WO2005100494A1 - Mindestens drei komponenten enthaltendes mehrkomponentensystem, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung - Google Patents

Mindestens drei komponenten enthaltendes mehrkomponentensystem, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung Download PDF

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WO2005100494A1
WO2005100494A1 PCT/EP2005/051530 EP2005051530W WO2005100494A1 WO 2005100494 A1 WO2005100494 A1 WO 2005100494A1 EP 2005051530 W EP2005051530 W EP 2005051530W WO 2005100494 A1 WO2005100494 A1 WO 2005100494A1
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component
iii
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weight
component system
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PCT/EP2005/051530
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Christoph Schmidt
Andreas Vogt
Nicole Eggers
Gisela Laumann
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Basf Coatings Ag
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C09D175/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms

Definitions

  • Multicomponent system containing at least three components, process for its production and its use
  • the present invention relates to a new, multi-component system containing at least three components.
  • the present invention also relates to a method for producing a new multicomponent system containing at least three components.
  • the present invention relates to the use of the new multi-component system containing at least three components for the production of adhesion-promoting and energy-absorbing coatings.
  • Multicomponent systems comprising a component curable with polyisocyanates, containing at least one binder with isocyanate-reactive functional groups, at least one chlorinated polyolefin and at least one organic solvent, a component containing at least one polyisocyanate and
  • the known multicomponent systems have the disadvantage that they can mainly be used only as an adhesion promoter or primer on plastic parts which consist of TPO, ie, a blend of maleated polypropylene, an elastomer and an amine-terminated polyether.
  • the storage stability of the component curable with polyisocyanates leaves something to be desired. After storage for two to three months, it tends to separate strongly and to separate the chlorinated polyolefin with the existing additives such as additives, pigments and fillers.
  • the component curable with polyisocyanates has to be homogenized again by intensive stirring, which causes additional costs in the painting operation.
  • the present invention was therefore based on the object of providing a new multicomponent system containing at least three components, which no longer has the disadvantages of the prior art, but whose component curable with polyisocyanates is stable in storage and no phase separation after storage for more than three months and shows no deposition of its components and no irreversible formation of specks even after storage for more than eight months.
  • the new multicomponent system containing at least three components should be simple to manufacture and processable into coating materials.
  • the coating materials in question are said to be very suitable for the production of adhesion-promoting and / or energy-absorbing primer and / or filler coatings on a wide variety of plastic and paint surfaces, so that they can be used with advantage in automotive OEM painting and automotive refinishing.
  • the coatings in question should have a particularly high adhesion to the substrates and to the overcoated layers even after exposure to moisture.
  • a component containing or consisting of at least one polyisocyanate (111.1) contains and which is referred to below as "multi-component system according to the invention".
  • the multi-component system according to the invention could be produced in a particularly simple and reproducible manner using the method according to the invention.
  • multi-component system according to the invention could be processed very well into coating materials within the scope of the use according to the invention.
  • the coating materials in question were very well suited for the production of adhesion-promoting and / or energy-absorbing primer and / or filler coatings on a wide variety of plastic and paint surfaces, so that they could be used to advantage in automotive OEM painting and automotive refinishing.
  • the relevant primer and filler coatings showed a particularly high adhesion to the substrates and to the overcoated layers even after exposure to moisture.
  • the filler coatings also offered excellent protection against damage caused by mechanical influences, such as stone chips.
  • the multicomponent system according to the invention comprises at least three, in particular three, components (I), (II) and (III).
  • Component (I) is free from chlorinated polyolefins and is curable with polyisocyanates.
  • It contains at least one oligomeric or polymeric binder (1.1) with at least two, preferably at least three and in particular at least four isocyanate-reactive functional groups dissolved and / or dispersed in at least one organic solvent (I.2).
  • Suitable binders (I. 1) for use in component (I) can be found in the German patent applications «
  • Component (I) preferably contains the binder (1.1) in an amount of 5 to 50, preferably 10 to 40 and in particular 15 to 30% by weight, based in each case on the solids of component (I).
  • organic solvents (I.2) which do not react with the binders (1.1) under the conditions of production, storage and further processing of component (I) are suitable.
  • the organic solvents may be inert or reactive, i.e. i.e., contain isocyanate-reactive functional groups. They can also reactively i. S. Participation in curing with actinic radiation. If they are reactive, they are so-called reactive thinners.
  • the organic solvents (1.2) are preferably inert.
  • Actinic radiation includes electromagnetic radiation, such as near infrared (NIR), visible light, UV radiation, X-rays or gamma radiation, in particular UV radiation, and corpuscular radiation, such as electron radiation, beta radiation, neutron radiation, proton radiation, in particular
  • suitable organic solvents are from the book “Paints Coatings and Solvents”, Dieter Stoye and Werner Freitag (editor), Wiley-VCH, Weinheim,
  • Suitable isocyanate-reactive functional groups are hydroxyl groups, thiol groups and primary and secondary amino groups, especially hydroxyl groups.
  • component (I) can contain customary and known additives (I.3), such as physically curable binders, from the binders described above
  • Light stabilizers such as UV absorbers and reversible radical scavengers (HALS);
  • antioxidants wetting agents; emulsifiers; slip additives; polymerization inhibitors;
  • thermolabile radical initiators thermolabile radical initiators
  • Photoinitiators and coinitiators Adhesion promoters; Veriaufsch; film-forming aids;
  • Rheology aids or rheology control additives thickeners and pseudoplastic
  • Sag control agents SCA
  • Flame retardants Corrosion inhibitors
  • waxes waxes
  • Component (II) is free from binders (1.1). It is preferably also free of additives (I.3). It contains at least one chlorinated polyolefin (11.1) and at least one organic solvent (II.2), preferably at least two and especially two organic solvents (11.2). It preferably consists of these components.
  • the chlorinated polyolefin (11.1) preferably contains, based on its total amount, 10 to 45% by weight, preferably 10 to 25% by weight and in particular 15 to 20% by weight of chlorine and has a number average molecular weight of 7,000 to 200,000 and preferably from 8,000 to 50,000 daltons. Examples of suitable chlorinated polyolefins are described, for example, in German Patent DE 196 46 610 C1, column 3, lines 2 to 34.
  • Component (II) preferably contains, based in each case on its total amount, 5 to 40% by weight and preferably 10 to 35% by weight of the chlorinated polyolefin (11.1).
  • Examples of suitable organic solvents (II.2) are the organic solvents (I.2) described above.
  • component (II) is extremely stable in storage and, as such, can be used directly on plastics for the production of adhesion-promoting primer coatings with a layer thickness of up to 15 ⁇ m, in particular 10 ⁇ m, which is an additional significant advantage.
  • the multicomponent system according to the invention further contains a component (III) containing at least one polyisocyanate (111.1).
  • Component (III) is preferably liquid.
  • Component (III) therefore preferably contains at least one inert organic solvent (III.2).
  • the inert organic solvents (I.2) described above are particularly preferably used for this purpose.
  • the polyisocyanates (III.1) can also contain reactive functional groups which can be activated with actinic radiation and can thus participate in curing with actinic radiation.
  • Such polyisocyanates (111.1) are referred to below as “dual-cure polyisocyanates (111.1)”.
  • Suitable dual-cure polyisocyanates (111.1) for use in component (III) can be found in German patent application DE 101 29 970 A1, page 2, paragraph [0008] with reference to European patent application EP 0 928 800, and Page 6, paragraph [0042], to page 11, paragraph [0099].
  • component (III) may also contain at least one additive (I.3) which is inert to isocyanates under production and processing conditions but is catalytically active with regard to crosslinking or curing, such as dibutyltin dilaurate.
  • additive (I.3) which is inert to isocyanates under production and processing conditions but is catalytically active with regard to crosslinking or curing, such as dibutyltin dilaurate.
  • the multicomponent system according to the invention can also contain at least one component (IV) which preferably contains or can consist of the organic solvents (I.2) described above and / or the additives (I.3) described above.
  • component (IV) which preferably contains or can consist of the organic solvents (I.2) described above and / or the additives (I.3) described above.
  • Components (I), (II) and (III) and optionally (IV) are anhydrous. That is, they contain no water or only traces of water that are inadvertently brought in during the manufacture and / or handling of the components.
  • the preparation of the invention is preferably carried out
  • components (I), (II) and (III) and optionally (IV) are prepared separately from one another by mixing their respective constituents in the desired amounts and homogenizing the resulting mixtures.
  • Common and known mixing methods and devices such as stirred tanks, stirred mills, extruders, kneaders, Ultraturrax, in-line dissolvers, static mixers, gear rim dispersers, pressure relief nozzles and / or microfluidizers can be used for this purpose.
  • the preparation is carried out with the exclusion of actinic radiation, provided that the resulting components (I) to (III) and optionally (IV) contain constituents which can be activated by actinic radiation:
  • components (I), (II) and (III) and, if appropriate, (IV) of the multicomponent system according to the invention are stored separately from one another.
  • the components, in particular components (I) and (II) have proven to be extremely stable in storage, so that even after storage for more than nine months there is no longer any phase separation and no irreversible formation of specks.
  • the multicomponent system according to the invention can be used in a variety of ways, for example for the production of adhesives and sealants which are used for the production of adhesive layers and seals. In particular, it is used according to the invention for the production of coating materials.
  • components (I), (II) and (III) and optionally (IV) are mixed together in the desired amounts, after which the resulting mixtures are homogenized.
  • the devices and methods described above can be used for this purpose.
  • the components (I), (II) and (III) and, if appropriate, (IV) are preferably mixed with one another in a ratio such that the equivalent ratio of isocyanate-reactive functional groups to isocyanate groups in the resulting coating materials is 1: 2 to 2: 1, preferably 1 : 1.5 to 1.5: 1 and in particular 1: 1.2 to 1.2: 1.
  • Components (I), (II) and (III) and, if appropriate, (IV) are preferably mixed with one another in a ratio such that the resulting coating materials, based in each case on their solids, are 0.5 to 15% by weight, particularly preferably 1 Contain up to 12 wt .-% and in particular 1.5 to 10 wt .-% of at least one chlorinated polyolefin (11.1).
  • the resulting coating materials are thermally curable. This means that they can be cured at room temperature or at higher temperatures.
  • the usual and known devices such as forced air ovens, hot air blowers or radiant heaters, in particular NIR or IR rays or microwave radiators, can be used.
  • the resulting coating materials can also be curable thermally and with actinic radiation, which experts also refer to as dual-cure.
  • For curing can be carried out using the customary and known devices, such as UV lamps or electron beam sources (cf. also German patent application DE 101 29 970 A1, page 13, paragraph [0132]).
  • the coating materials are preferably thermally curable.
  • the coating materials can be easily and reproducibly produced. They have a processing time or pot life that is more than sufficient for their safe and convenient further processing in the paint shop.
  • the coating materials are preferred for the production of adhesion-promoting and / or energy-absorbing coatings, in particular primer coatings, preferably a layer thickness of 10 to 25 ⁇ m, preferably 15 to 20 ⁇ m, and / or filler coatings, preferably a layer thickness of 25 to
  • the substrates can be planar or three-dimensional. They can consist of metals. In addition, they can be surface coatings made of thermoplastic materials or thermosetting materials such as paints,
  • thermoplastic materials or thermosetting materials have 20 or consist of such thermoplastic materials or thermosetting materials.
  • plastics are ABS, AMMA, ASA, CA, ⁇ GAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PC, PC / PBT, PC / PA , PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM and UP (short names according to DIN 7728T1) in 5.
  • the plastics do not have to be roughened by flaming or corona or plasma pretreatment, but it is sufficient that the plastics are pre-cleaned with a suitable solvent, sanded with fine sandpaper or with a sanding pad and then cleaned with the solvent.
  • the coating materials, adhesives and sealing compounds can therefore in particular be used for coating, gluing and sealing bodies of 5 means of transportation, including means of transportation operated with motor power and / or muscle power, such as passenger cars, commercial vehicles, buses, bicycles, rail vehicles, watercraft and aircraft, and parts thereof, Buildings and parts thereof, doors, windows, furniture, small industrial parts, mechanical, optical and electronic components, coils, containers, packaging, hollow glass bodies and everyday objects.
  • the application of the coating materials, adhesives and sealants, in particular the coating materials, to the substrates mentioned can be carried out by all customary application methods, such as e.g. Spraying, knife coating, brushing, pouring, dipping, watering, trickling or rolling.
  • the substrate to be coated can rest as such, with the application device or system being moved.
  • the substrate to be coated, in particular a coil can also be moved, the application system being at rest relative to the substrate or being moved in a suitable manner.
  • the coating materials prove to be particularly easy and safe to apply.
  • the resulting wet coats can be overcoated wet-on-wet before curing and then cured together with the overcoated coats (wet-on-wet process).
  • the coating materials, adhesives and sealing compounds, in particular the coating materials can also be cured immediately after their application using the devices and methods described above.
  • the resulting adhesive layers create a permanent, adhesive connection between the substrates to be bonded, which is also not released by exposure to moisture, light and / or rapidly changing temperatures.
  • the resulting coatings can also be overcoated very well.
  • the coatings Even after exposure to moisture, the coatings have particularly high adhesion to the substrates and to the overcoated layers.
  • the filler coatings offer excellent protection from the substrates and to the overcoated layers.
  • the quality of the coatings is so excellent that they can be used for automotive serial painting and car repair painting.
  • the Production of Multicomponent Systems 1 and 2 The Production of Components (I): 1.1 The Production of Component (la): For the production of component (la), 25.9 parts by weight (calculated as a solid) of a hydroxyl-containing methacrylate copolymer (Macrynal ® SM 515 from Hoechst) and 0.46 part by weight of Disperbyk ⁇ 110 (dispersing aid from Byk Chemie) and 0.28 part by weight of Byk ® P104S (surface-active additive from Byk Chemie), after which the resulting mixture was homogenized.
  • a hydroxyl-containing methacrylate copolymer Macrynal ® SM 515 from Hoechst
  • Disperbyk ⁇ 110 disperbyk ⁇ 110
  • Byk ® P104S surface-active additive from Byk Chemie
  • Bentone ® 34 from Rheox organically modified smectites and bentonites
  • Aerosil ® R972 from Degussa (pyrogenic silica)
  • Nero Flammruss 101 from Degussa 13 parts by weight of titanium dioxide Tiona® RCL-472 from Millennium, 6.5 parts by weight of aluminum silicate ASP 600 from Langer, 7.4 parts by weight of zinc phosphate ZP-BS-M from Waardals and 13% by weight of Halox® SZP-391 from Heubach (calcium-strontium-zinc-phosphorus-silicates) were stirred in, after which the resulting mixture was ground on a stirrer mill (ZWM from Naintzsch) to a fineness of 15 to 18 ⁇ m.
  • ZWM stirrer mill
  • component (Ia) was added by adding 1.9 parts by weight of Baysilon® OL 44 (leveling agent from Borchers), 0.5 part by weight (calculated as solid resin) of an organic solution Nitrocellulose Chips E 510 from Woiff Walsrode and 0.1 part by weight of a 10 percent organic solution of dibutyltin dilaurate was completed.
  • the resulting component (Ia) was extremely stable in storage and showed no phase separation and no formation of specks even after nine months of storage.
  • component (Ib) For the preparation of component (Ib), 25.41 parts by weight (calculated as a solid) of a methacrylate copolymer containing hydroxyl groups (Macrynal® SM 515 from Hoechst) and 0.28 parts by weight of Disperbyk ⁇ 111 (dispersing aid from Byk Chemie) and 0.23 Parts by weight of Byk ⁇ P104S (surface-active additive from Byk Chemie) were mixed together, after which the resulting mixture was homogenized.
  • a methacrylate copolymer containing hydroxyl groups Macrynal® SM 515 from Hoechst
  • Disperbyk ⁇ 111 dispersing aid from Byk Chemie
  • Byk ⁇ P104S surface-active additive from Byk Chemie
  • Bentone ® 34 from Rheox organically modified smectites and bentonites
  • Aerosil ® R972 from Degussa (pyrogenic silica)
  • component (Ib) 25 parts by weight of ester and 2 parts by weight of aromatics were then added, after which component (Ib) was added by adding 1.9 parts by weight of Baysilon® OL 44 (leveling agent from Borchers), 0.53 parts by weight (calculated as solid resin) of an organic solution of nitrocellulose chips E 510 from Woiff Walsrode and 0.1 part by weight of a 10 percent organic solution of dibutyltin dilaurate was completed.
  • Baysilon® OL 44 leveling agent from Borchers
  • 0.53 parts by weight (calculated as solid resin) of an organic solution of nitrocellulose chips E 510 from Woiff Walsrode and 0.1 part by weight of a 10 percent organic solution of dibutyltin dilaurate was completed.
  • the resulting component (Ib) was extremely stable in storage and showed no phase separation and no formation of specks even after nine months of storage.
  • component (II) 2.1
  • component (Ila) was prepared by mixing 62 parts by weight of ester, 18 parts by weight of aromatics and 20 parts by weight of chlorinated polyolefin CP 343.3 from Eastman and homogenizing the resulting mixture.
  • component (IIb) was prepared by mixing 54.5 parts by weight of ester, 10.5 parts by weight of aromatics and 35 parts by weight of chlorinated polyolefin CP 343.3 from Eastman and homogenizing the resulting mixture. 10 Components (lla) and (llb) were stable in storage and showed no phase separation and no formation of specks even after storage for more than eight months. Surprisingly, they could also be used directly for the production of adhesion-promoting primer coatings with a layer thickness of up to 15 ⁇ m on 15 plastics.
  • component (III) was made from 30 parts by weight of Basonat ® Hl 190 / B / S from BASF Aktiengesellschaft (isocyanurate based on hexamethylene diisocyanate), 20 8.4 parts by weight of an isocyanurate based on Isophorone diisocyanate, 61.2 parts by weight of organic solvents (mixture of esters and aromatics) and 0.4 t parts by weight of a 10 percent solution of dibutyltin dilaurate in an organic solvent.
  • the multicomponent system 1 The multicomponent system 1 of example 1 consisted of the components (la), (lla) and (III).
  • the multicomponent system 2:30 The multicomponent system 2 of example 2 consisted of components (Ib), (IIb) and (III).
  • the multi-component systems 1 and 2 were ideally suited for the production of coating materials.
  • the multi-component system 1 from example 1 was used for example 3.
  • the coating material 1 of Example 3 was produced with the aid of the multicomponent system 1 by mixing components (Ia), (Ila) and (III) together in a weight ratio of 2: 1: 1 and homogenizing the resulting mixture.
  • the coating material 2 of Example 4 was produced with the aid of the multi-component system 2 by mixing components (Ib), (IIb) and (III) together in a weight ratio of 2: 1: 1 and homogenizing the resulting mixture.
  • the components of the multi-component systems 1 and 2 could be mixed with one another in a short time without any problems.
  • the resulting coating materials 1 and 2 had a content of volatile organic compounds (VOC) which met the practical requirements of VOC ⁇ 540 g / l or 4.5 lab / gal.
  • the coating materials 1 and 2 had a processing time or pot life of several hours and could therefore be processed easily. In particular, they could be applied very easily using the customary and known spray application methods.
  • the coating materials 1 and 2 were applied with spray guns SATA ® No. 2000-1.3 mm at a spray pressure of 2 bar in a wet layer thickness to plastic substrates that after drying and curing the wet layers 1 and 2 filler coatings 1 and 2 with Dry layer thicknesses of 30 ⁇ m resulted.
  • the plastic substrates consist of impact-modified polypropylene, polycarbonate and white and black colored TPO (blend of maleated polypropylene, an elastomer and an amine-terminated polyether), the surface of which has been pre-cleaned with a suitable solvent, sanded with fine sandpaper and then cleaned with the solvent had been.
  • the plastic substrates coated with wet layers 1 and 2 were overcoated in a first series wet-on-wet with a customary and known two-component solid-color topcoat from BASF Coatings AG. In a second series, they were coated wet-on-wet with a customary and known metallic basecoat and a customary and known two-component clearcoat (both from BASF Coatings AG). The wet layers were then hardened together (wet-on-wet method). All resulting paintwork was free from surface defects such as specks.

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Abstract

Mindestens drei Komponenten enthaltendes Mehrkomponentensystem, enthaltend (I) eine von chlorierten Polyolefinen freie, mit Polyisocyanaten härtbare Komponente, enthaltend (I.1) mindestens ein Bindemittel mit isocyanatreaktiven funktionellen Gruppen und (I.2) mindestens ein organisches Lösemittel, (II) eine von Bindemitteln (I.1) freie Komponente, enthaltend (II.1) mindestens ein chloriertes Polyolefin und (II.2) mindestens ein organisches Lösemittel, (III) eine mindestens ein Polyisocyanat (III.1) enthaltende oder hieraus bestehende Komponente; Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung.

Description

Mindestens drei Komponenten enthaltendes Mehrkomponentensystem, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues, mindestens drei Komponenten enthaltendes Mehrkomponentensystem. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zu Herstellung eines neuen, mindestens drei Komponenten enthaltenden Mehrkomponentensystems. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des neuen, mindestens drei Komponenten enthaltenden Mehrkomponentensystems für die Herstellung von haftvermittelnden und Energie absorbierenden Beschichtungen.
Mehrkomponentensysteme, die eine mit Polyisocyanaten härtbare Komponente, enthaltend mindestens ein Bindemittel mit isocyanatreaktiven funktioneilen Gruppen, mindestens ein chloriertes Polyolefin und mindestens ein organisches Lösemittel, eine mindestens ein Polyisocyanat enthaltende Komponente und
- eine mindestens ein organisches Lösemittel enthaltende Komponente
enthalten, sind beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 982 353 A 1 bekannt. Die bekannten Mehrkomponentensysteme weisen allerdings den Nachteil auf, dass sie vorwiegend nur als Haftvermittler oder Primer auf Kunststoffteilen, die aus TPO, d.h., aus ein Blend aus maleiniertem Polypropylen, einem Elastomeren und einem aminterminierten Polyether bestehen, verwendet werden können. Außerdem lässt die Lagerstabilität der mit Polyisocyanaten härtbaren Komponente zu wünschen übrig. So neigt sie nach einer Lagerung von zwei bis drei Monaten zu einer starken Phasenseparation und zu einer Abscheidung des chlorierten Polyolefϊns zusammen mit den vorhandenen Zusatzstoffen, wie Additive, Pigmente und Füllstoffe. Um überhaupt noch verwendbar zu sein, muss die mit Polyisocyanaten härtbare Komponente durch intensives Rühren wieder homogenisiert werden, was im Lackierbetrieb zusätzliche Kosten verursacht. Nach einer Lagerung von sechs bis acht Monaten kommt es zu einer irreversiblen Bildung von Stippen, was die mit Polyisocyanaten härtbare Komponente völlig unbrauchbar macht. Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein neues, mindestens drei Komponenten enthaltendes Mehrkomponentensystem bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweist, sondern dessen mit Polyisocyanaten härtbare Komponente lagerstabil ist und nach einer Lagerung von mehr als drei Monaten keine Phasenseparation und keine Abscheidung ihrer Bestandteile sowie keine irreversible Bildung von Stippen selbst nach einer Lagerung von mehr als acht Monaten mehr zeigt. Außerdem soll das neue, mindestens drei Komponenten enthaltende Mehrkomponentensystem in einfacher Weise herstellbar und zu Beschichtungsstoffen verarbeitbar sein. Die betreffenden Beschichtungsstoffe sollen sehr gut für die Herstellung von haftvermittelnden und/oder Energie absorbierenden Primer- und/oder Füller-Beschichtungen auf den unterschiedlichsten Kunststoff- und Lackoberflächen geeignet sein, so dass sie mit Vorteil in der Automobilserienlackierung und der Autoreparaturlackierung eingesetzt werden können. Die betreffenden Beschichtungen sollen auch nach der Belastung mit Feuchtigkeit eine besonders hohe Haftung zu den Substraten und zu den überlackierten Schichten aufweisen.
Demgemäß wurde das neue, mindestens drei Komponenten enthaltende Mehrkomponentensystem gefunden, das
(I) eine von chlorierten Polyolefinen freie, mit Polyisocyanaten härtbare Komponente, enthaltend :
(1.1) mindestens ein Bindemittel mit isocyanatreaktiven funktionellen Gruppen und
(I.2) mindestens ein organisches Lösemittel,
(II) eine von Bindemitteln (1.1) freie Komponente, enthaltend
(11.1) mindestens ein chloriertes Polyolefin und
(11.2) mindestens ein organisches Lösemittel,
(III) eine mindestens ein Polyisocyanat (111.1) enthaltende oder hieraus bestehende Komponente enthält und das im Folgenden als »erfindungsgemäßes Mehrkomponentensystem« bezeichnet wird.
Außerdem wurde das neue Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems gefunden, bei dem die Komponenten (I), (II) und (III) sowie gegebenenfalls (IV) separat voneinander durch Vermischen ihrer jeweiligen Bestandteile und Homogenisieren der resultierenden Mischungen hergestellt werden und das im Folgenden als »erlϊndungsgemäßes Verfahren« bezeichnet wird.
Außerdem wurde die Verwendung des erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems für die Herstellung von Beschichtungsstoffen gefunden, was im Folgenden als »erfindungsgemäße Verwendung« bezeichnet wird.
Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde lag mit Hilfe des erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems, des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Verwendung gelöst werden konnte.
Insbesondere war es überraschend, dass das erlϊndungsgemäße Mehrkomponentensystem die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufwies, sondern dass seine mit Polyisocyanaten härtbare Komponente (I) völlig lagerstabil war und selbst nach einer Lagerung von mehr als drei Monaten keine Phasenseparation und keine Abscheidung ihrer Bestandteile sowie keine irreversiblen Bildung von Stippen nach einer Lagerung von mehr als acht Monaten mehr zeigte.
Außerdem konnte das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in besonders einfacher Weise sehr gut reproduzierbar hergestellt werden.
Des Weiteren konnte das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung sehr gut zu Beschichtungsstoffen verarbeitet werden.
Die betreffenden Beschichtungsstoffe waren sehr gut für die Herstellung von haftvermittelnden und/oder Energie absorbierenden Primer- und/oder Füller- Beschichtungen auf den unterschiedlichsten Kunststoff- und Lackoberflächen geeignet, so dass sie mit Vorteil in der Automobilserienlackierung und der Autoreparaturlackierung eingesetzt werden konnten.
Die betreffenden Primer- und Füller-Beschichtungen wiesen auch nach der Belastung mit Feuchtigkeit eine besonders hohe Haftung zu den Substraten und zu den überlackierten Schichten auf. Die Füller-Beschichtungen boten darüber hinaus einen hervorragenden Schutz vor Schädigung durch mechanische Einwirkung, wie beispielsweise Steinschlag.
Das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem umfasst mindestens drei, insbesondere drei, Komponenten (I), (II) und (III).
Die Komponente (I) ist frei von chlorierten Polyolefinen und ist mit Polyisocyanaten härtbar.
Sie enthält mindestens ein oligomeres oder polymeres Bindemittel (1.1) mit mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei und insbesondere mindestens vier isocyanatreaktiven funktioneilen Gruppen in mindestens einem organischen Lösemittel (I.2) gelöst und/oder dispergiert.
Beispiele geeigneter Bindemittel (I. 1) zur Verwendung in der Komponente (I) sind aus den deutschen Patentanmeldungen «
DE 42 04 518 A 1, Seite 3, Zeile 55, bis Seite 5, Zeile 9,
DE 44 21 823 A 1, Seite 4, Zeile 4, bis Seite 11, Zeile 17;
DE 198 55 125 A 1, Seite 3, Zeile 14, bis Seite 4, Zeile 1, sowie Seite 4, Zeile 2, bis Seite 11, Zeile 39;
DE 198 55 167 A 1, Seite 3, Abs. [0032], bis Seite 12, Abs. [0121];
DE 199 04 317 A 1, Seite 3, Zeile 6, bis Seite 12, Zeile 19; oder
- DE 199 14 899 A 1 , Seite 3, Zeile 15, bis Seite 8, Zeile 32, sowie Seite 8, Zeile 32, bis Seite 17, Zeile 6, DE 19924 171 A 1, Seite 5, Zeile 54, bis Seite 7, Zeile 34;
den internationalen Patentanmeldungen
WO 97/14731 A 1 , Seite 10, Zeile 30, bis Seite 36, Zeile 5; oder
WO 98/38230 A 1 , Seite 10, Zeile 15, bis Seite 13, Zeile 20; oder
dem amerikanischen Patent
US 5,466,745 A 1 , Spalte 5, Zeile 43, bis Spalte 7, Zeile 6;
bekannt.
Vorzugsweise enthält die Komponente (I) das Bindemittel (1.1) in einer Menge von 5 bis 50, bevorzugt 10 bis 40 und insbesondere 15 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Festkörper der Komponente (I).
Geeignet sind alle organischen Lösemittel (I.2), die unter den Bedingungen der Herstellung, der Lagerung und der weiteren Verarbeitung der Komponente (I) nicht mit den Bindemitteln (1.1) reagieren. Bezüglich der Polyisocyanate (III.1) der nachstehend beschriebenen Komponente (III) könnentdie organischen Lösemittel inert oder reaktiv sein, d. h., isocyanatreaktive funktioneile Gruppen enthalten. Außerdem können sie reaktiv i. S. einer Teilnahme an einer Härtung mit aktinischer Strahlung sein. Sind sie reaktiv, handelt es sich um so genannte Reaktiwerdunner. Vorzugsweise sind die organischen Lösemittel (1.2) inert.
Unter aktinischer Strahlung wird elektromagnetische Strahlung, wie nahes Infrarot (NIR), sichtbares Licht, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung, insbesondere UV-Strahlung, und Korpuskularstrahlung, wie Elektronenstrahlung, Betastrahlung, Neutronenstrahlung, Protonenstrahlung, insbesondere
Elektronenstrahlung, verstanden.
Beispiele geeigneter organischer Lösemittel sind aus dem Buch »Paints Coatings and Solvents«, Dieter Stoye und Werner Freitag (Herausgeber), Wiley-VCH, Weinheim,
New York, 2. Auflage, »14. Solvents«, Seiten 277 bis 373, sowie den deutschen
Patentanmeldungen DE 199 14 899 A 1, Seite 17, Zeilen 23 bis 33, i. V. m. Seite 11, Zeile 47, bis Seite 12, Zeile 8, oder DE 101 29 970 A 1, Seite 11, Abs. [0102] mit Verweis auf die deutsche Patentanmeldung DE 198 18 735 A 1, Spalte 7, Zeilen 1 bis 25, bekannt. Bevorzugt werden Ester und Aromaten verwendet.
Beispiele geeigneter isocyanatreaktiver funktioneller Gruppen sind Hydroxylgruppen, Thiolgruppen und primäre und sekundäre Aminogruppen, insbesondere Hydroxylgruppen.
Ansonsten kann die Komponente (I) übliche und bekannte Zusatzstoffe (I.3), wie physikalisch härtbare Bindemittel, die von den vorstehend beschriebenen Bindemitteln
(1.1) verschieden sind; Pigmente und Füllstoffe; molekulardispers lösliche Farbstoffe;
Lichtschutzmittel, wie UV-Absorber und reversible Radikalfänger (HALS);
Antioxidantien; Netzmittel; Emulgatoren; Slipadditive; Polymerisationsinhibitoren;
Katalysatoren für die thermische Vernetzung; thermolabile radikalische Initiatoren; Photoinitiatoren und -coinitiatoren; Haftvermittler; Veriaufmittel; filmbildende Hilfsmittel;
Rheologiehilfsmittel oder rheologiesteuernde Additive (Verdicker und strukturviskose
Sag control agents, SCA); Flammschutzmittel; Korrosionsinhibitoren; Wachse;
Sikkative; Biozide und/oder Mattierungsmittel; in wirksamen Mengen enthalten. Weitere
Beispiele geeigneter Zusatzstoffe werden in den deutschen Patentanmeldungen
DE 44 21 823 A 1, Seite 11, Zeilen 18 bis 30, und Seite 11, Zeile 35 bis Seite * 12, Zeile 3; t
DE 199 14 899 A 1, Seite 17, Zeilen 35 bis 43, Seite 17, Zeile 39, bis Seite 18, Zeile 37, und Seite 19, Zeilen 10 bis 66;
DE 101 29 970 A 1, Seite 11, Abs. [0106], bis Seite 12, Abs. [0121], sowie Seite 12, Abs. [0123]; oder in dem
- Lehrbuch »Lackadditive« von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998,
beschrieben.
Die Komponente (II) ist frei von Bindemitteln (1.1). Vorzugsweise ist sie auch frei von Zusatzstoffen (I.3). Sie enthält mindestens ein chloriertes Polyolefin (11.1) und mindestens ein organisches Lösemittel (II.2), vorzugsweise mindestens zwei und insbesondere zwei organische Lösemittel (11.2). Vorzugsweise besteht sie aus diesen Bestandteilen.
Vorzugsweise enthält das chlorierte Polyolefin (11.1), jeweils bezogen auf seine Gesamtmenge, 10 bis 45 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 25 Gew.-% und insbesondere 15 bis 20 Gew.-% Chlor und weist ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 7.000 bis 200.000 und bevorzugt von 8.000 bis 50.000 Dalton auf. Beispiele geeigneter chlorierter Polyolefine werden beispielsweise in dem deutschen Patent DE 196 46 610 C 1, Spalte 3, Zeilen 2 bis 34, beschrieben. Vorzugsweise enthält die Komponente (II), jeweils bezogen auf ihre Gesamtmenge, 5 bis 40 Gew.-% und bevorzugt 10 bis 35 Gew.-% des chlorierten Polyolefins (11.1).
Beispiele geeigneter organischer Lösemittel (II.2) sind die vorstehend beschriebenen organischen Lösemittel (I.2).
Überraschenderweise ist die Komponente (II) ausgesprochen lagerstabil und kann als solche direkt für die Herstellung von haftvermittelnden Primer-Beschichtungen einer Schichtdicke von bis zu 15 μm, insbesondere 10 μm, auf Kunststoffen eingesetzt werden, was ein zusätzlicher wesentlicher Vorteil ist.
Das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem enthält des Weiteren eine mindestens ein Polyisocyanat (111.1) enthaltende Komponente (III). Vorzugsweise ist die Komponente (III) flüssig. Bevorzugt enthält die Komponente (III) deshalb mindestens ein inertes organisches Lösemittel (III.2). Besonders bevorzugt werden zu diesem Zweck die vorstehend beschriebenen inerten organischen Lösemittel (I.2) verwendet.
Die Polyisocyanate (III.1) können auch reaktive funktioneile Gruppen enthalten, die mit aktinischer Strahlung aktivierbar sind und so an der Härtung mit aktinischer Strahlung teilnehmen können. Solche Polyisocyanate (111.1) werden im Folgenden als »Dual- Cure-Polyisocyanate (111.1)« bezeichnet.
Beispiele geeigneter Polyisocyanate (III.1) zur Verwendung in den Komponenten (III) sind aus den deutschen Patentanmeldungen
DE 4421 823 A 1 , Seite 12, Zeilen 4 bis 35; oder DE 199 14 899 A 1, Seite 18, Zeile 40, bis Seite 19, Zeile 9, und Seite 19, Zeile 67, bis Seite 20, Zeile 12;
bekannt.
Beispiele geeigneter Dual-Cure-Polyisocyanate (111.1) zur Verwendung in der Komponente (III) sind aus der deutschen Patentanmeldung DE 101 29 970 A 1, Seite 2, Abs. [0008] mit Verweis auf die europäische Patentanmeldung EP 0 928 800, sowie Seite 6, Abs. [0042], bis Seite 11, Abs. [0099], bekannt.
Darüber hinaus kann die Komponente (III) noch mindestens einen gegenüber Isocyanaten unter Herstell- und Verarbeitungsbedingungen inerten, aber bezüglich der Vernetzung oder Härtung katalytisch wirksamen Zusatzstoff (I.3), wie beispielsweise Dibutylzinndilaurat, enthalten.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem noch mindestens eine Komponente (IV) enthalten, die vorzugsweise die vorstehend beschriebenen organischen Lösemittel (I.2) und/oder die vorstehend beschriebenen Zusatzstoffe (I.3) enthalten oder hieraus bestehen kann.
Die Komponenten (I), (II) und (III) sowie gegebenenfalls (IV) sind wasserfrei. D. h., dass sie kein Wasser oder nur Spuren von Wasser, die bei der Herstellung und/oder der Handhabung der Komponenten unbeabsichtigt eingeschleppt werden, enthalten.
Vorzugsweise erfolgt die Herstellung des erfindungsgemäßen
Mehrkomponentensystems mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dazu werden die Komponenten (I), (II) und (III) sowie gegebenenfalls (IV) separat voneinander durch Vermischen ihrer jeweiligen Bestandteile in den gewünschten Mengen und Homogenisieren der resultierenden Mischungen hergestellt. Dazu können übliche und bekannte Mischverfahren und Vorrichtungen wie Rührkessel, Rührwerksmühlen, Extruder, Kneter, Ultraturrax, In-Iine-Dissolver, statische Mischer, Zahnkranzdispergatoren, Druckentspannungsdüsen und/oder Microfluidizer eingesetzt werden. Gegebenenfalls erfolgt die Herstellung unter Ausschluss von aktinischer Strahlung, sofern die resultierenden Komponenten (I) bis (III) sowie gegebenenfalls (IV)' Bestandteile enthalten, die durch aktinische Strahlung aktivierbar sind: Bis zu ihrer erfindungsgemäßen Verwendung werden die Komponenten (I), (II) und (III) sowie gegebenenfalls (IV) des erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems getrennt voneinander gelagert. Dabei erweisen sich die Komponenten, insbesondere die Komponenten (I) und (II) als ausgesprochen lagerstabil, sodass auch nach einer Lagerung von mehr als neun Monaten keine Phasentrennung und keine irreversible Bildung von Stippen mehr eintreten.
Das erfindungsgemäße Mehrkomponentensystem kann vielfältig, beispielsweise für die Herstellung von Klebstoffen und Dichtungsmassen, die der Herstellung von Klebschichten und Dichtungen dienen, eingesetzt werden. Insbesondere wird es erfindungsgemäß für die Herstellung von Beschichtungsstoffen verwendet.
Für die Herstellung von Beschichtungsstoffen werden die Komponenten (I), (II) und (III) sowie gegebenenfalls (IV) in den gewünschten Mengen miteinander vermischt, wonach die resultierenden Mischungen homogenisiert werden. Zu diesem Zweck können die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren verwendet werden.
Vorzugsweise werden die Komponenten (I), (II) und (III) sowie gegebenenfalls (IV) in einem Verhältnis miteinander vermischt, dass in den resultierenden Beschichtungsstoffen das Äquivalentverhältnis von isocyanatreaktiven funktioneilen Gruppen zu Isocyanatgruppen bei 1 : 2 bis 2 : 1, bevorzugt 1 : 1,5 bis 1,5 : 1 und insbesondere 1 : 1,2 bis 1,2 : 1 liegt.
Bevorzugt werden die Komponenten (I), (II) und (III) sowie gegebenenfalls (IV) in einem Verhältnis miteinander vermischt, dass die resultierenden Beschichtungsstoffe, jeweils bezogen auf ihren Festkörper, 0,5 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 12 Gew.-% und insbesondere 1,5 bis 10 Gew.-% mindestens eines chlorierten Polyolefins (11.1) enthalten.
Die resultierenden Beschichtungsstoffe sind thermisch härtbar. Dies bedeutet, dass sie bei Raumtemperatur oder bei höheren Temperaturen gehärtet werden können. Dabei können die üblichen und bekannten Vorrichtungen, wie Umluftöfen, Heißluftgebläse oder Heizstrahler, insbesondere NIR- od er IR-Strahlen oder Mikrowellenstrahler, verwendet werden.
Die resultierenden Beschichtungsstoffe können auch thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbar sein, was von der Fachwelt auch als Dual-Cure bezeichnet wird. Für die Härtung können die üblichen und bekannten Vorrichtungen, wie UV-Lampen oder Elektronenstrahlquellen eingesetzt werden (vgl. auch die deutsche Patentanmeldung DE 101 29 970 A 1, Seite 13, Abs. [0132]).
5 Vorzugsweise sind die Beschichtungsstoffe thermisch härtbar.
Die Beschichtungsstoffe lassen sich in einfacher Weise sehr gut reproduzierbar herstellen. Sie haben eine Verarbeitungszeit oder Topfzeit, die für ihre sichere und bequeme Weiterverarbeitung im Lackierbetrieb mehr als ausreicht.
10 Bevorzugt werden die Beschichtungsstoffe für die Herstellung von haftvermittelnden und/oder Energie absorbierenden Beschichtungen, insbesondere Primer- Beschichtungen, vorzugsweise einer Schichtdicke von 10 bis 25 μm, bevorzugt 15 bis 20 μm, und/oder Füller-Beschichtungen, vorzugsweise einer Schichtdicke von 25 bis
15 45 μm, bevorzugt 30 bis 40 μm, auf den unterschiedlichsten Substraten verwendet.
Die Substrate können planar oder dreidimensional geformt sein. Sie können aus Metallen bestehen. Außerdem können sie Oberflächenbeschichtungen aus thermoplastischen Kunststoffen oder duroplastischen Materialien, wie Lacke,
20 aufweisen oder aus solchen thermoplastischen Kunststoffen oder duroplastischen Materialien bestehen. Als Kunststoffe kommen beispielsweise ABS, AMMA, ASA, CA, ♦ GAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PC, PC/PBT, PC/PA, PET, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM und UP (Kurzbezeichnungen nach DIN 7728T1) in 5 Betracht. Dabei müssen die Kunststoffe nicht durch Beflammen oder Corona- oder Plasma-Vorbehandlung aufgeraut werden, sondern es genügt, dass der Kunststoff mit einem geeigneten Lösemittel vorgereinigt, mit feinem Schleifpapier oder mit einem Schleifpad angeschliffen und mit dem Lösemittel nachgereinigt wird. Dies stellt ein ganz besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Mehrkomponentensystems, der 0 hieraus hergestellten Beschichtungsstoffe und ihrer erfindungsgemäßen Verwendung dar.
Die Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen können daher insbesondere dem Beschichten, Verkleben und Abdichten von Karosserien von 5 Fortbewegungsmitteln, inklusive mit Motorkraft und/oder Muskelkraft betriebene Fortbewegungsmittel, wie Personenkraftwagen, Nutzfahrzeuge, Omnibusse, Fahrräder, Schienenfahrzeuge, Wasserfahrzeuge und Fluggeräte, und Teilen hiervon, Bauwerken und Teilen hiervon, Türen, Fenster, Möbeln, industriellen Kleinteilen, mechanischen, optischen und elektronischen Bauteilen, Coils, Container, Emballagen, Glashohlkörpern und Gegenständen des täglichen Bedarfs, dienen.
Die Applikation der Beschichtungsstoffe, -Klebstoffe und -Dichtungsmassen, insbesondere der Beschichtungsstoffe, auf die genannten Substrate kann durch alle üblichen Applikationsmethoden, wie z.B. Spritzen, Rakeln, Streichen, Gießen, Tauchen, Tränken, Träufeln oder Walzen erfolgen. Dabei kann das zu beschichtende Substrat als solches ruhen, wobei die Applikationseinrichtung oder -anläge bewegt wird. Indes kann auch das zu beschichtende Substrat, insbesondere ein Coil, bewegt werden, wobei die Applikationsanlage relativ zum Substrat ruht oder in geeigneter Weise bewegt wird.
Dabei erweisen sich die Beschichtungsstoffe als besonders leicht und sicher applizierbar. Die resultierenden Nassschichten können vor ihrer Härtung nass-in-nass überlackiert und danach gemeinsam mit den überlackierten Schichten gehärtet werden (Nass-in-nass-Verfahren).
Die Beschichtungsstoffe, -Klebstoffe und -Dichtungsmassen, insbesondere die Beschichtungsstoffe, können aber auch unmittelbar nach ihrer Applikation mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren gehärtet werden.
Die resultierenden Klebschichten stellen eine dauerhafte haftfeste Verbindung zwischen den zu verklebenden Substraten her, die auch durch die Belastung mit Feuchtigkeit, Licht und/oder stark wechselnden Temperaturen nicht gelöst wird.
Die resultierenden Dichtungen sind gegenüber mechanischer, chemischer und thermischer Einwirkung stabil und dichten daher die Substrate dauerhaft ab.
Die resultierenden Beschichtungen, insbesondere die Primer-Beschichtungen und Füller-Beschichtungen können ebenfalls sehr gut überlackiert werden.
Die Beschichtungen weisen auch nach der Belastung mit Feuchtigkeit eine besonders hohe Haftung zu den Substraten und zu den überlackierten Schichten auf. Insbesondere bieten die Füller-Beschichtungen einen hervorragenden Schutz vor der
Schädigung durch mechanische Einwirkung, wie beispielsweise Steinschlag. Die Qualität der Beschichtungen ist so hervorragend, dass sie für die Automobilserienlackierung und Autoreparaturiackierung eingesetzt werden können.
Beispiele
Beispiele 1 und 2
Die Herstellung der Mehrkomponentensysteme 1 und 2 1. Die Herstellung der Komponenten (I): 1.1 Die Herstellung der Komponente (la): Für die Herstellung der Komponente (la) wurden zunächst 25,9 Gewichtsteile (berechnet als Feststoff) eines hydroxylgruppenhaltigen Methacrylatcopolymerisats (Macrynal ® SM 515 der Firma Hoechst) und 0,46 Gewichtsteile Disperbyk © 110 (Dispergierhilfsmittel der Firma Byk Chemie) und 0,28 Gewichtsteile Byk ® P104S (Oberflächen wirksames Additiv der Firma Byk Chemie) miteinander vermischt, wonach die resultierenden Mischung homogenisiert wurde.
In die homogenisierte Mischung wurden in einem Dissolver 0,93 Gewichtsteile Bentone ® 34 der Firma Rheox (organisch modifizierte Smektite und Bentonite) und 0,46 Gewichtsteile Aerosil ® R972 der Firma Degussa (pyrogene Kieselsäure) stippenfrei ' eingerührt und so lange dissolvert, bis die Rheologiehilfsmittel aufgeschlossen waren.
Danach wurden 0,37 Gewichtsteile Nero Flammruss 101 der Firma Degussa, 13 Gewichtsteile Titandioxid Tiona ® RCL-472 der Firma Millennium, 6,5 Gewichtsteile Aluminiumsilikat ASP 600 der Firma Langer, 7,4 Gewichtsteile Zinkphosphat ZP-BS-M der Firma Waardals und 13 Gew.-% Halox ® SZP-391 der Firma Heubach (Calcium- Strontium-Zink-Phosphor- Silikate) eingerührt, wonach die resultierende Mischung auf einer Rührwerksmühle (ZWM der Firma Naintzsch) auf eine Feinheit von 15 bis 18 μm gemahlen wurde.
Anschließend wurden 22,5 Gewichtsteile Ester und 2 Gewichtsteile Aromaten zugesetzt, wonach die Komponente (la) durch Zugabe von 1,9 Gewichtsteilen Baysilon ® OL 44 (Verlaufmittel der Firma Borchers), 0,5 Gewichtsteilen (berechnet als Festharz) einer organischen Lösung von Nitrozellulose Chips E 510 der Firma Woiff Walsrode und 0,1 Gewichtsteilen einer 10-prozentigen organischen Lösung von Dibutylzinndilaurat komplettiert wurde. Die resultierende Komponente (la) war ausgesprochen lagerstabil und wies auch nach neun Monaten Lagerung keine Phasentrennung und keine Bildung von Stippen auf.
1.2 Die Herstellung der Komponente (Ib):
Für die Herstellung der Komponente (Ib) wurden zunächst 25,41 Gewichtsteile (berechnet als Feststoff) eines hydroxylgruppenhaltigen Methacrylatcopolymerisats (Macrynal ® SM 515 der Firma Hoechst) und 0,28 Gewichtsteile Disperbyk © 111 (Dispergierhilfsmittel der Firma Byk Chemie) und 0,23 Gewichtsteile Byk © P104S (Oberflächen wirksames Additiv der Firma Byk Chemie) miteinander vermischt, wonach die resultierende Mischung homogenisiert wurde.
In die homogenisierte Mischung wurden in einem Dissolver 0,9 Gewichtsteile Bentone ® 34 der Firma Rheox (organisch modifizierte Smektite und Bentonite) und 0,46 Gewichtsteile Aerosil ® R972 der Firma Degussa (pyrogene Kieselsäure) stippenfrei eingerührt und so lange dissolvert, bis die Rheologiehilfsmittel aufgeschlossen waren.
Danach wurden 0,037 Gewichtsteile Bayferrox © 316 der Firma Bayer AG, 12,9 Gewichtsteile Titandioxid Tiona © RCL-472 der Firma Millennium, 6,5 Gewichtsteile Aluminiumsilikat ASP 600 der Firma Langer, 4,6 Gewichtsteile Luzenac ® der Firma Tale de Luzenac (Magnesium-Aluminiumsilikat), 7,4 Gewichtsteile Heucophos ® ZPA der Firma Heubach (Zinkphosphat) und 5,5 Gewichtsteile Heucophos ® CAPP der Firma Heubach (Calcium-Aluminiumpolyphosphatsilikathydrat) eingerührt, wonach die resultierende Mischung auf einer Rührwerksmühle (ZWM der Firma Naintzsch) auf eine Feinheit von 15 bis 18 μm gemahlen wurde.
Anschließend wurden 25 Gewichtsteile Ester und 2 Gewichtsteile Aromaten zugesetzt, wonach die Komponente (Ib) durch Zugabe von 1,9 Gewichtsteilen Baysilon ® OL 44 (Verlaufmittel der Firma Borchers), 0,53 Gewichtsteilen (berechnet als Festharz) einer organischen Lösung von Nitrozellulose Chips E 510 der Firma Woiff Walsrode und 0,1 Gewichtsteilen einer 10-prozentigen organischen Lösung von Dibutylzinndilaurat komplettiert wurde.
Die resultierende Komponente (Ib) war ausgesprochen lagerstabil und wies auch nach neun Monaten Lagerung keine Phasentrennung und keine Bildung von Stippen auf.
2. Die Herstellung der Komponenten (II): 2.1 Die Herstellung der Komponente (lla): Die Komponente (lla) wurde durch Vermischen von 62 Gewichtsteilen Ester, 18 Gewichtsteilen Aromaten und 20 Gewichtsteilen des chlorierten Polyolefins CP 343.3 der Firma Eastman und Homogenisieren der resultierenden Mischung hergestellt.
2.2 Die Herstellung der Komponente (llb): Die Komponente (llb) wurde durch Vermischen von 54,5 Gewichtsteilen Ester, 10,5 Gewichtsteilen Aromaten und 35 Gewichtsteilen des chlorierten Polyolefins CP 343.3 der Firma Eastman und Homogenisieren der resultierenden Mischung hergestellt. 10 Die Komponenten (lla) und (llb) waren lagerstabil und wiesen auch nach einer Lagerung von mehr als acht Monaten keine Phasentrennung und keine Bildung von Stippen auf. Überraschenderweise konnten sie auch direkt für die Herstellung von haftvermittelnden Primer-Beschichtungen einer Schichtdicke von bis zu 15 μm auf 15 Kunststoffen eingesetzt werden.
3. Die Herstellung der Komponente (III): Die Komponente (III) wurde aus 30 Gewichtsteilen Basonat ® Hl 190/B/S der Firma BASF Aktiengesellschaft (Isocyanurat auf der Basis von Hexamethylendiisocyanat), 20 8,4 Gewichtsteilen eines Isocyanurats auf Basis von Isophorondiisocyanat, 61,2 Gewichtsteilen organische Lösemittel (Gemisch aus Ester und Aromaten) und 0,4 t Gewichtsteilen einer 10-prozentigen Lösung von Dibutylzinndilaurat in einem organischen Lösemittel hergestellt.
25 4. Das Mehrkomponentensystem 1 : Das Mehrkomponentensystem 1 des Beispiels 1 bestand aus den Komponenten (la), (lla) und (III).
5. Das Mehrkomponentensystem 2: 30 Das Mehrkomponentensystem 2 des Beispiels 2 bestand aus den Komponenten (Ib), (llb) und (III).
Die Mehrkomponentensysteme 1 und 2 waren hervorragend für die Herstellung von Beschichtungsstoffen geeignet.
35 Beispiele 3 und 4 Die Herstellung von Beschichtungen unter Verwendung der Mehrkomponentensysteme 1 und 2
Für das Beispiel 3 wurde das Mehrkomponentensystem 1 des Beispiels 1 verwendet.
Für das Beispiel 4 wurde das Mehrkomponentensystem 2 des Beispiels 2 verwendet.
Der Beschichtungsstoff 1 des Beispiels 3 wurde mit Hilfe des Mehrkomponentensystems 1 hergestellt, indem man die Komponenten (la), (lla) und (III) im Gewichtsverhältnis von 2 : 1 : 1 miteinander vermischte und die resultierende Mischung homogenisierte.
Der Beschichtungsstoff 2 des Beispiels 4 wurde mit Hilfe des Mehrkomponentensystems 2 hergestellt, indem man die Komponenten (Ib), (llb) und (III) im Gewichtsverhältnis von 2 : 1 : 1 miteinander vermischte und die resultierende Mischung homogenisierte.
Die Komponenten der Mehrkomponentensysteme 1 und 2 konnten in kurzer Zeit problemlos miteinander vermischt werden. Die resultierenden Beschichtungsstoffe 1 und 2 wiesen einen Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen (volatile organic compounds, VOC) auf, der die Anforderungen der Praxis von VOC < 540 g/l oder 4,5 lab/gal erfüllte. Die Beschichtungsstoffe 1 und 2 wiesen eine Verarbeitungszeit oder Topfzeit von mehreren Stunden auf und konnten daher bequem weiterverarbeitet werden. Insbesondere konnten sie sehr leicht mit Hilfe der üblichen und bekannten Spritzapplikationsverfahren appliziert werden.
Die Beschichtungsstoffe 1 und 2 wurden mit Spritzpistolen SATA ® Nr. 2000-1,3 mm bei einem Spritzdruck von 2 bar in einer Nassschichtdicke auf Kunststoffsubstrate appliziert, dass nach der Trocknung und der Härtung der Nassschichten 1 und 2 Füller- Beschichtungen 1 und 2 mit Trockenschichtdicken von 30 μm resultierten.
Die Kunststoffsubstrate bestanden aus mit EPDM-Kautschuk schlagzähmodifiziertem Polypropylen, Polycarbonat und weiß und schwarz eingefärbtem TPO (Blend aus maleiniertem Polypropylen, einem Elastomeren und einem aminterminierten Polyether), deren Oberfläche lediglich mit einem geeigneten Lösemittel vorgereinigt, mit feinem Schleifpapier angeschliffen und mit dem Lösemittel nachgereinigt worden war. Die mit den Nassschichten 1 und 2 beschichteten Kunststoffsubstrate wurden in einer ersten Serie nass-in-nass mit einem üblichen und bekannten Zweikomponenten- Unidecklack von BASF Coatings AG überlackiert. In einer zweiten Serie wurden sie nass-in-nass mit einem üblichen und bekannten Metallic-Basislack und einem üblichen und bekannten Zweikomponenten-Klarlack (beide von BASF Coatings AG) überlackiert. Anschließend wurden die Nassschichten gemeinsam gehärtet (Nass-in- nass-Verfahren). Alle resultierenden Lackierungen waren frei von Oberflächenstörungen wie Stippen.
Alle Lackierungen wiesen auf allen Kunststoffsubstraten eine hervorragende Haftung auf (Gitterschnitttest nach DIN EN ISO 2409: Gt 0; Mercedes-Benz LPV 2200.40100 mit Messer: i.O.), die auch nach der Belastung mit Feuchtigkeit (Spritzwassertest BASF Inventamummer 1490, 240 h; Spritzwassertest und 240 h Konstantklima-Test nach DIN EN 50017) und einer sich an die Belastung anschließenden Ruhezeit von 1 h und 24 h sowie bei tiefen Temperaturen (- 40 °C) nicht abnahm. Auch der hervorragende optische Gesamteindruck (Appearance) der Decklackierungen blieb in vollem Umfang erhalten.

Claims

Patentansprüche
1. Mindestens drei Komponenten enthaltendes Mehrkomponentensystem, enthaltend
(I) eine von chlorierten Polyolefinen freie, mit Polyisocyanaten härtbare Komponente, enthaltend
(1.1) mindestens ein Bindemittel mit isocyanatreaktiven funktioneilen Gruppen und
(1.2) mindestens ein organisches Lösemittel, (II) eine von Bindemitteln (1.1) freie Komponente, enthaltend
(11.1) mindestens ein chloriertes Polyolefin und
(11.2) mindestens ein organisches Lösemittel, (III) eine mindestens ein Polyisocyanat (111.1) enthaltende oder hieraus bestehende Komponente.
2. Mehrkomponentensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (II), bezogen auf ihre Gesamtmenge,
(11.1) 5 bis 40 Gew.-% mindestens eines chlorierten Polyolefins, berechnet als Festkörper, enthält.
3. Mehrkomponentensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (II), bezogen auf ihre Gesamtmenge
(11.1) 10 bis 35 Gew.-% mindestens eines chlorierten Polyolefins, enthält.
4. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das chlorierte Polyolefin (11.1), bezogen auf seine Gesamtmenge, 10 bis 45 Gew.-% Chlor enthält.
5. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das chlorierte Polyolefin (11.1), bezogen auf seine Gesamtmenge, 15 bis 20 Gew.-% Chlor enthält.
6. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (I)
(1.3) mindestens einen Zusatzstoff enthält.
7. Mehrkomponentensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff (1.3) aus der Gruppe, bestehend aus physikalisch härtbaren Bindemitteln, die von den vorstehend beschriebenen Bindemitteln (1.1) verschieden sind; Pigmenten; molekulardispers löslichen Farbstoffen; Lichtschutzmitteln, wie UV-Absorber und reversible Radikalfänger (HALS); Antioxidantien; Netzmitteln; Emulgatoren; Slipadditiven; Antiabsetzmitteln; ' -' Polymerisationsinhibitoren; Katalysatoren für die thermische Vernetzung; thermolabilen radikalischen Initiatoren; Photoinitiatoren und -coinitiatoren; Haftvermittlem; Verlaufmitteln; filmbildenden Hilfsmitteln; Rheologiehilfsmitteln oder rheologiesteuemden Additiven (Verdicker und strukturviskose Sag control agents, SCA); Flammschutzmitteln; Korrosionsinhibitoren; Wachsen; Sikkativen; Bioziden und/oder Mattierungsmitteln; ausgewählt ist.
8. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Lösemittel (I.2) und (II.2) isocyanatreaktive Gruppen enthalten.
9. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die isocyanatreaktiven funktionellen Gruppen aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppen, Thiolgruppen und primären und sekundären Aminogruppen, ausgewählt sind.
10. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (III) mindestens ein inertes organisches Lösemittel (III.2) enthält.
5 11. Mehrkomponentensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es noch mindestens eine weitere Komponente (IV) enthält.
12. Verfahren zur Herstellung eines mindestens drei Komponenten enthaltenden
10 Mehrkomponentensystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (I), (II) und (III) sowie gegebenenfalls (IV) separat voneinander durch Vermischen ihrer jeweiligen Bestandteile und Homogenisieren der resultierenden Mischungen hergestellt werden.
15 13. Verwendung des mindestens drei Komponenten enthaltenden Mehrkomponentensystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und des gemäß dem Verfahren gemäß Anspruch 12 hergestellten mindestens drei Komponenten enthaltenden Mehrkomponentensystems zur Herstellung von Beschichtungsstoffen.
20 14. Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsstoffe durch Vermischen der Komponenten (I), (II) und (III) sowie gegebenenfalls (IV) und Homogenisieren der resultierenden Mischungen hergestellt werden.
25 15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (I), (II) und (III) sowie gegebenenfalls (IV) in einem Verhältnis miteinander vermischt werden, dass in den resultierenden Beschichtungsstoffen das Äquivalentverhältnis von isocyanatreaktiven
30 funktionellen Gruppen zu Isocyanatgruppen bei 1 : 2 bis 2 : 1 liegt.
16. Verwendung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierenden Beschichtungsstoffe, bezogen auf ihren Festkörper, 0,5 bis 15 Gew.-% mindestens eines chlorierten Polyolefin (11.1) enthalten. 5
17. Verwendung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsstoffe der Herstellung von haftvermittelnden und/oder Energie absorbierenden Beschichtungen auf Substraten dienen.
18. Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate Oberflächenbeschichtungen aus thermoplastischen Kunststoffen oder duroplastischen Materialien aufweisen oder hieraus bestehen.
19. Verwendung der Komponente (II) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 und der nach dem Verfahren gemäß Anspruch 12 hergestellten Komponente (II) für die Herstellung von haftvermittelnden Primer-Beschichtungen einer Schichtdicke von bis zu 15 μm, insbesondere 10 μm, auf Kunststoffen.
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