EP1417040B2 - Wässrige funktions-beschichtungsstoffe und integriertes verfahren zur herstellung farb- und/oder effektgebender mehrschichtlackierungen - Google Patents

Wässrige funktions-beschichtungsstoffe und integriertes verfahren zur herstellung farb- und/oder effektgebender mehrschichtlackierungen Download PDF

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EP1417040B2
EP1417040B2 EP02730277A EP02730277A EP1417040B2 EP 1417040 B2 EP1417040 B2 EP 1417040B2 EP 02730277 A EP02730277 A EP 02730277A EP 02730277 A EP02730277 A EP 02730277A EP 1417040 B2 EP1417040 B2 EP 1417040B2
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EP
European Patent Office
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aqueous
functional coating
coating materials
films
pigments
Prior art date
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EP02730277A
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EP1417040A2 (de
EP1417040B1 (de
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Ekkehard Sapper
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BASF Coatings GmbH
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BASF Coatings GmbH
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    • B05D7/56—Three layers or more
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Definitions

  • the present invention relates to a novel integrated wet-on-wet process for producing multicoat color and / or effect coatings which comprise at least one functional layer and at least one color and / or effect solid-color topcoat or alternatively at least one color and / or effect basecoat and contain at least one clearcoat.
  • the present invention relates to novel aqueous functional coating materials for the production of multicoat color and / or effect paint systems.
  • Integrated wet-on-wet processes are coating processes in which at least two different coating materials are applied to one another in at least two layers, the lower layer or the lower layers merely being dried but not completely crosslinked, after which the layers are cured together
  • German patent application DE 44 38 504 A1 directed.
  • the aqueous functional coating materials used in this case are physically curable and contain as binder a water-dilutable polyurethane resin having an acid number of 10 to 60 and a number average molecular weight of 4,000 to 25,000.
  • the polyurethane resin can be prepared by aa) a polyester and / or polyether polyol having a number average molecular weight of from 400 to 5,000 or a mixture of such polyester and / or polyether polyols, bb) a polyisocyanate or a mixture of polyisocyanates, cc) a compound, which has at least one isocyanate-reactive group and at least one group capable of forming anions in the molecule, or a mixture of such compounds and optionally dd) an organic compound containing hydroxyl and / or amino groups having a molecular weight of 40 to 400 or a mixture of such Compounds are reacted with each other and the resulting reaction product is at least partially neutralized.
  • the known aqueous functional coating materials allow the production of particularly thin surfacer finishes, antistonechip primers or functional layers, without the loss of stone chip resistance or deterioration of the coverage of the unevenness of the primed substrate occur.
  • the known wet-in-wet process is therefore economically and ecologically particularly favorable.
  • a disadvantage is that the known wet-in-wet process is limited to the use of a specific type of polyurethane and therefore offers no alternatives in this respect. Nevertheless one is because of the numerous economic, ecological and technical advantages, which from the DE 44 38 504 A1 offer known aqueous functional coating materials and the wet-in-wet process made possible hereby, strives to replace the usual and known so-called Einbrenn spaller by the aqueous functional coating materials.
  • the color and / or effect multicoat paint systems produced by these integrated processes can be repaired very well, and the composition of the functional coating materials (i) is also not materially limited. However, this does not apply to waterborne basecoats (ii), which are necessarily aqueous dispersions of (meth) acrylate copolymers based on components (x) and (y). Only this ensures that it is also possible to use clearcoats based on powder slurry clearcoats for the production of the multicoat paint systems without causing cracking ("mud cracking")
  • Aqueous functional coating materials containing at least one saturated, unsaturated and / or ionically and / or nonionically stabilized polyurethane grafted with olefinically unsaturated compounds as binders and pigments are known from the German patent applications DE 199 14 896 A1 . DE 199 53 445 A1 . DE 199 53 203 A1 or DE 199 53 446 A1 They can be cured thermally or thermally and with actinic radiation. The thermal curing can be carried out by self-crosslinking or external crosslinking.
  • the patent applications DE 199 53 445 A1 and DE 199 53 2 03 A1 was essentially the object of providing aqueous and non-aqueous self-crosslinking functional coating materials, adhesives and sealants based on polyurethane with very good performance properties.
  • the self-crosslinking functional coating materials especially the aqueous self-setting functional coating materials, especially the setbstvernetzenden waterborne basecoats, in their processing in wet-on-wet process even when using powder clearcoat slurries no cracking (mud cracking) or digester or Cause needle sticks.
  • the new functional coating materials should show a very good storage stability, excellent application properties, such as a very good flow and a very low Läufeme Trent even at high film thicknesses.
  • the multicoat paint systems produced herewith are said to have an outstanding overall optical impression as well as a high resistance to chemicals, yellowing and weathering. Last but not least, no delamination of the layers after the water jet test should occur any more. All these advantages are to be achieved without an increase in the emission of organic compounds must be taken into account.
  • DE 199 53 203 A1 or DE 199 53 446 A1 can also be used as a filler. Preferably, however, they are used as water-based paints. Whether and, if so, to what extent the known aqueous functional coating materials as fillers are capable of substituting conventional and known stoving fillers in the context of a wet-on-wet process without an effect and / or hue shift occurring not known.
  • the known aqueous functional coating materials do not contain a separate, water-soluble and / or -dispersible crosslinking system, which in and / or on the matrix of wet, drying and / or dried layers of the aqueous functional coating materials for themselves partially or completely crosslinked before the layers completely crosslink completely.
  • the patent applications can be found no evidence that could stimulate the expert to enforce the aqueous functional coating materials such a system.
  • aqueous multicomponent systems based on hydroxyl-containing polyurethanes and polyisocyanates are known.
  • the aqueous multicomponent systems may contain radiation-curable binders, reactive diluents and photoinitiators.
  • radiation-curable binders reactive diluents
  • photoinitiators there are two separate networking systems next to each other.
  • the aqueous multicomponent systems can also be used as fillers.
  • the polyurethanes and the polyisocyanates begin to crosslink immediately after the application of the aqueous multicomponent systems because of their high reactivity, so that the curing with actinic radiation can not be carried out so that it is substantially completed before the complete thermal curing of the matrix of layers , Both injury mechanisms therefore run in parallel, or the curing with actinic radiation is carried out after the thermal curing
  • German patent application DE 199 04 317 A1 It was the object of the invention to provide aqueous multicomponent systems which, especially during prolonged storage, are attacked and destroyed by microorganisms to a lesser extent or not at all.
  • German patent application DE 198 155 125 A1 It was an object of the invention to provide aqueous multicomponent systems which are easy to prepare, homogeneous, easy to handle, low in solvents, safe to cook, splash-proof and stable in forced drying and which provide matt coatings which have no surface defects and gray haze, but are weather-stable and resistant to gasoline.
  • the object of the present invention is to provide a novel wet-on-wet process for the production of multicoat color and / or effect paint systems which has the economic, technical and ecological advantages of the German patent application DE 44 38 504 A1 or the European patent application EP 0 871 552 A1 has known method and which makes it possible to substitute Einbrennyogller without great material, apparatus and procedural effort, without this an effect and / or hue shift occurs in the water-based paints.
  • a novel aqueous functional coating material which is outstandingly suitable for the production of multicoat color and / or effect coatings, in particular for the production of functional layers, fillers, antistonechip primers, solid-color topcoats and basecoats Functional layers, can be used.
  • the new aqueous functional coating material should be suitable for the new wet-on-wet process.
  • the efindungshunte process is used to produce color and / or effect multi-layer coatings on primed or unprimed substrates.
  • the new multicoat color and / or effect paint systems contain at least one functional layer and at least one color and / or effect solid-color topcoat or, alternatively, at least one color and / or effect basecoat and at least one clearcoat.
  • Functional layers i. S. of the present invention are surfacers i. S. of the German patent application DE 44 38 504 A1 or the European patent application EP 0 871 552 A1 , which have a high stone impact protection even in unusually thin layer thicknesses and also often make a contribution to the color and / or effect.
  • Suitable substrates are all those whose surface is not damaged by the application of heat and / or actinic radiation during the curing of the layers present thereon.
  • the substrates of metals, plastics, wood, ceramics, stone, textile, fiber composites, leather, glass, glass fibers, glass and rock wool, mineral and resin-bound building materials, such as gypsum and cement boards or roof tiles, and composites of these materials.
  • inventive method and the functional coating materials according to the invention are not only outstandingly suitable for applications in the fields of automotive OEM finishing and automotive refinishing, but also for the coating of buildings in the interior and exterior and of doors, windows and furniture, for industrial coating , including coil coating, container coating and the impregnation and / or coating of electrical components, as well as for the painting of white goods, including household appliances, boilers and radiators, into consideration.
  • industrial coatings they are suitable for painting virtually all parts and articles for private or industrial use such as household appliances, small metal parts, such as nuts and bolts. Hub caps, rims, packaging, or electrical components, such as Motorwicktitch or transformer windings.
  • primers can be used, which are prepared in a conventional manner from electrocoating.
  • anodic and cathodic electrodeposition paints but especially cathodic electrodeposition paints, are considered.
  • they can also have a cathodically deposited electrodeposition coating layer which is not thermally cured but only dried or partially cured.
  • the electrodeposition coating or the electrodeposition coating layer can then be combined with the functional components according to the invention. Coating materials or to be used according to the invention to be used coating materials. These can then be cured together with the electrodeposition coating layer (wet-in-wet process).
  • non-functionalized and / or non-polar plastic surfaces they may be subjected to a pre-treatment, such as with a plasma or with flames, or provided with a hydro-primer prior to coating in a known manner.
  • At least one, in particular one, functional coating material according to the invention is applied to a substrate.
  • the functional coating material according to the invention comprises at least one, in particular one, binder (A).
  • the binders (A) are not limited in their material composition. In addition, they may be oligomers or polymers.
  • Oligomers are understood as meaning resins which contain at least 2 to 15 monomer units in their molecule. By polymers are meant resins which contain at least 10 recurring monomer units in their molecule. In addition to these terms Römpp Lexikon Lacke und Druckmaschine, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Oligomers", page 425 , referenced.
  • the binders (A) are preferably selected from the group consisting of physically, thermally, currently or thermally curable and with actinic radiation curable or crosslinkable, random, alternating and / or block-like, linear and / or branched and / or comb-like (Co) polymers of ethylenically unsaturated monomers, and polyaddition resins and polycondensation resins, selected These terms are supplementary Römpp Lexikon Lacke und Druckmaschine, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, page 457, "Polyaddition” and “Polyaddition Resins (Polyadducts)” , such as Pages 463 and 464, "Polycondensates", “Polycondensation” and “Polycondensation Resins” directed.
  • suitable (co) polymers (A) are (meth) acrylate copolymers and partially saponified polyvinyl esters, in particular (meth) acrylic copolymers.
  • Suitable polyaddition resins and / or polycondensation resins (A) are polyesters, alkyds, Polyurethanes, polylactones, polycarbonates, polyethers, epoxy resin-amine adducts, polyureas, polyamides or polyimides.
  • polyurethanes (A) are advantageous, and therefore they are preferably used.
  • the polyurethanes (A) are particularly preferably selected from the group consisting of saturated, unsaturated and grafted with olefinically unsaturated compounds, ionic or nonionic and ionic and nonionic stabilized polyurethanes
  • the content of the functional coating materials according to the invention on binders (A) can vary widely and depends on the requirements of the individual case.
  • the content is preferably from 10 to 80, preferably from 15 to 78, particularly preferably from 20 to 76, very particularly preferably from 25 to 74 and in particular from 30 to 72,% by weight, based in each case on the solids of the functional coating material.
  • the term "separate" makes it clear that the crosslinking system is independent or substantially independent of the crosslinking of the binder (A). It is essential here that the separate crosslinking system (B) in and / or on the matrix of wet, drying and / or dried layers of the functional coating materials according to the invention for themselves partially or completely crosslinked before the binder (A), in particular the Fully crosslinking polyurethanes (A) and thus completely crosslinking the layers as a whole.
  • the separate crosslinking system (B) to be used according to the invention can be of any desired composition, as long as it fulfills the requirement essential to the invention.
  • the separate crosslinking system (B) to be used in the present invention can be selected based on the composition of the aqueous functional coating materials based on the above-described binders (A), especially the polyurethanes (A).
  • the separate crosslinking system (B) is a thermally curable crosslinking system.
  • the separate crosslinking systems (B) may further comprise at least one of the complementary reactive functional groups for thermal crosslinking described below and / or at least one reactive functional group described below containing at least one bond activatable with actinic radiation. These reactive functional groups can then serve to crosslink the separate crosslinking systems (B) with the matrix of the layers of the functional coating materials according to the invention.
  • Electromagnetic radiation preferably near infrared (NIR), visible light, UV radiation or X-radiation, in particular UV radiation, and / or corpuscular radiation, in particular electron radiation, are preferably used as the actinic radiation.
  • NIR near infrared
  • UV radiation or X-radiation in particular UV radiation
  • / or corpuscular radiation in particular electron radiation
  • the separate crosslinking system (B) is externally crosslinking or self-crosslinking.
  • the term "self-crosslinking” refers to the property of the crosslinking system (B) to be used according to the invention "by itself” crosslinking reactions.
  • the prerequisite for this is that at least one constituent already contains both types of complementary reactive functional groups which are necessary for crosslinking, or reactive functional groups which can react with themselves.
  • such externally crosslinking systems are those separate crosslinking systems (B) in which one type of the complementary reactive functional groups is present in a binder and the other type in a hardener or crosslinking agent.
  • Rompp Lexikon Lacke and printing inks Georg Thieme publishing house, Stuttgart, New York, 1998, "hardening", pages 274 to 276, in particular page 275 , below, directed.
  • variable R is an acyclic or cyclic aliphatic, an aromatic and / or an aromatic-aliphatic (araliphatic) radical; the variables R 'and R "stand for identical or different aliphatic radicals or are linked together to form an aliphatic or heteroaliphatic ring.
  • the selection of the complementary reactive functional groups depends on the temperature range in which the complete curing of the matrix of the layers of the functional coating materials according to the invention, which also includes the binders (A), in particular the polyurethanes (A), takes place.
  • the thermal curing of the separate crosslinking system (B) must take place at lower temperatures, since the functional coating materials according to the invention are thermally or thermally and actinic radiation-curable functional coating materials.
  • the person skilled in the art can therefore, for a given group of functional coating materials according to the invention, easily select the appropriate complementary reactive functional groups on the basis of their general knowledge, if appropriate with the aid of simple orienting experiments.
  • the curing with actinic radiation is carried out with the aid of reactive functional groups containing at least one, in particular one, activatable with actinic radiation bond.
  • a bond which can be activated by actinic radiation is understood to mean a bond which becomes reactive upon irradiation with actinic radiation and undergoes polymerization reactions and / or crosslinking reactions with other activated bonds of its type which proceed by free-radical and / or ionic mechanisms.
  • suitable bonds are carbon-hydrogen single bonds or carbon-carbon, carbon-oxygen, carbon-nitrogen, carbon-phosphorus or carbon-silicon single bonds or double bonds.
  • the carbon-carbon double bonds are particularly advantageous and are therefore very particularly preferably used according to the invention. For the sake of brevity, they will be referred to as "double bonds" in the following
  • the preferred group according to the invention contains one double bond or two, three or four double bonds. If more than one double bond is used, the double bonds may be conjugated. According to the invention, however, it is advantageous if the double bonds are present in isolation, in particular each terminally, in the group in question here. According to the invention, it is particularly advantageous to use two, in particular one, double bond.
  • Suitable groups are (meth) acrylate, ethacrylate, crotonate, cinnamate, vinyl ether, vinylester, dicyclopentadienyl, norbomenyl, isoprenyl, isopropenyl, alfyl or butenyl groups; Dicyclopentadienyl, norbornyl, isoprenyl, isopropenyl, allyl or butenyl ether groups or dicyclopentadienyl, norbornenyl, isoprenyl, isopropenyl, allyl or butenyl ester groups, but especially acrylate groups.
  • actinic radiation curable separate crosslinking systems (B) depends primarily on the wavelength range in which activatable with actinic bonds bonds are activated. This wavelength range should be outside the range with which the functional coating materials according to the invention are cured. The person skilled in the art can therefore easily select suitable actinic radiation curable separate crosslinking systems (B) for a given actinic radiation curable functional coating material of the present invention, optionally with the aid of simple orienting experiments.
  • the externally crosslinking separate crosslinking system (B) contains at least one constituent (B 1) containing on statistical average at least two, preferably at least three, keto groups in the molecule.
  • the separate crosslinking system (B) contains at least one constituent (B 2) which is included in the statistical Agent contains at least two hydrazide groups in the molecule.
  • the separate crosslinking system (B) consists of a component (B 1) and a component (B 2).
  • the ratio of the two constituents (B 1) and (B 2) can vary very widely and depends on the functionality of the two complementary constituents.
  • the component (B 1) is selected from the group consisting of oligomers and polymers containing terminal or lateral or terminal and lateral keto groups.
  • Suitable oligomers and polymers are derived from the polymer classes described above for the binders (A), where (meth) Acrylate copolymers (B 1) are particularly advantageous and are therefore particularly preferably used.
  • the components (B 2) are selected from the group consisting of low molecular weight compounds having at least two hydrazide groups and oligomers and polymers, the terminal or lateral or terminal and lateral hydrazide groups.
  • Suitable oligomers and polymers are derived from the polymer classes described below.
  • the low molecular weight compounds having two hydrazide groups in the molecule are preferably used.
  • suitable low molecular weight compounds having two hydrazide groups are the dihydrazides of organic dicarboxylic acids, such as phthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 1,2-, 1,3- or 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, sebacic acid or adipic acid.
  • Adipic dihydrazide is particularly preferably used
  • the self-crosslinking, separate crosslinking systems (B) contain at least one constituent (B 3) selected from the group consisting of oligomers and polymers which on statistical average have at least two, in particular at least three, terminal or lateral or terminal keto groups and at least two, in particular at least three, terminal or lateral or terminal and lateral hydrazide groups contained in the molecule, or they consist of this component (B 3).
  • the separate crosslinking systems (B) are commercially available substances and are used, for example, in the form of aqueous dispersions under the trademark Acronal®, in particular Acronal® A 603 or A 627, or under the trademark Luhydran®, in particular Luhydran® LR 8950 or 8975, from the BASF Aktiengesellschaft, under the brand name Viacryl®, in particular Viacryl® VSC 6270, 6286 or 6295, from the company Solutia or under the brand Setalux®, in particular Setalux® 6810 AQ-25 or XL 1141, by Akzo.
  • the adipic acid dihydrazide content of the aqueous dispersions is up to 10% by weight, based on the solids content of the aqueous dispersions.
  • the content of the functional coating materials according to the invention on the separate crosslinking systems (B) can vary very widely and depends on the requirements of the individual case.
  • the functional coating materials of the invention contain, based in each case on the solid, 1 to 50, preferably 2 to 48, particularly preferably 3 to 44, very particularly preferably 4 to 42 and in particular 5 to 40 wt .-% of (B).
  • the functional coating materials according to the invention contain at least one pigment (C).
  • the pigments (C) are selected from the group consisting of color and / or effect, fluorescent, electrically conductive and magnetically shielding pigments, metal powders, organic and inorganic, transparent and opaque fillers and nanoparticles
  • the content of the functional coating materials according to the invention on the pigments (C) can vary widely.
  • the content is selected so that the quantitative ratio of pigments (C) to binders (A) and to the optionally present in the separate crosslinking systems (B) oligomers and polymers (pigment-binder ratio) at 0.1: 1 to 3 : 1, preferably 0.2: 1 to 2.8: 1, more preferably 0.3: 1 to 2.5: 1, most preferably 0.3: 1 to 2: 1 and especially 0.3: 1 to 1.5: 1 is.
  • suitable effect pigments are metal flake pigments such as commercial aluminum bronzes, according to DE 36 36183 A1 chromated aluminum bronzes, and commercial stainless steel bronzes and non-metallic effect pigments, such as pearlescent or interference pigments, platelet-shaped effect pigments based on iron oxide, which has a hue of pink to brown-red, or liquid-crystalline effect pigments.
  • metal flake pigments such as commercial aluminum bronzes, according to DE 36 36183 A1 chromated aluminum bronzes
  • non-metallic effect pigments such as pearlescent or interference pigments, platelet-shaped effect pigments based on iron oxide, which has a hue of pink to brown-red, or liquid-crystalline effect pigments.
  • Römpp Lexikon Lacke und Druckmaschine, Georg Thieme Verlag, 1998 pages 176, "Effect pigments” and pages 380 and 381 "Metal oxide mica pigments” to "Metallpigmente”
  • Suitable inorganic color pigments are white pigments such as titanium dioxide, zinc white, zinc sulfide or lithopone; Black pigments such as carbon black, iron manganese black or spinel black; Colored pigments such as chromium oxide, chromium oxide hydrate green, cobalt green or ultramarine green, cobalt blue, ultramarine blue or manganese blue, ultramarine violet or cobalt and manganese violet, iron oxide red, cadmium sulfoselenide, molybdate red or ultramarine red; Iron oxide brown, mixed brown, spinel and corundum phases or chrome orange; or iron oxide yellow, nickel titanium yellow, chromium titanium yellow, cadmium sulfide, cadmium zinc sulfide, chrome yellow or bismuth vanadate
  • suitable organic color pigments are monoazo pigments, disazo pigments, anthraquinone pigments, benzimidazole pigments, quinacridone pigments, quinophthalone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, dioxazine pigments, indanthrone pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, azomethine pigments, thioindigo pigments, metal complex pigments, perinone pigments, perylene pigments, phthalocyanine pigments or aniline black.
  • fluorescent pigments are bis (azomethine) pigments.
  • Suitable electrically conductive pigments are titanium dioxide / tin oxide pigments.
  • magnétiqueally shielding pigments examples include pigments based on iron oxides or chromium dioxide.
  • suitable metal powders are powders of metals and metal alloys aluminum, zinc, copper, bronze or brass.
  • suitable organic and inorganic fillers are chalk, calcium sulfates, barium sulfate, silicates such as talc, mica or kaolin, silicas, oxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as plastic powder, in particular of polyamide or polyacrylonitrile.
  • silicates such as talc, mica or kaolin
  • silicas oxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide
  • organic fillers such as plastic powder, in particular of polyamide or polyacrylonitrile.
  • mica and talc are used when the scratch resistance of the coatings prepared from the powder coatings of the invention is to be improved.
  • platelet-shaped inorganic fillers such as talc or mica
  • non-platelet inorganic fillers such as chalk, dolomite calcium sulfates, or barium sulfate
  • Suitable transparent fillers are those based on silicon dioxide, aluminum oxide or zirconium oxide.
  • Suitable nanoparticles are selected from the group consisting of hydrophilic and hydrophobic, in particular hydrophilic, nanoparticin based on silica, alumina, zinc oxide, zirconium oxide and the polyacids and heteropolyacids of transition metals, preferably of molybdenum and tungsten, having a primary particle size ⁇ 50 nm, preferably 5 to 50 nm, in particular 10 to 30 nm.
  • the hydrophilic nanoparticles have no matting effect. Particular preference is given to using nanoparticles based on silicon dioxide.
  • hydrophilic pyrogenic silicon dioxides whose agglomerates and aggregates have a chain-like structure and which can be prepared by the flame hydrolysis of silicon tetrachloride in an oxyhydrogen flame. These are marketed, for example, by Degussa under the Aerosil® brand.
  • precipitated water glasses such as nanohektorites, which are sold, for example, by Südchemie under the Optigel® brand or by Laporte under the Laponite® brand
  • the functional coating materials according to the invention may also contain at least one additive (D), as is commonly used in the field of functional coating materials.
  • Suitable additives are molecularly soluble dyes, light stabilizers, such as UV absorbers and reversible radical scavengers (HALS); antioxidants; low and high boiling ("long") organic solvents; Venting means; Wetting agents; emulsifiers; slip additives; polymerization inhibitors; Catalysts for crosslinking; thermolabile radical initiators; thermally and actinic radiation curable reactive thinner; Adhesion promoters; Leveling agents; film-forming aids; Rheology aids (thickeners); Flame retardants; Corrosion inhibitors; waxes; driers; Biocides and / or matting agents; as described, for example, in the textbook »Lackadditive« by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, or in the German patent application DE 199 14 896 A1 , Column 14, page 26, to column 15, line 46, will be described in detail.
  • HALS reversible radical scavengers
  • the preparation of the functional coating materials according to the invention has no special features, but takes place by mixing the constituents described above in customary and known mixing units, such as stirred tank, Ultraturrax, inline dissolver, extruder or kneader.
  • the application of the functional coating materials of the invention also has no special features, but can by all conventional application methods, such as. Spraying, knife coating, brushing, pouring, dipping, trickling or rolling.
  • spray application methods are used, such as compressed air spraying, airless spraying, high rotation, electrostatic spray application (ESTA), optionally combined with hot spray application such as hot air hot spraying.
  • ESA electrostatic spray application
  • these application methods can also be used for the application of solid-color topcoats, aqueous basecoats and clearcoats.
  • the layers of the functional coating materials according to the invention are dried without curing them completely.
  • temperatures of from 20 to 80, preferably from 20 to 70 and in particular from 20 to 65 ° C. are used.
  • the drying can be assisted by laminar air flows.
  • drying times of 30 seconds to two hours, preferably one minute to one hour, and more preferably one minute to 45 minutes are used
  • the separate, water-soluble and / or dispersible crosslinking system (B) partially or completely crosslinks on and / or in the matrix of the wet, dry and / or dried layers before the binders (A) crosslink completely. If the separate crosslinking systems (B) are curable also or exclusively with actinic radiation, the layers are irradiated with actinic radiation
  • Radiation sources such as high pressure or low pressure mercury vapor lamps optionally doped with lead to open a beam window up to 405 nm, or electron beam sources are contemplated for irradiation with actinic radiation. Further examples of suitable methods and apparatus for curing with actinic radiation are disclosed in US Pat German patent application DE 198 18 735 A1 , Column 10, lines 31 to 61 described.
  • the dried layer of the functional coating material according to the invention is coated with at least one, in particular one, aqueous solid-color topcoat, resulting in a solid-color topcoat layer.
  • aqueous solid-color topcoat examples are described in the patent applications cited above, in particular in the German patent application DE 199 14 896 A1 , Column 1, lines 29 to 49 described.
  • the solid-color topcoat layer and the dried layer and, optionally, the dried electrodeposition coating layer are cured together thermally or thermally and with actinic radiation.
  • the curing methods described above are used.
  • the thermal curing can be carried out in customary and known circulating air ovens or with the aid of IR lamps. This results in a multi-layer coating according to the invention which comprises at least one, in particular one, functional layer and at least one, in particular one, color and / or effect solid-color topcoating.
  • the dried layer is coated with at least one, in particular a water-based lacquer, resulting in a water-based lacquer layer.
  • a water-based lacquer examples include water-based paints, in the patent applications cited above, in particular in the German patent application DE 199 14 896 A1 , Column 1, lines 29 to 49 described.
  • the waterborne basecoat is then dried without fully curing. The drying methods described above can be used.
  • At least one, in particular one, clearcoat is applied to the dried aqueous basecoat, thereby resulting in a clearcoat.
  • suitable clearcoat materials are described in the patent applications cited above, in particular in the German patent application DE 199 14 896 A1 , Column 17, line 57, to column 18, line 30 described. Unless they are powder coatings, the application methods described above can be used. Examples of suitable application methods for powder coatings are described, for example, in the product information of the company Lacke + Weg AG, "Powder coatings", 1990.
  • the dried layer of the functional coating material according to the invention, the aqueous basecoat layer and the clearcoat layer and optionally the electrodeposition coating layer are cured thermally or thermally and with actinic radiation, wherein the methods and apparatuses described above can be used.
  • the dried layer of the functional coating material according to the invention and the waterborne basecoat layer are cured together. Then at least one clearcoat is applied to the resulting waterborne finish, after which the resulting clearcoat (s) are cured, using the methods described above and devices can be applied. This also results in an inventive color and / or effect multi-layer coating of the structure described above
  • the multicoat color and / or effect paint systems according to the invention produced by the process according to the invention have an excellent flow, a uniformly smooth surface, a high intercoat adhesion and excellent optical properties (appearance).
  • multicoat color and / or effect paint systems which do not have a functional layer i. S. of the present invention, but only have a Einbrenn spallerlacktechnik occur when using one and the same water-based paint little or no effect and / or hue shifts.
  • the functional coating materials 1 and 2 according to the invention and the functional coating material V1 not according to the invention were prepared by mixing the constituents specified in Table 1 in the order given and homogenizing.
  • Table 1 The composition of the functional coating materials 1 and 2 according to the invention (Examples 1 and 2) and of the noninventive functional coating material V1 (Comparative Experiment V1) ingredients
  • Electrodeposition coating For the production of multi-layer roofing, steel panels were coated with a customary and known cathodic electrodeposition coating. On the electrodeposition coating, a commercially available filler (Ecoprime® 130 from BASF Coatings AG) was pneumabsch applied and then baked for 30 minutes at 130 ° C, so that a surfacer coating resulted.
  • Ecoprime® 130 from BASF Coatings AG
  • the coated surface of the steel panels was in each case half coated with the functional coating materials of Examples 1 and 2 (Examples 3 and 4) and Comparative Experiment V1 (Comparative Experiments V2), so that always half of the conventional surfacer coating remained visible.
  • the resulting layers of the functional coating materials of Examples 1 and 2 and Comparative Experiment V1 were dried at 60 ° C for 10 minutes
  • the entire coated surfaces of the steel panels were coated with a commercially available water-based paint in the shade of brilliant silver from BASF Coatings AG and dried for 10 minutes at 60 ° C. Thereafter, the two layers were baked for 30 minutes at 130 ° C in a convection oven.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues integriertes Naß-in-naß-Verfahren zur Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen, die mindestens eine Funktionsschicht und mindestens eine farb- und/oder effektgebende Unidecklackierung oder alternativ mindestens eine farb- und/oder effektgebende Basislackierung und mindestens eine Klarlackierung enthalten. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung neue wäßrige Funktions-Beschichtungsstoffe für die Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen.
  • Unter integrierten Naß-in-naß-Verfahren werden Beschichtungsverfahren verstanden, bei denen mindestens zwei unterschiedliche Beschichtungsstoffe in mindestens zwei Schichten übereinander appliziert, wobei die untere Schicht oder die unteren Schichten lediglich getrocknet, indes nicht vollständig vernetzt werden, wonach man die Schichten gemeinsam härtet
  • Integrierte Naß-in-naß-Verfahren zur Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen, die mindestens eine Funktionsschicht und mindestens eine farb- und/oder effektgebende Unidecklacklerung oder alternativ mindestens eine farb- und/oder effektgebende Basislackierung und mindestens eine Klarlackierung enthalten, sind bekannt. Bei diesen integrierten Verfahren
    1. (1) appliziert man wäßrige Funktions-Beschichtungsstoffe auf grundierte oder ungrundierte Substrate, wonach man
    2. (2) die resultierenden Schichten der wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe, ohne sie vollständig zu härten, trocknet,
    3. (3) beschichtet man die getrockneten Schicht (2) mit Wasserbasislacken, wonach man
    4. (4) die resultierenden Wasserbasislackschichten (3), ohne sie vollständig zu härten, mit Klarlacken beschichtet, wonach man
    5. (5) die Schichten (2), (3) und (4) gemeinsam härtet, wodurch die Funktionsschichten, die farb- und/oder effektgebenden Basislackierungen und die Klarlackierungen resultieren.
  • Beispielhaft wird auf die deutsche Patentanmeldung DE 44 38 504 A1 verwiesen.
  • Die hierbei verwendeten wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe sind physikalisch härtbar und enthalten als Bindemittel ein wasserverdünnbares Polyurethanharz mit einer Säurezahl von 10 bis 60 und einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 4.000 bis 25.000. Das Polyurethanharz ist herstellbar, indem aa) ein Polyester- und/oder Polyetherpolyol mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 400 bis 5.000 oder ein Gemisch aus solchen Polyester- und/oder Polyetherpolyolen, bb) ein Polyisocyanat oder einem Gemisch aus Polyisocyanaten, cc) eine Verbindung, die mindestens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive und mindestens eine zur Anionenbildung befähigte Gruppe im Molekül aufweist, oder ein Gemisch aus solchen Verbindungen und ggf. dd) eine Hydroxyl- und/oder Aminogruppen enthaltende organische Verbindung mit einem Molekulargewicht von 40 bis 400 oder ein Gemisch aus solchen Verbindungen miteinander umgesetzt werden und das entstandende Reaktionsprodukt wenigstens teilweise neutralisiert wird. Die wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe enthalten desweiteren Pigmente und/oder Füllstoffe, wobei das Verhältnis von Bindemittel zu Pigment zwischen 0,5:1 und 1,5:1 liegt. Außerdem können sie Aminoplastharze oder Polyisocyanate in untergeordneten Mengen enthalten.
  • Die bekannten wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe gestatten die Herstellung besonders dünner Füllerlackierungen, Steinschlagschutzgrundierungen oder Funktionsschichten, ohne daß ein Verlust der Steinschlagbeständigkeit oder eine Verschlechterung der Abdeckung der Unebenheiten des grundierten Substrats eintreten. Das bekannte Naß-in-naß-Verfahren ist daher wirtschaftlich und ökologisch besonders günstig.
  • Nachteilig ist, daß das bekannte Naß-in-naß-Verfahren auf die Verwendung eines speziellen Polyurethan-Typs beschränkt ist und daher in dieser Hinsicht keine Alternativen bietet. Dennoch ist man wegen der zahlreichen wirtschaftlichen, ökologischen und technischen Vorteile, die die aus der DE 44 38 504 A1 bekannten wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe und das hiermit ermöglichte Naß-in-naß-Verfahren bieten, bestrebt, die üblichen und bekannten sogenannten Einbrennfüller durch die wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe zu ersetzen.
  • Diese Substitution ist aber nicht ohne weiteres möglich, weil bei der Herstellung der farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen gemäß der DE 44 38 504 A1 häufig eine Effekt- und/oder Farbtonverschiebung gegenüber den farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen eintritt, bei deren Herstellung ein und dieselben Wasserbasislacke auf eingebrannte Füllerlackierungen (vgl. z. B. die deutsche Patentanmeldung DE 199 30 552 A1 ) appliziert und hierauf gehärtet wurden. Dies verhindert auch die Verwendung ein und derselben Wasserbasislacke in den beiden Verfahren in einem Betrieb.
  • Ein weiteres integriertes Naß-in-naß-Verfahren ist aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 871 552 A1 bekannt. Bei diesem bekannten integrierten Verfahren wird
    1. (A) auf eine mit einem wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoff (i) beschichtete Substratoberfläche ein Wasserbasislack (ii), der als filmbildendes Mittel eine wäßrige Polymerdispersion enthält, aufgebracht,
    2. (B) auf die in Stufe (A) erhaltene Schicht ein geeigneter Klarlack aufgebracht und
    3. (C) die Schicht aus dem wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoff (i) und die Schicht aus dem Wasserbasislack (ii) zusammen mit der Klarlackschicht eingebrannt,
    wobei der Wasserbasislack (ii) eine wäßrige Polymerdispersion enthält, enthaltend
    • (x) ein (Meth)Acrylatcopolymerisat auf Basis von 30 bis 60 Gew.% C1-C8-Alkyl(meth)acrylat- Monomeren, 30 bis 60 Gew.-% vinylaromatischen Monomeren und 0,5 bis 10 Gew.-% (Meth)acrylsäure und
    • (y) einen nicht- assoziativ wirkenden Verdicker, der ein (Meth)Acrylatcopolymerisat auf (C1-C6)-Basis von Alkyl(meth)acrylat und (Meth)acrylsäure enthält.
  • Die nach diesen integrierten Verfahren hergestellten farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen lassen sich sehr gut reparieren, und die Zusammensetzung der Funktions-Beschichtungsstoffen (i) ist auch nicht stofflich eingeschränkt. Allerdings gilt dies nicht für die Wasserbasislacke (ii), bei denen es sich obligatorisch um wäßrige Dispersionen von (Meth)Acrylatcopolymerisaten auf der Basis der Bestandteil (x) und (y) handelt. Nur dadurch wird gewährleistet, daß auch Klarlackierungen auf der Basis von Pulverslurry-Klarlacken für die Herstellung der Mehrschichtlackierungen eingesetzt werden können, ohne daß es zur Rißbildung ("mud cracking") kommt
  • Es besteht daher ein Bedarf nach einem Naß-in-naß-Verfahren, das die Vorteile des Standes der Technik aufweist, ohne dessen Nachteile zu zeigen und das es gestattet, ohne großen stofflichen, apparativen und verfahrenstechnischen Aufwand die Einbrennfüller zu substituieren, ohne daß hierbei eine Effekt- und/oder Farbtonverschiebung in den Wasserbasislackierungen eintritt.
  • Wäßrige Funktions-Beschichtungsstoffe, die mindestens ein gesättigtes, ungesättigtes und/oder mit olefinisch ungesättigten Verbindungen gepfropftes, ionisch und/oder nichtionisch stabilisiertes Polyurethan als Bindemittel sowie Pigmente enthalten, sind aus den deutschen Patentanmeldungen DE 199 14 896 A1 , DE 199 53 445 A1 , DE 199 53 203 A1 oder DE 199 53 446 A1 bekannt Sie können thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung gehärtet werden. Die thermische Härtung kann durch Selbstvernetzung oder Fremdvernetzung erfolgen.
  • DE 199 14 896 A1 lag die Aufgabe zugrunde, neue Polyurethandispersionen bereitzustellen, die keine oder nur noch eine sehr geringe Neigung zur Bildung von Koagulaten aufweisen.
  • DE 199 53 446 A1 lag die Aufgabe zugrunde, neue olefinisch ungesättigte hydrophile oder hydrophobe Polyurethane bereitzustellen, die eine besonders hohe Pfropfaktivität aufweisen und in einfacher Weise erhältlich sind. Außerdem lag ihr die Aufgabe zugrunde neue Pfropfmischpolymerisate auf der Basis der neuen Polyurethane bereitzustellen.
  • Den Patentanmeldungen DE 199 53 445 A1 und DE 199 53 2 03 A1 lag im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, wäßrige und nicht wäßrige selbstvernetzende Funktions-Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen auf Polyurethanbasis mit sehr guten anwendungstechnischen Eigenschaften bereitzustellen. Insbesondere sollen die selbstvernetzenden Funktions-Beschichtungsstoffe, insbesondere die wäßrigen selbsivernetzenden Funktions-Beschichtungsstoffe, speziell die setbstvernetzenden Wasserbasislacke, bei bei ihrer Verarbeitung im Naß-in-Naß-Verfahren auch bei der Verwendung von Pulverklarlack-Slurries keine Rißbildung (mud cracking) oder Kocher oder Nadelstichen hervorrufen. Dabei sollen die neuen Funktions-Beschichtungsstoffe eine sehr gute Lagerstabilität, hervorragende Applikationseigenschaften, wie einen sehr guten Verlauf und eine sehr geringe Läufemeigung auch bei hohen Schichtdicken zeigen. Die hiermit hergestellten Mehrschichtlackierungen sollen einen hervorragenden optischen Gesamteindruck sowie eine hohe Chemikalien-, Vergilbungs- und Witterungsbeständigkeit aufweisen. Nicht zuletzt soll keine Enthaftung der Schichten nach dem Wasserstrahltest mehr auftreten. Alle diese Vorteile sollen erzielt werden können, ohne daß eine Erhöhung der Emission organischer Verbindungen in Kauf genommen werden muß.
  • Die wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffen der DE 199 53 445 A1 , DE 199 53 203 A1 oder DE 199 53 446 A1 können unter anderem auch als Füller verwendet werden. Vorzugsweise werden sie aber als Wasserbasislacke verwendet. Ob und, wenn ja, inwieweit die bekannten wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe als Füller in der Lage sind, im Rahmen eines Naß-in-naß-Verfahrens übliche und bekannte Einbrennfüller zu substituieren, ohne daß dabei eine Effekt- und/oder Farbtonverschiebung eintritt, ist nicht bekannt. Außerdem enthalten die bekannten wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe kein separates, wasserlösliches und/oder -dispergierbares Vernetzungssystem, das in und/oder auf der Matrix von nassen, trocknenden und/oder getrockneten Schichten aus den wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffen für sich selbst partiell oder vollständig vernetzt, bevor die Schichten insgesamt vollständig vernetzten. Den Patentanmeldungen lassen sich auch keine Hinweise entnehmen, die den Fachmann dazu anregen könnten, den wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffen ein solches System zusetzen.
  • Aus den deutschen Patentanmeldungen DE 199 04 317 A1 und DE 198 55 125 A1 sind wäßrige Mehrkomponentensysteme auf der Basis von hydroxylgruppenhaltigen Polyurethanen und Polyisocyanaten bekannt Die wäßrigen Mehrkomponentensysteme können strahlenhärtbare Bindemittel, Reakiwerdünner und Photoinitiatoren enthalten. Somit liegen zwei separate Vernetzungssysteme nebeneinander vor. Die wäßrigen Mehrkomponentensysteme können auch als Füller verwendet werden. Allerdings beginnen die Polyurethane und die Polyisocyanate bereits nach der Applikation der wäßrigen Mehrkomponentensysteme aufgrund ihrer hohen Reaktivität sofort zu vernetzten, so daß die Härtung mit aktinischer Strahlung nicht so durchgeführt werden kann, daß sie vor der vollständigen thermischen Härtung der Matrix der Schichten im wesentlichen beendet ist. Beide Verletzungsmechanismen laufen daher parallel ab, oder die Härtung mit aktinischer Strahlung wird nach der thermischen Härtung durchgeführt
  • Der deutschen Patentanmeldung DE 199 04 317 A1 lag die Aufgabe zugrunde, wäßrige Mehrkomponentensysteme bereitzustellen, die insbesondere bei längerer Lagerung in geringerem Umfang oder gar nicht mehr von Mikroorganismen befallen und zerstört werden.
  • Der deutschen Patentanmeldung DE 198 155 125 A1 lag die Aufgabe zugrunde, wäßrige Mehrkomponentensysteme bereitzustelien, die leicht herstellbar, homogen, leicht handhabbar, lösemittelarm, kochersicher, spritzsicher und stabil bei forcierter Trocknung sind und welche matte Beschichtungen liefem, die keine Oberftächendefekte und Grauschleier aufweisen, sondern witterungsstabil und benzinbeständig sind.
  • Demnach konnte der Fachmann auch diesen Patentanmeldungen keine Hinweise entnehmen, in einem wäßrigen Füller auf Polyurethanbasis zwei unterschiedliche Vernetzungssysteme nebeneinander zu verwenden, um bei der Substitution herkömmlicher Einbrennlackierungen durch die wäßrigen Füller auf Polyurethanbasis eine Effekt- und/oder Farbtonverschiebung der Wasserbasislackierungen zu verhindern.
  • Die thermische Vernetzung von Funktions-Beschichtungsstoffen durch die komplementären Ketogruppen und Hydrazidgruppen ist an sich bekannt. Die Verwendung dieser komplementären reaktiven funktionellen Gruppen in wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffen auf der Basis von Polyurethanen wird in den vorstehend angegebenen deutschen Patentanmeldungen nicht beschrieben.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Naß-in-naß-Verfahren zur Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen bereitzustellen, das die wirtschaftlichen, technischen und ökologischen Vorteile des aus der deutschen Patentanmeldung DE 44 38 504 A1 oder der europäischen Patentanmeldung EP 0 871 552 A1 bekannten Verfahrens aufweist und das es gestattet, ohne großen stofflichen, apparativen und verfahrenstechnischen Aufwand Einbrennfüller zu substituieren, ohne daß hierbei eine Effekt- und/oder Farbtonverschiebung in den Wasserbasislackierungen eintritt.
  • Außerdem war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoff bereitzustellen, der sich hervorragend für die Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen eignet, wobei er für die Herstellung von Funktionsschichten, Füllern, Steinschlagschutzgrundierungen, Unidecklackierungen und Basislackierungen, insbesondere aber Funktionsschichten, eingesetzt werden kann. Vor allem aber soll der neue wäßrige Funktions-Beschichtungsstoff für das neue Naß-in-naß-Verfahren geeignet sein.
  • Demgemäß wurde das neue Naß-in-naß-Verfahren zur Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen, die mindestens eine Funktionsschicht und mindestens eine farb- und/oder effektgebende Unidecklackierung oder alternativ mindestens eine farb- und/oder effektgebende Basislackierung und mindestens eine Klarlackierung enthalten, wobei man bei dem Verfahren
    • (1) wäßrige Funktions-Beschichtungsstoffe auf grundierte oder ungrundierte Substrat appliziert, wonach man
    • (2) die resultierenden Schichten der wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe, ohne sie vollständig zu härten, trocknet,
    • (3) die getrockneten Schichten (2) der wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe mit wäßrigen Unidecklacken beschichtet, wonach man
    • (4) die Schichten (2) und (3) gemeinsam härtet, wodurch die Funktionsschichten und die Unidecklackierungen resultieren;
      oder alternativ
    • (3) die getrockneten Schichten (2) der wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe mit Wasserbasislacken beschichtet, wonach man
    • (4) die resultierenden Wasserbasislackschichten (3), ohne sie vollständig zu härten, mit Klarlacken beschichtet, wonach man
    • (5) die Schichten (2), (3) und (4) gemeinsam härtet, wodurch die Funktionsschichten, die Basislackierungen und die Klarlackierungen resultieren;
      oder alternativ
    • (3) die getrockneten Schicht (2) der wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe mit Wasserbasislacken beschichtet,
    • (3) die resultierenden Wasserbasislackschichten (3) und die getrockneten Schichten (2) gemeinsam härtet, wodurch die Funktionsschichten und die Basislackierungen resultieren, und
    • (4) die Basislackierungen mit Klarlacken beschichtet, wonach man
    • (5) die Klarfackschichten (4) härtet, wodurch die Klarlackierungen resultieren;
    dadurch gekennzeichnet, daß man wäßrige Funktions-Beschichtungsstoffe, enthaltend
    1. (A) mindestens ein vernetzbares Bindemittel,
    2. (B) mindestens ein separates, wasserlösliches und/oder - dispergierbares Vernetzungssystem, das in und/oder auf der Matrix der nassen, trocknenden und/oder getrockneten Schichten (2) aus den wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffen für sich selbst partiell oder vollständig vernetzt, bevor die Bindemittel (A) vollständig vernetzen, und
    3. (C) mindestens ein Pigment,
    und wobei das Vernetzungssystem (B)
    • (B1) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Ketogruppen im Molekül enthält, und
    • (B2) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält,
      und/oder
    • (B3) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Ketogruppen und mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält,
    umfaßt oder hieraus besteht,
    verwendet.
  • Im folgenden wird das neue Naß-in-naß-Verfahren zur Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen als "erfindungsgemäßes Verfahren" bezeichnet
  • Außerdem wurden die neuen wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe gefunden, enthaltend
    1. (A) mindestens ein vernetzbares Bindemittel,
    2. (B) mindestens ein separates, wasserlösliches und/oder - dispergierbares Vernetzungssystem, das in und/oder auf der Matrix der nassen, trocknenden und/oder getrockneten Schichten (2) aus den wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffen für sich selbst partiell oder vollständig vernetzt, bevor die Bindemittel (A) vollständig vernetzen, und
    3. (C) mindestens ein Pigment
    und wobei das Vernetzungssystem (B)
    • (B1) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Ketogruppen im Molekül enthält, und
    • (B2) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält,
      und/oder
    • (B 3) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Ketogruppen und mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält,
    umfaßt oder hieraus besteht.
  • Im folgenden werden die neuen wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe als "erfindungsgemäße Funktions-Beschichtungsstoffe" bezeichnet
  • Weitere Erfindungsgegenstände ergeben sich aus der Beschreibung.
  • Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, daß die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundelag, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere mit Hilfe der erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe gelöst werden konnte. Besonders überraschte, daß die Effekt- und/oder Farbtonverschiebungen von Wasserbasislackierungen, die bei der Substitution herkömmlicher Einbrennfüller durch wäßrige Funktions-Beschichtungsstoffe auf Polyurethanbasis häufig aufgetreten waren, durch den Zusatz eines separaten, wasserlöslichen und/oder -dispergierbaren Vernetzungssystems, das in der Lage ist, in und/oder auf der Matrix von nassen, trocknenden und/oder getrockneten Schichten aus wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffen für sich selbst partiell oder vollständig zu vernetzen, bevor die Bindemittel (A) insgesamt vollständig vernetzen, signifikant vermindert werden konnten. Vor allem überraschte, daß das erfindungsgemäße Verfahren und insbesondere die erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe Funktionsschichten lieferten, die auch in für Füller unüblich geringen Schichtdicken eine hohe Steinschlagbeständigkeit aufwiesen. Dabei zeigten die neuen Funktionsschichten eine hervorragende Zwischenschichthaftung zwischen den Grundierungen und den Wasserbasislackierungen.
  • Das efindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen auf grundierten oder ungrundierten Substraten.
  • Die neuen farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen enthalten mindestens eine Funktionsschicht und mindestens eine farb- und/oder effektgebende Unidecklackierung oder alternativ mindestens eine farb- und/oder effektgebende Basislackierung und mindestens eine Klarlackierung.
  • Funktionsschichten i. S. der vorliegenden Erfindung sind Füllerlackierungen i. S. der deutschen Patentanmeldung DE 44 38 504 A1 oder der europäischen Patentanmeldung EP 0 871 552 A1 , die auch in unüblich dünnen Schichtdicken eine hohe Steinschlagschutzwirkung aufweisen und darüber hinaus häufig noch einen Beitrag zur Farb- und/oder Effektgebung leisten.
    Als Substrate kommen all die in Betracht, deren Oberfläche durch die Anwendung von Hitze und/oder aktinischer Strahlung bei der Härtung der hierauf befindlichen Schichten nicht geschädigt wird. Vorzugsweise bestehen die Substrate aus Metallen, Kunststoffen, Holz, Keramik, Stein, Textil, Faserverbunden, Leder, Glas, Glasfasern, Glas- und Steinwolle, mineral- und harzgebundene Baustoffen, wie Gips- und Zementplatten oder Dachziegel, sowie Verbunden dieser Materialien.
  • Demnach sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe nicht nur für Anwendungen auf den Gebieten der Kraftfahrzeugserienlackierung und Kraftfahrzeugreparaturlackierungen hervorragend geeignet, sondern kommen auch für die Beschichtung von Bauwerken im Innen- und Außenbereich und von Türen, Fenstern und Möbeln, für die industrielle Lackierung, inklusive Coil Coating, Container Coating und die Imprägnierung und/oder Beschichtung elektrotechnischer Bauteile, sowie für die Lackierung von weißer Ware, inclusive Haushaltsgeräte, Heizkessel und Radiatoren, in Betracht. Im Rahmen der industriellen Lackierungen eignen sie sich für die Lackierung praktisch aller Teile und Gegenstände für den privaten oder industriellen Gebrauch wie Haushaltsgeräte, Kleinteile aus Metall, wie Schrauben und Muttern. Radkappen, Felgen, Emballagen, oder elektrotechnische Bauteile, wie Motorwicktungen oder Transformatorwicklungen.
  • Im Falle elektrisch leitfähiger Substrate können Grundierungen verwendet werden, die in üblicher und bekannter Weise aus Elektrotauchlacken hergestellt werden. Hierfür kommen sowohl anodische als auch kathodische Elektrotauchlacke, insbesondere aber kathodische Elektrotauchlacke, in Betracht Sie können aber auch eine kathodisch abgeschiedene Elektrotauchlackschicht aufweisen, die nicht thermisch gehärtet, sondern lediglich getrocknet oder partiell gehärtet ist Die Elektrotauchlackierung oder die Elektrotauchlackschicht können dann mit den efindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffen oder den erfindungsgemäß zu verwendenden Funktions-Beschichtungsstoffen überschichtet werden. Diese können dann gemeinsam mit der Elektrotauchlackschicht gehärtet werden (Naß-in-naß-Verfahren).
  • Beispiele geeigneter kathodischer Elektrotauchlacke sowie ggf. von Naß-in-naß-Verfahren unter Einbeziehung von Elektrotauchlackschichten werden in der japanischen Patentanmeldung 1975-142501 (japanische Offenlegungsschrift JP 52-065534 A2 , Chemical Abstracts Referat Nr. 87: 137427) oder den Patentschriften US 4,375,498 A1 , US 4,537,926 A1 , US 4,761,212 A1 , EP 0 529 335 A1 , DE 41 25 459 A1 , EP 0 595 186 A1 , EP 0 074 634 A1 , EP 0 505 445 A1 , DE 42 35 778 A1 , EP 0 646 420 A1 , EP 0 639 660 A1 , EP 0 817 648 A1 , DE 195 12 017 C1 , EP 0 192 113 A2 , DE 41 26 476 A1 oder WO 98/07794 beschrieben.
  • Im Falle von nichtfunktionalisierten und/oder unpolaren Kunststoffoberflächen können diese vor der Beschichtung in bekannter Weise einer Vorbehandlung, wie mit einem Plasma oder mit Beflammen, unterzogen oder mit einer Hydrogrundierung versehen werden.
  • Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf ein Substrat mindestens ein, insbesondere ein, erfindungsgemäßer Funktions-Beschichtungsstoff appliziert.
  • Der erfindungsgemäße Funktions-Beschichtungsstoff enthält mindestens ein, insbesondere ein, Bindemittel (A). Die Bindemittel (A) sind in ihrer stofflichen Zusammensetzung nicht beschränkt. Außerdem können sie Oligomere oder Polymere sein.
  • Unter Oligomeren werden Harze verstanden, die mindestens 2 bis 15 Monomereinheiten in ihrem Molekül enthalten. Unter Polymeren werden Harze verstanden, die mindestens 10 wiederkehrende Monomereinheiten in ihrem Molekül enthalten. Ergänzend wird zu diesen Begriffen auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Oligomere«, Seite 425, verwiesen.
  • Vorzugsweise werden die Bindemittel (A) aus der Gruppe, bestehend aus physikalisch, thermisch, mit aktinicher Strahlung oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbaren oder vernetzbaren, statistisch, alternierend und/oder blockartig, aufgebauten, linearen und/oder verzweigten und/oder kammartig aufgebauten (Co)Polymerisaten von ethylenisch ungesättigten Monomeren, und Polyadditionsharzen und Polykondensationsharzen, ausgewählt Zu diesen Begriffen wird ergänzend auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seite 457, »Polyaddition« und »Polyadditionsharze (Polyaddukte)«, sowie Seiten 463 und 464, »Polykondensate«, »Polykondensation« und »Polykondensationsharze« verwiesen.
  • Beispiele gut geeigneter (Co)Polymerisate (A) sind (Meth)Acrylatcopolymerisate und partiell verseifte Polyvinylester, insbesondere (Meth)Acry)atcopolymerisate.
  • Beispiele gut geeigneter Polyadditionsharze und/oder Polykondensationsharze (A) sind Polyester, Alkyde, Polyurethane, Polylactone, Polycarbonate, Polyether, Epoxidharz-Amin-Addukte, Polyhamstoffe, Polyamide oder Polyimide.
  • Von diesen sind die Polyurethane (A) von Vorteil, weswegen sie bevorzugt verwendet werden. Besonders bevorzugt werden die Polyurethane (A) aus der Gruppe, bestehend aus gesättigten, ungesättigten und mit olefinisch ungesättigten Verbindungen gepfropften, ionisch oder nichtionisch sowie ionisch und nichtionisch stabilisierten Polyurethanen, ausgewählt
  • Polyurethane (A) sind an sich bekannt und werden beispielsweise in
    • der deutschen Patentanmeldung DE 199 14 896 A 1, Spalte 1,Zeilen 29 bis 49, Spalte 4, Zeile 23, bis Spalte 11, Zeile 5, und Spalte 19, Zeile 12, bis Spalte 20, Zeile 6,
    • der deutschen Patentanmeldung DE 44 38 504 A 1, Seite 2, Zeile 58, bis Seite 4, Zeile 40, i. V. m. Seite 5, Zeile 24, bis Seite 7, Zeile 33,
    • der deutschen Patentanmeldung DE 199 04 624 A1 , Seite 2, Zeile 35, bis Seite 5, Zeile 46, i. V. m. Seite 7, Zeile 36, bis Seite 8, Zeile 14,
    • der deutschen Patentanmeldung DE 41 07 136 A1 , Seite 2, Zeile 23, bis Seite 4, Zeile 35, i. V. m. Seite 5, Zeilen 23 bis 59,
    • der deutschen Patentanmeldung DE 199 04 317 A1 , Seite 9, Zeile 44, bis Seite 12, Zeile 11, i. V. m. Seite 16, Zeile 58, bis Seite 17, Zeile 2,
    im Detail beschrieben. Ergänzend wird noch auf die eingangs zitierten deutschen Patentanmeldungen verwiesen.
  • Der Gehalt der efindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe an Bindemitteln (A) kann breit variieren und richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls. Vorzugsweise liegt der Gehalt bei 10 bis 80, bevorzugt 15 bis 78, besonders bevorzugt 20 bis 76, ganz besonders bevorzugt 25 bis 74 und insbesondere 30 bis 72 Gew.%, jeweils bezogen auf den Festkörper des Funktions-Beschichtungsstoffs.
  • Die erfindungsgemäßen Funktions-Beschtchtungsstoffe enthalten desweiteren mindestens ein, insbesondere ein, separates, wasserlösliches und/oder -dispergierbares Vernetzungssystem (B), wobei das Vernetzungssystem (B), wobei das Vernetzungssystem (B)
    • (B1) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Ketogruppen im Molekül enthält, und
    • (B2) mindestens einen Bestandteil, der Im statistischen Mittel mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält,
      und/oder
    • (B3) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Ketogruppen und mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält,
    umfaßt oder hieraus besteht.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung stellt der Begriff »separat« klar, daß das Vernetzungssystem unabhängig oder im wesentlichen unabhängig von der Vernetzung des Bindemittels (A) abläuft. Wesentlich ist hierbei, daß das separate Vernetzungssystem (B) in und/oder auf der Matrix der nassen, trocknenden und/oder getrockneten Schichten aus den erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffen für sich selbst partiell oder vollständig vernetzt, bevor die Bindemittel (A), insbesondere die Polyurethane (A) vollständig vernetzen und so die Schichten insgesamt vollständig vernetzen.
  • Das erfindungsgemäß zu verwendende separate Vernetzungssystem (B) kann von beliebiger Zusammensetzung sein, solange es die erfindungswesentliche Maßgabe erfüllt. Anders gesagt, kann das erfindungsgemäß zu verwendende separate Vernetzungssystem (B) anhand der Zusammensetzung der wäßrigen Funktions-Beschichtungsstoffe auf der Basis der vorstehend beschriebenen Bindemittel (A), insbesondere der Polyurethane (A), ausgewählt werden.
  • Das separate Vernetzungssystem (B) ist ein thermisch härtbares Vernetzungssystem. Außer den Ketogruppen können die separaten Vernetzungssysteme (B) noch mindestens eine der nachstehend beschriebenen komplementären reaktiven funktionellen Gruppen für die thermische Vernetzung und/oder mindestens eine der nachstehend beschrieben reaktiven funktionellen Gruppe, die mindestens eine mit aktinischer Strahlung aktivierbare Bindung enthalten, aufweisen. Diese reaktiven funktionellen Gruppen können dann der Vernetzung der separaten Vernetzungssysteme (B) mit der Matrix der Schichten aus den erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffen dienen.
  • Vorzugsweise werden als aktinische Strahlung elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise nahes Infrarot (NIR), sichtbares Licht, UV-Strahlung oder Röntgenstrahlung, insbesondere UV-Strahlung, und/oder Korpuskularstrahlung, insbesondere Elektronenstrahlung, verwendet.
  • Das separate Vernetzungssystem (B) ist fremdvernetzend oder selbstvernetzend.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff "selbstvernetzend" die Eigenschaft des erfindungsgemäß zu verwendenden Vernetzungssystems (B) "mit sich selbst" Vernetzungsreaktionen einzugehen. Voraussetzung hierfür ist, daß in mindestens einem Bestandteilen bereits beide Arten von komplementären reaktiven funktionellen Gruppen enthalten sind, die für eine Vernetzung notwendig sind, oder reaktive funktionelle Gruppen, die mit sich selbst reagieren können. Als fremdvernetzend werden dagegen solche separaten Vernetzungssysteme (B), bezeichnet, worin die eine Art der komplementären reaktiven funktionellen Gruppen in einem Bindemittel und die andere Art in einem Härter oder Vernetzungsmittel vorliegen. Ergänzend wird hierzu auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Härtung«, Seiten 274 bis 276, insbesondere Seite 275, unten, verwiesen.
  • Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender komplementärer reaktiver funktioneller Gruppen sind in der folgenden Übersicht zusammengestellt. In der Übersicht steht die Variable R für einen acyclischen oder cyclischen aliphatischen, einen aromatischen und/oder einen aromatisch-aliphatischen (araliphatischen) Rest; die Variablen R' und R" stehen für gleiche oder verschiedene aliphatische Reste oder sind miteinander zu einem aliphatischen oder heteroaliphatischen Ring verknüpft. Übersicht: Beispiele komplementärer funktioneller Gruppen
    Bindemittel und Vernetzungsmittel
    oder
    Vernetzungsmittel und Bindemittel
    -SH -C(O)-OH
    -NH2 -C(O)-O-C(O)-
    -OH -NCO
    -O-(CO)-NH-(CO)-NH2 -NH-C(O)-OR
    -O-(CO)-NH2 -CH2-OH
    >NH -CH2-O-R
    -NH-CH2-O-R
    -NH-CH2-OH
    -N(-CH2-O-R)2
    -NH-C(O)-CH(-C(O)OR)2
    -NH-C(O)-CH(-C(O)OR)(-C(O)-R)
    -NH-C(O)-NR'R"
    > Si(OR)2
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
    -C(O)-OH
    Figure imgb0003
    -C(O)-N(CH2-CH2-OH)2
    -O-C(O)-CR5=CH2 -OH
    -O-CR=CH2 -NH2
    -C(O)-CH2-C(O)-R
    -CH=CH2
  • Die Auswahl der komplementären reaktiven funktionellen Gruppen richtet sich danach, in welchen Temperaturbereich die vollständige Härtung der Matrix der Schichten aus den erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffen, die auch die Bindemittel (A), insbesondere die Polyurethane (A), einbezieht, stattfindet. Die thermische Härtung des separaten Vernetzungssystems (B) must bei tieferen Temperaturen ablaufen, da es sich bei den erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffen um thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbare Funktions-Beschichtungsstoffe handelt. Der Fachmann kann daher für einen gegebenen erfindungsgemäßen Gruppen Funktions-Beschichtungsstoff die jeweils geeigneten komplementären reaktiven funktionellen Gruppen leicht aufgrund seines allgemeinen Fachwissens gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einfacher orientierender Versuche auswählen.
  • Beispiele geeigneter Bestandteile für die erfindungsgemäß zu verwendenden thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbaren separaten Vernetzungssysteme (B), die die vorstehend beschriebenen komplementären reaktiven funktionellen Gruppen enthalten, werden beispielsweise in
    • der deutschen Patentanmeldung DE 199 30 067 A1 , Seite 3, Zeilen 23 bis 56, i. V. m. Seite 4, Zeilen 23, bis Seite 7, Zeilen 19, Seite 7, Zeilen 20, Seite 9, Zeile 20, Seite 9, Zeilen 21 bis 29, Seite 9, Zeile 49, bis Seite 11, Zeile 37, Seite 11, Zeilen 38 bis 68, Seite 12, Zeile 30 bis 55, und Seite 16, Zeile 50, bis Seite 17, Zeile 13,
    • der deutschen Patentanmeldung DE 199 14 896 A1 , Spalte 11, Zeile 6, bis Spalte 13, Zeile 55,
    • der deutschen Patentanmeldung DE 199 04 317 A1 , Seite 3, Zeile 64, bis Seite 2, Zeile 2, i. V. m. Seite 4, Zeile 7, bis Seite 9, Zeile 43, und Seite 15, Zeilen 33 bis 49, i. V. m. Seite 16, Zeilen 30 bis 45, oder
    • der deutschen Patentanmeldung DE 198 18 735 A1 ,Spalte zwei, Seiten 21 bis 46, Spalte 3, bis Spalte 6, Zeile 33, und Spalte 6, Zeile 55, bis Spalte 7, Zeile 35,
    im Detail beschrieben.
  • Die Härtung mit aktinischer Strahlung erfolgt mit Hilfe von reaktiven funktionellen Gruppen, die mindestens eine, insbesondere eine, mit aktinischer Strahlung aktivierbare Bindung enthalten.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Bindung eine Bindung verstanden, die bei Bestrahlen mit aktinischer Strahlung reaktiv wird und mit anderen aktivierten Bindungen ihrer Art Polymerisationsreaktionen und/oder Vernetzungsreaktionen eingeht, die nach radikalischen und/oder ionischen Mechanismen ablaufen. Beispiele geeigneter Bindungen sind Kohlenstoff-Wasserstoff-Einzelbindungen oder Kohlenstoff-Kohlenstoff-, Kohlenstoff Sauerstoff-, Kohlenstoff-Stickstoff , Kohlenstoff-Phosphor -oder Kohlenstoff-Silizium-Einzelbindungen oder -Doppelbindungen. Von diesen sind die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen besonders vorteilhaft und werden deshalb efindungsgemäß ganz besonders bevorzugt verwendet. Der Kürze halber werden sie im folgenden als "Doppelbindungen" bezeichnet
  • Demnach enthält die erfindungsgemäß bevorzugte Gruppe eine Doppelbindung oder zwei, drei oder vier Doppelbindungen. Werden mehr als eine Doppelbindung verwendet, können die Doppelbindungen konjugiert sein. Erfindungsgemäß ist es indes von Vorteil, wenn die Doppelbindungen isoliert, insbesondere jede für sich endständig, in der hier in Rede stehenden Gruppe vorliegen. Erfindungsgemäß ist es von besonderem Vorteil zwei, insbesondere eine, Doppelbindung zu verwenden.
  • Beispiele geeigneter Gruppen sind (Meth)Acrylat-, Ethacrylat-, Crotonat-, Cinnamat-, Vinylether-, Vinyiester-, Dicyclopentadienyl-, Norbomenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Alfyl- oder Butenylgruppen; Dicyclopentadienyl-, Norbomenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylethergruppen oder Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylestergruppen, insbesondere aber Acrylatgruppen.
  • Beispiele geeigneter Bestandteile für mit aktinischer Strahlung härtbare separate Vernetzersysteme (B) sind aus der deutschen Patentanmeldung DE 197 36 083 A1 , Seite 7, Zeile 3, bis Seite 8, Zeile 38, im Detail beschrieben.
  • Die Auswahl der mit aktinischer Strahlung härtbaren separaten Vernetzungssysteme (B) richtet sich vor allem danach, in welchem Wellenlängenbereich die mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Bindungen aktiviert werden. Dieser Wellenlängenbereich soll außerhalb des Bereichs liegen, mit dem die erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe gehärtet werden. Der Fachmann kann daher für einen gegebenen mit aktinischer Strahlung härtbaren erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoff geeignete mit aktinischer Strahlung härtbare separate Vernetzungssysteme (B) aufgrund seines allgemeinen Fachwissens gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einfacher orientierender Versuche leicht auswählen.
  • Das fremdvernetzende separate Vernetzungssystem (B) enthält mindestens einen Bestandteil (B 1), der im statistischen Mittel mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, Ketogruppen im Molekül enthält Außerdem enthält das separate Vernetzungssystem (B) mindestens einen Bestandteil (B 2), der im statistischen Mittel mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält. Vorzugsweise besteht das separate Vernetzungssystem (B) aus einem Bestandteil (B 1) und einem Bestandteil (B 2). Das Verhältnis der beiden Bestandteile (B 1) und (B 2) kann sehr breit variieren und richtet sich nach der Funktionalität der beiden komplementären Bestandteile.
  • Vorzugsweise wird der Bestandteil (B 1) aus der Gruppe, bestehend aus Oligomeren und Polymeren, die terminale oder laterale oder terminale und laterale Ketogruppen enthalten, ausgewählt Geeignete Oligomere und Polymere entstammen den vorstehend bei den Bindemitteln (A) beschriebenen Polymerklassen, wobei (Meth)Acrylatcopolymerisate (B 1) besonders vorteilhaft sind und deshalb besonders bevorzugt verwendet werden.
  • Vorzugsweise werden die Bestandteile (B 2) aus der Gruppe, bestehend aus niedermolekularen Verbindungen mit mindestens zwei Hydrazidgruppen sowie Oligomeren und Polymeren, die terminale oder laterale oder terminale und laterale Hydrazidgruppen enthalten, ausgewählt. Geeignete Oligomere und Polymere entstammen den nachstehend beschriebenen Polymerklassen. Bevorzugt werden die niedermolekularen Verbindungen mit zwei Hydrazidgruppen im Molekül verwendet.
  • Beispiele geeigneter niedermolekularer Verbindungen mit zwei Hydrazidgruppen sind die Dihydrazide organischer Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalindicarbonsäure, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Cydohexandicarbonsäure, Sebacinsäure oder Adipinsäure. Besonders bevorzugt wird Adipinsäuredihydrazid verwendet
  • Die selbstvernetzenden separaten Vernetzungssysteme (B) enthalten in einer weiteren Ausführungsform mindestens einen Bestandteil (B 3), der aus der Gruppe, bestehend aus Oligomeren und Polymeren, die im statistischen Mittel mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, terminale oder laterale oder terminale und laterale Ketogruppen und mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, terminale oder laterale oder terminale und laterale Hydrazidgruppen im Molekül enthalten, ausgewählt wird, oder sie bestehen aus diesem Bestandteil (B 3).
  • Die separaten Vernetzungssysteme (B) sind handelsübliche Stoffe und werden beispielsweise in der Form von wäßrigen Dispersionen unter der Marke Acronal ®, insbesondere Acronal ® A 603 oder A 627, oder unter der Marke Luhydran ®, insbesondere Luhydran ® LR 8950 oder 8975, von der Firma BASF Aktiengesellschaft, unter der Marke Viacryl ®, insbesondere Viacryl ® VSC 6270, 6286 oder 6295, von der Firma Solutia oder unter der Marke Setalux ®, insbesondere Setalux ® 6810 AQ-25 oder XL 1141, von der Firma Akzo vertrieben werden. Die wäßrigen Dispersionen werden insbesondere mit Adipinsäuredihydrazid vernetzt Im allgemeinen liegt der Adipinsäuredihydrazid-Gehalt der wäßrigen Dispersionen bei bis zu 10 Gew.%, bezogen auf den Festkörpergehalts der wäßrigen Dispersionen.
  • Der Gehalt der erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe an den separaten Vernetzungssystemen (B) kann sehr breit variieren und richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe, jeweils bezogen auf den Festkörper, 1 bis 50, bevorzugt 2 bis 48, besonders bevorzugt 3 bis 44, ganz besonders bevorzugt 4 bis 42 und insbesondere 5 bis 40 Gew.-% an (B).
  • Die erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffen enthalten mindestens ein Pigment (C).
  • Vorzugsweise werden die Pigmente (C) aus der Gruppe, bestehend aus farb- und/oder effektgebenden, fluoreszierenden, elektrisch leitfähigen und magnetisch abschirmenden Pigmenten, Metallpulvern, organischen und anorganischen, transparenten und opaken Füllstoffen und Nanopartikeln ausgewählt
  • Der Gehalt der erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe an den Pigmenten (C) kann breit variieren. Vorzugsweise wird der Gehalts so gewählt, daß das Mengenverhältnis von Pigmenten (C) zu Bindemitteln (A) und zu den in den separaten Vernetzungssystemen (B) gegebenenfalls vorhandenen Oligomeren und Polymeren (Pigment-Bindemittel-Verhältnis) bei 0,1 : 1 bis 3 : 1, bevorzugt 0,2 : 1 bis 2,8 : 1, besonders bevorzugt 0,3 : 1 bis 2,5 : 1, ganz besonders bevorzugt 0,3 : 1 bis 2 :1 und insbesondere 0,3 : 1 bis 1,5 : 1 liegt.
  • Beispiele geeigneter Effektpigmente sind Metallplättchenpigmente wie handelsübliche Aluminiumbronzen, gemäß DE 36 36183 A1 chromatierte Aluminiumbronzen, und handelsübliche Edelstahlbronzen sowie nichtmetallische Effektpigmente, wie zum Beispiel Perlglanz- bzw. Interferenzpigmente, plättchenförmige Effektpigmente auf der Basis von Eisenoxid, das einen Farbton von Rosa bis Braunrot aufweist oder flüssigkristalline Effektpigmente. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 176, »Effektpigmente« und Seiten 380 und 381 »Metalloxid-Glimmer-Pigmente« bis »Metallpigmente«, und die Patentanmeldungen und Patente DE 36 36 156 A1 , DE 37 18 446 A1 , DE 37 19 804 A1 , DE 39 30 601 A1 , EP 0 068 311 A1 , EP 0 264 843 A1 , EP 0 265 820 A1 , EP 0 283 852 A1 , EP 0 293 746 A1 , EP 0 417 567 A1 , US 4,828,826 A oder US 5,244,649 A verwiesen.
  • Beispiele für geeignete anorganische farbgebende Pigmente sind Weißpigmente wie Titandioxid, Zinkweiß, Zinksulfid oder Lithopone; Schwarzpigmente wie Ruß, Eisen-Mangan-Schwarz oder Spinellschwarz; Buntpigmente wie Chromoxid, Chromoxidhydratgrün, Kobaltgrün oder Ultramaringrün, Kobaltblau, Ultramarinblau oder Manganblau, Ultramarinviolett oder Kobalt- und Manganviolett, Eisenoxidrot, Cadmiumsulfoselenid, Molybdatrot oder Ultramarinrot; Eisenoxidbraun, Mischbraun, Spinell- und Korundphasen oder Chromorange; oder Eisenoxidgelb, Nickeltitangelb, Chromtitangelb, Cadmiumsulfid, Cadmiumzinksulfid, Chromgelb oder Bismutvanadat
  • Beispiele für geeignete organische farbgebende Pigmente sind Monoazopigmente, Bisazopigmente, Anthrachinonpigmente, Benzimidazolpigmente, Chinacridonpigmente, Chinophthalonpigmente, Diketopyrrolopyrrolpigmente, Dioxazinpigmente, Indanthronpigmente, Isoindolinpigmente, Isoindolinonpigmente, Azomethinpigmente, Thioindigopigmente, Metallkomplexpigmente, Perinonpigmente, Perylenpigmente, Phthalocyaninpigmente oder Anilinschwarz.
  • Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 180 und 181, »Eisenblau-Pigmente« bis »Eisenoxidschwarz«, Seiten 451 bis 453 »Pigmente« bis »Pigmentvolumenkonzentration«, Seite 563 »Thioindigo-Pigmente«, Seite 567 »Titandioxid-Pigmente«, Seiten 400 und 467, »Natürlich vorkommende Pigmente«, Seite 459 »Polycyclische Pigmente«, Seite 52, »Azomethin-Pigmente«, »Azopigmente«, und Seite 379, »MetallkomplexPigmente«, verwiesen.
  • Beispiele für fluoreszierende Pigmente (Tagesleuchtpigmente) sind Bis(azomethin)-Pigmente.
  • Beispiele für geeignete elektrisch leitfähige Pigmente sind Titandioxid/Zinnoxid-Pigmente.
  • Beispiele für magnetisch abschirmende Pigmente sind Pigmente auf der Basis von Eisenoxiden oder Chromdioxid.
  • Beispiele für geeignete Metallpulver sind Pulver aus Metallen und Metallegierungen Aluminium, Zink, Kupfer, Bronze oder Messing.
  • Beispiele geeigneter organischer und anorganischer Füllstoffe sind Kreide, Calciumsulfate, Bariumsulfat, Silikate wie Talkum, Glimmer oder Kaolin, Kieselsäuren, Oxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder organische Füllstoffe wie Kunststoffpulver, insbesondere aus Poylamid oder Polyacrlynitril. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 250 ff., »Füllstoffe«, verwiesen.
  • Vorzugsweise werden Glimmer und Talkum angewandt, wenn die Kratzfestigkeit der aus den erfindungsgemäßen Pulverlacken hergestellten Beschichtungen verbessert werden soll.
  • Außerdem ist es von Vorteil, Gemische von plättchenförmigen anorganischen Füllstoffen wie Talk oder Glimmer und nichtplättchenförmigen anorganischen Füllstoffen wie Kreide, Dolomit Calciumsulfate, oder Bariumsulfat zu verwenden, weil hierdurch die Viskosität und das Fließverhalten sehr gut eingestellt werden kann.
  • Beispiele geeigneter transparenter Füllstoffe sind solche auf der Basis von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid.
  • Geeignete Nanopartikel werden ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus hydrophilen und hydrophoben, insbesondere hydrophilen, Nanopartikein auf der Basis von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid und der Polysäuren und Heteropolysäuren von Übergangsmetallen, vorzugsweise von Molybdän und Wolfram, mit einer Primärartikelgröße < 50 nm, bevorzugt 5 bis 50 nm, insbesondere 10 bis 30 nm. Vorzugsweise haben die hydrophilen Nanopartikel keinen Mattierungseffekt. Besonders bevorzugt werden Nanopartikel auf der Basis von Siliziumdioxid verwendet.
  • Ganz besonders bevorzugt werden hydrophile pyrogene Siliziumdioxide verwendet, deren Agglomerate und Aggregate eine kettenförmige Struktur haben und die durch die Flammenhydrolyse von Siliziumtetrachlorid in einer Knallgasflamme herstellbar sind. Diese werden beispielweise von der Firma Degussa unter der Marke Aerosil ® vertrieben. Ganz besonders bevorzugt werden auch gefällte Wassergläser, wie Nanohektorite, die beispielsweise von der Firma Südchemie unter der Marke Optigel ® oder von der Firma Laporte unter der Marke Laponite ® vertrieben werden, verwendet
  • Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe noch mindestens einen Zusatzstoff (D) enthalten, wie er auf dem Gebiet der Funktions-Beschichtungsstoffe üblicherweise eingesetzt wird.
  • Beispiele geeigneter Zusatzstoffe sind molekulardispers lösliche Farbstoffe, Lichtschutzmittel, wie UV-Absorber und reversible Radikalfänger (HALS); Antioxidantien; niedrig- und hochsiedende ("lange") organische Lösemittel; Entlüftungsmittel; Netzmittel; Emulgatoren; Slipadditive; Polymerisationsinhibitoren; Katalysatoren für die Vernetzung; thermolabile radikalische Initiatoren; thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbare Reaktiverdünner; Haftvermittler; Verlaufmittel; filmbildende Hilfsmittel; Rheologiehilfsmittel (Verdicker); Flammschutzmittel; Korrosionsinhibitoren; Wachse; Sikkative; Biozide und/oder Mattierungsmittel; wie sie beispielsweise in dem Lehrbuch »Lackadditive« von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, oder in der deutschen Patentanmeldung DE 199 14 896 A1 , Spalte 14, Seite 26, bis Spalte 15, Zeile 46, im Detail beschrieben werden.
  • Methodisch weist die Herstellung der erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt durch Vermischen der vorstehend beschriebenen Bestandteile in üblichen und bekannte Mischaggregaten, wie Rührkessel, Ultraturrax, Inline-Dissolver, Extruder oder Kneter.
  • Methodisch weist die Applikation der erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe auch keine Besonderheiten auf, sondern kann durch alle üblichen Applikationsmethoden, wie z.B. Spritzen, Rakeln, Streichen, Gießen, Tauchen, Träufeln oder Walzen, erfolgen. Vorzugsweise werden Spritzappükationsmethoden angewandt, wie zum Beispiel Druckluftspritzen, Airless-Spritzen, Hochrotation, elektrostatischer Sprühauftrag (ESTA), gegebenenfalls verbunden mit Heißspritzapplikation wie zum Beispiel Hot-Air- Heißspritzen. Dieser Applikationsmethoden können selbstverständlich auch für die Applikation der Unidecklacke, der Wasserbasislacke sowie der Klarlacke verwendet werden.
  • Nach der Applikation werden die Schichten aus den erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffen getrocknet, ohne sie vollständig zu härten. Vorzugsweise werden hierbei Temperaturen von 20 bis 80, bevorzugt 20 bis 70 und insbesondere 20 bis 65 °C angewandt Die Trocknung kann durch laminare Luftströmungen unterstützt werden. Vorzugsweise werden Trocknungszeiten von 30 Sekunden bis zwei Stunden, bevorzugt eine Minute bis eine Stunde und insbesondere eine Minute bis 45 Minuten angewandt
  • Erfindungsgemäß vernetzt während dieses Verfahrenschritts das separate, wasserlösliche und/oder -dispergierbare Vernetzungssystem (B) auf und/oder in der Matrix der nassen, trocknenden und/oder getrockneten Schichten partiell oder vollständig, bevor die Bindemittel (A) vollständig vernetzen. Sofern die separaten Vernetzungssysteme (B) auch oder ausschließlich mit aktinischer Strahlung härtbar sind, werden die Schichten mit aktinischer Strahlung bestrahlt
  • Für die Bestrahlung mit aktinischer Strahlung kommen Strahlenquellen wie Quecksilberhoch- oder ―niederdruckdampflampen, welche gegebenenfalls mit Blei dotiert sind, um ein Strahlenfenster bis zu 405 nm zu öffnen, oder Elektronenstrahlquellen in Betracht Weitere Beispiele geeigneter Verfahren und Vorrichtungen zur Härtung mit aktinischer Strahlung werden in der deutschen Patentanmeldung DE 198 18 735 A1 , Spalte 10, Zeilen 31 bis 61, beschrieben.
  • Im weiteren Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die getrocknete Schicht des erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffs mit mindestens einem, insbesondere einem, wäßrigen Unidecklack beschichtet, wodurch eine Unidecklackschicht resultiert. Dabei können die vorstehend beschriebenen Applikationsmethoden angewandt werden. Beispiele geeigneter wäßriger Unidecklacke werden in den eingangs zitierten Patentanmeldungen, insbesondere in der deutschen Patentanmeldung DE 199 14 896 A1 , Spalte 1, Zeilen 29 bis 49, beschrieben. Im Anschluß daran werden die Unidecklackschicht und die getrocknete Schicht sowie gegebenenfalls die getrocknete Elektrotauchlackschicht gemeinsam thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung gehärtet Dabei werden die vorstehend beschriebenen Härtungsverfahren angewandt. Dabei kann die thermische Härtung in üblichen und bekannten Umluftöfen oder mit Hilfe von IR-Lampen erfolgen. Es resultiert somit eine erfindungsgemäße Mehrschichtiackierung, die mindestens eine, insbesondere eine, Funktionsschicht und mindestens eine, insbesondere eine, farb- und/oder effektgebende Unidecklackierung umfaßt.
  • Alternativ hierzu wird im weiterem Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens die getrocknete Schicht mit mindestens einem, insbesondere einem Wasserbasislack beschichtet, wodurch eine Wasserbasislackschicht resultiert. Beispiele geeigneter Wasserbasislacke werden in den eingangs zitierten Patentanmeldungen, insbesondere in der deutschen Patentanmeldung DE 199 14 896 A1 , Spalte 1, Zeilen 29 bis 49, beschrieben. Die Wasserbasislackschicht wird anschließend, ohne sie vollständig zu härten, getrocknet. Dabei können die vorstehend beschriebenen Trocknungsmethoden angewandt werden.
  • Im weiteren Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die getrocknete Wasserbasislackschicht mindestens ein, insbesondere ein, Klarlack appliziert, wodurch eine Klarfackschicht resultiert Beispiele geeigneter Klarlacke werden in den eingangs genannten Patentanmeldungen, insbesondere in der deutschen Patentanmeldung DE 199 14 896 A1 , Spalte 17, Zeile 57, bis Spalte 18, Zeile 30, beschrieben. Sofern es sich nicht um Pulverlacke handelt können die vorstehend beschriebenen Applikationsverfahren angewandt werden. Beispiele geeigneter Applikationsverfahren für Pulverlacke werden beispielsweise in der Produkt-Information der Firma Lacke + Farben AG, "Pulverlacke", 1990, beschrieben.
  • Anschließend werden die getrocknete Schicht aus dem erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoff, die Wasserbasislackschicht und die Klarlackschicht sowie gegebenenfalls die Elektrotauchlackschicht thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung gehärtet, wobei die vorstehend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen angewandt werden können. Hierdurch resultiert eine erfindungsgemäße farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung, die mindestens eine Funktionsschicht, mindestens eine farb- und/oder effektgebende Wasserbasislackierung und mindestens eine Klarlackierung umfaßt
  • In einer weiteren Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die getrocknete Schicht aus dem erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoff und die Wasserbasislackschicht gemeinsam gehärtet Anschließend wird auf die resultierende Wasserbasislackierung mindestens ein Klarlack appliziert wonach man die resultierende(n) Klarlackschicht(en) härtet, wobei die vorstehend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen angewandt werden können. Auch hierdurch resultiert eine erfindungsgemäße farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung des vorstehend beschriebenen Aufbaus
  • Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten erfindungsgemäßen farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen weisen einen hervorragenden Verlauf, eine gleichmäßig glatte Oberfläche, eine hohe Zwischenschichthaftung und hervorragende optische Eigenschaften (Appearance) auf. Gegenüber farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen, die keine Funktionsschicht i. S. der vorliegenden Erfindung, sondern lediglich eine Einbrennfüllerlackierung aufweisen, treten bei der Verwendung ein und desselben Wasserbasislacks keine oder nur geringe Effekt- und/oder Farbtonverschiebungen ein.
    • Beispiele und Vergleichsversuch Herstellbeispiel 1 Die Herstellung einer wäßrigen Dispersion, enthaltend ein Polyurethan (A)
  • Für die Beispiele und den Vergleichsersuch wurde die wäßrige Dispersion eines Polyurethans (A) gemäß der in der deutschen Patentanmeldung DE 44 38 504 A1 , Seite 5, Zeilen 24 bis 42, »1. Herstellung von wasserverdünnbaren Polyurethanharzen; 1.1 Polyurethanharz«, angegebenen Vorschrift hergestellt
    • Beispiele 1 und 2 sowie Vergleichsversuch V1 Die Herstellung der erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe 1 und 2 (Beispiele 1 und 2) sowie des nicht erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffs V1 (Vergleichsversuch V1)
  • Die erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe 1 und 2 und der nicht erfindungsgemäße Funktions-Beschichtungsstoff V1 wurden durch Vermischen der in der Tabelle 1 angegebenen Bestandteile in der angegebenen Reihenfolge und Homogenisieren hergesteltt. Tabelle 1:
    Die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Funktions-Beschichtungsstoffe 1 und 2 (Beispiele 1 und 2) und des nicht erfindungsgemäßen Funktions- Beschichtungsstoffs V1 (Vergleichsversuch V1)
    Bestandteile Beispiele:
    1
    V1     		2
    Pigmentpaste:
    Polyurethandispersion des Herstellbeispiels 1 32, 1 32, 1
    32,1
    Additol ® XW 395 (handelsübliches Verlaufmittel der Firma Solutia) 0,48 0,48
    0,48
    Tensid S (handelsübliches Netzmittel der Firma BASF Aktiengesellschaft) 0,5 0,5
    0,5
    Aerosil ® R 972 (handelsübliches pyrogenes Siliziumdioxidder Firma Degussa) 0,34 0,34
    0,34
    Aerosil ® R 805 (handelsübliches pyrogenes Siliziumdioxid der Firma Degussa) 1,02 1,02
    1,02
    Deionisiertes Wasser 1,45 1,45
    1,45 -
    Flammruß 101 (handelsüblicher Ruß der Firma Degussa) 0,9 0,9
    0,9
    Sicomix-Schwarz 00-6190 (handelsübliches Schwarzpigment der Firma Degussa) 2,4 2,4
    2,4
    Talkum 10 MO Micro (handelsüblicher Füllstoff der Firma Luzenac de France) 3,6 3,6
    3,6
    Titan Rutil R 900-28 (handelsübliches Titandioxidpigment der Firma DuPont) 0,76 0,76
    0,76
    Aluminiumsilikat ASP 200 (handelsüblicher Füllstoff der Firma Engelhard) 5,8 5,8
    5,8
    Deionisiertes Wasser 1,4 1,4
    1,4
    Deionisiertes Wasser 1,3 1,3
    1,3
    Auflackung:
    Viacryl ® VSC 6295 (handelsübliche wäßrige Dispersion eines Methacrylatcopolymerisats, das mit Adipinsäuredihydrazid vemetzbar ist; Hersteller: Solutia) 9,9 19,8
    Polyurethandispersion des Herstellbeispiels 1 16,5 -
    32,1
    Cymel ® 1133 (handelsübliches Melaminharz der Firma Dyno-Cytec) 0,9 0,9
    0,9
    Pluriol ® P900 (handelsübliches Polyetherpolyol der BASF Aktiengesellschaft) 0,8 0,8
    0,8
    Byk ® 346 (handelsübliches Silikontensid der Firma Byk Chemie) 0,4 0,4
    0,4
    Byketol ® WS (handelsübliches Additiv der Firma Byk Chemie) 0,8 0,8
    0,8
    Serad ® FX 1010 (handelsübliches Rheologiehilfsmittel der Firma Servo Delden) 10 10
    10
    Deionisiertes Wasser 9,1 15,25
    2,95
    Festkörpergehalt: 35,84 35,86
    35,81
    Pigment-Bindemittel-Verhältnis: 0,64 0,5
    0,89
    • Beispiele 3 und 4 und Vergleichsversuche V2 und V3 Die Herstellung erfindungsgemäßer Mehrschichtlackierungen (Beispiele 3 und 4) und einer nicht erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung (Vergleichsersuch V2)
  • Für das Beispiel 3 wurde der Funktions-Beschichtungsstoff des Beispiels 1 und für das Beispiel 4 der Funktions-Beschichtungsstoff des Beispiels 2 verwendet.
  • Für den Vergleichsersuch V2 wurde der Funktions-Beschichtungsstoff des Vergleichsversuchs V1 verwendet.
  • Für die Herstellung der Mehrschichdacklerungen wurden Stahltafeln mit einer üblichen und bekannten kathodischen abgeschiedenen Elektrotauchlackierung beschichtet. Auf die Elektrotauchlackierung wurde ein handelsüblicher Füller (Ecoprime ® 130 der Firma BASF Coatings AG) pneumabsch appliziert und anschließend während 30 Minuten bei 130 °C eingebrannt, so daß eine Füllerlackierung resultierte.
  • Die beschichtete Oberfläche der Stahltafeln wurde jeweils zur Hälfte mit den Funktions-Beschichtungsstoffen der Beispiele 1 und 2 (Beispiele 3 und 4) und des Vergleichsversuchs V1 (Vergleichsversuche V2) beschichtet, so daß stets die Hälfte der herkömmlichen Füllerlackierung sichtbar blieb. Die resultierenden Schichten aus den Funktions-Beschichtungsstoffen der Beispiele 1 und 2 und des Vergleichsversuchs V1 wurden während 10 Minuten bei 60°C getrocknet
  • Anschließend wurde die gesamte beschichtete Oberflächen der Stahltafeln mit einem handelsüblichen Wasserbasislack im Farbton Brillantsilber der Firma BASF Coatings AG beschichtet und während 10 Minuten bei 60 °C getrocknet Danach wurden die beiden Schichten während 30 Minuten bei 130 °C in einem Umluftofen eingebrannt.
  • Die resultierenden erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen der Beispiele 3 und 4 sowie die resultierende nicht erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung des Vergleichsversuchs V2 wurden farbmetrisch mit dem Standard »eingebrannter Ecoprime ® 130 / Wasserbasislackierung« direkt verglichen. Dabei ergab sich bei der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung des Beispiels 3 eine Farbtonverschiebung D von nur 2,9 und bei der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung des Beispiels 4 eine Farbtonverschiebung D von nur 1,5, wogegen die nicht erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung des Vergleichsversuchs V2 eine Farbtonverschiebung D von 6,3 zeigte.

Claims (10)

  1. Nass-in-nass-Verfahren zur Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschlchtlackierungen, die mindestens eine Funktionsschicht und mindestens eine farb- und/oder effektgebende Unidecklackierung oder alternativ mindestens eine farb- und/oder effektgebende Basislackierung und mindestens eine Klarlackierung enthalten, wobei man bei dem Verfahren
    (1) wässrige Funktions-Beschichtungsstoffe auf grundierte oder ungrundierte Substrate appliziert, wonach man
    (2) die resultierenden Schichten der wässrigen Funktions-Beschichtungsstoffe, ohne sie vollständig zu härten, trocknet,
    (3) die getrockneten Schichten (2) der wässrigen Funktions-Beschichtungsstoffe mit wässrigen Unidecklacken beschichtet, wonach man
    (4) die Schichten (2) und (3) gemeinsam härtet, wodurch die Funktlonssohlchten und die Unidecklackierungen resultieren;
    oder alternativ
    (3) die getrockneten Schichten (2) der wässrigen Funktions-Beschichtungsstoffe mit Wasserbasislacken beschichtet, wonach man
    (4) die resultierenden Wasserbesieleckschichten (3), ohne sie vollständig zu härten, mit Klarlacken beschichtet, wonach man
    (5) die Schichten (2), (3) und (4) gemeinsam härtet, wodurch die Funktlonaschlchten, die Basislacklerungen und die Klarlackierungen resultieren;
    oder alternativ
    (3) die getrockneten Schichten (2) der wässrigen Funktions-Beschichtungsstoffe mit Wasserbasislacken beschichtet,
    (4) die resultierenden Wasserbasislackschlchten (3) und die getrockneten Schichten (2) gemeinsam härtet, wodurch die Funktionsschichten und die Basislackierungen resultieren, und
    (5) die Wasserbasislackierungen mit Klarlacken beschichtet, wonach man
    (6) die resultierenden Klarlackschichten (5) härtet, wodurch die Klarlacklerungen resultieren;
    dadurch gekennzeichnet, dass man wässrige Funktions-Beschichtungsstoffe, enthaltend
    (A) mindestens ein vernetzbares Bindemittel,
    (B) mindestens ein separates, wasserlösliches und/oder -diepergierbares Vernetzungssystem, das in und/oder auf der Matrix der nassen, trocknenden und/oder getrockneten Schichten (2) aus den wässrigen Funktlons-Beschichtungsstoffen für sich selbst partiell oder vollständig vernetzt, bevor die Bindemittel (A) vernetzen, und
    (C) mindestens ein Pigment,
    und wobei das Vernetzungssystem (B)
    (B1) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Ketogruppen Im Molekül enthält, und
    (82) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält; und/oder
    (B3) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Ketogruppen und mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält,
    umfasst oder hieraus besteht,
    verwendet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittel (A) aus der Gruppe, bestehend aus gesättigten, ungesättigten und mit olefinisch ungesättigten Verbindungen gepfropften, ionisch oder nichtionisch sowie ionisch und nichtionisch stabilisierten Polyurethanen, ausgewählt werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente (C) aus der Gruppe, bestehend aus farb- und/oder effektgebenden, fluoreszierenden, elektrisch leitfähigen und magnetisch abschirmenden Pigmenten, Metallpulvern, organischen und anorganischen, transparenten und opaken Füllstoffen und Nanopartikeln ausgewählt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung der Grundierung auf die Substrate Elektrotauchlacke appliziert, die resultierenden Elektrotauchlackschichten, ohne sie vollständig zu härten, mit den wässrigen Funktions-Beschichtungsstoffen und den Unidecklacken oder alternativ mit den wässrigen Funktions-Bearhichtungsstoffen, den Wasserbasislacken und den Klarlacken überschichtet, wonach man alle Schichten gemeinsam oder die Elektrotauchlackschlchten, die Schichten der Funktlons-Beschlchtungsstoffe und die Wasserbasislackschichten gemeinsam und die Klerleckechlchten separat härtet.
  5. Wässrige Funktions-Beschichtungestoffe, enthaltend
    (A) mindestens ein Bindemittel,
    (B) mindestens ein separates, wasserlösliches und/oder -dispergierbares Vernetzungssystem, das In und/oder auf der Matrix der nassen, trocknenden und/oder getrockneten Schichten (2) aus den wässrigen Funktions-Beschlchtungsstoffen für sich selbst partiell oder vollständig vernetzt, bevor die Bindemittel (A) vernetzen, und
    (C) mindestens ein Pigment,
    und wobei das Vernetzungssystem (B)
    (B1) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Ketogruppen Im Molekül enthält, und
    (82) mindestens einen Bestandteil, der Im statistischen Mittel mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält; und/oder
    (83) mindestens einen Bestandteil, der im statistischen Mittel mindestens zwei Ketogruppen und mindestens zwei Hydrazidgruppen im Molekül enthält,
    umfasst oder hieraus besteht.
  6. Wässrige Funktlons-Beschlchtungsstoffe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittel (A) aus der Gruppe, bestehend aus gesättigten, ungesättigten und mit olefinisch ungesättigten Verbindungen gepfropften, ionisch oder nichtionisch sowie ionisch oder nichtionisch stabilisierten Polyurethanen, ausgewählt werden.
  7. Wässrige Funktions-Beschichtungsstoffe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente (C) aus der Gruppe, bestehend aus farb- und/oder effektgebenden, fluoreszierenden, elektrisch leitfähigen und magnetisch abschirmenden Pigmenten, Metallpulvern, organischen und anorganischen, transparenten und opaken Füllstoffen und Nanopartlkeln ausgewählt werden.
  8. Wässrige Funktions-Beschichtungsstoffe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment-Bindemittel-Verhältnis bei 0,1 : 1 bis 3 : 1 liegt.
  9. Verwendung der wässrigen Funktions-Beschichtungsstoffe gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8 für die Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlacklerungen.
  10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrigen Funktions-Beschichtungsstoffe zur Herstellung von Funktionsschichten, Füllern, Stelnschlagschutzgrundierungen, Unidecklackierungen und Basislackierungen verwendet werden.
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