Basislacke für überbrannte Mehrschichtlackierungen Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft thermisch härtbare Basislacke, ihre Herstellung und Verwendung sowie die Basislacke enthaltenen Mehrschicht- und Doppellackierungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung. Weiterhin betrifft die Erfindung Substrate, die mit den Basislacken bzw. den Mehrschicht- und Doppellackierungen beschichtet sind.
Stand der Technik
Im Bereich der Kraftfahrzeugserienlackierung eingesetzte Mehrschichtlackierungen bestehen heute im Allgemeinen aus einer elektrophoretisch aufgebrachten, vor Korrosion und Steinschlag schützenden Grundierung und einer nachfolgend vor Steinschlag schützenden und die Oberfläche glättenden Füllerschicht. Die Füllerschicht wird dabei meist auf die bereits eingebrannte Grundierung aufgebracht und gehärtet. Es ist aber auch möglich, Grundierung und Füllerschicht gemeinsam zu härten. Auf die ausgehärtete Füllerschicht wird anschließend eine Einschichtlackierung oder eine dekorative Zweischichtlackierung aus einer abhängig vom jeweiligen Farbton in einem oder mehreren Spritzgängen applizierten farb- und/oder effektgebenden Basislackschicht und einer darauf Nass-in-Nass applizierten, schützenden Klarlackschicht aufgebracht. Anschließend wird die Einschichtlackierung bzw. werden die Basislackschicht(en) und die Klarlackschicht gemeinsam gehärtet. „Nass-in-nass-Lackierung" ist eine Bezeichnung für zwei- oder mehrfache Lackierung ohne Zwischentrocknung (Römpp Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart / New York 1998, ISBN 3-13-776001 -1 , Stichwort „Nass-in-Nass- Lackierung"). Nass-in-nass-Lackierungen und entsprechende Verfahren sind beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 199 48 004 A1 (Seite 17, Zeile 37, bis Seite 19, Zeile 22), oder dem deutschen Patent DE 100 43 405 C1 (Spalte 3, Absatz [0018], und Spalte 8, Absatz [0052], bis Spalte 9, Absatz [0057], in Verbindung mit Spalte 6, Absatz [0039], bis Spalte 8, Absatz [0050]) bekannt. Sie werden sowohl für die
Serienlackierung (OEM) als auch für die Reparaturlackierung von Automobilkarossen eingesetzt.
Während des Lackiervorgangs der Serienlackierung kann bei der thermischen Härtung ein Überbrennen der Basis- und/oder Klarlackschichten auftreten. Überbrennen ist eine Bezeichnung für das Einbrennen eines Beschichtungsstoffes mit höherer Energiezufuhr (Einbrennzeit und/oder -temperatur werden überschritten) als für eine vollständige Vernetzung notwendig ist (Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Seite 585, Stichwort„Überbrennen"). Wenn jedoch keine zusätzlichen Lackierstörungen wie Verlaufstörungen oder Trocknungsstörungen auftreten, wird die Lackierung in der Regel freigegeben (vgl. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, ISBN 3-13-776001 -1 , Stichwort„Lackierstörungen").
Ist die Lackierung überbrannt worden und weist zudem Lackierstörungen auf, wird die überbrannte Mehrschichtlackierung aus Basis- und Klarlackierung in den Bereichen, in denen die Lackierstörungen aufgetreten sind, gegebenenfalls abgeschliffen und die Karosserie erneut in den Lackierprozess eingebracht. In diesem Prozess werden abermals Basis- und Klarlack appliziert, getrocknet und gehärtet (die resultierenden Schichten werden im Folgenden als „zusätzliche Basislackierung" bzw.„zusätzliche Klarlackierung" bezeichnet). Der Lackaufbau aus überbrannten Mehrschichtlackierung und zusätzlicher Basis- und Klarlackierung wird „Doppellackierung" genannt.
Ist die Klarlackierung des ersten Lackierprozesses überbrannt, verringert sich jedoch die Haftung einer darüber aufgebrachten zusätzlichen Basislackierung. Vor allem seit dem Einsatz von hochkratzfesten Klarlacken können Haftungseigenschaften zwischen der überbrannten Mehrschichtlackierung und der zusätzlichen Basislackschicht unzureichend sein. Dieses Phänomen tritt vor allem auf, wenn die überbrannte Mehrschichtlackierung vor dem Auftrag der Doppellackierung nicht geschliffen wird.
Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Es sollten
thermisch härtbare Basislacke zur Verfügung gestellt werden, die als zusätzliche Basislackschicht in einer Doppellackierung insbesondere auf überbrannten Mehrschichtlackierungen deutlich verbesserte Haftungseigenschaften aufweisen als Basislacke des Standes der Technik. Zudem sollten die Basislacke geeignet sein, sowohl als zusätzlicher Basislack als auch als Basislack der überbrannten Mehrschichtlackierung eingesetzt zu werden. Dies hätte den Vorteil, dass für den Lackierprozess auch im Falle des Überbrennens lediglich ein einziger Basislack zur Verfügung gestellt werden müsste. Der Begriff „thermische Härtung" bedeutet die durch Hitze initiierte Vernetzung einer Lackschicht.
„Basislack" ist eine Bezeichnung für einen in der Automobil-Lackierung üblichen farbgebenden Zwischenbeschichtungsstoff. Die resultierende Basislackierung ist Teil einer Mehrschichtlackierung, die weiterhin eine oberste Schicht einer Klarlackierung umfasst, die die Basislackierung vor Witterungseinflüssen, mechanischen und chemischen Angriffen schützt (Römpp Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart / New York 1998, ISBN 3-13-776001 -1 , Stichwort „Basislack"). In einer Mehrschichtlackierung können auch mehrere Basislackierungen übereinander angeordnet sein.
Lösung der Aufgabe
Überraschenderweise wurden Basislacke gefunden, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen. Es wurden Basislacke gefunden, die in einer Doppellackierung als zusätzliche Basislackierungen auf überbrannten Mehrschichtlackierungen eine hervorragende Haftung aufweisen. Zudem ließ sich der Basislack in der überbrannten Mehrschichtlackierung einsetzen. Demgemäß wurden thermisch härtbare Basislacke gefunden, die a. mindestens ein Polyurethanharz als Bindemittel,
b. mindestens ein Pigment,
c. 30 bis 70 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, und
0,04 bis 2,3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, mindestens einer Verbindung der Formel (I)
R1 und R2 Wasserstoffatome oder lineare oder verzweigte Alkylreste mit 4 bis 24 Kohlenstoffatomen, wobei R1 und R2 gleich oder verschieden sein können,
A und B unabhängig voneinander H, ein Alkalimetall oder NH4 und
x 1 oder 2 bedeuten,
enthalten.
Die zuvor genannten Basislacke werden im Folgenden auch als erfindungsgemäße Basislacke bezeichnet. Die Gewichtsanteile aller Bestandteile des erfindungsgemäßen Basislacks addieren sich zu 100 Gew.-%.
Aus der europäischen Anmeldung EP 0603659A1 und dem US-Patent 4,971841 sind Basis- und Klarlacke bekannt, die Sulfonsäure-Derivate als Härtungskatalysatoren enthalten. Geeignet sind beispielsweise p-Toulolsulfonsäure, Dinonylnaphthalendisulfonsäure oder Dodecylbenzolsulfonsäure. Diese Lacke weisen auf überbrannten Klarlackierungen jedoch eine nicht ausreichende Haftung auf.
Bindemittel
Als Bindemittel im Sinne der vorliegenden Erfindung werden selbstvernetzende und fremdvernetzende Bindemittel verstanden.
Bei fremdvernetzenden Bindemitteln wird ein separat vorliegendes Vernetzungsmittel eingesetzt. Bei selbstvernetzenden Bindemitteln sind separate Vernetzungsmittel nicht erforderlich. Das Vernetzungsmittel enthält reaktive funktionelle Gruppen, die
zu den in den Bindemitteln vorhandenen reaktiven funktionellen Gruppen komplementär sind. Sind die komplementären reaktiven funktionellen Gruppen oder autoreaktiven funktionellen Gruppen, d. h. Gruppen, die "mit sich selbst" reagieren, bereits in den Bindemittelmolekülen vorhanden, liegen selbstvernetzende Bindemittel vor. Beispiele geeigneter komplementärer reaktiver funktioneller Gruppen und autoreaktiver funktioneller Gruppen sind aus der deutschen Patentanmeldung DE 199 30 665 A1 , Seite 7, Zeile 28, bis Seite 9, Zeilen 24, bekannt.
Der erfindungsgemäße Basislack enthält mindestens ein gesättigtes oder ungesättigtes Polyurethanharz als Bindemittel. Geeignete gesättigte oder ungesättigte Polyurethanharze werden beispielsweise beschrieben in
der deutschen Patentanmeldung DE 199 1 1 498 A1 , Spalte 1 , Zeilen 29 bis 49, und Spalte 4, Zeile 23, bis Spalte 1 1 , Zeile 5,
der deutschen Patentanmeldung DE 199 48 004 A1 , Seite 4, Zeile 19, bis Seite 13, Zeile 48,
der europäischen Patentanmeldung EP 0 228 003 A1 , Seite 3, Zeile 24, bis Seite 5, Zeile 40,
der europäischen Patentanmeldung EP 0 634 431 A1 , Seite 3, Zeile 38, bis Seite 8, Zeile 9, oder
- der internationalen Patentanmeldung WO 92/15405, Seite 2, Zeile 35, bis Seite 10, Zeile 32.
Die Polyurethanharze enthalten zur Stabilisierung vorzugsweise entweder
funktionelle Gruppen, die durch Neutralisationsmittel und/oder Quaternisierungsmittel in Kationen überführt werden können, und/oder kationische Gruppen oder
funktionelle Gruppen, die durch Neutralisationsmittel in Anionen überführt werden können, und/oder anionische Gruppen oder
nicht ionische hydrophile Gruppen.
Bevorzugt sind dabei Carboxyl- oder Carboxylatgruppen sowie nucleophile Gruppen wie Amin- oder Hydroxygruppen.
Geeignete Vernetzungsmittel sind beispielsweise Polyisocyanate, die blockierte oder unblockierte NCO-Gruppen aufweisen, und Aminoplastharze wie Melaminformaldehydharze. Die Polyurethanharze sind linear oder enthalten Verzweigungen. Sie können auch als Pfropfpolymere vorliegen. In diesem Fall sind sie bevorzugt mit Acrylatgruppen gepfropft. Die entsprechenden Acrylatgruppen werden vorzugsweise nach Herstellung einer Polyurethan-Primärdispersion in das Polymer eingeführt. Solche Pfropfpolymere sind dem Fachmann gut bekannt und werden beispielsweise in der DE 199 48 004 A1 beschrieben.
Wenn die Bindemittel als selbstvernetzende Systeme vorliegen, dann beträgt der Polyurethanharzgehalt vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-% bevorzugt 50 bis 90 Gew.- % und besonders bevorzugt 50 vorzugsweise 80 Gew.-%, bezogen auf den filmbildenden Festkörper des Basislacks.
Unter filmbildendem Festkörper ist der nichtflüchtige Gewichtsanteil des Beschichtungsstoffes ohne Pigmente, Füllstoffe und der Verbindung nach Formel (I) zu verstehen. Dieser wurde nach DIN EN ISO 3251 bestimmt. Die Messdauer betrug 60 min bei 125 °C.
Im Falle von fremdvernetzenden Systemen liegt der Polyurethanharzgehalt vorzugsweise zwischen 10 und 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 15 und 75 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen 20 und 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf den filmbildenden Festkörper des Basislacks.
Vorzugsweise werden fremdvernetzende Bindemittel eingesetzt.
Weiterhin kann der Basislack Polyacrylate und/oder Polyester als weitere fremd- oder selbstvernetzende Bindemittel enthalten. Diese enthalten mindestens eine reaktive funktionelle Gruppe, die in DE 199 30 665 A1 beschrieben ist (siehe oben).
Polyurethan harze, die Acrylatgruppen enthalten, werden auch als Polyurethanacrylate bezeichnet. Sie sind bevorzugte Bindemittel des erfindungsgemäßen Basislacks. Disulfonate
Die Verbindung nach Formel (I) ist in einem Anteil von 0,04 bis 2,30 Gew.-%, vorzugsweise von 0,04 bis 1 ,60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des erfindungsgemäßen Basislacks, enthalten. Besonders bevorzugt beträgt der Anteil 0,04 bis 1 ,20 Gew.-%.
Wenn der Gehalt der Verbindung (I) unter 0,04 Gew.-% liegt, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe nicht gelöst. Beträgt der Gehalt mehr als 2,3 Gew.-%, müssen unter Umständen Nachteile, wie z. B. eine Verschlechterung der Eigenschaften der Lackierungen nach Schwitzwasserbelastung, in Kauf genommen werden.
Vorzugsweise ist mindestens einer der Reste R1 und R2 ein Alkylrest. Bevorzugt ist genau ein Rest R1 oder R2, besonders bevorzugt R1 , ein Alkylrest. Besonders bevorzugt ist R1 ein Alkylrest und R2 = H.
Bevorzugte Alkylreste sind linear oder verzweigt mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 6, 12 oder 16 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt 12 Kohlenstoffatomen. Die Alkylreste sind vorzugsweise verzweigt. Als Verbindungen der Formel (I) können Verbindungen eingesetzt werden, in denen die Variable x 1 oder 2 ist. Darüber hinaus können auch Gemische mit x = 1 und x = 2 zum Einsatz kommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind A und B Wasserstoffatome, Alkalimetalle oder NH4. Besonders bevorzugte Alkalimetalle sind Na und K. Ganz besonders bevorzugt ist A = B = Na.
Besonders bevorzugte Disulfonate werden beispielsweise in Form einer wässrigen Lösung unter dem Handelsnamen Dowfax 2A1 der Dow Chemical Company angeboten. Pigmente
Die erfindungsgemäßen Basislacke enthalten mindestens ein Pigment. Vorzugsweise enthalten die Basislacke 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, mindestens eines Pigments. Bevorzugt sind Basislacke, die 2 bis 10 Gew.-% Pigmente enthalten.
Pigmente sind pulver- oder plättchenförmige Farbmittel, die im Gegensatz zu Farbstoffen im umgebenden Medium unlöslich sind (vgl. Römpp Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart / New York 1998, ISBN 3-13-776001 -1 , Stichwort„Pigmente").
Vorzugsweise wird das Pigment aus der Gruppe bestehend aus organischen und anorganischen, farbgebenden, effektgebenden, färb- und effektgebenden, magnetisch abschirmenden, elektrisch leitfähigen, korrosionshemmenden, fluoreszierenden und phosphoreszierenden Pigmenten ausgewählt. Bevorzugte Pigmente sind färb- und/oder effektgebende Pigmente.
Organische Lösemittel
Die erfindungsgemäßen Basislacke können organische Lösemittel enthalten. Vorzugsweise sind maximal 15 Gew.-% organische Lösemittel, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, enthalten. Dies ist ein Spezifikationswert der Automobilindustrie für den Anteil an flüchtigen organischen Verbindungen, der nicht überschritten werden sollte.
Wasser
Die Basislacke enthalten 30 bis 70 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Basislacke. Vorzugsweise sind 35 bis 65 Gew.-% Wasser enthalten. Entsprechende Basislacke werden im Stand der Technik häufig als Wasserlacke oder wässrige Lacke bezeichnet.
Katalysatoren
Die erfindungsgemäßen Basislacke können Katalysatoren für die Vernetzungsreaktion der reaktiven funktionellen Gruppen der Bindemittel und ggf. vorhandenen Vernetzungsmittel enthalten, die von den Verbindungen der Formel (I) verschieden sind. Die Basislacke können 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, mindestens eines Katalysators enthalten. Geeignete Katalysatoren sind beispielsweise Sulfon- oder Phosphonsäurederivate.
Hilfs- und Zusatzstoffe
Die erfindungsgemäßen Basislacke können Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten, welche verschieden sind von den zuvor genannten Stoffen. Vorzugsweise enthalten die Basislacke 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, mindestens eines Hilfs- oder Zusatzstoffs. Geeignete Hilfs- oder Zusatzstoffe sind die üblicherweise in der Lackindustrie eingesetzten, bekannten Hilfs- und Zusatzstoffe.
Beispiele für geeignete Hilfs- und Zusatzstoffe sind z.B. Antioxidantien, Entlüftungsmittel, Netzmittel, Dispergiermittel, Emulgatoren, Rheologiehilfsmittel wie Verlaufsmittel, Verdickungsmittel, filmbildende Hilfsmittel, Antiablaufmittel und Thixotropiermittel, Wachse und wachsartige Verbindungen, Slipadditive, Reaktivverdünner, Füllstoffe, Farbstoffe, Nanopartikel, Rieselhilfen, Sikkative, Biozide, Additive zur Verbesserung der Untergrundbenetzung, Additive zur Verbesserung der Oberflächenglätte, Sag-Control-Agents (SCAs), Mattierungsmittel, Radikalfänger, Lichtschutzmittel, Haftvermittler, Korrosionsinhibitoren, Initiatoren für radikalische Polymerisationen, Flammschutzmittel oder Polymerisationsinhibitoren, wie sie in dem Buch„Lackadditive" von Johan Bielemann, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, im Detail beschrieben werden. Geeignete Zusatzstoffe der vorstehend genannten Art sind beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 199 48 004 A1 , Seite 14, Zeile 4, bis Seite 17, Zeile 5, und dem deutschen Patent DE 100 43 405 C1 , Spalte 5, Absätze [0031 ] bis [0033], bekannt.
Erfindungsgemäße Basislacke
Der Festkörpergehalt des erfindungsgemäßen Basislacks kann je nach den Erfordernissen des Einzelfalls variieren. In erster Linie richtet sich der Festkörpergehalt nach der für die Applikation, insbesondere Spritzapplikation, erforderlichen Viskosität, so dass sie vom Fachmann aufgrund seines allgemeinen Fachwissens gegebenenfalls unter Zuhilfenahme weniger orientierender Versuche eingestellt werden kann.
Vorzugsweise liegt der Festkörpergehalt der erfindungsgemäßen Basislacke bei 5 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 10 bis 65 Gew.-% und insbesondere bei 12 bis 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks.
Unter Festkörpergehalt ist derjenige Gewichtsanteil zu versehen, der unter festgelegten Bedingungen beim Eindampfen als Rückstand verbleibt. Dieser wurde nach DIN EN ISO 3251 bestimmt. Die Messdauer betrug 60 min bei 125°C.
Die Basislacke sind thermisch härtbar. Darüber hinaus können sie mit aktinischer Strahlung gehärtet werden. Die Basislacke können zudem Bindemittel enthalten, die physikalisch gehärtet werden können.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „physikalische Härtung" die Bildung eines Films durch Abgabe von Lösemitteln (insbesondere organische Lösemittel und Wasser) aus Polymerlösungen oder Polymerdispersionen. Üblicherweise sind hierfür keine Vernetzungsmittel notwendig.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter „aktinischer Strahlung" elektromagnetische Strahlung wie nahes Infrarot (NIR), sichtbares Licht, UV- Strahlung, Röntgenstrahlung oder γ-Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, und Korpuskularstrahlung wie Elektronenstrahlung, Betastrahlung, Alphastrahlung, Protonenstrahlung oder Neutronenstrahlung, insbesondere Elektronenstrahlung, zu verstehen. Werden die thermische Härtung und die Härtung mit aktinischer Strahlung gemeinsam angewandt, spricht man auch von„Dual Cure".
Die erfindungsgemäßen Basislacke können als Einkomponenten(1 K), Zweikomponenten(2K)- oder Mehrkomponenten-Systeme zur Anwendung kommen.
In Einkomponenten-Systemen liegen Bindemittel und Vernetzungsmittel nebeneinander, d.h. in einer Komponente, vor. Voraussetzung hierfür ist, dass die beiden Bestandteile erst bei höheren Temperaturen und/oder bei Bestrahlen mit aktinischer Strahlung miteinander vernetzen. Geeignete Vernetzungsmittel sind beispielsweise blockierte Polyisocyanate. In Zwei- und Mehrkomponenten-Systemen liegen Bindemittel und Vernetzungsmittel getrennt voneinander in mindestens zwei Komponenten vor, die erst kurz bzw. unmittelbar vor der Applikation, also innerhalb der Verarbeitungszeit, zusammengegeben werden. Diese Form wird dann gewählt, wenn Bindemittel und Vernetzungsmittel bereits bei Raumtemperatur (20 bis 25 °C) miteinander reagieren. Geeignet sind zum Beispiel unblockierte Polyisocyanate als Vernetzungsmittel.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein Basislack, der ein Gemisch aus einem Polyurethanacrylat und einem Polyester als Bindemittel, ein Melaminformaldehydharz als Vernetzungsmittel, 0,04 bis 1 ,20 Gew.-% mindestens einer Verbindung nach Formel (I) mit R2 = H und A = B = Na, 35 bis 65 Gew.-% Wasser und 2 bis 10 Gew.-% Pigmente, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, enthält.
Weitere Gegenstände der Erfindung
Die erfindungsgemäßen Basislacke werden vorzugsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Basislacks hergestellt.
Demnach ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Basislacks ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Dabei kann der Basislack durch Vermischen und ggf. Homogenisieren der oben genannten Bestandteile hergestellt werden. Vorzugsweise wird er in den bereits genannten Mischungsverhältnissen miteinander vermischt und ggf. homogenisiert. In Zwei- oder Mehrkomponenten- Systemen werden Bindemittel und Vernetzungsmittel innerhalb der Verarbeitungszeit
zur Applikation zusammengegeben. Bei Spritzanlagen entfällt eine Beschränkung durch die Verarbeitungszeit, da das Mischen hier erst unmittelbar vor der Applikation im Spritzvorgang vorgenommen wird (vgl. Römpp Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart / New York 1998, ISBN 3-13-776001 -1 , Stichwort „Zweikomponenten-Lacke"). Die Herstellung des erfindungsgemäßen Basislacks kann unter Einsatz der für die Herstellung von Basislacken üblichen und bekannten Mischverfahren und Mischaggregate erfolgen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Basislacks als Basislack in einer Mehrschichtlackierung. Die Mehrschichtlackierung umfasst mindestens eine Basislackierung eines erfindungsgemäßen Basislacks und mindestens eine Klarlackierung.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Basislacks als Basislack in einer Doppellackierung. Die Doppellackierung umfasst mindestens eine Mehrschichtlackierung, welche aus mindestens einer Basislackierung des erfindungsgemäßen Basislacks und mindestens einer Klarlackierung besteht. Weiterhin umfasst die Doppellackierung mindestens eine zusätzliche Basislackierung des erfindungsgemäßen Basislacks und mindestens eine zusätzliche Klarlackierung, die über der überbrannten Mehrschichtlackierung angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Mehrschichtlackierung überbrannt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Mehrschichtlackierung, wie sie oben definiert wurde. Diese weist mindestens eine Basislackierung des erfindungsgemäßen Basislacks und mindestens eine Klarlackierung auf.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Doppellackierung, wie sie oben definiert wurde. Der erfindungsgemäße Basislack wird sowohl als Basislack für die Herstellung der oben genannten Mehrschichtlackierung als auch für die Herstellung der zusätzlichen Basislackierung herangezogen. Vorzugsweise ist die Mehrschichtlackierung überbrannt. Im Falle des Überbrennens ist es somit nicht notwendig, einen Basislack anderer Zusammensetzung zur Verfügung zu stellen.
Vielmehr kann der gleiche, erfindungsgemäße Basislack sowohl als Basislack der Mehrschichtlackierung als auch als zusätzliche Basislackierung eingesetzt werden.
Die Klarlacke der Mehrschichtlackierung und der zusätzlichen Klarlackierung können handelsübliche Klarlacke sein. Vorzugsweise werden für die Klarlackierung der Mehrschichtlackierung und die zusätzliche Klarlackierung die gleichen Klarlacke eingesetzt.
Die Lackierung des erfindungsgemäßen Basislacks wird vorzugsweise in einer Trockenfilmschichtdicke von 4 bis 35 μιη aufgetragen. Bevorzugt ist eine Trockenfilmschichtdicke von 6 bis 30 μιη, besonders bevorzugt 6 bis 25 μιη.
Die erfindungsgemäßen Basislacke sowie die weiteren Lacke der Mehrschicht- bzw. Doppellackierung können mit den üblichen Verfahren wie Spritzen (z.B. Airless, Airmix, Druckluft, Heißspritzverfahren oder Induktionsvermischung), Walzen, Rollen, Streichen oder über eine Kartusche appliziert werden. Vorzugsweise werden die Lacke gespritzt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung. Dabei werden nacheinander mindestens ein erfindungsgemäßer Basislack und mindestens ein Klarlack appliziert. Der Klarlack kann Nass-in-Nass appliziert und gehärtet werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Doppellackierung. Dazu wird nacheinander mindestens ein erfindungsgemäßer Basislack als zusätzliche Basislackierung und mindestens ein Klarlack als zusätzliche Klarlackierung auf die erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung appliziert. Der Lack der zusätzlichen Klarlackierung kann Nass-in-Nass appliziert und gehärtet werden.
Die Mehrschichtlackierungen bzw. Doppellackierungen können auf beliebige Substrate aufgebracht worden sein. Dabei fungiert die Schicht des erfindungsgemäßen Basislacks als Basislack der Mehrschichtlackierung und als zusätzliche Basislackierung einer Doppellackierung. Die Substrate können aus den
unterschiedlichsten Materialien und Kombinationen von Materialien wie metallischen und nichtmetallischen Materialen aufgebaut sein. Vorzugsweise werden Metalle und Kunststoffe, vorzugsweise Automobilkarosserien oder Teile davon, lackiert.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Basislacks zur Beschichtung von Substraten, vorzugsweise den oben genannten Substraten. Hierunter fallen auch Beschichtungen in Form der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung und der erfindungsgemäßen Doppellackierung. Vorzugsweise ist die Mehrschichtlackierung überbrannt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind die oben genannten Substrate, die mit dem erfindungsgemäßen Basislack bzw. der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung bzw. der erfindungsgemäßen Doppellackierung beschichtet sind.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele weiter erläutert.
Beispiele
Herstellung eines silbernen Wasserbasislacks 1
Zur besseren Beurteilung gegebenenfalls auftretender Lackstörungen wurde ein silberner Wasserbasislack verwendet, der nach der folgenden Vorschrift hergestellt wurde.
1 . Herstellung eines silbernen Wasserbasislacks 1 Die in der Tabelle 1 unter„wässrige Phase" aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus dem unter„organische Phase" aufgeführten Komponenten eine organische Mischung hergestellt. Die organische Mischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Sodann wird 10 min lang gerührt und mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH-Wert von 8.0 und Spritzviskosität eingestellt.
Tabelle 1
Komponente Gewichts¬
Wässrige Phase teile
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatlösung 22
Deionisiertes Wasser 7,3
Polyurethanacrylat, hergestellt gemäß Beispiel D der DE-A-4437535 4,6
Tensid S (BASF) 0,9
Polyester, hergestellt gemäß Beispiel D der DE-A-4009858 1
Butylglykol 1 ,8
Luwipal 052, Melaminformaldehydharz, erhältlich von BASF 5
Tensid S (BASF) 0,7
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,5
Pluriol P 900, Propylenoxid, erhältlich von BASF 0,7
Isopropanol 3,3
Deionisiertes Wasser 2
3 Gewichts-%ige wäßrige Viscalex HV 30-Lösung, Rheologiemittel 3 erhältlich von BASF
Deionisiertes Wasser 2
20.5-Gewichtts-%ige Lösung DSX 1550 (Cognis) Rheologiemittel 0,4
Deionisiertes Wasser 2
Polyurethanacrylat, hergestellt gemäß Beispiel 2 der DE-A-19948004 15,8
Deionisiertes Wasser 1
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,4
Tensid S (BASF) 0,5
Deionisiertes Wasser 4
Isopar L, Lösemittel, erhältlich von Exxon Mobile 0,9
Propanol 0,9
Deionisiertes Wasser 3,7
Organische Phase
Handelsübliches Aluminiumpigment erhältlich von Firma Altana-Eckart 5,2
Butylglykol 8,4
Polyester, hergestellt gemäß Beispiel D der DE-A-4009858 5
2. Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserbasislacks und der Vergleichslacke als zusätzliche Basislacke in einer Doppellackierung
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Basislacks 2 und der Vergleichslacke 3 bis 7 wird der Wasserbasislack 1 mit 0.3 Gewichtsteilen des Festkörpers eines weiteren Bestandteils, bezogen auf das Gesamtgewicht des Wasserbasislacks 1 versetzt.
Tabelle 2
Die Lacke 1 - 7 wurden bezüglich ihrer Haftungseigenschaften geprüft. Dazu wurden sie im Aufbau„überbrannte Doppellackierung" lackiert.
Doppellackierung
Ein Blech der Abmessungen 10 x 20 cm, welches eine Füllerlackierung eines handelsüblichen Füllers aufwies, diente als Substrat. Bei der Herstellung dieses Substrats wurde der Füller über einen Zeitraum von 10 min bei 80 °C zwischengetrocknet und anschließend über einen Zeitraum von 30 min bei 190 °C eingebrannt.
Auf dieses Blech wurde zunächst der jeweilige Basislack gemäß Tabelle 2 pneumatisch appliziert. Nach 1 min Ablüften des Basislacks bei Raumtemperatur wurde der Basislack über 10 min bei 70 °C im Umluftofen zwischengetrocknet. Anschließend wurde der von der BASF kommerziell erhältliche 2-Komponenten- Klarlack FF98-0018 ebenfalls pneumatisch appliziert und nach 20 min Ablüften bei Raumtemperatur die beiden Schichten bei einer Temperatur von 160 °C über einen Zeitraum von 30 min eingebrannt. Es resultierte eine überbrannte Mehrschichtlackierung.
Nach Abkühlen der überbrannten Mehrschichtlackierung wurden Applikation, Ablüften, Zwischentrocknen und Einbrennen der Lacke wiederholt, wobei jeweils die gleichen Basislacke gemäß Tabelle 2 als zusätzliche Basislacke und der oben genannte Klarlack als zusätzlicher Klarlack eingesetzt wurden. Anschließend wurde die Haftung der zusätzlichen Basislacke 1 bis 7 auf den überbrannten Klarlackschichten untersucht.
Der Steinschlagtest wurde nach DIN 55966-1 durchgeführt. Die Beurteilung der Ergebnisse des Steinschlagtests wurde nach DIN EN ISO 20567-1 durchgeführt.
Der Dampfstrahltest wurde nach DIN 55662 durchgeführt. Die Beurteilung der Ergebnisse Dampf Strahltests wurde nach DIN EN ISO 55662 durchgeführt. Der Gitterschnitttest wurde nach DIN 2409 durchgeführt. Die Beurteilung der Ergebnisse des Gitterschnitttests wurde nach DIN EN ISO 2409 durchgeführt.
In Tabelle 3 sind die Ergebnisse und die spezifikationsgemäße Beurteilung der Haftungstests der jeweiligen Lackierungen dargestellt.
Tabelle 3
niO = nicht in Ordnung Die Basislacke 1 und 3 bis 7 wiesen auf Basis der Ergebnisse des Steinschlag- und des Gitterschnitttests eine unzureichende Haftung auf dem darunter liegenden, überbrannten Klarlack auf. Lediglich der Basislack 2, der Disulfonate enthielt, lieferte eine gute Haftung.