KTL, in Betracht.Suitable substrates are all surfaces to be painted, which are not damaged by curing the painting rods located thereon using heat and optionally actinic radiation. B. metals, plastics, wood, ceramics, stone, textiles, fiber composites, leather, glass, glass fibers, glass and rock wool, mineral and resin-bound building materials, such as plaster and cement boards or roof tiles, as well as composites of these materials. Accordingly, the multilayer coating ML according to the invention is also suitable for applications outside of automotive coating, in particular for the coating of furniture and industrial coating, including coil coating and container coating. As part of industrial painting, it is suitable for painting practically all parts for private or industrial use, such as radiators, household appliances, small parts made of metal, hubcaps or rims. In the case of electrically conductive substrates, primers can be used which are produced in a customary and known manner from electrocoat materials (ETL). Both anodic (ATL) and cathodic (KTL) electro-dip lacquers, but especially KTL, come into consideration.
Mit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML können insbesondere auch grundierte oder nicht grundierte Kunststoffe wie z. B. ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM und UP (Kurzbezeichnungen nach DIN 7728T1) lackiert werden. Die zu lackierenden Kunststoffe können selbstverständlich auch Polymerblends, modifizierte Kunststoffe oder faserverstärkte Kunststoffe sein. Es können auch die üblicherweise im Fahrzeugbau, insbesondere Kraftfahrzeugbau, eingesetzten Kunststoffe zum Einsatz kommen.With the multilayer coating ML according to the invention, primed or non-primed plastics such as. B. ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM and UP (short names according to DIN 7728T1) can be painted. The plastics to be painted can of course also be polymer blends, modified plastics or fiber-reinforced plastics. The plastics typically used in vehicle construction, in particular motor vehicle construction, can also be used.
Im Falle von nichtfiinktionalisierten und/oder unpolaren Substratoberflächen können diese vor der Beschichtung in bekannter Weise einer Vorbehandlung, wie mit einem Plasma oder mit Beflammen, unterzogen oder mit einer Hydrogrundierung versehen werden.In the case of non-functionalized and / or non-polar substrate surfaces, these can be subjected to a pretreatment, such as with a plasma or with flame treatment, or provided with a hydro primer in a known manner before the coating.
Die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in unterschiedlicher Weise hergestellt werden.The multilayer coatings ML according to the invention can be produced in various ways by the method according to the invention.
In einer ersten bevorzugten Variante umfaßt das erfϊndungsgemäße Verfahren die folgenden Verfahrensschritte:In a first preferred variant, the process according to the invention comprises the following process steps:
(I) Herstellen einer Füllerlackschicht durch Applikation eines Füllers auf das Substrat, (II) Härtung der Füllerlackschicht, wodurch die Füllerschicht FL resultiert,(I) producing a filler lacquer layer by applying a filler to the substrate, (II) hardening of the filler lacquer layer, resulting in the filler layer FL,
(III) Herstellen einer Unidecklackschicht durch Applikation eines Unidecklacks auf die Füllerschicht FL und(III) Production of a solid-color topcoat by applying a solid-color topcoat to the filler layer FL and
(IV) Härtung der Unidecklackschicht DL, wodurch die Unidecklackierung DL resultiert.(IV) Hardening of the solid-color lacquer layer DL, whereby the solid-color lacquer DL results.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt die Verfahrens schritte:Another preferred variant of the method according to the invention comprises the method steps:
(I) Herstellen einer Basislackschicht durch Applikation eines Basislacks auf das Substrat,(I) producing a basecoat layer by applying a basecoat to the substrate,
(II) Trocknen der Basislackschicht,(II) drying the basecoat film,
(III) Herstellen einer Klarlackschicht durch Applikation eines Klarlacks auf die Basislackschicht und(III) producing a clear coat by applying a clear coat to the basecoat and
(IV) gemeinsame Härtung der Basislackschicht und der Klarlackschicht, wodurch die Basislackierung BL und die Klarlackierung KL resultieren (Naß-in-naß- Verfahren).(IV) joint curing of the basecoat layer and the clearcoat layer, which results in the basecoat BL and the clearcoat KL (wet-on-wet process).
Eine dritte bevorzugter Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt die Verfahrensschritte:A third preferred variant of the method according to the invention comprises the method steps:
(I) Herstellen einer Füllerlackschicht durch Applikation eines Füllers auf das Substrat, (II) Härtung der Füllerlackschicht, wodurch die Füllerschicht FL resultiert,(I) producing a filler lacquer layer by applying a filler to the substrate, (II) hardening of the filler lacquer layer, resulting in the filler layer FL,
(III) Herstellen einer Basislackschicht durch Applikation eines Basislacks auf die Füllerschicht FL,(III) producing a basecoat layer by applying a basecoat to the filler layer FL,
(IV) Trocknen der Basislackschicht,(IV) drying the basecoat film,
(V) Herstellen einer Klarlackschicht durch Applikation eines Klarlacks auf die Basislackschicht und(V) producing a clear coat by applying a clear coat to the basecoat and
(VI) gemeinsame Härtung der Basislackschicht und der Klarlackschicht, wodurch die Basislackierung BL und die Klarlackierung KL resultieren (Naß-in-naß- Verfahren).(VI) joint curing of the basecoat layer and the clearcoat layer, which results in the basecoat BL and the clearcoat KL (wet-on-wet process).
Welche bevorzugte Variante gewählt wird, richtet sich nach dem Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML. So wird insbesondere die dritte Variante bei der Automobilserienlackierung besonders bevorzugt angewandt.Which preferred variant is chosen depends on the intended use of the multilayer lacquers ML according to the invention. In particular, the third variant is particularly preferred for automotive series painting.
Demzufolge können die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen.As a result, the multilayer coatings ML according to the invention can have a different structure.
In einer ersten bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML hegenIn a first preferred variant of the multilayer coating ML according to the invention
(1) eine mechanische Energie absorbierende Füllerschicht FL und(1) a mechanical energy absorbing filler layer FL and
(2) eine färb- und/oder effektgebende Decklackierung DL(2) a color and / or effect top coat DL
in der angegebenen Reihenfolge übereinander. In einer zweiten bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML liegenon top of each other in the given order. In a second preferred variant of the multilayer coating ML according to the invention
(1) eine mechanische Energie absorbierende Füllerschicht FL,(1) a mechanical energy absorbing filler layer FL,
(2) eine färb- und/oder effektgebende Basislackierung BL und(2) a color and / or effect base coat BL and
(3) eine Klarlackierung KL(3) a clear coat KL
in der angegebenen Reihenfolge übereinander.on top of each other in the given order.
In einer dritten bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML liegenIn a third preferred variant of the multilayer coating ML according to the invention
(1) eine färb- und/oder effektgebende Basislackierung BL und(1) a color and / or effect base coat BL and
(2) eine Klarlackierung KL(2) a clear coat KL
in der angegebenen Reihenfolge übereinander. Die dritte bevorzugte Variante wird insbesondere bei der Kunststofflackierung angewandt, μmon top of each other in the given order. The third preferred variant is used in particular for plastic coating, μm
Die Applikation des Beschichtungsstoffs kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens durch alle üblichen Applikationsmethoden, wie z.B. Spritzen, Rakeln, Streichen, Gießen, Tauchen oder Walzen erfolgen. Vorzugsweise werden Spritzapphkationsmethoden angewandt, wie zum Beispiel Druckluftspritzen, Airless- Spritzen, Hochrotation, elektrostatischer Sprühauftrag (ESTA), gegebenenfalls verbunden mit Heißspritzapplikation wie zum Beispiel Hot- Air - Heißspritzen. Die Applikationen kann bei Temperaturen von max. 70 bis 80 °C durchgeführt werden, so daß geeignete Applikationsviskositäten erreicht werden, ohne daß bei der kurzzeitig einwirkenden thermischen Belastung eine Veränderung oder Schädigungen des Beschichtungsstoffs und seines gegebenenfalls wiederaufzubereitenden Overspray eintreten. So kann das Heißspritzen so ausgestaltet sein, daß der Beschichtungsstoff nur sehr kurz in der oder kurz vor der Spritzdüse erhitzt wird.The coating material can be applied in the process according to the invention by all customary application methods, such as spraying, knife coating, brushing, pouring, dipping or rolling. Spray application methods are preferably used, such as, for example, compressed air spraying, airless spraying, high rotation, electrostatic spray application (ESTA), if appropriate combined with hot spray application such as hot air hot spraying. The applications can be used at temperatures of max. 70 to 80 ° C are carried out, so that suitable application viscosities are achieved without there being any change or damage to the coating material and its overspray, which may need to be reprocessed, in the event of a brief thermal load. For example, hot spraying can be designed in such a way that the coating material is heated only very briefly in or shortly before the spray nozzle.
Die für die Applikation verwendete Spritzkabine kann beispielsweise mit einem gegebenenfalls temperierbaren Umlauf betrieben werden, der mit einem geeigneten Absorptionsmedium für den Overspray, z. B. dem Beschichtungsstoff selbst, betrieben wird.The spray booth used for the application can be operated, for example, with a circulation that can be tempered, if necessary, which is equipped with a suitable absorption medium for the overspray, e.g. B. the coating material itself is operated.
Sofem der Beschichtungsstoff Bestandteile (C) enthält, die mit aktinischer Strahlung vernetztbar sind, wird die Applikation bei Beleuchtung mit sichtbarem Licht einer Wellenlänge von über 550 nm oder unter Lichtausschluß durchgeführt. Hierdurch werden eine stoffliche Änderung oder Schädigung des Beschichtungsstoffs und des Overspray vermieden.If the coating material contains constituents (C) which can be crosslinked with actinic radiation, the application is carried out under illumination with visible light of a wavelength of over 550 nm or with exclusion of light. This avoids material changes or damage to the coating material and the overspray.
Die vorstehend beschriebenen Applikationsmethoden können zur Herstellung aller Schichten FL, DL, BL und KL sowie gegebenenfalls weiterer Lackschichten angewandt werden.The application methods described above can be used to produce all layers FL, DL, BL and KL and, if appropriate, further layers of lacquer.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Füllerlackschicht, Decklackschicht, Basislackschicht und Klarlackschicht in einer Naßschichtdicke appliziert, daß nach ihrer Aushärtung Schichten FL, DL, BL und KL mit der für ihre Funktionen notwendigen und vorteilhaften Schichtdicken resultieren. Im Falle der Füllerschicht FL hegt diese Schichtdicke bei 10 bis 150, vorzugsweise 15 bis 120, besonders bevorzugt 20 bis 100 und insbesondere 25 bis 90 μm, im Falle der Decklackierung DL liegt sie bei 5 bis 90, vorzugsweise 10 bis 80, besonders bevorzugt 15 bis 60, und insbesondere 20 bis 50 μm, im Falle der Basislackierung BL liegt sie bei 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40, besonders bevorzugt 12 bis 30 und insbesondere 15 bis 25 μm, und im Falle der Klarlackierungen KL liegt sie bei 10 bis 100, vorzugsweise 15 bis 80, besonders bevorzugt 20 bis 70 und insbesondere 25 bis 60 μm.In the process according to the invention, the filler lacquer layer, top lacquer layer, basecoat layer and clear lacquer layer are applied in a wet layer thickness such that after hardening, layers FL, DL, BL and KL result with the layer thicknesses necessary and advantageous for their functions. In the case of the filler layer FL, this layer thickness is 10 to 150, preferably 15 to 120, particularly preferably 20 to 100 and in particular 25 to 90 μm, in the case of the topcoat DL it is 5 to 90, preferably 10 to 80, particularly preferably 15 up to 60, and in particular 20 to 50 μm, in the case of the base coat BL it is 5 to 50, preferably 10 to 40, particularly preferably 12 to 30 and in particular 15 to 25 μm, and in the case of the clear coats KL it is 10 to 100, preferably 15 to 80, particularly preferably 20 to 70 and in particular 25 up to 60 μm.
Erfindungsgemäß können die Füllerlackschicht, Decklackschicht, Basislackschicht und Klarlackschicht je nach ihrer stofflichen Zusammensetzung thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung ausgehärtet werden. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, die Basislackschicht vor der Applikation der Klarlackschicht gar nicht oder nur partiell auszuhärten, um sie anschließend gemeinsam mit der Klarlackschicht auszuhärten (Naß-in-naß- Verfahren).According to the invention, the filler coat, top coat, basecoat and clear coat can be cured thermally or thermally and with actinic radiation, depending on their material composition. According to the invention, it is advantageous not to harden the basecoat, or only partially, before applying the clearcoat, in order to subsequently harden it together with the clearcoat (wet-on-wet method).
Die Aushärtung kann nach einer gewissen Ruhezeit erfolgen. Sie kann eine Dauer von 30 s bis 2 h, vorzugsweise 1 min bis 1 h und insbesondere 1 min bis 30 min haben. Die Ruhezeit dient beispielsweise zum Verlauf und zur Entgasung der Lackschichten oder zum Verdunsten von flüchtigen Bestandteilen wie Lösemittel, Wasser oder Kohlendioxid, wenn der Beschichtungsstoff mit überkritischem Kohlendioxid als Lösemittel (H) appliziert worden ist. Die Ruhezeit kann durch die Anwendung erhöhter Temperaturen bis 80 °C unterstützt und/oder verkürzt werden, sofem hierbei keine Schädigungen oder Veränderungen der Lackschichten eintreten, etwa eine vorzeitige vollständige Vernetzung.The hardening can take place after a certain rest period. It can have a duration of 30 s to 2 h, preferably 1 min to 1 h and in particular 1 min to 30 min. The rest period is used, for example, for the course and degassing of the paint layers or for the evaporation of volatile constituents such as solvents, water or carbon dioxide if the coating material has been applied with supercritical carbon dioxide as the solvent (H). The rest period can be supported and / or shortened by the use of elevated temperatures up to 80 ° C, as long as there is no damage or changes to the lacquer layers, such as premature complete crosslinking.
Die thermische Härtung weist keine methodischen Besonderheiten auf, sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten Methoden wie Erhitzen in einem Umluftofen oder Bestrahlen mit IR-Lampen. Hierbei kann die thermische Härtung auch stufenweise erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt die thermische Härtung bei einer Temperatur von 50 bis 100 °C, besonders bevorzugt 80 bis 100 °C und insbesondere 90 bis 100 ° C während einer Zeit von 1 min bis zu 2 h, besonders bevorzugt 2 min bis zu 1 h und insbesondere 3 min bis 30 min. Werden Substrate verwendet, welche thermisch stark belastbar sind, kann die thermische Vernetzung auch bei Temperaturen oberhalb 100 °C durchgeführt werden. Im allgemeinen empfiehlt es sich, hierbei Temperaturen von 180 °C, vorzugsweise 160 °C und insbesondere 140 °C nicht zu überschreiten.The thermal hardening has no special features in terms of method, but takes place according to the customary and known methods such as heating in a forced air oven or irradiation with IR lamps. The thermal hardening can also be carried out in stages. The thermal curing is advantageously carried out at a temperature of 50 to 100 ° C., particularly preferably 80 to 100 ° C. and in particular 90 to 100 ° C. for a time of 1 minute to 2 hours, particularly preferably 2 minutes to 1 hour and in particular 3 min to 30 min. Become substrates used, which are thermally strong, the thermal crosslinking can also be carried out at temperatures above 100 ° C. In general, it is advisable not to exceed temperatures of 180 ° C., preferably 160 ° C. and in particular 140 ° C.
Die thermische Härtung kann bei entsprechender stofflicher Zusammensetzung des Beschichtungsstoffs durch die Härtung mit aktinischer Strahlung ergänzt werden, wobei UV-Strahlung und/oder Elektronenstrahlen verwendet werden können. Gegebenenfalls kann sie mit aktinischer Strahlung von anderen Strahlenquellen durchgeführt oder ergänzt werden. Im Falle von Elektronenstrahlen wird vorzugsweise unter rnertgasatmosphäre gearbeitet. Dies kann beispielsweise durch Zuführen von Kohlendioxid und/oder Stickstoff direkt an die Oberfläche der Lackschicht gewährleistet werden.The thermal curing can be supplemented by curing with actinic radiation if the coating material has a suitable material composition, UV radiation and / or electron beams being able to be used. If necessary, it can be carried out or supplemented with actinic radiation from other radiation sources. In the case of electron beams, work is preferably carried out under an inert gas atmosphere. This can be ensured, for example, by supplying carbon dioxide and / or nitrogen directly to the surface of the lacquer layer.
Auch im Falle der Härtung mit UV- Strahlung kann, um die Bildung von Ozon zu vermeiden, unter Inertgas gearbeitet werden.In the case of curing with UV radiation, it is also possible to work under inert gas in order to avoid the formation of ozone.
Für die Härtung mit aktinischer Strahlung werden die üblichen und bekannten Strahlenquellen und optischen Hilfsmaßnahmen angewandt. Beispiele geeigneter Strahlenquellen sind Quecksilberhoch- oder -niederdruckdampflampen, welche gegebenenfalls mit Blei dotiert sind, um ein Strahlenfenster bis zu 405 nm zu öffnen, oder Elektronenstrahlquellen. Deren Anordnung ist im Prinzip bekannt und kann den Gegebenheiten des Werkstücks und der Verfahrensparameter angepaßt werden. Bei kompliziert geformten Werkstücken wie Automobilkarosserien können die nicht direkter Strahlung zugänglichen Bereiche (Schattenbereiche) wie Hohlräume, Falzen und anderen konstruktionsbedingte Hinterschneidungen mit Punkt-, Kleinflächen- oder Rundumstrahlern verbunden mit einer automatischen Bewegr gseiririchtung fiir das Bestrahlen von Hohlräumen oder Kanten ausgehärtet werden. Die Anlagen und Bedingungen dieser Härtungsmethoden werden beispielsweise in R. Holmes, U.V. and E.B. Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, United Kindom 1984, beschrieben.The usual and known radiation sources and optical auxiliary measures are used for curing with actinic radiation. Examples of suitable radiation sources are high-pressure or low-pressure mercury vapor lamps, which may be doped with lead in order to open a radiation window up to 405 nm, or electron beam sources. Their arrangement is known in principle and can be adapted to the conditions of the workpiece and the process parameters. In the case of workpieces of complex shape, such as automobile bodies, the areas (shadow areas) which are not directly accessible to radiation, such as cavities, folds and other undercuts due to construction, can be cured with point, small area or all-round emitters combined with an automatic movement device for irradiating cavities or edges. The facilities and conditions of these curing methods are described, for example, in R. Holmes, UV and EB Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, United Kindom 1984.
Hierbei kann die Aushärtung stufenweise erfolgen, d. h. durch mehrfache Belichtung oder Bestrahlung mit aktinischer Strahlung. Dies kann auch alternierend erfolgen, d. h., daß abwechselnd mit UV-Strahlung und Elektronenstrahlung gehärtet wird.The curing can take place in stages, i. H. by multiple exposure or exposure to actinic radiation. This can also take place alternately, i. that is, curing alternately with UV radiation and electron radiation.
Werden die thermische Härtung und Härtung mit aktinischer Strahlung zusammen angewandt (Dual Cure), können diese Methoden gleichzeitig oder alternierend eingesetzt werden. Werden die beiden Härtungsmethoden alternierend verwendet, kann beispielsweise mit der thermischen Härtung begonnen und mit der Härtung mit aktinischer Strahlung geendet werden. In anderen Fällen kann es sich als vorteilhaft erweisen, mit der Härtung mit aktinischer Strahlung zu beginnen und hiermit zu enden. Der Fachmann kann die Härtungsmethode, welche für jeden Einzelfall besonders gut geeignet ist aufgrund seines allgemeinen Fachwissens gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einfacher Vorversuche ermitteln.If thermal curing and curing with actinic radiation are used together (dual cure), these methods can be used simultaneously or alternately. If the two curing methods are used alternately, thermal curing can be started, for example, and curing with actinic radiation can be ended. In other cases, it may prove advantageous to start and end the curing with actinic radiation. The person skilled in the art can determine the hardening method, which is particularly well suited to each individual case, on the basis of his general specialist knowledge, if necessary with the aid of simple preliminary tests.
Die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML weisen ein hervorragendes Eigenschaftsprofil auf, das hinsichtlich der Mechanik, Optik, Korrosionsbeständigkeit und Haftung sehr gut ausgewogen ist. So weisen die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen ML die vom Markt geforderte hohe optische Qualität und Zwischenschichthaftung auf und werfen keine Probleme wie mangelnde Schwitzwasserbeständigkeit der Füllerschichten, Rißbildung (mudcracking) in den Basislackierungen oder Verlaufsstörungen oder Oberflächenstrukturen in den Klarlackierungen mehr auf.The multilayer coatings ML according to the invention have an excellent profile of properties, which is very well balanced in terms of mechanics, optics, corrosion resistance and adhesion. For example, the multilayer coatings ML according to the invention have the high optical quality and interlayer adhesion required by the market and no longer pose problems such as a lack of condensation resistance in the filler layers, crack formation (mud cracking) in the base coats or flow problems or surface structures in the clear coats.
Insbesondere weist die erfϊndungsgemäße Mehrschichtlackierung ML einen hervorragenden einen hervorragenden Metallic-Effekt, einen hervorragenden D.O.I. (Distinctiveness of the Reflected Image) und eine hervorragende Oberflächenglätte, auf. Sie ist witterungsstabil, resistent gegenüber Chemikalien und Vogelkot und kratzfest und zeigt ein sehr gutes Reflow- Verhalten.In particular, the multilayer coating ML according to the invention has an excellent, an excellent metallic effect, an excellent DOI (Distinctiveness of the Reflected Image) and an excellent surface smoothness. It is weather-resistant, resistant to chemicals and bird droppings and scratch-resistant and shows very good reflow behavior.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die sehr gute Uberlackierbarkeit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML auch ohne Anschleifen. Dadurch kann sie leicht mit üblichen und bekannten hochkratzfesten Beschichtungsstoffen auf der Basis organisch modifizierter Keramikmaterialien beschichtet werden.Another significant advantage is the very good paintability of the multilayer coating ML according to the invention, even without sanding. As a result, it can easily be coated with customary and known highly scratch-resistant coating materials based on organically modified ceramic materials.
Nicht zuletzt erweist es sich aber als ganz besonderer Vorteil, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Mehrschichtlackierung realisiert werden kann, welche ausschließlich auf wäßrigen Beschichtungsstoffen basiert.Last but not least, it proves to be a very special advantage that the process according to the invention can be used to achieve a multi-layer coating which is based exclusively on aqueous coating materials.
BeispieleExamples
Herstellbeispiel 1Production Example 1
Die Herstellung einer Dispersion eines Copolymerisats (A)The preparation of a dispersion of a copolymer (A)
In einem Stahlreaktor, wie er üblicherweise für die Herstellung von Dispersionen verwendet wird, ausgestattet mit einem Rührer, einem Rückflußkühler und 3 Zulaufgefäßen wurden 52,563 Gewichtsteile VE- Wasser vorgelegt und auf 90 °C erhitzt. In dem ersten Zulauf gefäß wurden 10,182 Gewichtsteile Acrylsäure, 18,345 Gewichtsteile Methylmethacrylat und 1,493 Gewichtsteile Diphenylethylen vorgelegt. In dem zweiten Zulaufgefäß wurden 9,914 Gewichtsteile 25 prozentige Ammoniaklösung vorgelegt. In dem dritten Zulaufgefäß wurden 5,25 Gewichtsteile VE-Wasser und 2,253 Gewichtsteilen Ammoniumperoxodisulfat vorgelegt. Unter intensivem Rühren der Vorlage im Stahlreaktor wurden die drei Zuläufe gleichzeitig gestartet. Der erste und zweite Zulauf wurden innerhalb einer Stunde zudosiert. Der dritte Zulauf wurde innerhalb 1,25 Stunden zudosiert. Das resultierende Reaktionsgemisch wurde während vier Stunden bei 90 °C gehalten und anschließend auf unter 40 °C abgekühlt und durch einen 100 μm GAF-Beutel abfiltriert. Die resultierende Dispersion wies einen Festkörpergehalt von 32 bis 34 Gew.-% (1 Stunde, 130 °C) und einen Gehalt an freien Monomeren von weniger als 0,2 Gew.-% (bestimmt durch Gaschromatographie) auf.52.563 parts by weight of demineralized water were placed in a steel reactor, as is usually used for the preparation of dispersions, equipped with a stirrer, a reflux condenser and 3 feed vessels and heated to 90.degree. 10.182 parts by weight of acrylic acid, 18.345 parts by weight of methyl methacrylate and 1.493 parts by weight of diphenylethylene were placed in the first feed vessel. 9.914 parts by weight of 25 percent ammonia solution were placed in the second feed vessel. 5.25 parts by weight of demineralized water and 2.253 parts by weight of ammonium peroxodisulfate were placed in the third feed vessel. With intensive stirring of the initial charge in the steel reactor, the three feeds became simultaneous started. The first and second feed were metered in within one hour. The third feed was metered in within 1.25 hours. The resulting reaction mixture was kept at 90 ° C. for four hours and then cooled to below 40 ° C. and filtered through a 100 μm GAF bag. The resulting dispersion had a solids content of 32 to 34% by weight (1 hour, 130 ° C.) and a free monomer content of less than 0.2% by weight (determined by gas chromatography).
Die Dispersion (A) wurde für die Herstellung eines Blockmischpolymerisats (A) verwendet.The dispersion (A) was used for the production of a block copolymer (A).
Herstellbeispiel 2Preparation example 2
Die Herstellung einer Dispersion eines Blockmischpolymerisats (A)The preparation of a dispersion of a block copolymer (A)
In einem Stahlreaktor, wie er üblicherweise für die Herstellung von Dispersionen verwendet wird, ausgestattet mit einem Rührer, einem Rückflußkühler und einem Zulaufgefäß wurden 51,617 Gewichtsteile VE- Wasser und 9,907 Gewichtsteile der Dispersion gemäß Herstellbeispiel 1 vorgelegt und unter Rühren auf 90 °C erhitzt. Hiernach wurde aus dem Zulaufgefäß innerhalb sechs Stunden eine Mischung aus 9,856 Gewichtsteile n-Butylmethacrylat, 7,884 Gewichtsteile Styrol, 12,661 Gewichtsteile Hydroxyethylmethacrylat und 8,885 Gewichtsteile Ethylhexylmethacrylat hinzu dosiert. Die resultierende Reaktionsmischung wurde während zwei Stunden bei 90 °C gerührt. Anschließend wurde die resultierende Dispersion unter 40 °C abgekühlt und durch einen 50 μm GAF-Beutel abfiltriert. Die Dispersion (A) wies einen Festkörpergehalt von 41 bis 42 Gew.-% (1 Stunde, 130 °C) und einem Gehalt an freien Monomeren von weniger als 0,2 Gew.-% (bestimmt durch Gaschromatographie) auf. Beispiel 1In a steel reactor, as is usually used for the production of dispersions, equipped with a stirrer, a reflux condenser and an inlet vessel, 51.617 parts by weight of demineralized water and 9.907 parts by weight of the dispersion from preparation example 1 were introduced and heated to 90 ° C. with stirring. A mixture of 9.856 parts by weight of n-butyl methacrylate, 7.884 parts by weight of styrene, 12.661 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate and 8.885 parts by weight of ethylhexyl methacrylate was then metered in from the feed vessel over the course of six hours. The resulting reaction mixture was stirred at 90 ° C for two hours. The resulting dispersion was then cooled below 40 ° C. and filtered through a 50 μm GAF bag. The dispersion (A) had a solids content of 41 to 42% by weight (1 hour, 130 ° C.) and a free monomer content of less than 0.2% by weight (determined by gas chromatography). example 1
Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung MLThe production of a multilayer coating ML according to the invention
1.1 Die Herstellung eines Füllers, enthaltend den Bestandteil (A)1.1 The production of a filler containing component (A)
1.1.1 Die Herstellung der Pigmentpaste1.1.1 The manufacture of pigment paste
Für die Herstellung des Füllers wurde zunächst eine Pigmentpaste aus 3,8 Gewichtsteilen Flammruß, 32,87 Gewichtsteilen Bariumsulfat (Blanc Fixe® Super- F), 1,73 Gewichtsteilen Talkum, 1,04 Gewichtsteilen Additol® XW395 (handelsübliches Netzmittel) und 60,56 Gewichtsteile der Dispersion (A) gemäß Herstellbeispiel 2 hergestellt. Die Mischung wurde während zehn Minuten in einem Dissolver vordispergiert und anschließend auf einer Sandmühle auf eine Hegmann- Feinheit < 15 μm gemahlen. Die Viskosität der Paste lag bei 160 mPas bei einer Scherrate von 100 s _1 und 23 °C.For the production of the filler, a pigment paste consisting of 3.8 parts by weight of carbon black, 32.87 parts by weight of barium sulfate (Blanc Fixe® Super-F), 1.73 parts by weight of talc, 1.04 parts by weight of Additol® XW395 (commercially available wetting agent) and 60. 56 parts by weight of dispersion (A) prepared according to Preparation Example 2. The mixture was predispersed in a dissolver for ten minutes and then ground on a sand mill to a Hegmann fineness <15 μm. The viscosity of the paste was 160 mPas at a shear rate of 100 s _1 and 23 ° C.
1.1.2 Die Herstellung des Füllers1.1.2 The manufacture of the fountain pen
Der Füller wurde durch Vermischen von 57,8 Gewichtsteilen der Pigmentpaste gemäß Beispiele 1.1.1 und 30 Gewichtsteilen der Dispersion (A) gemäß Herstellbeispiel 2 hergestellt. Er wies eine Viskosität von 122 mPas bei einer Scherrate von 100 s _1 und 23 °C. Mit Wasser wurde der Füller auf einer Spritzviskosität von 55 mPas eingestellt.The filler was produced by mixing 57.8 parts by weight of the pigment paste according to Examples 1.1.1 and 30 parts by weight of the dispersion (A) according to Preparation Example 2. It had a viscosity of 122 mPas at a shear rate of 100 s _1 and 23 ° C. The filler was adjusted to a spray viscosity of 55 mPas with water.
1.2 Die Herstellung eines Metallic-Basislacks, enthaltend den Bestandteil (A)1.2 The production of a metallic basecoat containing constituent (A)
1.2.1 Die Herstellung einer Farbpaste Für die Herstellung des Metallic-Basislacks wurde zunächst eine Farbpaste aus 50 Gewichtsteilen der Dispersion (A) gemäß Herstellbeispiel 2, 2 Gewichtsteilen Pluriol® P900 (BASF AG), 43 Gewichtsteilen Sicopalgelb® Ll 100 (BASF AG), 0,4 Gewichtsteilen Agitan® 281 (handelsübliches Entschäumungsmittel; Münzing Chemie GmbH) hergestellt. Die Mischung wurde in einem Dissolver während zehn Minuten vordispergiert und anschließend in einer Sandmühle auf eine Hegmann- Feinheit < 5 μm gemahlen. Die Viskosität der resultierenden Farbpaste lag bei 424 mPas bei einer Scherrate von 1.000 s _1 und 23 °C.1.2.1 The production of a color paste For the production of the metallic basecoat, a color paste consisting of 50 parts by weight of the dispersion (A) according to Preparation Example 2, 2 parts by weight of Pluriol® P900 (BASF AG), 43 parts by weight of Sicopalgelb® Ll 100 (BASF AG), 0.4 parts by weight of Agitan® was first used 281 (commercially available defoaming agent; Münzing Chemie GmbH). The mixture was predispersed in a dissolver for ten minutes and then ground in a sand mill to a Hegmann fineness <5 μm. The viscosity of the resulting color paste was 424 mPas at a shear rate of 1,000 s _1 and 23 ° C.
Für die Vermischung mit der Metallic-Paste wurden 37,2 Gewichtsteile der Farbpaste mit 62,8 Gewichtsteilen der Dispersion (A) gemäß Herstellbeispiel 2 sowie mit 5 Gewichtsteilen Wasser versetzt.For mixing with the metallic paste, 37.2 parts by weight of the color paste were mixed with 62.8 parts by weight of the dispersion (A) according to Preparation Example 2 and 5 parts by weight of water.
1.2.2 Die Herstellung eines Thixotropierungsmittels1.2.2 The preparation of a thixotropic agent
Für die Herstellung des Metallic-Basislacks wurde desweiteren ein Thixotropierungsmittel aus 94 Gewichtsteilen VE- Wasser, 3,0 Gewichtsteilen Laponite® RD (Solvay Alkali GmbH) und Pluriol® P900 (BASF AG) hergestellt.For the production of the metallic basecoat, a thixotropic agent was also produced from 94 parts by weight of demineralized water, 3.0 parts by weight of Laponite® RD (Solvay Alkali GmbH) and Pluriol® P900 (BASF AG).
1.2.3. Die Herstellung einer Polyesterdispersion1.2.3. The production of a polyester dispersion
Für die Herstellung des Metallic-Basislacks wurde des weiteren ein Polyester in üblicher und bekannter Weise aus 23,23 Gewichtsteilen Dimerfettsäure (Pripol® 1009), 10,43 Gewichtsteilen 1 ,6-Hexandiol, 6,28 Gewichtsteilen Hexahydrophthalsäureanhydrid, 9,9 Gewichtsteilen Neopentylglykol und 10,43 Gewichtsteilen Trimellithsäureanhydrid hergestellt. Als Schleppmittel wurde ein Gewichtsteil Cyclohexan verwendet. Der resultierende Polyester wurde in mit 17,48 Gewichtsteilen VE- Wasser, 18,9 Gewichtsteilen Butylglykol und 2,25 Gewichtsteilen Dimemylethanolamin dispergiert.For the production of the metallic basecoat, a polyester was further prepared in a customary and known manner from 23.23 parts by weight of dimer fatty acid (Pripol® 1009), 10.43 parts by weight of 1, 6-hexanediol, 6.28 parts by weight of hexahydrophthalic anhydride and 9.9 parts by weight of neopentyl glycol and 10.43 parts by weight of trimellitic anhydride. A part by weight of cyclohexane was used as an entrainer. The resulting polyester was dispersed in 17.48 parts by weight of demineralized water, 18.9 parts by weight of butyl glycol and 2.25 parts by weight of dimemylethanolamine.
1.2.4 Die Herstellung einer Metallic-Paste1.2.4 The production of a metallic paste
Für die Herstellung des Metallic-Basislacks wurde eine Metallic-Paste aus 378,7 Gewichtsteilen des Thixotropierungsmittels gemäß Beispiel 1.2.2, 74 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polyesters (Maprenal® VM 3924), 70 Gewichtsteilen Butylglykol, 334,5 Gewichtsteilen der Dispersion (A) gemäß dem Herstellbeispiel 2, 5 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Netzmittels (BYK® 346), 50,6 Gewichtsteilen einer handelsüblichen Aluminiumpaste (Stapa Hydrolux® 8154), 86 Gewichtsteilen des Polyesters gemäß Beispiel 1.2.3 und 33 Gewichtsteilen VE- Wasser hergestellt.A metallic paste comprising 378.7 parts by weight of the thixotropic agent according to Example 1.2.2, 74 parts by weight of a commercially available polyester (Maprenal® VM 3924), 70 parts by weight of butylglycol and 334.5 parts by weight of the dispersion (A) was used to produce the metallic basecoat. according to the production example 2, 5 parts by weight of a commercially available wetting agent (BYK® 346), 50.6 parts by weight of a commercially available aluminum paste (Stapa Hydrolux® 8154), 86 parts by weight of the polyester according to Example 1.2.3 and 33 parts by weight of demineralized water.
Der pH- Wert der Metallic-Paste wurde mit 10 %-iger Dimethylethanolaminlösung auf 7,8 eingestellt. Die Viskosität der Metallic Paste wurde durch weitere Zugabe von Wasser auf 80 mPas eingestellt.The pH of the metallic paste was adjusted to 7.8 with 10% dimethylethanolamine solution. The viscosity of the metallic paste was adjusted to 80 mPas by further addition of water.
1.2.5 Die Herstellung des Metallic-Basislacks1.2.5 The production of the metallic basecoat
Der Metallic-Basislack wurde durch Vermischen der Farbpaste gemäß Beispiel 1.2.1 und der Metallic-Paste gemäß Beispiel 1.2.4 im Gewichtsverhältnis von 2 : 10 hergestellt.The metallic basecoat was produced by mixing the color paste according to Example 1.2.1 and the metallic paste according to Example 1.2.4 in a weight ratio of 2:10.
1.2.6 Die Herstellung eines Klarlacks, enthaltend den Bestandteil (A)1.2.6 The production of a clear lacquer containing component (A)
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML wurde noch ein Klarlack aus 100 Gewichtsteilen der Dispersion (A) gemäß dem Herstellbeispiel 2, 5 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Vernetzungsmittels auf der Basis von Tris(a]Jkoxycarbonylamino)triazinen (Cylink® 2000; CYTEC) und 0,4 Gewichtsteilen Agitan® 281 hergestellt. Die niedrigviskose Mischung wurde mit einem Ultraturrax homogeniesiert. Hiemach lag die Viskosität bei 128 mPas bei einer Scherrate von 1.00 s "1 und 23 °C.For the production of the multilayer coating ML according to the invention, a clear lacquer comprising 100 parts by weight of dispersion (A) according to the preparation example was used 2.5 parts by weight of a commercially available crosslinking agent based on tris (a] Jkoxycarbonylamino) triazines (Cylink® 2000; CYTEC) and 0.4 parts by weight of Agitan® 281. The low-viscosity mixture was homogenized with an Ultraturrax. The viscosity was 128 mPas at a shear rate of 1.00 s "1 and 23 ° C.
1.2.7 Die Beschichtung eines Substrats mit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML1.2.7 The coating of a substrate with the multilayer coating ML according to the invention
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML wurden übliche und bekannte Prüftafeln aus Stahl verwendet, welche mit einem handelsüblichen Elektrotauchlack beschichtet waren.For the production of the multilayer coating ML according to the invention, customary and known test panels made of steel were used, which were coated with a commercially available electro-dip coating.
Die Prüftafeln wurden mit dem Füller gemäß Beispiel 1.1 pneumatisch beschichtet. Die resultierende Füllerlackschicht wurde während zehn Minuten bei Raumtemperatur und während zehn Minuten bei 80 °C vorgetrocknet. Hiemach wurde sie während 20 Minuten bei 100 °C und 20 Minuten bei 130 °C mit eingebrannt. Es resultierte eine Füllerschicht FL einer Schichtdicke von 35 μm.The test panels were pneumatically coated with the filler according to Example 1.1. The resulting filler coat was predried for ten minutes at room temperature and for ten minutes at 80 ° C. It was then baked at 100 ° C for 20 minutes and at 130 ° C for 20 minutes. The result was a filler layer FL with a layer thickness of 35 μm.
Auf die Füllerschicht FL wurde der Metallic-Basislack gemäß Beispiel 1.2 pneumatisch appliziert. Die resultierende Metallic-Basislackschicht wurde während zehn Minuten bei Raumtemperatur und während zehn Minuten bei 80 °C vorgetrocknet.The metallic basecoat according to Example 1.2 was applied pneumatically to the filler layer FL. The resulting metallic basecoat was predried for ten minutes at room temperature and for ten minutes at 80 ° C.
Auf die vorgetrocknete Metallic-Basislackschicht wurde der Klarlack gemäß Beispiel 1.2.6 appliziert, wonach die resultierende Klarlackschicht während 15 Minuten bei Raumtemperatur abgelüftet wurde. Danach wurden die Metallic-Basislackschicht und die Klarlackschicht während 30 Minuten bei 140 °C eingebrannt (Naß-in-naß- Verfahren). Es resultierte eine Metallic-Basislackierung BL eine Schichtdicke von 15 μm und eine Klarlackierung KL einer Schichtdicke von 35 μm.The clearcoat according to Example 1.2.6 was applied to the predried metallic basecoat, after which the resulting clearcoat was flashed off at room temperature for 15 minutes. The metallic basecoat and the clearcoat were then baked at 140 ° C. for 30 minutes (wet-on-wet Method). The result was a metallic base coat BL with a layer thickness of 15 μm and a clear coat KL with a layer thickness of 35 μm.
Die in dieser Weise hergestellte erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung ML wies einen hervorragenden optischen Gesamteindrack, insbesondere einen hervorragenden Metallic-Effekt, einen hervorragenden D.O.I. (Distinctiveness of the Reflected Image) und eine hervonagende Oberflächenglätte, auf. Die Klarlackierung KL war witterungsstabil, resistent gegenüber Chemikalien und Vogelkot und kratzfest und zeigte ein sehr gutes Reflow- Verhalten.The multilayer coating ML according to the invention produced in this way had an excellent overall optical impression, in particular an excellent metallic effect, an excellent D.O.I. (Distinctiveness of the Reflected Image) and an excellent surface smoothness. The clear coat KL was weather-resistant, resistant to chemicals and bird droppings and scratch-resistant and showed very good reflow behavior.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil war die sehr gute Uberlackierbarkeit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung ML auch ohne Anschleifen. Dadurch konnte die Klarlackierung KL leicht mit üblichen und bekannten hochkratzfesten Beschichtungen auf der Basis organisch modifizierter Keramikmaterialien beschichtet werden. Another significant advantage was the very good overcoatability of the multilayer coating ML according to the invention, even without sanding. This made it easy to coat the KL clearcoat with the usual, well-known, highly scratch-resistant coatings based on organically modified ceramic materials.

Claims

Färb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre VerwendungPatentansprüche Color and / or effect multicoat paint system, process for its production and its use
1. Färb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung ML für ein grundiertes oder ungrundiertes Substrat, enthaltend in der angegebenen Reihenfolge überemanderliegend1. Coloring and / or effect-giving multilayer coating ML for a primed or unprimed substrate, comprising superimposed in the order given
(1) eine mechanische Energie absorbierende Füllerschicht FL und(1) a mechanical energy absorbing filler layer FL and
(2) eine färb- und oder effektgebende Decklackierung DL(2) a color and / or effect top coat DL
oderor
(1) eine mechanische Energie absorbierende Füllerschicht FL,(1) a mechanical energy absorbing filler layer FL,
(2) eine färb- und/oder effektgebende Basislackierung BL und(2) a color and / or effect base coat BL and
(3) eine Klarlackierung KL(3) a clear coat KL
oderor
(1) eine färb- und/oder effektgebende Basislackierung BL und(1) a color and / or effect base coat BL and
(2) eine Klarlackierung KL,(2) a clear coat KL,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schicht FL und/oder DL oder BL und/oder KL oder FL, BL und/oder KL, vorzugsweise mindestens zwei Schichten FL, BL und oder KL oder alle Schichten FL und DL oder BL und KL oder FL, BL und KL der Mehrschichtlackierung ML aus einem Beschichtungsstoff hergestellt worden ist oder sind, welcher mindestens einen Bestandteil (A) enthält, der durch radikalische Polymerisation voncharacterized in that at least one layer FL and / or DL or BL and / or KL or FL, BL and / or KL, preferably at least two Layers FL, BL and or KL or all layers FL and DL or BL and KL or FL, BL and KL of the multilayer coating ML has been or are made from a coating material which contains at least one component (A) which is obtained by free-radical polymerization of
a) mindestens einem olefϊnisch ungesättigten Monomer,a) at least one olefinically unsaturated monomer,
b) mindestens einem vom olefinisch ungesättigten Monomer (a) verschiedenen olefϊnisch ungesättigten Monomer der allgemeinen Formel Ib) at least one olefinically unsaturated monomer of the general formula I which is different from the olefinically unsaturated monomer (a)
R*R2C=CR3R4 (I),R * R 2 C = CR 3 R 4 (I),
worin die Reste R1, R2 , R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstituierte Alkyl-,wherein the radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently of one another hydrogen atoms or substituted or unsubstituted alkyl,
Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Cycloalkylalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Cycloalkylaryl- Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste stehen, mit der Maßgabe, daß mindestens zwei der Variablen R1, R2 , R3 und R4 für substituierte oder unsubstituierte Aryl-, Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste, insbesondere substituierte oder unsubstituierteCycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, with the proviso that at least two of the variables R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted aryl, Arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, in particular substituted or unsubstituted
Arylreste, stehen;Aryl residues, stand;
in einem wäßrigen Medium herstellbar ist.can be produced in an aqueous medium.
2. Verfahren zur Herstellung einer farb-und oder effektgebenden Mehrschichtlackierung ML auf einem grundierten oder ungrundierte Substrat durch (I) Herstellen einer Füllerlackschicht durch Applikation eines Füllers auf das Substrat,2. Process for producing a color and or effect-giving multilayer coating ML on a primed or unprimed substrate (I) producing a filler lacquer layer by applying a filler to the substrate,
(II) Härtung der Füllerlackschicht, wodurch die Füllerschicht FL resultiert,(II) hardening of the filler lacquer layer, resulting in the filler layer FL,
(III) Herstellen einer Unidecklackschicht durch Applikation eines Unidecklacks auf die Füllerschicht FL und(III) Production of a solid-color topcoat by applying a solid-color topcoat to the filler layer FL and
(IV) Härtung der Unidecklackschicht DL, wodurch die Unidecklackierang(IV) Hardening of the uni-lacquer layer DL, which causes the uni-lacquer layer
DL resultiert,DL results
oderor
(I) Herstellen einer Basislackschicht durch Applikation eines Basislacks auf das Substrat,(I) producing a basecoat layer by applying a basecoat to the substrate,
(II) Trocknen der Basislackschicht,(II) drying the basecoat film,
(III) Herstellen einer Klarlackschicht durch Applikation eines Klarlacks auf die Basislackschicht und(III) producing a clear coat by applying a clear coat to the basecoat and
(IV) gemeinsame Härtung der Basislackschicht und der Klarlackschicht, wodurch die Basislackierung BL und die Klarlackierung KL resultieren,(IV) joint curing of the basecoat layer and the clearcoat layer, resulting in the basecoat BL and the clearcoat KL,
oder (I) Herstellen einer Füllerlackschicht durch Applikation eines Füllers auf das Substrat,or (I) producing a filler lacquer layer by applying a filler to the substrate,
(II) Härtung der Füllerlackschicht, wodurch die Füllerschicht FL resultiert,(II) hardening of the filler lacquer layer, resulting in the filler layer FL,
(III) Herstellen einer Basislackschicht durch Applikation eines Basislacks auf die Füllerschicht FL,(III) producing a basecoat layer by applying a basecoat to the filler layer FL,
(IV) Trocknen der Basislackschicht,(IV) drying the basecoat film,
(V) Herstellen einer Klarlackschicht durch Applikation eines Klarlacks auf die Basislackschicht und(V) producing a clear coat by applying a clear coat to the basecoat and
(VI) gemeinsame Härtung der Basislackschicht und der Klarlackschicht, wodurch die Basislackierung BL und die Klarlackierung KL resultieren,(VI) joint curing of the basecoat layer and the clearcoat layer, resulting in the basecoat BL and the clearcoat KL,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer, vorzugsweise mindestens zwei und insbesondere alle der jeweils angewandten Beschichtungsstoffe mindestens einen Bestandteil (A) enthält oder enthalten, der durch radikalische Polymerisation voncharacterized in that at least one, preferably at least two and in particular all of the coating materials used in each case contain or contain at least one constituent (A) which is obtained by radical polymerization of
a) mindestens einem olefϊnisch ungesättigten Monomer,a) at least one olefinically unsaturated monomer,
b) mindestens einem vom olefϊnisch ungesättigten Monomer (a) verschiedenen olefϊnisch ungesättigten Monomer der allgemeinen Formel I R1R2C=CR3R4 (I),b) at least one olefinically unsaturated monomer of the general formula I which is different from the olefinically unsaturated monomer (a) R 1 R 2 C = CR 3 R 4 (I),
worin die Reste R1, R2 , R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Cycloalkylalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-,wherein the radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently of one another represent hydrogen atoms or substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl,
Cycloalkylaryl- Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste stehen, mit der Maßgabe, daß mindestens zwei der Variablen R1, R2 , R3 und R4 für substituierte oder unsubstituierte Aryl-, Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste, insbesondere substituierte oder unsubstituierte Arylreste, stehen;Cycloalkylaryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, with the proviso that at least two of the variables R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted aryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, in particular substituted or unsubstituted aryl radicals;
in einem wäßrigen Medium herstellbar ist.can be produced in an aqueous medium.
3. Die Mehrschichtlackierung ML nach Ansprach 1 und das Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (A) des Beschichtungsstoffs erhältlich ist, indem man3. The multilayer coating ML according spoke 1 and the method according addressed 2, characterized in that the component (A) of the coating material can be obtained by
(i) mindestens ein Monomer (a) und mindestens ein Monomer (b) in einem wäßrigen Medium radikalisch polymerisiert, wonach man(i) free-radically polymerizing at least one monomer (a) and at least one monomer (b) in an aqueous medium, after which
(ii) das resultierende Umsetzungsprodukt mit mindestens einem weiteren Monomer (a) unter radikalischen Bedingungen umsetzt.(ii) reacting the resulting reaction product with at least one further monomer (a) under radical conditions.
4. Die Mehrschichtlackierung ML nach Anspruch 1 oder 3 und das Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Arylresten R1, R2, R3 und/oder R4 der Verbindung (b) um Phenyl- oder Naphthylreste, insbesondere Phenylreste, handelt. 4. The multilayer coating ML according to claim 1 or 3 and the method according to claim 2 or 3, characterized in that the aryl radicals R 1 , R 2 , R 3 and / or R 4 of the compound (b) are phenyl or Naphthyl residues, especially phenyl residues.
5. Die Mehrschichtlackierung ML nach einem der Ansprüche 1 , 3 oder 4 und das Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Substituenten in den Resten R1, R2, R3 und/oder R4 der Verbindung (b) elektronenziehende oder elektronenschiebende Atome oder organische Reste, insbesondere Halogenatome, Nitril-, Nitro-, partiell oder vollständig halogenierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Cycloalkylalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, CycloaUcylaryl- Arylalkyl- und Arylcycloalkylreste; Aryloxy-, AUcyloxy- und Cycloalkyloxyreste; Arylthio-, Alkylthio- und CycloaUcylthioreste, Hydroxylgruppen; und/oder primäre, sekundäre und/oder tertiäre Aminogruppen sind.5. The multilayer coating ML according to one of claims 1, 3 or 4 and the method according to one of claims 2 to 4, characterized in that the substituents in the radicals R 1 , R 2 , R 3 and / or R 4 of the compound ( b) electron-withdrawing or electron-donating atoms or organic radicals, in particular halogen atoms, nitrile, nitro, partially or completely halogenated alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloaucylaryl, arylalkyl and arylcycloalkyl radicals; Aryloxy, AUcyloxy and cycloalkyloxy radicals; Arylthio, alkylthio and cycloacylthio radicals, hydroxyl groups; and / or are primary, secondary and / or tertiary amino groups.
6. Die Mehrschichtlackierung ML nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5 und das Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Monomere (a)6. The multilayer coating ML according to one of claims 1 or 3 to 5 and the method according to one of claims 2 to 5, characterized in that as monomers (a)
al) im wesentlichen säuregruppenfreie (Meth)acrylsäureester;al) essentially acid group-free (meth) acrylic acid esters;
a2) Monomere, welche mindestens eine Hydroxylgruppe, Aminograppe, Alkoxymelxiylaminograppe oder Irninograppe pro Molekül tragen und im wesentlichen säuregrappenfrei sind;a2) monomers which carry at least one hydroxyl group, amino group, alkoxymelxiylamino group or irino group per molecule and are essentially free of acid groups;
a3) Monomere, welche mindestens eine Säuregruppe, die in die entsprechende Säureaniongruppe überführbar ist, pro Molekül tragen;a3) monomers which carry at least one acid group which can be converted into the corresponding acid anion group per molecule;
a4) Vinylester von in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäuren mit 5 bis 18 Kohlenstoffatome im Molekül; a5) Umsetzungsprodukte aus Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäure mit 5 bis 18 C-Atomen je Molekül;a4) vinyl esters of monocarboxylic acids with 5 to 18 carbon atoms in the molecule which are branched in the alpha position; a5) reaction products of acrylic acid and / or methacrylic acid with the glycidyl ester of a monocarboxylic acid branched in the alpha position with 5 to 18 carbon atoms per molecule;
a6) cyclische und/oder acyclische Olefine;a6) cyclic and / or acyclic olefins;
a7) (Meth)Acrylsäureamide;a7) (meth) acrylic acid amides;
a8) Epoxidgruppen enthaltende Monomere;a8) monomers containing epoxy groups;
a9) vinylaromatische Kohlenwasserstoffe;a9) vinyl aromatic hydrocarbons;
alO) Nitrile;alO) nitriles;
al l) Vinylverbindungen, insbesondere Vinyl- und/oderal l) vinyl compounds, especially vinyl and / or
Vmylidendihalogenide, N-Vinylpynolidon, Vinylether und oder Vinylester;Vmylidenedihalogenide, N-vinylpynolidone, vinyl ether and or vinyl ester;
al2) Allylverbindungen, insbesondere Ally lether und -ester;al2) allyl compounds, in particular allyl ethers and esters;
al3) Polysiloxanmakromonomere, die ein zahlenmittleresal3) polysiloxane macromonomers, which are a number average
Molekulargewicht Mn von 1.000 bis 40.000 und im Mittel 0,5 bis 2,5 ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen pro Molekül aufweisen; und/oderMolecular weight Mn from 1,000 to 40,000 and on average 0.5 to 2.5 ethylenically unsaturated double bonds per molecule; and or
al4) Acryloxysilan-enthaltende Vinylmonomere, herstellbar durch Umsetzung hydroxyfunktioneller Silane mit Epichlorhydrin und anschließender Umsetzung des Reaktionsproduktes mit (Meth)acrylsäure und/oder Hydroxyalkyl- und/oder cycloalkylestem der (Meth) Acrylsäure (Monomere a2);al4) Acryloxysilane-containing vinyl monomers, which can be prepared by reacting hydroxy-functional silanes with epichlorohydrin and then reacting the reaction product with (Meth) acrylic acid and / or hydroxyalkyl and / or cycloalkyl esters of (meth) acrylic acid (monomers a2);
verwendet werden.be used.
7. Die Mehrschichtlackierung ML nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 6 und das Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsstoff noch mindestens einen der nachfolgenden Bestandteile enthält:7. The multilayer coating ML according to one of claims 1 or 3 to 6 and the method according to one of claims 2 to 6, characterized in that the coating material also contains at least one of the following components:
A ') mindestens ein Bindemittel mit mindestens einer funktionellen Gruppe (afg), welche mit komplementären funktionellen Gruppen (bfg) im Vemetzungsmittel (B) thermische Vemetzungsreaktionen eingehen können;A ') at least one binder with at least one functional group (afg) which can undergo thermal crosslinking reactions with complementary functional groups (bfg) in the crosslinking agent (B);
B) mindestens ein Vemetzungsmittel mit mindestens zwei fiinktionellen Gruppen (bfg), welche mit komplementären fiinktionellen Gruppen (afg) im Bestandteil (A) thermische Vemetzungsreaktionen eingehen können,B) at least one crosslinking agent with at least two functional groups (bfg) which can undergo thermal crosslinking reactions with complementary functional groups (afg) in component (A),
C) mindestens einen Bestandteil, welcher mit aktinischer Strahlung vernetztbar ist,C) at least one component which can be crosslinked with actinic radiation,
D) mindestens einen Photoinitiator,D) at least one photoinitiator,
E) mindestens einen Initiator der thermischen Vernetzung,E) at least one initiator of the thermal crosslinking,
F) mindestens einen mit aktinischer Strahlung und/oder thermisch härtbaren Reaktivverdünner; G) mindestens ein Lackadditiv und/oderF) at least one reactive diluent curable with actinic radiation and / or thermally; G) at least one paint additive and / or
H) mindestens ein organisches LösemittelH) at least one organic solvent
enthält.contains.
8. Verwendung der Mehrschichtlackierung ML gemäß einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7 oder der nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7 hergestellten Mehrschichtlackierung ML für die Automobilerst- und - reparaturlackierung, die industrielle Lackierung, inclusive Coil Coating und Container Coating, die Kunststofflackierung und die Möbellackierung.8. Use of the multi-layer coating ML according to one of claims 1 or 3 to 7 or the multi-layer coating ML produced by the method according to one of claims 2 to 7 for automotive initial and refinishing, industrial painting, including coil coating and container coating Plastic painting and furniture painting.
9. Grundierte oder ungrundierte Substrate, enthaltend mindestens eine Mehrschichtlackierung ML gemäß einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7 oder mindestens eine nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7 hergestellte Mehrschichtlackierung ML. 9. Primed or unprimed substrates containing at least one multilayer coating ML according to one of claims 1 or 3 to 7 or at least one multilayer coating ML produced by the method according to one of claims 2 to 7.
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