WO2019081461A1 - Primer-beschichtungsmittelsystem für kunststoffsubstrate - Google Patents

Primer-beschichtungsmittelsystem für kunststoffsubstrate

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WO2019081461A1
WO2019081461A1 PCT/EP2018/078959 EP2018078959W WO2019081461A1 WO 2019081461 A1 WO2019081461 A1 WO 2019081461A1 EP 2018078959 W EP2018078959 W EP 2018078959W WO 2019081461 A1 WO2019081461 A1 WO 2019081461A1
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coating
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primer
basecoat
layer
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PCT/EP2018/078959
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Audree Andersen
Miao Wang
Kai-Michael WUENNEMANN
Julia Melzer
Jens Lueckert
Frederik Foelling
Peter Machaczek
Igor MILLBAIER
Marc Baeuerle
Andreas Janssen
Tanja Bricke
Tobias Wolf
Thomas Focke
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Basf Coatings Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a use of a primer coating composition obtainable by combining at least two mutually different and separate components (A) and (B) of a coating agent system, wherein component (B) is non-aqueous, at least one polyisocyanate with more than two free isocyanate groups, at least one organic solvent and further at least one Si-containing compound having at least one hydrolyzable group and at least one non-hydrolyzable organic radical for at least partially applying to at least one optionally pretreated surface of a plastic substrate , a method for producing a corresponding coating on such a substrate and a method for at least partially coating at least one surface of a plastic substrate with a multi-layer coating.
  • Plastics have prevailed in the context of vehicle painting as materials for vehicle parts, vehicle attachment parts and vehicle accessories both indoors and outdoors. Plastics as well as other materials for decorative reasons (for example, color and / or effect) and / or due to technical expediency (for example, light and / or weather resistance) coated with appropriate coating compositions and painted.
  • a primer coating is usually first applied to prepared (pretreated) surfaces of the plastics.
  • This base coat obtained by applying a corresponding primer to the plastic, then usually constitutes the first coat of a multi-coat finish which is applied to the plastic substrate to achieve the aforementioned decorative and / or technical usefulness.
  • Coating compositions which can be used as primers, in particular as water-based primers are disclosed, for example, in US Pat. No. 4,720,528 and JP 2008-031453 A1.
  • US Pat. No. 4,720,528 describes coating compositions containing caprolactone-modified acrylic polymers, acrylic microgels and melamine resins. These compositions can be used inter alia for the coating of plastic substrates.
  • JP 2008-031453 A1 discloses coating agents which can be used as primers and which necessarily contain polyolefin resins modified with acid groups.
  • primers are applied to the plastic substrate in a separate coating operation before the actual coating with the remaining part of the multi-layer coating and cured.
  • the multi-layer coating usually includes - in addition to primer - at least one color and / or effect basecoat and an overlying clearcoat.
  • Basecoat and clearcoat are either applied separately and cured, or each applied in a wet-on-wet process and then cured both layers together (2C1 B process).
  • the implementation of an upstream and separate process step for applying the primer is for economic reasons, namely due to a higher time and cost, disadvantageous.
  • the separately to be performed step of curing of the primer and the associated involvement of an upstream separate furnace to achieve this cure for these reasons are undesirable, especially as part of an OEM series coating of plastic substrates to be coated as in the field of automotive OEM.
  • US 2007/0190311 A1 and US 2011/0070450 A1 describe 1K primer coating compositions based on organic solvents. However, the use of such primers is undesirable and disadvantageous, at least for ecological reasons.
  • US 2006/0257671 A1 discloses 1 K primer coating compositions which contain silane-functional non-polar polymers, such as corresponding silane-functional polyolefins.
  • U.S. Patent No. 5,747,114 discloses physically drying primer coating compositions based on polyurethanes and / or oligomeric urethanes, but which are chemically designed so that they are not capable of chemical crosslinking at temperatures of 60 to 110 ° C.
  • 1K primers often have the disadvantage over 2K primers that adequate crosslinking is not always achieved, and primers or multicoat systems based thereon do not always have the desired application-technological properties, for example with regard to their required weathering properties.
  • 2K primers can be better dosed than standard 1K systems, especially in the series production line.
  • EP 1 958 982 A2 discloses a 3C1 B process which provides for the sequential application of a waterborne primer coating agent, a basecoat containing waterborne and metallic effect pigments and a high solids clearcoat and co-curing all three layers at 70 to 100 ° C Also, the solids content of a two-layer film formed from primer coating agent and basecoat is comparatively high and> 75%.
  • the core of the process disclosed in EP 1 958 982 A2 can be seen in the use of the special clearcoat material and, in particular, of the organic solvent used for its production, which makes it possible for the polyisocyanate likewise present in the clearcoat to partially migrate into the basecoat and to cure it can contribute.
  • EP 2 087 944 A1 discloses a 3C1 B process which provides for the successive application of a water-based primer coating composition, a water-based basecoat material and a clearcoat at 40 to 110 ° C.
  • the primer coating agent necessarily contains a polyolefin resin and an acrylic resin in a certain weight ratio to each other.
  • the primers described in the examples of EP 2 087 944 A1 are each 1 K primers, with which the disadvantages already described above are often associated.
  • the use of polyolefin resins in water-based primer coating agents is often disadvantageous because it negatively affects the sensitivity to water and moisture.
  • the use of chlorinated polyolefins is disadvantageous in this regard.
  • the use of such chlorinated polyolefins for environmental reasons is undesirable.
  • primer coating compositions known from the prior art and used for coating plastics and corresponding multicoat paint systems comprising such a primer and basecoat (s) and clearcoat often do not, in particular if they have been applied to corresponding plastic substrates by means of a 3C1B process always satisfying application-technological properties such as, for example, appearance and chemical resistance.
  • aqueous primer coating composition which can be applied to at least one surface of a plastic substrate and has advantages over the aqueous primer coating compositions known in the art.
  • the required application-technological properties such as in particular appearance and chemical resistance of multicoat paint systems comprising such a primer coating, basecoat (s) and clearcoat should be optimally fulfilled and, in any case, not worsened compared with the prior art, if not improved his.
  • a first aspect of the present invention is therefore a use of a primer coating composition obtainable by combining at least two mutually different and separate components (A) and (B) of a coating system, wherein component (A) is aqueous, contains at least one polymer (a1) which has functional groups reactive toward isocyanate groups and contains at least one pigment (a2) and / or at least one filler (a3), wherein component (B) is non-aqueous, contains at least one polyisocyanate (b1) having more than two free isocyanate groups and at least one organic solvent (b2), and wherein component (B) further comprises at least one Si-containing compound (b3 ) which has at least one hydrolyzable radical and at least one non-hydrolyzable organic radical for at least partial application to at least one optionally pretreated surface of a plastic substrate.
  • Another object of the present invention is a method for at least partially coating at least one surface of a plastic substrate with a primer, characterized in that the method comprises at least one step (1), namely
  • Another object of the present invention is a method for at least partially coating at least one surface of a plastic substrate with a multi-layer coating, characterized in that the method comprises at least the following steps (1) to (7), namely
  • step (2) intermediate drying of the primer coating composition applied according to step (1) preferably at room temperature to obtain a primer layer
  • step (3) applying at least one basecoat composition to the primer layer obtained after step (2), (4) intermediate drying of the at least one basecoat composition applied according to step (3), preferably at room temperature, to obtain at least one basecoat film,
  • a further subject of the present invention is the coating agent system used as such in connection with the abovementioned use according to the invention.
  • Another object of the present invention is a primer coating composition obtainable by combining at least the components (A) and (B) of this coating agent system.
  • the coating agent system according to the invention is suitable for producing a primer coating composition, which in turn is suitable for at least partial application to at least one surface of a plastic substrate and in particular in the context of the inventive method as part of a multi-layer coating on an optionally pretreated Plastic substrate can be applied.
  • a primer coating composition prepared from the coating system according to the invention is an aqueous composition, as well as for economic reasons, because of the suitability of the primer coating composition, to be used in a 3C1 B process , economic benefits result because time and costs (energy input) can be reduced: in particular, if the inventive method is used as part of a series coating of plastic parts or a coating of plastic parts within an OEM OEM painting of car bodies or parts thereof, due to the common curing step of all applied layers only a single oven can be used to cure all layers.
  • the term "comprising" in the sense of the present invention, in particular in connection with the coating agent system according to the invention and the coating composition obtainable therefrom preferably has the meaning "consisting of”.
  • the components (A) and (B) of the coating agent system used according to the invention in addition to the components contained therein compulsory (polymer (a1), water, pigment (a2) and / or filler (a3) in the case of (A) and Polyisocyanate (b1), organic solvent (b2) and Si-containing compound (b3) in the case of (B)) - one or more of the other optional constituents mentioned below may be contained in these components. All components can be present in each case in their preferred embodiments mentioned below. The same applies to the coating compositions of the invention obtainable from the coating system according to the invention.
  • Suitable substrates used according to the invention are all plastic substrates conventionally used and known to the person skilled in the art.
  • plastic substrates or “substrates made of plastic” (also referred to below as “substrates according to the invention") are preferably substrates made of or based on at least one plastic.
  • substrates are plastic substrates which have at least one surface made of plastic.
  • Suitable plastics are all customary plastics known to the person skilled in the art, in particular polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), polyurethane (PUR) or (PUR-RIM), glass-fiber-reinforced unsaturated polyesters, polymethyl methacrylate (PMMA), polyphenylene sulfide (PPS), polyoxymethylene (POM), polyphenylene ether (PPE), polyphenylene oxide (PPO), polyurea, polybutadiene terephthalate (PBT), polycarbonate (PC), polycarbonate (PC) modified with polybutadiene terephthalate (PC-PBT), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS), Polyolefins such as polyethylenes (PE) and polypropylene (PP) and polyolefins such as polypropylene (PP), which are modified with ethylene-propylene-diene copolymers (EPDM) and /
  • plastics such as polypropylene (PP) and polypropylene (PP), which are optionally modified with ethylene-propylene-diene copolymers (EPDM).
  • PP polypropylene
  • PP polypropylene
  • EPDM ethylene-propylene-diene copolymers
  • the substrate used according to the invention may be pretreated or untreated, but is preferably a pretreated substrate.
  • Possible pretreatments to which the substrate can be subjected are flaming, plasma treatment and / or corona discharge, in particular flaming. These pretreatments are known to the person skilled in the art.
  • the substrates used according to the invention may be plastic plates. Vehicle substrates and vehicle attachment parts and vehicle accessories made of plastics are preferably used as substrates for both the vehicle interior area and the vehicle exterior area.
  • Inventive coating agent system
  • the coating agent system according to the invention is suitable for the preparation of a primer coating composition.
  • the coating agent system according to the invention comprises at least the components (A) and (B). Preferably, it may consist of the two components (A) and (B). In this case, the coating agent system according to the invention is a two-component coating agent system (2K coating agent system). Alternatively, the coating system according to the invention may comprise, in addition to the two components (A) and (B), another component (C) different from (A) and (B) and likewise separate from (A) and (B). This component (C) acts as a dilution component containing one or more organic solvents and / or water.
  • a primer coating composition according to the invention is obtainable.
  • the primer coating composition according to the invention which can be prepared by combining at least the two components (A) and (B) and, if appropriate, (C), is also completely aqueous due to the use of the aqueous component (A).
  • the components (A) and (B) within the coating system according to the invention are preferably present relative to one another such that the molar ratio of the isocyanate-reactive functional groups of the polymer (a1), which are preferably OH groups, and the isocyanate groups of the polyisocyanate (b1) in a range from 1: 1 to 1:20, particularly preferably in a range from 1: 1, 1 to 1:15, very particularly preferably in a range from 1: 1, 2 to 1:12, 5, more preferably in a range of 1: 1, 5 to 1: 10, most preferably in a range of 1: 2 to 1: 9, is located.
  • the components (A) and (B) within the coating system according to the invention are preferably present relative to one another such that the NCO content of a coating composition obtainable by combining at least the two components (A) and (B) and optionally (C) is in each case based on the total solids of this composition, in a range of 1 to 12 wt .-%, particularly preferably in a range of 1 to 10 wt .-%, most preferably in a range of 1, 5 to 9 wt. %, more preferably in a range of 2 to 8 wt%, most preferably in a range of 3 to 7 wt%.
  • the NCO content corresponds in each case to the theoretically calculated NCO content.
  • the proportions in% by weight of all constituents contained in the component (A) used according to the invention add up to 100% by weight, based on the total weight of component (A).
  • Component (A) of the coating agent system according to the invention is aqueous.
  • aqueous in connection with component (A) is to be understood as meaning a system which comprises, as solvent, as the main constituent water, preferably in an amount of at least 25% by weight, and organic solvents in minor proportions, preferably in an amount of ⁇ 20 wt .-%, in each case based on the total weight of component (A).
  • polyhydric alcohols for example methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, ethylene glycol, ethyl glycol, propyl glycol, butyl glycol, butyldiglycol, 1,2-propanediol and / or 1,3-propanediol, ethers, for example diethylene glycol dimethyl ether, aliphatic Hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, for example toluene and / or xylenes, ketones, for example acetone, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, methyl isobutyl ketone, isophorone, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, esters, for example optionally included in the definition of a binder and optionally present additives.
  • ethers for example diethylene glycol dimethyl ether
  • aliphatic Hydrocarbons aromatic hydrocarbons, for example tol
  • the at least one polymer (a1) used within component (A) is selected from the group consisting of polyurethanes, polyureas, polyesters, polyamides, polyethers, poly (meth) acrylates and / or copolymers of said polymers, in particular polyurethane-poly ( meth) acrylates and / or polyurethane-polyureas. More preferably, the at least one polymer used in component (A) is selected from the group consisting of polyurethanes, polyesters, poly (meth) acrylates and / or copolymers of said polymers.
  • the term "(meth) acrylic” or "(meth) acrylate” in the context of the present invention in each case the meanings "methacrylic” and / or “acrylic” or “methacrylate” and / or "acrylate”.
  • Preferred polyurethanes are described, for example, in German patent application DE 199 48 004 A1, page 4, line 19 to page 11, line 29 (polyurethane prepolymer B1), in European patent application EP 0 228 003 A1, page 3, line 24 to page 5, Line 40, European Patent Application EP 0 634 431 A1, page 3, line 38 to page 8, line 9, and international patent application WO 92/15405, page 2, line 35 to page 10, line 32.
  • Preferred polyesters are described, for example, in DE 4009858 A1 in column 6, line 53 to column 7, line 61 and column 10, line 24 to column 13, line 3 or WO 2014/033135 A2, page 2, line 24 to page 7, line 10 and page 28, line 13 to page 29, line 13 described.
  • Preferred polyurethane-poly (meth) acrylate copolymers ((meth) acrylated polyurethanes) and their preparation are described, for example, in WO 91/15528 A1, page 3, line 21 to page 20, line 33 and in DE 4437535 A1, page 2, line 27 to page 6, line 22 described.
  • Preferred poly (meth) acrylates are also those which can be prepared by multistage free-radical emulsion polymerization of olefinically unsaturated monomers in water and / or organic solvents.
  • seed-core-shell polymers SCS polymers
  • Such polymers or aqueous dispersions containing such polymers are known, for example, from WO 2016/116299 A1.
  • Preferred polyurethane-polyurea copolymers are polyurethane-polyurea particles, wherein the polyurethane-polyurea particles, in each case in reacted form, at least one isocyanate group-containing polyurethane prepolymer containing anionic and / or anionic groups convertible groups and at least one polyamine containing two contain primary amino groups and one or two secondary amino groups.
  • such copolymers are used in the form of an aqueous dispersion.
  • Such polymers can in principle be prepared by conventional polyaddition of, for example, polyisocyanates with polyols and polyamines.
  • no polyolefins are used as polymer (a1).
  • none of components (A), (B) and optionally (C) of the coating system contains any polyolefins. Accordingly, the coating composition according to the invention preferably also contains no polyolefins.
  • the polymer (a1) used in component (A) has reactive functional groups enabling a crosslinking reaction with isocyanate groups. Any conventional crosslinkable reactive functional group which can be used for this purpose and which is known to the person skilled in the art is considered here.
  • the polymer (a1) used in component (A) preferably has at least one type of functional reactive group selected from the group consisting of primary amino groups, secondary amino groups, hydroxyl groups, thiol groups, carboxyl groups and carbamate groups. Groups on.
  • the polymer (a1) used in component (A) has functional hydroxyl groups.
  • the polymer (a1) used in component (A) is hydroxy-functional and particularly preferably has an OH number in the range from 15 to 250 mg KOH / g, more preferably from 20 to 200 mg KOH / g. The OH number can be calculated.
  • the polymer (a1) used in component (A) is particularly preferably a hydroxy-functional polyurethane-poly (meth) acrylate copolymer, a hydroxy-functional polyester and / or a hydroxy-functional polyurethane-polyurea copolymer.
  • Component (AI) contains at least one pigment (a2) and / or at least one filler (a3).
  • pigment is known to the person skilled in the art, for example from DIN 55943 (date: October 2001).
  • a “pigment” is preferably understood to mean pulverulent or platelet-like constituents which are present in the surrounding application medium, for example component (A) of the coating agent system according to the invention or of the coating composition according to the invention are substantially, preferably completely, insoluble.
  • component (A) of the coating agent system according to the invention or of the coating composition according to the invention are substantially, preferably completely, insoluble.
  • These are preferably colorants and / or substances that can be used as a pigment because of their magnetic, electrical and / or electromagnetic properties.
  • fillers pigments are preferably distinguished by their refractive index, which is> 1, 7 for pigments.
  • pigments encompasses color pigments (the terms “coloring pigment” and “color pigments” are interchangeable) and effect pigments
  • the effect pigments are pigments which have an optically effecting or color and optically effecting, in particular optically effecting effect
  • Optically effecting and coloring pigment “optically effecting pigment” and “effect pigment” are therefore interchangeable.
  • Preferred effect pigments are, for example, platelet-shaped metallic effect pigments such as platelet-shaped aluminum pigments, gold bronzes, fire-colored bronzes and / or iron oxide-aluminum pigments, perglaze pigments such as fish-silver, basic lead carbonate, bismuth oxychloride and / or metal oxide-mica pigments (mica) and / or other effect pigments such as platelet-shaped graphite, platelet-shaped Iron oxide, multi-layer effect pigments from PVD films and / or liquid crystal polymer pigments.
  • effect pigments as pigment (a2) in component (A) is possible.
  • component (A) since the coating agent composition obtainable using (A) is to be used as a primer coating composition, the incorporation of effect pigments into component (A) is not preferred.
  • component (A) thus contains no effect pigments.
  • the entire coating system according to the invention and also the coating composition obtainable therefrom preferably contain no effect pigments.
  • color pigments are preferably used.
  • a color pigment inorganic and / or organic pigments can be used.
  • the color pigment is an inorganic color pigment.
  • Particularly preferred color pigments used are white pigments, colored pigments and / or black pigments. Examples of white pigments are titanium dioxide, zinc white, zinc sulfide and lithopone. Examples of black pigments are carbon black, iron manganese black and spinel black.
  • colored pigments are chromium oxide, chromium oxide hydrate green, cobalt green, ultramarine green, cobalt blue, ultramarine blue, manganese blue, ultramarine violet, cobalt and manganese violet, iron oxide red, cadmium sulfoselenide, molybdate red and ultramarine red, iron oxide brown, mixed brown, spinel and corundum phases and chromium orange, iron oxide yellow, nickel titanium yellow, chrome titanium yellow, Cadmium sulfide, cadmium zinc sulfide, chrome yellow and bismuth vanadate.
  • suitable organic coloring pigments are monoazo pigments, bisazo pigments, anthraquinone pigments, benzimidazole pigments,
  • Quinacridone pigments quinophthalone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, dioxazine pigments, indanthrone pigments, isoindoline pigments, isoindolinone pigments, azomethine pigments, thioindigo pigments, metal complex pigments, perinone pigments, perylene pigments, phthalocyanine pigments or aniline black.
  • the proportion of the pigments (a2) is preferably in the range from 1, 0 to 40.0 wt .-%, preferably 2.0 to 35.0 wt .-%, particularly preferably 5.0 to 30.0 wt .-% , in each case based on the total weight of component (A).
  • the proportion of the pigments (a2) is preferably in the range of 0.5 to 35.0 wt%, preferably 1.0 to 30.0 wt%, particularly preferably 2.0 to 25 wt%, respectively based on the total weight of the coating composition according to the invention obtainable from the coating system according to the invention.
  • filler is also known to the person skilled in the art, for example from DIN 55943 (date: October 2001).
  • a "filler” is understood to mean essentially, preferably completely, insoluble constituent in the application medium such as, for example, component (A) of the coating agent system or of the coating composition according to the invention, which is preferably used to increase the volume “Fillers” in the context of the present invention of “pigments” by their refractive index, which is ⁇ 1.7 for fillers.
  • any customary filler known to those skilled in the art can be used as constituent (a3).
  • suitable fillers are kaolin, dolomite, calcite, chalk, calcium sulfate, barium sulfate, graphite, silicates such as magnesium silicates, in particular corresponding phyllosilicates such as hectorite, bentonite, montmorillonite, talc and / or mica, silicic acids, in particular fumed silicas, hydroxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide or organic fillers such as textile fibers, cellulose fibers, polyethylene fibers or polymer powder; in addition, reference is made to Rompp Lexikon Lacke und Druckmaschinetechnik, Georg Thieme Verlag, 1998, pages 250 ff., "Fillers".
  • the proportion of fillers (a3) is preferably in the range from 1.0 to 40.0% by weight, preferably 2.0 to 35.0% by weight, particularly preferably 5.0 to 30.0% by weight. , in each case based on the total weight of component (A).
  • the proportion of the fillers (a3) is preferably in the range of 0.5 to 35.0 wt .-%, preferably 1, 0 to 30.0 wt .-%, particularly preferably 2.0 to 25 wt .-%, respectively based on the total weight of the inventive Coating agent available coating composition according to the invention.
  • Component (A) may optionally contain at least one thickener (also referred to as thickener).
  • thickeners are inorganic thickeners, for example metal silicates such as sheet silicates, and organic thickeners, for example poly (meth) acrylic acid thickeners and / or (meth) acrylic acid (meth) acrylate copolymer thickeners, polyurethane thickeners and polymeric waxes.
  • the metal silicate is preferably selected from the group of smectites.
  • the smectites are particularly preferably selected from the group of montmorillonites and hectorites.
  • the montmorillonites and hectorites are selected from the group consisting of aluminum-magnesium silicates and sodium-magnesium and sodium-magnesium fluorine-lithium phyllosilicates. These inorganic phyllosilicates are marketed, for example, under the trademark Laponite®.
  • Thickeners based on poly (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid (meth) acrylate copolymer thickeners are optionally crosslinked and / or neutralized with a suitable base. Examples of such thickeners are "Alkali Swellable Emulsions" (ASE), and hydrophobically modified variants thereof, the “Hydrophically Modified Alkali Swellable Emulsions" (HASE).
  • these thickeners are anionic.
  • Corresponding products such as Rheovis® AS 1 130 are commercially available.
  • Polyurethane based thickeners e.g., polyurethane associative thickeners
  • Rheovis® PU 1250 are commercially available.
  • suitable polymeric waxes are optionally modified polymeric waxes based on ethylene-vinyl acetate copolymers.
  • a corresponding product is commercially available, for example, under the name Aquatix® 8421.
  • the at least one thickener in component (A) is preferably present in an amount of at most 10% by weight, particularly preferably at most 7.5% by weight, very particularly preferably at most 5% by weight, in particular not more than 3% by weight .-%, most preferably of at most 2 wt .-%, each based on the total weight of component (A) before.
  • the minimum amount of thickener is here preferably in each case at 0.1 wt .-%, based on the total weight of component (A).
  • Component (A) may contain one or more commonly used additives as further optional ingredients.
  • the component (A) as already mentioned above may contain a certain amount of at least one organic solvent.
  • component (A) can at least one additive selected from the group consisting of reactive diluents, light stabilizers, antioxidants, deaerators, emulsifiers, slip additives, polymerization inhibitors, initiators for free-radical polymerizations, adhesion promoters, flow control agents, film-forming aids, Sag control agents (SCAs ), Flame retardants, corrosion inhibitors, siccatives, biocides and matting agents. They can be used in the known and customary proportions.
  • their content is from 0.01 to 20.0 wt .-%, more preferably from 0.05 to 15.0 wt .-%, particularly preferably from 0.1 to 10 , 0 wt .-%, most preferably at 0.1 to 7.5 wt .-%, in particular at 0.1 to 5.0 wt .-% and most preferably at 0.1 to 2.5 wt. -%.
  • the proportions in% by weight of all constituents contained in the component (B) used according to the invention add up to 100% by weight, based on the total weight of component (B).
  • Component (B) of the coating agent system according to the invention is non-aqueous.
  • the term "nonaqueous" in connection with component (B) is to be understood as meaning a system which is at least essentially anhydrous
  • the presence of water within component (B) is undesirable because it would otherwise be too
  • there may be a reaction of water with the Si-containing compound (b3) such as a silane with elimination of an alcohol, which in turn with an NCO group
  • the polyisocyanate (b1) may also react in this case as well formed silanol group react with another such group and / or with a hydrolyzable group of the Si-containing compound (b3), which is also undesirable at this time.
  • component (B) is at least substantially anhydrous. This is preferably understood to mean that component (B) contains water in an amount of at most 0.5% by weight, particularly preferably at most 0.25% by weight, very particularly preferably at most 0.1% by weight, in particular of ⁇ 0.1 wt .-%, most preferably of ⁇ 0.05 wt .-% or no water, in each case based on the total weight of component (B).
  • Component (B) contains at least one organic solvent (b2), preferably in an amount of up to 40% by weight, based on the total weight of component (B).
  • Suitable organic solvents (b2) are the same solvents which have already been mentioned above in connection with component (A).
  • (b2) is preferably chemically inert to a reaction with the isocyanate groups of (b1). In particular, (b2) is therefore not an alcohol.
  • the component (B) used according to the invention preferably contains a proportion of (b2) of up to 37.5% by weight, more preferably of up to 35% by weight, very particularly preferably of up to 32.5% by weight. , in particular of up to 30 wt .-%, each based on the total weight of component (B).
  • the component (B) used according to the invention preferably contains a proportion of (b2) which is in a range from 1 to 40% by weight, more preferably in a range from 2 to 37.5% by weight, very particularly preferably in one Range from 3 to 35 wt .-%, in particular from 4 wt .-% to 32.5 wt .-% or from 5 wt .-% to 30 wt .-%, in each case based on the total weight of component (B) ,
  • the solids content of the component (B) used according to the invention is in a range from 50 to 99% by weight, more preferably in a range of 55 to 95 wt .-%, most preferably in a range of 60 to 90 wt .-%, in particular from 65 wt .-% to 85 wt .-%, in each case based on the total weight of component (B ).
  • the solids content is determined by the method described below.
  • Component (B) of the coating agent system according to the invention comprises at least one polyisocyanate (b1) having more than two free isocyanate groups.
  • Preferred polyisocyanates (b1) are (hetero) aliphatic, (hetero) cycloaliphatic, (hetero) aromatic and / or (hetero) aliphatic (hetero) aromatic polyisocyanates.
  • the at least one polyisocyanate (b1) preferably has on average 2.4 to 4, preferably 2.6 to 4 and particularly preferably 2.8 to 3.6 NCO groups and preferably contains at least one isocyanurate ring and / or iminooxadiazinedione Ring.
  • the isocyanurate ring and the iminooxadiazinedione ring are each formed by trimerization of diisocyanates, which are preferably selected from the group consisting of hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate and mixtures thereof.
  • isocyanurate trimers of hexamethylene diisocyanate and / or isophorone diisocyanate and / or oligomers and / or polymers of isophorone diisocyanate and / or hexamethylene diisocyanate as polyisocyanate (b1) within component (B).
  • the person skilled in the art is familiar with corresponding commercially available products. Examples are products from the Desmodur® series from Bayer such as Desmodur® XP 2565 and / or Desmodur® N 3600.
  • isocyanurate trimers of hexamethylene diisocyanate are used as polyisocyanate (b1) within component (B).
  • the component (B) used according to the invention preferably contains a proportion of (b1) which is in a range from 50 to 95% by weight, more preferably in a range from 55 to 92.5% by weight, very particularly preferably in a range of 60 to 90% by weight, especially 62.5% to 87.5% by weight or 60%
  • the Si-containing compound (b3) has at least one hydrolyzable preferably organic radical, ie one or more, for example two or three, of such radicals.
  • the Si-containing compound (b3) also has at least one, i. one or more, for example two or three, non-hydrolyzable organic radical. This, in turn, may optionally have at least one isocyanate-reactive functional group which in turn is optionally masked with at least one protective group cleavable under hydrolytic conditions.
  • Isocyanate-reactive functional groups of the non-hydrolyzable organic radical of the at least one Si-containing compound (b3) which are optionally masked with at least one protective group cleavable under hydrolytic conditions, are preferably selected from the group consisting of hydroxyl groups, Thiol groups, primary and secondary amino groups and mixtures thereof.
  • the at least one isocyanate-reactive functional group of the non-hydrolyzable organic radical of the at least one Si-containing compound (b3) can - as long as (b3) is present in component (B), - masked with a protective group cleavable under hydrolytic conditions be to prevent an immediate reaction with the isocyanate groups of the polyisocyanate (b1), which is also present in the component (B).
  • the non-hydrolyzable organic radical of the at least one Si containing compound (b3) is selected from the group consisting of aliphatic radicals of 1 to 24 carbon atoms, cycloaliphatic radicals of 3 to 12 carbon atoms, aromatic radicals of 6 to 12 carbon atoms and araliphatic Rests having 7 to 18 carbon atoms, each of these radicals optionally having at least one isocyanate-reactive functional group, which group is in turn optionally masked with at least one cleavable under hydrolytic conditions protecting group.
  • any of the aforementioned aliphatic, cycloaliphatic, aromatic and araliphatic radicals contain one or more heteroatoms such as N, O and / or S and / or heteroatom groups.
  • each of these radicals, in particular a corresponding aliphatic radical may contain at least one epoxide group.
  • Si-containing compounds (b3) having at least one non-hydrolyzable organic group selected from the group consisting of aliphatic groups having 1 to 24 carbon atoms are Si-containing compound (b3) having at least one aliphatic group of 1 are methyltrimethoxysilane (MTMS), methyltriethoxysilane (MTES), methyltripropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane,
  • Si-containing compounds (b3) having at least one non-hydrolyzable organic radical selected from the group consisting of aromatic radicals having 6 to 12 carbon atoms are phenyltrimethoxysilane (PHS), phenyltriethoxysilane, phenyltripropoxysilane and phenyltriisopropoxysilane.
  • Si-containing compounds (b3) having at least one non-hydrolyzable organic radical selected from the group consisting of araliphatic radicals having 7 to 18 carbon atoms are benzyltrimethoxysilane, benzyltriethoxysilane, benzyltripropoxysilane and benzyltriisopropoxysilane.
  • the Si-containing compound (b3) may contain at least one Si-containing radical such as exactly one such radical (as in the case of monosilanes) or even several such radicals (as in the case of bis- or tris-silanes) as in the case of 1, 2-bis (triethoxysilyl) ethane. It is also possible to use Si-containing compounds (b3) which have four, five, six or more silyl groups. Examples of such silane-containing compounds (b3) are, for example, reaction products of bis-silanes whose silyl groups are bridged via an alkyl radical which has a secondary amino group.
  • Group carries such as the commercial product Dynasylan® 1124 with such polyisocyanates, which can be used for example as a polyisocyanate (b1), such as isocyanurate trimers (especially HDI trimers).
  • polyisocyanate (b1) such as isocyanurate trimers (especially HDI trimers).
  • Such reaction products have a total of six silyl groups.
  • Hydrolyzable silane compounds containing at least one primary and / or secondary amino group are, for example, 3-aminopropyltrimethoxysilane (APS), 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltriisopropoxysilane, 2-aminoethyltrimethoxysilane, 2-aminoethyltriethoxysilane, 2 -Aminoethyltriisopropoxysilane, aminomethyltrimethoxysilane, aminomethyltriethoxysilane, aminomethyltriisopropoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane (AEAPS), 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriisopropoxysilane, 2- (2- Aminoethyl) aminoethyltrimethoxysilane, 2- (2
  • the coating agent system according to the invention may comprise a further component (C) different from (A) and (B) and likewise separate from (A) and (B).
  • This component (C) acts as a dilution component containing one or more organic solvents and / or water.
  • Component (C) thus contains at least one organic solvent and / or water. Suitable organic solvents are the same solvents which have already been mentioned above in connection with components (A) and (B).
  • a further subject of the present invention is a primer coating composition obtainable by combining at least the components (A) and (B) of the coating agent system according to the invention.
  • the term “combination” includes mixing, especially homogeneous mixing.
  • the proportions in% by weight of all constituents contained in the coating composition according to the invention add up to 100% by weight, based on the total weight of the coating composition.
  • the coating composition of the invention is aqueous overall.
  • aqueous in connection with the coating composition according to the invention is to be understood as meaning a system which comprises, as solvent, as the main constituent water, preferably in an amount of at least 17.5% by weight, and organic solvents in minor proportions , preferably in an amount of ⁇ 15% by weight, contains, in each case based on the total weight of the coating composition according to the invention.
  • the coating composition according to the invention preferably contains a proportion of water of at least 20% by weight, more preferably of at least 22.5% by weight, most preferably of at least 25% by weight, based in each case on the total weight of the coating composition according to the invention.
  • the coating composition according to the invention preferably contains a proportion of water which is in a range from 17.5 to 65% by weight, more preferably in a range from 20 to 60% by weight, very particularly preferably in a range from 25 to 55% by weight .-%, in each case based on the total weight of the coating composition according to the invention.
  • the coating composition of the invention contains a proportion of organic solvents in a range of ⁇ 15 wt .-%, more preferably in a range of 2 to ⁇ 15 wt .-%, most preferably in a range of 3 to 14 wt. % or up to 13% by weight or up to 10% by weight, in each case based on the total weight of the coating composition according to the invention.
  • the solids content of the coating composition according to the invention is preferably in a range from 10 to 70% by weight, more preferably in a range from 15 to 65% by weight, very particularly preferably in a range from 20 to 60% by weight, in particular from 25% by weight to 55% by weight, in each case based on the total weight of the coating composition according to the invention.
  • the solids content is determined by the method described below.
  • the molar ratio of the isocyanate group-reactive functional groups of the polymer (a1), which are preferably OH groups, and the isocyanate groups of the polyisocyanate (b1) in the coating composition to each other is in a range of 1: 1 to 1: 20 particularly preferably in a range from 1: 1, 1 to 1:15, very particularly preferably in a range from 1: 1, 2 to 1: 12.5, particularly preferably in a range from 1: 1.5 to 1:10 , most preferably in a range of 1: 2 to 1: 9, before.
  • the NCO content of the coating composition according to the invention in each case based on the total solids, in a range of 1 to 12 wt .-%, more preferably in a range of 1 to 10 wt .-%, most preferably in one Range of 1, 5 to 9 wt .-%, more preferably in a range of 2 to 8 wt .-%, most preferably in a range of 3 to 7 wt .-% -
  • the NCO content corresponds in each case to the theoretical calculated NCO content.
  • a further subject matter of the present invention is a use of the coating system according to the invention or the coating composition according to the invention for the at least partial application of a primer coating composition to at least one optionally pretreated surface of a plastic substrate.
  • Another object of the present invention is a method for at least partially coating at least one surface of a plastic substrate with a primer, characterized in that the method comprises at least one step (1), namely (1) at least partially applying the primer coating composition of the invention to at least one optionally pretreated surface of a plastic substrate.
  • Another object of the present invention is a method for at least partially coating at least one surface of a plastic substrate with a multi-layer coating, characterized in that the method comprises at least the following steps (1) to (7), namely
  • step (2) intermediate drying of the primer coating composition applied according to step (1) preferably at room temperature to obtain a primer layer
  • step (3) intermediate drying of the at least one basecoat composition applied according to step (3), preferably at room temperature, to obtain at least one basecoat film
  • the method according to the invention for at least partially coating at least one surface of a plastic substrate with a multi-layer coating is a wet-on-wet method in which the primer layer, basecoat layer and clearcoat layer are applied wet in steps (1), (3) and (5) and only after that all three layers are hardened together. If a basecoat film is applied within step (3), the process is a 3C1B process. If two basecoat films are applied within step (3), the process is a 4C1B process. However, a 3C1 B method is preferred.
  • the process according to the invention is preferably used in automotive OEM finishing.
  • basecoat or “basecoat film” is known to the person skilled in the art and preferably serves as a name for a paint coating and / or effect intermediate coating in general industrial coating, in particular automotive (series) painting.
  • the basecoat or the basecoat film preferably forms the second layer of a three-coat finish of primer, basecoat and clearcoat.
  • Commercially available basecoats can be used as basecoats, with aqueous basecoats being preferred.
  • binder components described above as components (a1) and (b1) can be used. If 1 K basecoats are used, which is preferred, then the same binder components can be used, which have been described above as components (a1).
  • crosslinkers of the binder system for example, aminoplast resins such as melamine resins and in particular melamine-Formaldeydharze, and / or blocked polyisocyanates can be used. But it is also possible and preferred that the binder components used are not chemically crosslinking and the basecoat is therefore not cured by chemical curing, but only by physical drying.
  • a clearcoat is a coating composition which, after application and curing, forms a transparent coating (the cured clearcoat film) with protective and / or decorative properties. Protective properties are, for example, scratch resistance and weather resistance, in particular UV resistance. As a decorative property, for example, to understand a good gloss.
  • the clearcoats to be used are the clearcoats commonly used in the field of plastic coating, the selection and use of which is known to the person skilled in the art (cf. also Rompp-Lexikon Lacke und Druckmaschine, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, page 325) ). As clearcoats, it is thus possible to use commercial clearcoats which are solvent-based. 2K clearcoats are preferred. It is possible to use the component (B) used according to the invention also as a hardener component of such a 2K clearcoat.
  • a plastic substrate which has at least one optionally pretreated surface.
  • the pretreatment is carried out optionally and preferably before carrying out step (1). Possible pretreatments to which the substrate can be subjected are flaming, plasma treatment and / or corona discharge, in particular flaming.
  • step (1) takes place in such a way that the resulting primer layer after carrying out step (6) is most preferably a dry film thickness in the range from 5 to 150 .mu.m, more preferably from 8 to 120 .mu.m from 10 to 100 pm, in particular from 10 to 80 pm.
  • Step (2) provides intermediate drying of the primer coating composition applied according to step (1) to obtain a primer layer.
  • Step 3) provides intermediate drying of the primer coating composition applied according to step (1) to obtain a primer layer.
  • the application of the basecoat composition in step (3) takes place in such a way that the resulting basecoat film after carrying out step (6) preferably has a dry film thickness in the range from 5 to 80 ⁇ m, particularly preferably from 7.5 to 70 ⁇ m, in particular from 10 to 60 ⁇ m , Most preferably from 10 to 50 ⁇ has.
  • Step (4) provides intermediate drying of the basecoat composition applied according to step (3) to obtain a basecoat film.
  • step (5) takes place in such a way that the resulting clearcoat film after carrying out step (6) preferably has a dry film thickness in the range from 20 to 60 ⁇ m, particularly preferably from 25 to 50 ⁇ m.
  • Step (6) provides intermediate drying of the clearcoat composition applied according to step (5) to obtain a clearcoat layer.
  • Step (7) provides for co-curing of the primer layer, basecoat layer (s) and clearcoat layer thus obtained at a temperature ⁇ 100 ° C.
  • the application of the aqueous primer / coating composition according to the invention in step (1) and, analogously, the applications according to steps (3) and (5) can be carried out by all customary application methods, such as, for example, spraying, knife coating, brushing, pouring, dipping, impregnating, Trickling or rolling, preferably by spray application.
  • the substrate to be coated can rest as such, with the application device or application system being moved.
  • the substrate to be coated can also be moved, with the application system resting relative to the substrate or being moved in a suitable manner.
  • spray application methods applied such as compressed air spraying (pneumatic application), airless spraying, high rotation, electrostatic spray application (ESTA), optionally combined with hot spray application such as hot air hot spraying.
  • ESTA is particularly preferred.
  • the intermediate drying steps (2), (4) and (6) provide for partial drying of the respective coating composition applied.
  • drying is to be understood as meaning the partial removal of organic solvent and / or water from the paint applied in each case Depending on the nature of the binder used, crosslinking reactions may of course already occur in each case, however, it is not yet complete, ie, no hardened lacquer layer is formed.
  • the intermediate drying is in each case preferably at room temperature, ie at a temperature in the range from 10 to 50 ° C., preferably from 12 to 45 ° C., particularly preferred at a temperature in the range of 14 to 40 ° C, more preferably at a temperature of 16 to 35 ° C, most preferably at a temperature of 18 to 25 ° C, in each case for preferably 5 to 30, more preferably 7 to 25 minutes, more preferably 10 to 20 minutes.
  • the intermediate drying steps (2) and (4) and (6) are preferably carried out by air supply, wherein the air velocity of the supplied air is preferably at least 0.3 m / s, more preferably at least 0.4 m / s, most preferably in a range of 0.4 to 0.8 m / s or even higher.
  • the joint curing according to step (7) of the method according to the invention has no special features, but is carried out by the usual and known methods such as heating in a convection oven and / or by irradiation with IR lamps. Also possible is the actinic curing by, for example, UV radiation in radiation-curing systems.
  • the curing conditions, in particular the curing temperatures depend, for example, on the temperature sensitivity of the substrates used or on the choice of the binders used. In the present case, the curing takes place at a temperature ⁇ 100 ° C, more preferably at 60 ° C to ⁇ 100 ° C, very particularly preferably at 70 ° C to 95 ° C.
  • the duration of the curing phase is chosen individually and is inter alia dependent on the factors already mentioned (for example, choice of the binder and / or the curing temperatures).
  • the curing can take place over a period of 5 to 100 minutes, preferably 10 minutes to 45 minutes.
  • Another object of the present invention is a multi-layer coating, characterized in that it is obtainable after performing the inventive method for at least partially coating at least one surface of a plastic substrate with a multi-layer coating.
  • Another object of the present invention is an at least partially coated with the multi-layer coating according to the invention substrate.
  • substrates the previously mentioned plastic substrates are used, i. Substrates of or based on at least one plastic.
  • the non-volatile content (of the solid) is determined according to DIN EN ISO 3251 (date: June 2008). In this case, 1 g of sample are weighed into a previously dried aluminum dish and dried for 60 minutes at 105 ° C in a drying oven, cooled in a desiccator, and then weighed back. The residue based on the total amount of the sample used corresponds to the non-volatile fraction.
  • the layer thicknesses are determined according to DIN EN ISO 2808 (date: May 2007), method 6A in section 5.4.4.2 of the standard using a measuring microscope.
  • the adhesion between a primer layer applied to the substrate used and an overlying basecoat and clearcoat layer is determined and evaluated by means of the method described below.
  • a steam jet test in accordance with DIN EN ISO 55662 (date: December 2009) is carried out. This is followed by an evaluation by means of a grading system. In this case, a steam jet is directed for one minute at a temperature of 60 ° C at 67 bar at a distance of 10 cm perpendicular to the coated substrate to be examined. Subsequently, the liability is assessed by means of a Grade system with grades 0 to 5, whereby the grade 0 is awarded for coatings which have no visible traces after the steam jet treatment (very good adhesion) and the grade 5 for coatings, which had clearly detached areas after the steam jet test (insufficient adhesion) ).
  • the steam jet test is carried out before weathering in a climatic chamber and once after such weathering.
  • the weathering in the climatic chamber is carried out under storage under constant climatic conditions in accordance with DIN EN ISO 6270-2 at strigure CH (date: September 2005).
  • the coated substrates to be examined are stored for 10 days in the climatic chamber at 100% humidity and 40 ° C.
  • the steam jet test after removal from the climatic chamber is carried out 24 hours after removal of the samples.
  • the stone chip resistance is determined and evaluated in accordance with DIN EN ISO 20567-1 B (date: July 2017). The test is always carried out on a specific position of the surface of the substrate. The assessment is based on characteristics ranging from 0 (best value) to 5 (worst value).
  • This implementation provides for a storage of a multicoat system according to the invention or a corresponding comparative multicoat system.
  • the temperature cycling test is carried out in 3 so-called cycles.
  • One cycle (24) consists of storage at 105 ° C. for 15 hours, storage at 23 ° C. ⁇ 2 ° C. for 30 minutes, storage at -40 ° C. for 8 hours and storage at 23 ° C. ⁇ 2 for 30 minutes ° C.
  • the steam jet test described above is carried out in accordance with DIN EN ISO 55662 (date: December 2009).
  • Chemical resistance is determined and evaluated in accordance with DIN EN ISO 2812-3 (date: October 2012) or in accordance with DIN EN ISO 2812-4 (date: May 2007). The assessment is based on characteristics ranging from 0 (best value) to 5 (worst value).
  • Appearance assessment is performed with a Byk / Gardner wave scan meter.
  • the characteristic "distinctness of imgage" (DOI) is determined with the aid of the measuring device (the higher the value, the better the appearance)
  • DOI characteristic "distinctness of imgage”
  • the COMBFORD value determines (the higher the value, the better the appearance).
  • This implementation provides storage of a multicoat system according to the invention or a corresponding comparative multicoat system under the conditions of the test specification PV 1200 of Volkswagen AG. This is followed by the steam jet test described above in accordance with DIN EN ISO 55662 (date: December 2009).
  • the molar ratio of OH groups to NCO groups is 1: 5.
  • the molar ratio of OH groups to NCO groups to each other is 1: 8.
  • H5a and H5b are hardener components used according to the invention.
  • primer compositions of the series P2 according to the invention are obtained.
  • the following mixing ratios of base lacquer to hardener are used (details are in parts by weight):
  • the commercially available product Geniosil® GF 80 (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) is admixed in an amount such that the resulting hardener component of this product is admixed with the comparative hardener component H1 described in 1.2 above and Table 1 .2 of 5.1% by weight (H6a), based on their total weight.
  • H6a is a hardener component used according to the invention.
  • base stock component S1 By mixing base stock component S1 with hardener H6a, a series P2 primer composition according to the invention is obtained.
  • the following mixing ratio of base lacquer to hardener is used (details are in parts by weight): P2e: 100 parts masterbatch S1: 15.8 parts hardener H6a (according to the invention)
  • H7a and H7b are hardener components used according to the invention.
  • primer compositions of the series P2 according to the invention are obtained.
  • the following mixing ratios of base lacquer to hardener are used (details are in parts by weight):
  • H8a is a hardener component used according to the invention.
  • base stock component S1 By mixing base stock component S1 with hardener H8a, a series P2 primer composition according to the invention is obtained.
  • the following mixing ratio of base lacquer to hardener is used (details are in parts by weight):
  • 1,2-Bis (triethoxysilyl) ethane is added in such an amount to the comparative hardener component H1 described in 1.2 above and Table 1 .2 that the resulting hardener component of this product is used in an amount of 5.1 Wt .-% (H9a) or 9.6 wt .-% (H9b), each based on their total weight contains.
  • H9a and H9b are hardener components used according to the invention.
  • primer compositions of the series P2 according to the invention are obtained.
  • the following mixing ratios of base lacquer to hardener are used (details are in parts by weight):
  • H10a and H10b are hardener components used according to the invention.
  • primer compositions of the series P2 according to the invention are obtained.
  • the following mixing ratios of base lacquer to hardener are used (details are in parts by weight):
  • Basecoat B1 is a commercially available aqueous 1 K basecoat which contains at least one coloring pigment as a red pigment (commercial product ColorBrite® Jupiterrot).
  • Basecoat B2 is a commercially available aqueous metallic 1K basecoat containing as at least one effect pigment a commercially available aluminum pigment (commercial product ColorBrite® AC polar silver).
  • Basecoat B3 is a commercially available aqueous 1 K basecoat containing at least one coloring pigment as a green pigment (commercial product ColorBrite® AC Elbaite Green).
  • Basecoat B4 is a commercially available 1K aqueous basecoat from the ColorBrste® series which contains at least one coloring pigment as a black pigment.
  • a commercially available solvent-containing 2K clearcoat (KL) which is prepared by mixing together a basecoat component comprising at least one OH-functional poly (meth) acrylate and a hardener component comprising at least one free polyisocyanate (commercial product Evergloss® 906).
  • basecoat component S2 The basecoat component of this commercially available clearcoat
  • hardener component H3 The hardener component of this commercially available clearcoat is referred to below as "hardener component H3”.
  • the hardener component H3 used is the same hardener component which has been described above in connection with the primer under point 1.2 as hardener component H1.
  • a hardener component H4 is used instead.
  • As a hardener Component H4 is the same hardener component used in the above
  • K2a 100 parts base paint S2: 37.5 parts hardener H4.
  • Plastic substrates are used as substrates, each in the form of test plates with an area of 10 cm x 14 cm x 0.3 cm.
  • Substrates made of PP / EPDM (polypropylene / ethylene-propylene-diene rubber, Sabic® 8500) (substrate T1) are used as plastic substrates.
  • PC / PBT polycarbonate / polybutylene terephthalate, Bayblend® T 65 XF 901510, T2
  • PC / ABS polycarbonate / acrylonitrile butadiene styrene, Xenoy® CL101 D black, T3
  • PUR / RIM polyurethane / Reaction Injection Molding
  • CFRP Carbon Fiber Reinforced Plastic
  • the pretreated substrates T1 to T5 are successively coated with a primer composition of the series P1 or P2, a basecoat B1 or B2 or B3 and a clearcoat of the series K1 or K2.
  • a P1 or P2 series primer is applied to the substrate and then dried for 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air. Then it is cured for 30 minutes at 80 ° C (object temperature).
  • the basecoat is then applied and dried for 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air. Then it is cured for 10 minutes at 80 ° C.
  • a clear coat of the series K1 or K2 is applied and dried for a period of 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air. Then it is cured for 30 minutes at 80 ° C.
  • v2 comprises the following sub-steps:
  • a P1 or P2 series primer is applied to the substrate and then dried for 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air.
  • the basecoat is then applied and dried for 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air.
  • a clear coat of the series K1 or K2 is applied and dried for a period of 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air. Then all layers are cured together for a period of 30 minutes at 90 ° C (object temperature).
  • v3 comprises the following sub-steps:
  • a P1 or P2 series primer is applied to the substrate and then dried for 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air.
  • the basecoat is then applied and dried for 15 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air.
  • a clear coat of the series K1 or K2 is applied and dried for a period of 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air.
  • all layers are cured together for a period of 30 minutes at 90 ° C (object temperature).
  • v4 comprises the following sub-steps:
  • a P1 or P2 series primer is applied to the substrate and then dried for 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air.
  • the basecoat is then applied and dried for 15 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air.
  • a clear coat of the series K1 or K2 is applied and dried for a period of 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air. Then all layers are cured together for a period of 40 minutes at 80 ° C (object temperature).
  • v5 comprises the following sub-steps:
  • a P1 or P2 series primer is applied to the substrate and then dried for 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air.
  • the basecoat is then applied and dried for 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air.
  • a clear coat of the series K1 or K2 is applied and dried for a period of 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air. Then all layers are cured together for a period of 40 minutes at 80 ° C (object temperature).
  • v6 comprises the following sub-steps:
  • a P1 or P2 series primer is applied to the substrate and then dried for 15 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air. Subsequently, basecoat is applied and dried for 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air. Subsequently, a clear coat of the series K1 or K2 is applied and dried for a period of 10 minutes at room temperature (20 ° C) with circulating air. Then all layers are cured together for a period of 40 minutes at 80 ° C (object temperature).
  • the primer series P1 or P2 in a dry film thickness of 10 to 15 pm, the basecoat B1 or B2 or B3 in a Dry layer thickness of 11 to 25 ⁇ and Klariack the series K1 or K2 applied in a dry film thickness of 25 to 35 ⁇ .
  • FIG. 18 shows that, for the multicoat paint systems which have been produced by means of a primer coating composition according to the invention, in particular with regard to

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung einer Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzung, die erhältlich ist durch Zusammengabe von wenigstens zwei voneinander verschiedenen und separat voneinander vorliegenden Komponenten (A) und (B) eines Beschichtungsmittelsystems, wobei Komponente (B) nicht-wässrig ist, wenigstens ein Polyisocyanat mit mehr als zwei freien Isocyanat-Gruppen, wenigstens ein organisches Lösemittel und ferner wenigstens eine Si-haltige-Verbindung enthält, die wenigstens einen hydrolysierbaren Rest und wenigstens einen nicht-hydrolysierbaren organischen Rest aufweist, zum zumindest teilweisen Aufbringen auf wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche eines Kunststoffsubstrats, ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Beschichtung auf einem solchen Substrat sowie ein Verfahren zur zumindest teilweisen Beschichtung wenigstens einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mit einer Mehrschichtlackierung.

Description

Primer-Beschichfungsmittelsystem für Kunststoffsubstrate
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung einer Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung, die erhältlich ist durch Zusammengabe von wenigstens zwei voneinander verschiedenen und separat voneinander vorliegenden Komponenten (A) und (B) eines Beschichtungsmittelsystems, wobei Komponente (B) nicht-wässrig ist, wenigstens ein Polyisocyanat mit mehr als zwei freien Isocyanat- Gruppen, wenigstens ein organisches Lösemittel und ferner wenigstens eine Si- haltige-Verbindung enthält, die wenigstens einen hydrolysierbaren Rest und wenigstens einen nicht-hydrolysierbaren organischen Rest aufweist, zum zumindest teilweisen Aufbringen auf wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche eines Kunststoffsubstrats, ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Beschichtung auf einem solchen Substrat sowie ein Verfahren zur zumindest teilweisen Beschichtung wenigstens einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mit einer Mehrschichtlackierung.
Stand der Technik
Kunststoffe haben sich im Rahmen der Fahrzeuglackierung als Materialien für Fahrzeugteile, Fahrzeuganbauteile und Fahrzeugzubehörteile sowohl im Innen- als auch im Außenbereich durchgesetzt. Kunststoffe werden ebenso wie andere Werkstoffe aus dekorativen Gründen (beispielsweise Färb- und/oder Effektgebung) und/oder aufgrund technischer Zweckmäßigkeit (beispielsweise Licht- und/oder Wetterbeständigkeit) mit entsprechenden geeigneten Beschichtungsmittel- zusammensetzungen beschichtet und lackiert.
Zum Schutz der Kunststoffe wird üblicherweise zunächst eine Grundbeschichtung auf vorbereitete (vorbehandelte) Oberflächen der Kunststoffe aufgetragen. Diese Grundbeschichtung, die durch Aufbringen eines entsprechenden Grund- beschichtungsmittels (Primer) auf den Kunststoff erzielt wird, stellt dann üblicherweise die erste Schicht einer Mehrschichtlackierung dar, welches zur Erzielung der vorstehend genannten dekorativen Gründen und/oder der technischen Zweckmäßigkeit auf das Kunststoffsubstrat aufgetragen wird. Beschichtungsmittelzusammensetzungen, die als Primer, insbesondere als wasserbasierte Primer, einsetzbar sind, werden beispielsweise im US Patent Nr. 4,720,528 und in JP 2008-031453 A1 offenbart. US Patent Nr. 4,720,528 beschreibt dabei Beschichtungsmittelzusammensetzungen, die Caprolacton-modifizierte Acrylpolymere, Acryl-Microgele und Melaminharze enthalten. Diese Zusammensetzungen können u.a. zur Beschichtung von Kunststoffsubstraten eingesetzt werden. JP 2008-031453 A1 offenbart als Primer einsetzbare Beschichtungsmittel, die zwingend mit Säure-Gruppen modifizierte Polyolefinharze enthalten.
Üblicherweise werden Primer in einem separaten Beschichtungsvorgang vor der eigentlichen Beschichtung mit dem verbleibenden Teil der Mehrschichtlackierung auf das Kunststoffsubstrat aufgetragen und ausgehärtet. Die Mehrschichtlackierung beinhaltet dabei üblicherweise - neben Primer - wenigstens einen färb- und/oder effektgebenden Basislack und einen darüber liegenden Klarlack. Basislack und Klarlack werden entweder separat aufgetragen und gehärtet oder dabei jeweils in einem Nass-in-Nass-Verfahren aufgetragen und beide Schichten im Anschluss gemeinsam gehärtet (2C1 B-Verfahren). Die Durchführung eines vorgeschalteten und separaten Verfahrensschrittes zum Aufbringen des Primers ist aus ökonomischen Gründen, nämlich aufgrund eines höheren Zeit- und Kostenaufwandes, nachteilig. Insbesondere sind der separat zu erfolgende Schritt der Aushärtung des Primers und die damit verbundene Einbindung eines vorgeschalteten separaten Ofens zur Erzielung dieser Aushärtung aus diesen Gründen unerwünscht, insbesondere im Rahmen einer OEM-Serienlackierung von zu beschichtenden Kunststoffsubstraten wie im Bereich der Automobilserienlackierung.
Um die mit einem separaten Schritt des Aufbringens des Primers verbundenen Nachteile auszuräumen, sind aus dem Stand der Technik bereits Verfahren bekannt, die eine Einbindung des Primer-Auftrags in das Nass-in-Nass-Verfahren vorsehen. Bei diesen Verfahren werden sowohl Primer als auch Basislack als auch Klarlack mittels eines Nass-in-Nass-Verfahrens aufgetragen und alle drei Schichten im Anschluss gemeinsam gehärtet (3C1 B-Verfahren). Solche 3C1 B-Verfahren zur Beschichtung von Substraten wie beispielsweise Substraten aus Plastik sind beispielsweise aus US 2010/0152336 A1 , WO 2015/114989 A1 und US 2006/0257671 A1 und bekannt. Ein entsprechendes 4C1 B-Verfahren unter Einsatz zweier verschiedener Basislacke ist zudem aus JP 20 2-000570 A bekannt.
Weiterhin sind solche 3C1 B-Verfahren zur Beschichtung von Substraten aus Plastik aus US 2007/0190311 A1 , US 2011/0070450 A1 , dem US Patent Nr. 5,747,114, EP 1 958 982 A2 und EP 2 087 944 A1 bekannt:
In der US 2007/0190311 A1 und der US 2011/0070450 A1 werden dabei 1 K-Primer- Beschichtungsmittel basierend auf organischen Lösemitteln beschrieben. Der Einsatz solcher Primer ist jedoch wenigstens aus ökologischen Gründen unerwünscht und nachteilig. Aus der US 2006/0257671 A1 sind 1 K-Primer- Beschichtungsmittel bekannt, die Silan-funktionelle nicht-polare Polymere wie entsprechende Silan-funktionelle Polyolefine enthalten. Im US Patent Nr. 5,747,114 werden physikalisch trocknende Primer-Beschichtungsmittel basierend auf Polyurethanen und/oder oligomeren Urethanen offenbart, die jedoch chemisch so aufgebaut sind, dass sie bei Temperaturen von 60 bis 110°C nicht zu einer chemisch Vernetzung befähigt sind. Zudem haben 1 K-Primer gegenüber 2K-Primern oftmals den Nachteil, dass nicht immer eine ausreichende Vernetzung erzielt wird, und Primer bzw. daraus aufgebaute Mehrschichtlackierungen nicht immer die gewünschten anwendungstechnologischen Eigenschaften aufweisen, beispielsweise hinsichtlich ihrer geforderten Bewitterungseigenschaften. Ferner sind 2K-Primer insbesondere bei der Serienlackierung in der Linie besser dosierbar als 1 K-Systeme.
EP 1 958 982 A2 offenbart ein 3C1 B-Verfahren, welches den aufeinanderfolgenden Auftrag eines wasserbasierten Primer-Beschichtungsmittels, eines wasserbasierten und Metalleffektpigmente enthaltenen Basislacks und eines Klarlacks mit hohem Festkörpergehalt und ein gemeinsames Aushärten aller drei Schichten bei 70 bis 100°C vorsieht, wobei auch der Festkörpergehalt eines zweischichtigen aus Primer- Beschichtungsmittel und Basislack gebildeten Films vergleichsweise hoch ist und bei >75% liegt. Der Kern des in EP 1 958 982 A2 offenbarten Verfahrens ist in dem Einsatz des speziellen Klarlacks und insbesondere des zu seiner Herstellung eingesetzten organischen Lösemittels zu sehen, welches es ermöglicht, dass das im Klarlack ebenfalls vorhandene Polyisocyanat teilweise in den Basislack migrieren und zu dessen Aushärtung beitragen kann. Bei den in den Beispielen der EP 1 958 982 A2 beschriebenen Primem handelt es sich jeweils um 1 K-Primer, mit denen oftmals die bereits vorstehend beschriebenen Nachteile verbunden sind. Zudem können bei Einsatz der in EP 1 958 982 A2 beschriebenen vergleichsweise hohen Festkörpergehalte Probleme hinsichtlich der Verspritzbarkeit und des Verlaufs auftreten.
Aus EP 2 087 944 A1 ist schließlich ein 3C1 B-Verfahren bekannt, welches den aufeinanderfolgenden Auftrag eines wasserbasierten Primer-Beschichtungsmittels, eines wasserbasierten Basislacks und eines Klarlacks bei 40 bis 1 10°C vorsieht. Das Primer-Beschichtungsmittel enthält dabei zwingend ein Polyolefinharz und ein Acrylharz in einem bestimmten Gewichtsverhältnis zueinander. Bei den in den Beispielen der EP 2 087 944 A1 beschriebenen Primern handelt es sich jeweils um 1 K-Primer, mit denen oftmals die bereits vorstehend beschriebenen Nachteile verbunden sind. Zudem ist der Einsatz von Polyolefinharzen in wasserbasierten Primer-Beschichtungsmitteln oftmals nachteilig, da dadurch die Sensibilität gegenüber Wasser und Feuchtigkeit negativ beeinflusst wird. Insbesondere der Einsatz chlorierter Polyolefine ist diesbezüglich nachteilig. Zudem ist der Einsatz solcher chlorierter Polyolefine aus ökologischen Gründen unerwünscht.
Zudem weisen aus dem Stand der Technik bekannte und zur Beschichtung von Kunststoffen eingesetzte Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzungen sowie entsprechende Mehrschichtlackierungen aus einem solchen Primer sowie Basislack(en) und Klarlack oftmals, insbesondere wenn sie mittels eines 3C1 B- Verfahrens auf entsprechende Kunststoffsubstrate aufgetragen worden sind, nicht immer zufriedenstellende anwendungstechnologische Eigenschaften wie beispielsweise Appearance und Chemikalienbeständigkeit auf.
Es besteht daher ein Bedarf an Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzungen und deren Eignung in einem mehrstufigen 1 B-Verfahren wie insbesondere einem 3C1 B-Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung von Kunststoffsubstarten, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen. Aufgabe
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine wässrige Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die zum Aufbringen auf wenigstens eine Oberfläche eines Kunststoffsubstrats eingesetzt werden kann und Vorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten wässrigen Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzungen aufweist. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche wässrige Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die ein ökologischeres und ökonomischeres Beschichtungsverfahren im Rahmen eines 3C1 B-Verfahrens als herkömmliche eingesetzte Primer-Beschichtungszusammen- setzungen ermöglicht. Dabei sollten jedoch gleichzeitig die geforderten anwendungstechnologischen Eigenschaften wie insbesondere Appearance und Chemikalienbeständigkeit von Mehrschichtlackierungen aus solch einer Primer- Beschichtung, Basislack(en) und Klarlack optimal erfüllt werden und gegenüber dem Stand der Technik, wenn nicht gar verbessert, dann in jedem Fall aber nicht verschlechtert sein.
Lösung
Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den Patentansprüchen beanspruchten Gegenstände sowie die in der nachfolgenden Beschreibung beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen dieser Gegenstände.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Verwendung einer Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzung, die erhältlich ist durch Zusammengabe von wenigstens zwei voneinander verschiedenen und separat voneinander vorliegenden Komponenten (A) und (B) eines Beschichtungs- mittelsystems, wobei Komponente (A) wässrig ist, wenigstens ein Polymer (a1 ) enthält, welches gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktive funktionelle Gruppen aufweist, und wenigstens ein Pigment (a2) und/oder wenigstens einen Füllstoff (a3) enthält, wobei Komponente (B) nicht- wässrig ist, wenigstens ein Polyisocyanat (b1) mit mehr als zwei freien Isocyanat-Gruppen sowie wenigstens ein organisches Lösemittel (b2) enthält, und wobei Komponente (B) zudem wenigstens eine Si-haltige-Verbindung (b3) enthält, die wenigstens einen hydrolysierbaren Rest und wenigstens einen nicht- hydrolysierbaren organischen Rest aufweist, zum zumindest teilweisen Aufbringen auf wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche eines Kunststoffsubstrats.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur zumindest teilweisen Beschichtung wenigstens einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mit einem Primer, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens einen Schritt (1 ) umfasst, nämlich
(1 ) zumindest teilweises Aufbringen der erfindungsgemäß eingesetzten Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung auf wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche eines Kunststoffsubstrats.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur zumindest teilweisen Beschichtung wenigstens einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mit einer Mehrschichtlackierung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens die nachfolgenden Schritte (1 ) bis (7) umfasst, nämlich
(1 ) zumindest teilweises Aufbringen der erfindungsgemäß eingesetzten Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung auf wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche eines Kunststoffsubstrats,
(2) Zwischentrocknung der gemäß Schritt (1) aufgebrachten Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung vorzugsweise bei Raumtemperatur unter Erhalt einer Primerschicht,
(3) Aufbringen wenigstens einer Basislackzusammensetzung auf die nach Schritt (2) erhaltene Primerschicht, (4) Zwischentrocknung der gemäß Schritt (3) aufgebrachten wenigstens einen Basislackzusammensetzung vorzugsweise bei Raumtemperatur unter Erhalt wenigstens einer Basislackschicht,
(5) Aufbringen einer Klarlackzusammensetzung auf die nach Schritt (4) erhaltene wenigstens eine Basislackschicht, und
(6) Zwischentrocknung der gemäß Schritt (5) aufgebrachten Klarlackzusammensetzung vorzugsweise bei Raumtemperatur unter Erhalt einer Klarlackschicht, und
(7) gemeinsames Härten der so erhaltenen Primerschicht, Basislackschicht(en) und Klarlackschicht bei einer Temperatur <100°C.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das im Zusammenhang mit der vorstehend genannten erfindungsgemäßen Verwendung eingesetzte Beschichtungsmittelsystem als solches. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzung, die erhältlich ist durch Zusammengabe wenigstens der Komponenten (A) und (B) dieses Beschichtungsmittelsystems.
Es wurde überraschend gefunden, dass das erfindungsgemäße Beschichtungsmittelsystem zur Herstellung einer Primer-Beschichtungsmittel- zusammensetzung geeignet ist, welche wiederum zum zumindest teilweisen Aufbringen auf wenigstens eine Oberfläche eines Kunststoff Substrats geeignet ist und insbesondere im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Teil einer Mehrschichtlackierung auf ein gegebenenfalls vorbehandeltes Kunststoffsubrat aufgetragen werden kann. Dies ist sowohl aus ökologischen Gründen vorteilhaft, da eine aus dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem hergestellte Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung eine wässrige Zusammensetzung darstellt, als auch aus ökonomischen Gründen, da aufgrund der Eignung der Primer- Beschichtungsmittelzusammen-setzung, in einem 3C1 B-Verfahren eingesetzt werden zu können, wirtschaftliche Vorteile resultieren, da Zeit- und Kosten (Energieeintrag) reduziert werden können: insbesondere wenn das erfindungsgemäße Verfahren im Rahmen einer Serienlackierung von Kunststoffteilen oder einer Lackierung von Kunststoffteilen innerhalb einer OEM-Serienlackierung von Autokarosserien bzw. Teilen davon eingesetzt wird, kann aufgrund des gemeinsamen Härtungsschrittes aller aufgetragenen Schichten nur ein einziger Ofen zur Aushärtung aller Schichten verwendet werden.
Ferner wurde überraschend gefunden, dass die geforderten anwendungstechnologischen Eigenschaften sowohl der resultierenden Primer- Beschichtungen als auch von Mehrschichtlackierungen aus Primer-Beschichtung, Basislack(en) und Klarlack optimal erfüllt werden und hinsichtlich dieser Eigenschaften insbesondere keine Nachteile, sondern sogar Vorteile zu beobachten sind, insbesondere bezüglich des optischen Erscheinungsbilds (Appearance), Farbtons, Steinschlagfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit. Es war überraschend, dass dies insbesondere durch die Gegenwart der wenigstens einen Si-haltigen- Verbindung (b3) erreicht wird.
Ausführliche Beschreibung
Der Begriff „umfassend" im Sinne der vorliegenden Erfindung, insbesondere im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem und der daraus erhältlichen erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung hat vorzugsweise die Bedeutung „bestehend aus". Dabei können beispielsweise hinsichtlich der erfindungsgemäß eingesetzten Komponenten (A) und (B) des Beschichtungsmittelsystems - neben den darin zwingend enthaltenen Bestandteilen (Polymer (a1 ), Wasser, Pigment (a2) und/oder Füllstoff (a3) im Fall von (A) und Polyisocyanat (b1 ), organisches Lösemittel (b2) und Si-haltige-Verbindung (b3) im Fall von (B)) - eine oder mehrere der weiteren nachstehend genannten optional enthaltenen Bestandteilen in diesen Komponenten enthalten sein. Alle Bestandteile können dabei jeweils in ihren nachstehend genannten bevorzugten Ausführungsformen vorliegen. Analoges gilt für die aus dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem erhältlichen erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel- zusammensetzungen.
Substrat
Als erfindungsgemäß eingesetzte Substrate eignen sich alle üblicherweise eingesetzten und dem Fachmann bekannten Kunststoffsubstrate. Bei „Kunststoffsubstraten" oder „Substraten aus Kunststoff' (nachfolgend auch als „erfindungsgemäße Substrate" bezeichnet) handelt es sich im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise um Substrate aus oder basierend auf wenigstens einem Kunststoff. Insbesondere sind solche Substrate Kunststoffsubstrate, die wenigstens eine Oberfläche aus Kunststoff aufweisen. Als Kunststoffe kommen alle üblichen dem Fachmann bekannten Kunststoffe in Frage, insbesondere Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyurethan (PUR) bzw. (PUR- RIM), glasfaserverstärkte ungesättigte Polyester, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyphenylensulfid (PPS), Polyoxymethylen (POM), Polyphenylenether (PPE), Polyphenylenoxid (PPO), Polyhamstoff, Polybutadienterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC), Polycarbonat (PC) modifiziert mit Polybutadienterephthalat (PC- PBT), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Polyolefine wie Polyethylene (PE) und Polypropylen (PP) sowie Polyolefine wie zum Beispiel Polypropylen (PP), die modifiziert sind mit Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymeren (EPDM) und/oder mit Ethylen-Butylen-Dien-Mischpolymeren (EBDM). Möglich sind dabei auch Kunststoffsu bstrate , die verschiedene der genannten Kunststoffe, demnach also Mischungen dieser Kunststoffe, enthalten. Besonders bevorzugte Kunststoffe sind Polyolefine wie Polypropylen (PP) und Polypropylen (PP), die gegebenenfalls modifiziert sind mit Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymeren (EPDM). Die Modifizierung von Polyolefinen mit EPDM dient im Wesentlichen dem Elastifizieren des Kunststoffs und kann unter anderem die Lackierbarkeit des Kunststoffes beeinflussen. Vorteilhaft sind EPDM-Anteile von wenigstens 2 Gew.-% wie zum Beispiel von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kunststoffs.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Substrat kann vorbehandelt oder unbehandelt sein, vorzugsweise handelt es sich jedoch um ein vorbehandeltes Substrat. Mögliche Vorbehandlungen, denen das Substrat unterworfen werden kann, sind dabei das Beflammen, die Plasmabehandlung und/oder die Corona-Entladung, insbesondere das Beflammen. Diese Vorbehandlungen sind dem Fachmann bekannt.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Substraten kann es sich um Kunststoff platten handeln. Vorzugsweise werden als Substrate Fahrzeugteile sowie Fahrzeuganbauteile und Fahrzeugzubehörteile aus Kunststoffen sowohl für den Fahrzeuginnenbereich als auch den Fahrzeugaußenbereich eingesetzt. Erfindungsgemäßes Beschichtungsmittelsystem
Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittelsystem ist zur Herstellung einer Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung geeignet.
Dem Fachmann ist der Begriff des „Primers" bzw. der „Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung" bekannt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung und in Einklang mit der DIN EN ISO 4618 (deutsche Fassung, Datum: März 2007) wird darunter ein Grundbeschichtungsmittel verstanden, welches zum Herstellen einer Grundbeschichtung auf dem zu beschichtenden Substrat eingesetzt wird. Die resultierende Grundbeschichtung stellt dann die erste Schicht einer Mehrschichtlackierung auf dem Substrat dar.
Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittelsystem umfasst wenigstens die Komponenten (A) und (B). Vorzugsweise kann es aus den beiden Komponenten (A) und (B) bestehen. In diesem Fall ist das erfindungsgemäße Beschichtungsmittelsystem ein Zweikomponenten-Beschichtungsmittelsystem (2K-Beschichtungsmittel- system). Alternativ kann das erfindungsgemäße Beschichtungsmittelsystem neben den beiden Komponenten (A) und (B) eine weitere, von (A) und (B) verschiedene und ebenfalls separat von (A) und (B) vorliegende Komponente (C) umfassen. Diese Komponente (C) fungiert dabei als eine zur Verdünnung eingesetzte Komponente enthaltend ein oder mehrere organische Lösemittel und/oder Wasser.
Durch Zusammengeben wenigstens der Komponenten (A) und (B) und gegebenenfalls (C) des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystems, vorzugsweise kurz vor der geplanten Applikation auf das Substrat, ist eine erfindungsgemäße Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzung erhältlich.
Die erfindungsgemäße Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzung, die durch Zusammengeben wenigstens der beiden Komponenten (A) und (B) sowie gegebenenfalls (C) herstellbar ist, ist aufgrund des Einsatzes der wässrigen Komponente (A) insgesamt ebenfalls wässrig. Vorzugsweise liegen die Komponenten (A) und (B) innerhalb des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystems relativ zueinander so vor, dass das molare Verhältnis der gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktiven funktionellen Gruppen des Polymers (a1 ), die vorzugsweise OH-Gruppen sind, und der Isocyanat- Gruppen des Polyisocyanats (b1 ) in einem Bereich von 1 :1 bis 1 :20, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 :1 ,1 bis 1 :15, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 :1 ,2 bis 1 :12,5, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 1 :1 ,5 bis 1 :10, am meisten bevorzugt in einem Bereich von 1 :2 bis 1 :9, liegt.
Vorzugsweise liegen die Komponenten (A) und (B) innerhalb des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystems relativ zueinander so vor, dass der NCO-Gehalt einer Beschichtungsmittelzusammensetzung, die durch Zusammengeben wenigstens der beiden Komponenten (A) und (B) sowie gegebenenfalls (C) herstellbar ist, jeweils bezogen auf den gesamten Festkörper dieser Zusammensetzung, in einem Bereich von 1 bis 12 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 ,5 bis 9 Gew.-%, noch bevorzugter in einem Bereich von 2 bis 8 Gew.-%, am meisten bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 7 Gew.-%, liegt. Der NCO-Gehalt entspricht dabei jeweils dem theoretisch berechneten NCO-Gehalt.
Komponente (A)
Die Anteile in Gew.-% aller in der erfindungsgemäß eingesetzten Komponente (A) enthaltenen Bestandteile addieren sich auf 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (A).
Komponente (A) des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystems ist wässrig. Unter dem Begriff„wässrig" im Zusammenhang mit Komponente (A) ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein System zu verstehen, welches als Lösemittel als Hauptbestandteil Wasser, vorzugsweise in einer Menge von wenigstens 25 Gew.-%, und organische Lösemittel in geringeren Anteilen, vorzugsweise in einer Menge von <20 Gew.-%, enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (A).
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mehrwertigen Alkoholen, beispielsweise Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol, Ethylenglykol, Ethylglykol, Propylglykol, Butylglykol, Butyldiglykol, 1 ,2- Propandiol und/oder 1 ,3-Propandiol, Ethern, beispielsweise Diethylenglykoldimethylether, aliphatische Kohlenwasserstoffen, aromatische Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Toluol und/oder Xylole, Ketonen, beispielsweise Aceton, N-Methylpyrrolidon, N-Ethylpyrrolidon, Methylisobutylketon, Isophoron, Cyclo hexanon, Methylethylketon, Estern, beispielsweise
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gegebenenfalls unter die Definition eines Bindemittels fallende und gegebenenfalls vorhandene Additive umfasst.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine innerhalb von Komponente (A) eingesetzte Polymer (a1 ) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyurethanen, Polyharnstoffen, Polyestern, Polyamiden, Polyethern, Poly(meth)acrylaten und/oder Mischpolymerisaten der genannten Polymere, insbesondere Polyurethan- Poly( meth )acrylaten und/oder Polyurethan-Polyharnstoffen. Besonders bevorzugt ist das wenigstens eine in Komponente (A) eingesetzte Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyurethanen, Polyestem, Poly(meth)acrylaten und/oder Mischpolymerisaten der genannten Polymere. Der Ausdruck „(Meth)acry!" bzw. „(Meth)acrylat" umfasst im Sinne der vorliegenden Erfindung jeweils die Bedeutungen„Methacryl" und/oder„Acryl" bzw.„Methacrylat" und/oder„Acrylat".
Bevorzugte Polyurethane werden beispielsweise beschrieben in der deutschen Patentanmeldung DE 199 48 004 A1 , Seite 4, Zeile 19 bis Seite 11 , Zeile 29 (Polyurethanpräpolymer B1 ), in der europäischen Patentanmeldung EP 0 228 003 A1 , Seite 3, Zeile 24 bis Seite 5, Zeile 40, in der europäischen Patentanmeldung EP 0 634 431 A1 , Seite 3, Zeile 38 bis Seite 8, Zeile 9, und der internationalen Patentanmeldung WO 92/15405, Seite 2, Zeile 35 bis Seite 10, Zeile 32.
Bevorzugte Polyester werden beispielsweise in DE 4009858 A1 in Spalte 6, Zeile 53 bis Spalte 7, Zeile 61 und Spalte 10, Zeile 24 bis Spalte 13, Zeile 3 oder WO 2014/033135 A2, Seite 2, Zeile 24 bis Seite 7, Zeile 10 sowie Seite 28, Zeile 13 bis Seite 29, Zeile 13 beschrieben.
Bevorzugte Polyurethan-Poly(meth)acrylat-Mischpolymerisate ((meth)acrylierte Polyurethane) und deren Herstellung werden beispielsweise in WO 91/15528 A1 , Seite 3, Zeile 21 bis Seite 20, Zeile 33 sowie in DE 4437535 A1 , Seite 2, Zeile 27 bis Seite 6, Zeile 22 beschrieben.
Bevorzugte Poly(meth)acrylate sind zudem solche, welche durch mehrstufige radikalische Emulsionspolymerisation von olefinisch ungesättigten Monomeren in Wasser und/oder organischen Lösemitteln hergestellt werden können. Besonders bevorzugt sind beispielsweise Saat-Kern-Schale-Polymerisate (SCS-Polymerisate). Solche Polymerisate bzw. wässrige Dispersionen enthaltend solche Polymerisate sind beispielsweise aus WO 2016/116299 A1 bekannt.
Bevorzugte Polyurethan-Polyharnstoffe-Mischpolymerisate sind Polyurethan- Polyharnstoff-Partikel, wobei die Polyurethan-Polyharnstoff-Partikel, jeweils in umgesetzter Form, mindestens ein Isocyanatgruppen-haltiges Polyurethan- Präpolymer enthaltend anionische und/oder in anionische Gruppen überführbare Gruppen sowie mindestens ein Polyamin enthaltend zwei primäre Aminogruppen und ein oder zwei sekundäre Aminogruppen enthalten. Vorzugsweise werden derartige Mischpolymerisate in Form einer wässrigen Dispersion eingesetzt. Solche Polymere sind grundsätzlich durch an sich bekannte Polyaddition von beispielsweise Polyisocyanaten mit Polyolen sowie Polyaminen herstellbar.
Vorzugsweise werden keine Polyolefine als Polymer (a1 ) eingesetzt. Vorzugsweise enthält keine der Komponenten (A), (B) und gegebenenfalls (C) des Beschichtungsmittelsystems irgendwelche Polyolefine. Dementsprechend enthält vorzugsweise auch die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung keine Polyolefine.
Das in Komponente (A) eingesetzte Polymer (a1 ) weist reaktive funktionelle Gruppen auf, die eine Vernetzungsreaktion mit Isocyanat-Gruppen ermöglichen. Jede übliche dem Fachmann bekannte hierfür einsetzbare vernetzbare reaktive funktionelle Gruppe kommt dabei in Betracht. Vorzugsweise weist das in Komponente (A) eingesetzte Polymer (a1 ) wenigstens eine Art von funktionellen reaktiven Gruppen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus primären Amino-Gruppen, sekundären Amino-Gruppen, Hydroxyl-Gruppen, Thiol-Gruppen, Carboxyl-Gruppen und Carbamat-Gruppen auf. Vorzugsweise weist das in Komponente (A) eingesetzte Polymer (a1 ) funktionelle Hydroxyl-Gruppen auf.
Vorzugsweise ist das in Komponente (A) eingesetzte Polymer (a1 ) hydroxyfunktionell und besitzt insbesondere bevorzugt eine OH-Zahl im Bereich von 15 bis 250 mg KOH/g, besonders bevorzugt von 20 bis 200 mg KOH/g. Die OH-Zahl kann errechnet werden. Besonders bevorzugt ist das in Komponente (A) eingesetzte Polymer (a1 ) ein hydroxyfunktionelles Polyurethan-Poly(meth)acrylat-Mischpolymerisat, ein hydroxyfunktioneller Polyester und/oder ein hydroxyfunktionelles Polyurethan- Polyharnstoff-Mischpolymerisat.
Komponente (AI ) enthält wenigstens ein Pigment (a2) und/oder wenigstens einen Füllstoff (a3).
Der Begriff„Pigment" ist dem Fachmann bekannt, beispielsweise aus der DIN 55943 (Datum: Oktober 2001). Unter einem„Pigment" werden im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise pulver- oder plättchenförmige Bestandteile verstanden, die in dem sie umgebenden Anwendungsmedium wie beispielsweise Komponente (A) des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystems oder der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, unlöslich sind. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Farbmittel und/oder um Substanzen, die aufgrund ihrer magnetischen, elektrischen und/oder elektromagnetischen Eigenschaften als Pigment eingesetzt werden können. Von „Füllstoffen" unterscheiden sich Pigmente vorzugsweise durch ihren Brechungsindex, der für Pigmente >1 ,7 beträgt.
Der Begriff der Pigmente umfasst Farbpigmente (die Begriffe „farbgebendes Pigment" und„Farbpigmenf sind austauschbar) und Effektpigmente. Vorzugsweise handelt es sich bei Effektpigmenten um solche Pigmente, die optisch effektgebend oder färb- und optisch effektgebend, insbesondere optisch effektgebend, sind. Die Begriffe „optisch effektgebendes und farbgebendes Pigment", „optisch effektgebendes Pigment" und„Effektpigment" sind daher austauschbar. Bevorzugte Effektpigmente sind beispielsweise plättchenförmige Metalleffektpigmente wie blättchenförmige Aluminiumpigmente, Goldbronzen, feuergefärbte Bronzen und/oder Eisenoxid-Aluminiumpigmente, Perglanzpigmente wie Fischsilber, basisches Bleicarbonat, Bismutoxidchlorid und/oder Metalloxid-Glimmer-Pigmente (Mica) und/oder sonstige Effektpigmente wie blättchenförmiges Graphit, blättchenförmiges Eisenoxid, Mehrschicht-Effekt-Pigmente aus PVD-Filmen und/oder Liquid Crystal Polymer-Pigmente. Grundsätzlich ist der Einsatz von Effektpigmenten als Pigment (a2) in Komponente (A) möglich. Da die unter Einsatz von (A) erhältliche Beschichtungsmittel- zusammensetzung jedoch als Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzung eingesetzt werden soll, ist die Einarbeitung von Effektpigmenten in Komponente (A) nicht bevorzugt. Vorzugsweise enthält Komponente (A) somit keine Effektpigmente. Vorzugsweise enthalten das gesamte erfindungsgemäße Beschichtungsmittelsystem und auch die daraus erhältliche Beschichtungsmittelzusammensetzung keine Effektpigmente.
Als Pigment (a2) werden daher bevorzugt Farbpigmente eingesetzt. Als Farbpigment können anorganische und/oder organische Pigmente eingesetzt werden. Vorzugsweise ist das Farbpigment ein anorganisches Farbpigment. Als besonders bevorzugte Farbpigmente werden Weißpigmente, Buntpigmente und/oder Schwarzpigmente eingesetzt. Beispiele für Weißpigmente sind Titandioxid, Zink- Weiß, Zinksulfid und Lithopone. Beispiele für Schwarzpigmente sind Ruß, Eisen- Mangan-Schwarz und Spinellschwarz. Beispiele für Buntpigmente sind Chromoxid, Chromoxidhydratgrün, Kobaltgrün, Ultramaringrün, Kobaltblau, Ultramarinblau, Manganblau, Ultramarinviolett, Kobalt- und Manganviolett, Eisenoxidrot, Cadmiumsulfoselenid, Molybdatrot und Ultramarinrot, Eisenoxidbraun, Mischbraun, Spinell- und Korundphasen und Chromorange, Eisenoxidgelb, Nickeltitangelb, Chromtitangelb, Cadmiumsulfid, Cadmiumzinksulfid, Chromgelb und Bismutvanadat. Beispiele für geeignete organische farbgebende Pigmente sind Monoazopigmente, Bisazopigmente, Anthrachinonpigmente, Benzimidazolpigmente,
Chinacridonpigmente, Chinophthalonpigmente, Diketopyrrolopyrrolpigmente, Dioxazinpigmente, Indanthronpigmente, Isoindolinpigmente, Isoindolinonpigmente, Azomethinpigmente, Thioindigopigmente, Metallkomplexpigmente, Perinonpigmente, Perylenpigmente, Phthalocyaninpigmente oder Anilinschwarz.
Der Anteil der Pigmente (a2) liegt vorzugsweise im Bereich von 1 ,0 bis 40,0 Gew.-%, bevorzugt 2,0 bis 35,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 5,0 bis 30,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (A). Der Anteil der Pigmente (a2) liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 35,0 Gew.-%, bevorzugt 1 ,0 bis 30,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 2,0 bis 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der aus dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem erhältlichen erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel- zusammensetzung.
Der Begriff „Füllstoff' ist dem Fachmann ebenfalls bekannt, beispielsweise aus der DIN 55943 (Datum: Oktober 2001). Unter einem „Füllstoff" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein im Anwendungsmedium wie beispielsweise Komponente (A) des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystems oder der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, unlöslicher Bestandteil verstanden, der insbesondere zur Vergrößerung des Volumens eingesetzt wird. Vorzugsweise unterscheiden sich „Füllstoffe" im Sinne der vorliegenden Erfindung von „Pigmenten" durch ihren Brechungsindex, der für Füllstoffe <1 ,7 beträgt.
Jeder übliche dem Fachmann bekannte Füllstoff kann als Bestandteil (a3) eingesetzt werden. Beispiele geeigneter Füllstoffe sind Kaolin, Dolomit, Calcit, Kreide, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Graphit, Silikate wie Magnesiumsilikate, insbesondere entsprechende Schichtsilikate wie Hectorit, Bentonit, Montmorillonit, Talkum und/oder Glimmer, Kieselsäuren, insbesondere pyrogene Kieselsäuren, Hydroxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder organische Füllstoffe wie Textilfasern, Cellulosefasern, Polyethylenfasern oder Polymerpulver; ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 250 ff., «Füllstoffe», verwiesen.
Der Anteil der Füllstoffe (a3) liegt vorzugsweise im Bereich von 1 ,0 bis 40,0 Gew.-%, bevorzugt 2,0 bis 35,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 5,0 bis 30,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (A).
Der Anteil der Füllstoffe (a3) liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 35,0 Gew.-%, bevorzugt 1 ,0 bis 30,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 2,0 bis 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der aus dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem erhältlichen erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel- zusammensetzung.
Komponente (A) kann optional noch mindestens einen Verdicker (auch als Verdickungsmittel bezeichnet) enthalten. Beispiele für derartige Verdicker sind anorganische Verdicker, beispielsweise Metallsilikate wie Schichtsilikate, und organische Verdicker, beispielsweise Poly(meth)acrylsäure-Verdicker und/oder (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat- Verdicker, Polyurethan-Verdicker sowie polymere Wachse. Das Metallsilikat wird bevorzugt aus der Gruppe der Smektite ausgewählt. Besonders bevorzugt werden die Smektite aus der Gruppe der Montmorillonite und Hectorite ausgewählt. Insbesondere werden die Montmorillonite und Hectorite aus der Gruppe bestehend aus Aluminium-Magnesium-Silikaten sowie Natrium-Magnesium- und Natrium-Magnesium-Fluor-Lithium-Schichtsilikaten, ausgewählt. Diese anorganischen Schichtsilikate werden zum Beispiel unter der Marke Laponite® vertrieben. Verdickungsmittel auf Basis von Poly(meth)acrylsäure und (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdicker sind gegebenenfalls vernetzt und/oder mit einer geeigneten Base neutralisiert. Beispiele solcher Verdickungsmittel sind „Alkali Swellable Emulsions" (ASE), und hydrophob modifizierte Varianten davon, die„Hydrophically modified Alkali Swellable Emulsions" (HASE). Vorzugsweise sind diese Verdickungsmittel anionisch. Entsprechende Produkte wie Rheovis® AS 1 130 sind kommerziell erhältlich. Verdickungsmittel auf Basis von Polyurethanen (z.B. Polyurethan-Assoziativ-Verdickungsmittel) sind gegebenenfalls vernetzt und/oder mit einer geeigneten Base neutralisiert. Entsprechende Produkte wie Rheovis® PU 1250 sind kommerziell erhältlich. Als polymere Wachse eignen sich beispielsweise gegebenenfalls modifizierte polymere Wachse auf Basis von Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren. Ein entsprechendes Produkt ist zum Beispiel unter der Bezeichnung Aquatix® 8421 kommerziell erhältlich.
Vorzugsweise liegt der wenigstens eine Verdicker in Komponente (A) in einer Menge von höchstens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 7,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von höchstens 5 Gew.-%, insbesondere von höchstens 3 Gew.-%, am meisten bevorzugt von höchstens 2 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht von Komponente (A) vor. Die Mindestmenge an Verdicker liegt dabei vorzugsweise jeweils bei 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (A).
Komponente (A) kann ein oder mehrere üblicherweise eingesetzte Additive als weitere optionale Bestandteile enthalten. Beispielsweise kann die Komponente (A) wie bereits vorstehend ausgeführt einen bestimmten Anteil an wenigstens einem organischen Lösemittel enthalten. Femer kann Komponente (A) wenigstens ein Additiv ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Reaktivverdünnern, Lichtschutzmitteln, Antioxidantien, Entlüftungsmitteln, Emulgatoren, Slipadditiven, Polymerisations-inhibitoren, Initiatoren für radikalische Polymerisationen, Haftvermittlern, Verlaufsmitteln, filmbildenden Hilfsmitteln, Sag-Control-Agents (SCAs), Flammschutzmitteln, Korrosionsinhibitoren, Sikkativen, Bioziden und Mattierungsmitteln enthalten. Sie können in den bekannten und üblichen Anteilen eingesetzt werden. Vorzugsweise liegt deren Gehalt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (A) bei 0,01 bis 20,0 Gew.-%, noch bevorzugter bei 0,05 bis 15,0 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 0,1 bis 10,0 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt bei 0,1 bis 7,5 Gew.-%, insbesondere bei 0,1 bis 5,0 Gew.-% und am meisten bevorzugt bei 0,1 bis 2,5 Gew.-%.
Komponente (B)
Die Anteile in Gew.-% aller in der erfindungsgemäß eingesetzten Komponente (B) enthaltenen Bestandteile addieren sich auf 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (B).
Komponente (B) des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystems ist nicht- wässrig. Unter dem Begriff „nicht-wässrig" im Zusammenhang mit Komponente (B) ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein System zu verstehen, welches wenigstens im Wesentlichen wasserfrei ist. Die Gegenwart von Wasser innerhalb der Komponente (B) ist unerwünscht, da es sonst zu einer Reaktion des Wassers mit einer NCO-Gruppe des Polyisocyanats (b1 ) kommen könnte. Zudem kann es zu einer Reaktion von Wasser mit der Si-haltigen Verbindung (b3) wie einem Silan unter Abspaltung eines Alkohols kommen, der wiederum mit einer NCO-Gruppe des Polyisocyanats (b1 ) reagieren kann. Ferner kann in die in diesem Fall ebenfalls gebildete Silanolgruppe mit einer weiteren solchen Gruppe und/oder mit einer hydrolysierbaren Gruppe der Si-haltigen Verbindung (b3) reagieren, was ebenfalls zu diesem Zeitpunkt unerwünscht ist. Die Gegenwart von Spuren von Wasser - beispielsweise durch Gegenwart von Wasser in zur Herstellung der Komponente (B) eingesetzten Bestandteilen - kann dennoch nicht vollständig ausgeschlossen werden. Daher ist die Komponente (B) wenigstens im Wesentlichen wasserfrei. Darunter ist vorzugsweise zu verstehen, dass Komponente (B) Wasser in einer Menge von höchstens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von höchstens 0,25 Gew.- %, ganz besonders bevorzugt von höchstens 0,1 Gew.-%, insbesondere von <0,1 Gew.-%, am meisten bevorzugt von <0,05 Gew.-% oder gar kein Wasser enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht von Komponente (B).
Komponente (B) enthält wenigstens ein organisches Lösemittel (b2), vorzugsweise in einer Menge von bis zu 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (B). Als organische Lösemittel (b2) kommen die gleichen Lösemittel in Betracht, die bereits vorstehend im Zusammenhang mit Komponente (A) genannt worden sind. Um eine (vorzeitige) Vernetzung mit den Isocyanat-Gruppen des Polyisocyanats (b1 ) zu verhindern, ist (b2) jedoch vorzugsweise chemisch inert gegenüber einer Reaktion mit den Isocyanat-Gruppen von (b1 ). Insbesondere handelt es sich bei (b2) daher nicht um einen Alkohol.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Komponente (B) einen Anteil an (b2) von bis zu 37,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von bis zu 35 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von bis zu 32,5 Gew.-%, insbesondere von bis zu 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (B).
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäß eingesetzte Komponente (B) einen Anteil an (b2), der in einem Bereich von 1 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 37,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 35 Gew.-%, insbesondere von 4 Gew.-% bis 32,5 Gew.-% oder von 5 Gew.-% bis 30 Gew.-% liegt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (B).
Vorzugsweise liegt der Festkörpergehalt der erfindungsgemäß eingesetzte Komponente (B) in einem Bereich von 50 bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 55 bis 95 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 60 bis 90 Gew.-%, insbesondere von 65 Gew.-% bis 85 Gew.-% liegt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (B). Der Festkörpergehalt wird mit der nachstehend beschriebenen Methode bestimmt.
Komponente (B) des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystems enthält wenigstens ein Polyisocyanat (b1 ) mit mehr als zwei freien Isocyanat-Gruppen.
Als Polyisocyanate (b1 ) werden bevorzugt (hetero)aliphatische, (hetero)cycloaliphatische, (hetero)aromatische und/oder (hetero)aliphatisch- (hetero)aromatische Polyisocyanate eingesetzt.
Bevorzugt weist das wenigstens eine Polyisocyanat (b1 ) im Mittel 2,4 bis 4, vorzugsweise 2,6 bis 4 und besonders bevorzugt 2,8 bis 3,6 NCO-Gruppen auf und enthält vorzugsweise mindestens einen Isocyanurat-Ring und/oder Iminooxadiazindion-Ring. Vorzugsweise ist der der Isocyanurat-Ring und der Iminooxadiazindion-Ring dabei jeweils durch Trimerisierung von Diisocyanaten gebildet, die vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat sowie Mischungen davon.
Besonders bevorzugt werden Isocyanurat-Trimere des Hexamethylendiisocyanats und/oder des Isophorondiisocyanats und/oder Oligomere und/oder Polymere von Isophorondiisocyanat und/oder Hexamethylendiisocyanats als Polyisocyanat (b1 ) innerhalb von Komponente (B) eingesetzt. Dem Fachmann sind entsprechende kommerziell erhältliche Produkte bekannt. Beispiele sind Produkte aus der Desmodur®-Reihe der Firma Bayer wie zum Beispiel Desmodur® XP 2565 und/oder Desmodur® N 3600. Ganz besonders bevorzugt werden Isocyanurat-Trimere des Hexamethylendiisocyanats als Polyisocyanat (b1 ) innerhalb von Komponente (B) eingesetzt.
Vorzugsweise enthält die die erfindungsgemäß eingesetzte Komponente (B) einen Anteil an (b1 ), der in einem Bereich von 50 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 55 bis 92,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 60 bis 90 Gew.-%, insbesondere von 62,5 Gew.-% bis 87,5 Gew.-% oder von 60
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Die Si-haltige- Verbindung (b3) weist wenigstens einen hydrolysierbaren vorzugsweise organischen Rest auf, d.h. einen oder mehrere, zum Beispiel zwei oder drei, solcher Reste.
Die Si-haltige-Verbindung (b3) weist zudem wenigstens einen, d.h. einen oder mehrere, zum Beispiel zwei oder drei, nicht-hydrolysierbaren organischen Rest auf. Dieser wiederum kann gegebenenfalls wenigstens eine gegenüber Isocyanat- G nippen reaktive funktionelle Gruppe aufweisen, die wiederum gegebenenfalls mit wenigstens einer unter hydrolytischen Bedingungen abspaltbaren Schutzgruppe maskiert ist.
Gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktive funktionelle Gruppen des nicht- hydrolysierbaren organischen Restes der wenigstens einen Si-haltigen-Verbindung (b3), die gegebenenfalls mit wenigstens einer unter hydrolytischen Bedingungen abspaltbaren Schutzgruppe maskiert sind, sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyl-Gruppen, Thiol-Gruppen, primären und sekundären Amino-Gruppen sowie Mischungen davon.
Die wenigstens eine gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktive funktionelle Gruppe des nicht-hydrolysierbaren organischen Restes der wenigstens einen Si-haltigen- Verbindung (b3) kann - solange (b3) in der Komponente (B) vorliegt, - mit einer unter hydrolytischen Bedingungen abspaltbaren Schutzgruppe maskiert sein, um eine sofortige Reaktion mit den Isocyanat-Gruppen des Polyisocyanats (b1 ) zu verhindern, das ebenfalls in der Komponente (B) vorliegt.
Vorzugsweise ist der nicht-hydrolysierbare organische Rest der wenigstens einen Si- haltigen-Verbindung (b3) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Resten mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, cycloaliphatischen Resten mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen, aromatischen Resten mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und araliphatischen Resten mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei jeder dieser Reste gegebenenfalls wenigstens eine gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktive funktionelle Gruppe aufweist, wobei diese Gruppe wiederum gegebenenfalls mit wenigstens einer unter hydrolytischen Bedingungen abspaltbaren Schutzgruppe maskiert ist. Zudem kann jeder der vorgenannten aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen und araliphatischen Reste ein oder mehrere Heteroatome wie N, O und/oder S und/oder Heteroatomgruppen enthalten. Beispielsweise kann jeder dieser Reste wie insbesondere ein entsprechender aliphatischer Rest wenigstens eine Epoxid-Gruppe enthalten.
Beispiele Si-haltiger- Verbindungen (b3), die wenigstens einen nicht-hydrolysierbaren organischen Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Resten mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen aufweisen, sind Si-haltige-Verbindung (b3), die wenigstens einen aliphatischen Rest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen aufweisen, sind Methyltrimethoxysilan (MTMS), Methyltriethoxysilan (MTES), Methyltripropopxysilan, Methyltriisopropoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan,
Ethyltripropopxysilan, Ethyltriisopropoxysilan, Octyltrimethoxysilan,
Isobutyltriethoxysilan, I so b utyltri methoxysi la n , Octyltriethoxysilan,
Hexyltrimethoxysilan, Hexyltriethoxysilan, Decyltrimethoxysilan, und Decyltriethoxysilan, Hexadecyltrimethoxysilan, Hexadecyltriethoxysilan sowie 1 ,2- Bis(triethoxysilyl)ethan und 1 ,2-Bis(trimethoxysilyl)ethan.
Beispiele Si-haltiger-Verbindungen (b3), die wenigstens einen nicht-hydrolysierbaren organischen Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus aromatischen Resten mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen aufweisen, sind Phenyltrimethoxysilan (PHS), Phenyltriethoxysilan, Phenyltripropoxysilan und Phenyltriisopropoxysilan.
Beispiele Si-haltiger-Verbindungen (b3), die wenigstens einen nicht-hydrolysierbaren organischen Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus araliphatischen Resten mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweisen, sind Benzyltrimethoxysilan, Benzyltriethoxysilan Benzyltripropoxysilan und Benzyltriisopropoxysilan.
Die Si-haltige-Verbindung (b3) kann wenigstens einen Si-haltigen Rest enthalten wie exakt einen solchen Rest (wie im Fall von Monosilanen) oder auch mehrere solcher Reste (wie im Fall von Bis- oder Tris-silanen) wie im Fall von 1 ,2- Bis(triethoxysilyl)ethan. Möglich ist auch der Einsatz von Si-haltigen-Verbindungen (b3), die vier, fünf, sechs oder mehr Silyl-Gruppen aufweisen. Beispiele für solche Si- haltige-Verbindungen (b3) sind z.B. Umsetzungsprodukte von Bis-Silanen, deren Silyl-Gruppen über einen Alkyl-Rest verbrückt sind, der eine sekundäre Amino- Gruppe trägt (wie das kommerzielle Produkt Dynasylan® 1124) mit solchen Polyisocyanaten, die z.B. als Polyisocyanat (b1 ) eingesetzt werden können, wie z.B. Isocyanurat-Trimeren (insbesondere HDI-Trimere). Solche Umsetzungsprodukte weisen insgesamt sechs Silyl-Gruppen auf.
Hydrolysierbare Silan-Verbindungen, welche wenigstens eine primäre und/oder sekundäre Amino-Gruppe enthalten, sind beispielsweise 3-Aminopropyl- trimethoxysilan (APS), 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Aminopropyltriisopropoxysilan, 2-Aminoethyltri-methoxysilan, 2-Aminoethyltriethoxy-silan, 2-Aminoethyltriiso- propoxysilan, Aminomethyltrimethoxysilan, Aminomethyltriethoxysilan, Aminomethyl- triisopropoxysilan, 3-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan (AEAPS), 3-(2- Aminoethyl)aminopropyltriethoxysilan, 3-(2-Aminoethyl)aminopropyltriisopropoxy- silan, 2-(2-Aminoethyl)aminoethyltrimethoxysilan, 2-(2-Aminoethyl)aminoethyl- triethoxysilan 2-(2-Aminoethyl)aminoethyltriisopropoxysilan, 3-(3-Aminopropyl)- aminopropyltrimethoxysilan, 3-(3-Aminopropyl)aminopropyl-triethoxysilan, 3-(3- Aminopropyl)aminopropyltriisopropoxysilan, Diethylentriaminopropyltrimethoxysilan, Diethylentriaminopropyltriethoxysilan, N-(n-Butyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, N- (n-Butyl)-3-aminopropyltriethoxysilan, N-Cylohexylaminomethyltriethoxysilan, N- Cylohexylaminomethyltrimethoxysilan,N-Ethyl-Y-aminoisobutyltrimethoxysilan, N- Ethyl-y-aminoisobutyltriethoxysilan, N-(Vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyl- trimethoxysilan-Hydrochlorid, N-Phenyl-Y-aminopropyltrimethoxysilan, N-Phenyl-γ- aminopropyltriethoxysilan, γ-Ureidopropyltrimethoxysilan, γ-
Ureidopropyltriethoxysilan, N-Methyl-[3-(trimethoxysi!yl)propyl]carbamat, und/oder N- Trimethoxysilylmethyl-O-methylcarbamat sowie Bis-[Y-(triethoxysilyl)propyl]amin, Bis- [Y-(trimethoxysilyl)propyl]amin. Bis-[Y-(triethoxysilyl)propyl]amin, und Bis-[y- (trimethoxysilyl)propyl]amin. Jede dieser Silan-Verbindungen kann als Si-haltige- Verbindung (b3) eingesetzt werden. Zudem kann die Amino-Gruppe jeder dieser Verbindungen mit einer unter hydrolytischen Bedingungen abspaltbaren Schutzgruppe maskiert sein. Entsprechende Schutzgruppen, mit denen die Amino- Funktion geschützt werden kann, sind dem Fachmann bekannt: Beispielsweise eignen sich hierfür Dimethylbutyliden-Gruppen, die unter Hydrolyse gemäß dem nachstehenden Schema abgespalten werden können:
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Optionale Komponente (C)
Das erfindungsgemäße Beschichtungsmittelsystem kann neben den beiden Komponenten (A) und (B) eine weitere, von (A) und (B) verschiedene und ebenfalls separat von (A) und (B) vorliegende Komponente (C) umfassen. Diese Komponente (C) fungiert dabei als eine zur Verdünnung eingesetzte Komponente enthaltend ein oder mehrere organische Lösemittel und/oder Wasser. Komponente (C) enthält somit wenigstens ein organisches Lösemittel und/oder Wasser. Als organische Lösemittel kommen die gleichen Lösemittel in Betracht, die bereits vorstehend im Zusammenhang mit den Komponenten (A) und (B) genannt worden sind.
Erfindungsgemäße Beschichtungsmittelzusammensetzung
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung, die erhältlich ist durch Zusammengabe wenigstens der Komponenten (A) und (B) des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystems. Der Ausdruck „Zusammengabe" schließt dabei ein Mischen, insbesondere homogenes Mischen, mit ein.
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem hierin zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel- zusammensetzung.
Die Anteile in Gew.-% aller in der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel- zusammensetzung enthaltenen Bestandteile addieren sich auf 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Die erfindungsgemäße Beschichtungsmittelzusammensetzung ist insgesamt wässrig. Unter dem Begriff„wässrig" im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein System zu verstehen, welches als Lösemittel als Hauptbestandteil Wasser, vorzugsweise in einer Menge von wenigstens 17,5 Gew.-%, und organische Lösemittel in geringeren Anteilen, vorzugsweise in einer Menge von <15 Gew.-%, enthält, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Beschichtungsmittelzusammensetzung einen Anteil an Wasser von mindestens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 22,5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Beschichtungsmittelzusammensetzung einen Anteil an Wasser, der in einem Bereich von 17,5 bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 25 bis 55 Gew.-% liegt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Beschichtungsmittelzusammensetzung einen Anteil an organischen Lösemitteln, der in einem Bereich von <15 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2 bis <15 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 14 Gew.-% oder bis 13 Gew.-% oder bis 10 Gew.-% liegt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung.
Vorzugsweise liegt der Festkörpergehalt der der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung in einem Bereich von 10 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 65 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 60 Gew.-%, insbesondere von 25 Gew.-% bis 55 Gew.-% liegt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung Der Festkörpergehalt wird mit der nachstehend beschriebenen Methode bestimmt.
Vorzugsweise liegt das molare Verhältnis der gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktiven funktionellen Gruppen des Polymers (a1 ), die vorzugsweise OH-Gruppen sind, und der Isocyanat-Gruppen des Polyisocyanats (b1 ) in der Beschichtungszusammensetzung zueinander in einem Bereich von 1 :1 bis 1 :20, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 :1 ,1 bis 1 :15, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 :1 ,2 bis 1 :12,5, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 1 :1 ,5 bis 1 :10, am meisten bevorzugt in einem Bereich von 1 :2 bis 1 :9, vor.
Vorzugsweise liegt der NCO-Gehalt der erfindungsgemäßen Beschichtungs- mittelzusammensetzung, jeweils bezogen auf den gesamten Festkörper, in einem Bereich von 1 bis 12 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 ,5 bis 9 Gew.-%, noch bevorzugter in einem Bereich von 2 bis 8 Gew.-%, am meisten bevorzugt in einem Bereich von 3 bis 7 Gew.-%- Der NCO-Gehalt entspricht dabei jeweils dem theoretisch berechneten NCO-Gehalt.
Erfindungsgemäße Verwendung
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystems oder der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung zum zumindest teilweisen Aufbringen einer Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzung auf wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche eines Kunststoffsubstrats.
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem und der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung hierin zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich der vorstehend genannten erfindungsgemäßen Verwendung.
Erfindungsgemäße Verfahren
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur zumindest teilweisen Beschichtung wenigstens einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mit einem Primer, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens einen Schritt (1 ) umfasst, nämlich (1 ) zumindest teilweises Aufbringen der erfindungsgemäßen Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung auf wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche eines Kunststoffsubstrats.
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem und der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung hierin zuvor beschriebene bevorzugte Ausführungsformen sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich des vorstehend genannten erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur zumindest teilweisen Beschichtung wenigstens einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mit einer Mehrschichtlackierung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens die nachfolgenden Schritte (1 ) bis (7) umfasst, nämlich
(1 ) zumindest teilweises Aufbringen der erfindungsgemäßen Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung auf wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche eines Kunststoffsubstrats,
(2) Zwischentrocknung der gemäß Schritt (1 ) aufgebrachten Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung vorzugsweise bei Raumtemperatur unter Erhalt einer Primerschicht,
(3) Aufbringen wenigstens einer Basislackzusammensetzung auf die nach Schritt (2) erhaltene Primerschicht,
(4) Zwischentrocknung der gemäß Schritt (3) aufgebrachten wenigstens einen Basislackzusammensetzung vorzugsweise bei Raumtemperatur unter Erhalt wenigstens einer Basislackschicht,
(5) Aufbringen einer Klarlackzusammensetzung auf die nach Schritt (4) erhaltene wenigstens eine Basislackschicht, und
(6) Zwischentrocknung der gemäß Schritt (5) aufgebrachten Klarlackzusammensetzung vorzugsweise bei Raumtemperatur unter Erhalt einer Klarlackschicht, und
(7) gemeinsames Härten der so erhaltenen Primerschicht, Basislackschicht(en) und Klarlackschicht bei einer Temperatur <100°C. Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem und der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung hierin zuvor beschriebene bevorzugte Ausführungsformen sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich des vorstehend genannten erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur zumindest teilweisen Beschichtung wenigstens einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mit einer Mehrschichtlackierung ist ein Nass-in-Nass-Verfahren, bei dem in den Schritten (1 ), (3) und (5) Primerschicht, Basislackschicht und Klarlackschicht nass aufgetragen werden und erst im Anschluss alle drei Schichten gemeinsam gehärtet werden. Wird innerhalb des Schrittes (3) eine Basislackschicht aufgebracht, ist das Verfahren ein 3C1 B-Verfahren. Werden innerhalb des Schrittes (3) zwei Basislackschichten aufgebracht, ist das Verfahren ein 4C1 B-Verfahren. Ein 3C1 B-Verfahren ist jedoch bevorzugt. Vorzugsweise findet das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung in der Automobilserienlackierung.
Der Begriff„Basislack" bzw.„Basislackschicht" ist dem Fachmann bekannt und dient vorzugsweise als Bezeichnung für eine in der allgemeinen Industrielackierung, insbesondere Automobil(serien)lackierung, färb- und/oder effektgebende Zwischen- beschichtung. Der Basislack bzw. die Basislackschicht bildet dabei vorzugsweise die zweite Schicht einer Dreischichtlackierung aus Primer, Basislack und Klarlack. Als Basislacke können handelsübliche Basislacke eingesetzt werden, wobei wässrige Basislacke bevorzugt sind. Werden 2K-Basislacke eingesetzt, so können die gleichen Bindemittelbestandteile eingesetzt werden, die vorstehend als Bestandteile (a1 ) und (b1 ) beschrieben worden sind. Werden 1 K-Basislacke eingesetzt, was bevorzugt ist, so können die gleichen Bindemittelbestandteile eingesetzt werden, die vorstehend als Bestandteile (a1 ) beschrieben worden sind. Als Vernetzer des Bindemittelsystems können in diesem Fall beispielsweise Aminoplastharze wie Melaminharze und insbesondere Melamin-Formaldeydharze, und/oder blockierte Polyisocyanate eingesetzt werden. Es ist aber auch möglich und bevorzugt, dass die eingesetzten Bindemittel-bestandteile nicht chemisch vernetzend sind und der Basislack daher nicht durch chemische Härtung, sondern lediglich durch physikalische Trocknung gehärtet wird. Bekanntermaßen ist ein Klarlack ein Beschichtungsmittel, das nach Applikation und Härtung eine transparente Beschichtung (die ausgehärtete Klarlackschicht) mit schützenden und/oder dekorativen Eigenschaften bildet. Unter schützenden Eigenschaften sind beispielsweise Kratzfestigkeit und Witterungsbeständigkeit, insbesondere UV-Beständigkeit, zu verstehen. Als dekorative Eigenschaft ist beispielsweise ein guter Glanz zu verstehen. Bei den einzusetzenden Klarlacken handelt es sich um die auf dem Gebiet der Kunststofflackierung üblich verwendeten Klarlacke, deren Auswahl und Einsatz dem Fachmann bekannt ist (vergleiche hierzu auch Römpp-Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seite 325). Als Klarlacke können demnach handelsübliche Klarlacke eingesetzt werden, die lösemittelbasiert sind. 2K-Klarlacke sind dabei bevorzugt. Es ist möglich, die erfindungsgemäß eingesetzte Komponente (B) auch als Härter- Komponente eines solchen 2K-Klarlacks einzusetzen.
Schritt (1)
In Schritt (1 ) wird ein Kunststoffsubstrat eingesetzt, dass wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche aufweist. Die Vorbehandlung erfolgt gegebenenfalls und vorzugsweise vor Durchführung Schritt (1 ). Mögliche Vorbehandlungen, denen das Substrat unterworfen werden kann, sind dabei das Beflammen, die Plasmabehandlung und/oder die Corona-Entladung, insbesondere das Beflammen.
Das Aufbringen der erfindungsgemäßen Primer-Beschichtungsmittel- zusammensetzung in Schritt (1 ) erfolgt derart, dass die resultierende Primerschicht nach Durchführung von Schritt (6) vorzugsweise eine Trockenschichtdicke im Bereich von 5 bis 150 pm, besonders bevorzugt von 8 bis 120 pm, ganz besonders bevorzugt von 10 bis 100 pm, insbesondere von 10 bis 80 pm aufweist.
Schritte (2)
Schritt (2) sieht eine Zwischentrocknung der gemäß Schritt (1 ) aufgebrachten Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzung unter Erhalt einer Primerschicht vor. Schritt (3)
Das Aufbringen der Basislackzusammensetzung in Schritt (3) erfolgt derart, dass die resultierende Basislackschicht nach Durchführung von Schritt (6) vorzugsweise eine Trockenschichtdicke im Bereich von 5 bis 80 μιη, besonders bevorzugt von 7,5 bis 70 pm, insbesondere von 10 bis 60 μιτι, am meisten bevorzugt von 10 bis 50 μιτι aufweist.
Schritt (4)
Schritt (4) sieht eine Zwischentrocknung der gemäß Schritt (3) aufgebrachten Basislackzusammensetzung unter Erhalt einer Basislackschicht vor.
Schritt (5)
Das Aufbringen der Klarlackzusammensetzung in Schritt (5) erfolgt derart, dass die resultierende Klarlackschicht nach Durchführung von Schritt (6) vorzugsweise eine Trockenschichtdicke im Bereich von 20 bis 60 μιτι, besonders bevorzugt von 25 bis 50 μιτι aufweist.
Schritt (6)
Schritt (6) sieht eine Zwischentrocknung der gemäß Schritt (5) aufgebrachten Klarlackzusammensetzung unter Erhalt einer Klarlackschicht vor.
Schritt (7)
Schritt (7) sieht ein gemeinsames Härten der so erhaltenen Primerschicht, Basislackschicht(en) und Klarlackschicht bei einer Temperatur <100°C vor.
Die Applikation der erfindungsgemäßen wässrigen Primer-Beschichtungsmittel- zusammensetzung in Schritt (1 ) und analog auch die Applikationen gemäß den Schritten (3) und (5) können durch alle üblichen Applikationsmethoden, wie beispielsweise Spritzen, Rakeln, Streichen, Gießen, Tauchen, Tränken, Träufeln oder Walzen, vorzugsweise durch Spritzapplikation, erfolgen. Dabei kann das zu beschichtende Substrat als solches ruhen, wobei die Applikationseinrichtung oder Applikationsanlage bewegt wird. Indes kann auch das zu beschichtende Substrat bewegt werden, wobei die Applikationsanlage relativ zum Substrat ruht oder in geeigneter Weise bewegt wird. Vorzugsweise werden Spritzapplikationsmethoden angewandt, wie zum Beispiel Druckluftspritzen (pneumatische Applikation), Airless- Spritzen, Hochrotation, elektrostatischer Sprühauftrag (ESTA), gegebenenfalls verbunden mit Heißspritzapplikation wie zum Beispiel Hot-Air-Heißspritzen. ESTA ist jeweils besonders bevorzugt.
Die Zwischentrocknungsschritte (2), (4) und (6) sehen eine teilweise Trocknung der jeweils aufgebrachten Beschichtungsmittelzusammensetzung vor. Unter dem Begriff „Trocknen" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise das teilweise Entfernen von organischen Lösemittel und/oder Wasser aus dem jeweils applizierten Lack zu verstehen. Je nach Beschaffenheit des eingesetzten Bindemittels kann es hier natürlich bereits zum Auftreten von Vernetzungsreaktionen führen. Die Vernetzung ist aber in jedem Fall noch nicht vollständig. Das heißt, es entsteht hierbei keine ausgehärtete Lackschicht. Die Zwischentrocknung wird jeweils vorzugsweise bei Raumtemperatur, d.h. bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 50°C, vorzugsweise von 12 bis 45°C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 14 bis 40°C, noch bevorzugter bei einer Temperatur von 16 bis 35°C, ganz besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 18 bis 25°C, jeweils für vorzugsweise 5 bis 30, bevorzugter 7 bis 25 Minuten, noch bevorzugter 10 bis 20 Minuten durchgeführt.
Vorzugsweise erfolgen die Zwischentrocknungsschritte (2) und (4) sowie (6) jeweils durch Luftzufuhr, wobei die Luftgeschwindigkeit der zugeführten Luft vorzugsweise bei wenigstens 0,3 m/s, besonders bevorzugt bei wenigstens 0,4 m/s, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,4 bis 0,8 m/s oder noch höher liegt.
Die gemeinsame Härtung gemäß Schritt (7) des erfindungsgemäßen Verfahrens weist keine methodischen Besonderheiten auf, sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten Methoden wie beispielsweise Erhitzen in einem Umluftofen und/oder durch Bestrahlen mit IR-Lampen. Möglich ist auch die aktinische Härtung durch beispielsweise UV-Strahlung bei strahlenhärtenden Systemen. Die Härtungsbedingungen, insbesondere die Härtungstemperaturen, richten sich beispielsweise nach der Temperaturempfindlichkeit der verwendeten Substrate oder nach der Wahl der eingesetzten Bindemittel. Vorliegend erfolgt die Härtung bei einer Temperatur <100°C, besonders bevorzugt bei 60°C bis <100°C, ganz besonders bevorzugt bei 70°C bis 95°C. Auch die Zeitdauer der Härtungsphase wird individuell gewählt und ist unter anderem abhängig von den schon genannten Faktoren (beispielsweise Wahl der Bindemittel und/oder der Härtungstemperaturen). Beispielsweise kann die Härtung über einen Zeitraum von 5 bis 100 Minuten, bevorzugt 10 Minuten bis 45 Minuten, erfolgen.
Mehrschichtlackierung
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrschichtlackierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie erhältlich ist nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur zumindest teilweisen Beschichtung wenigstens einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mit einer Mehrschichtlackierung.
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem, der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung und der erfindungsgemäßen Verfahren hierin zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung.
Zumindest teilweise beschichtetes Substrat
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein zumindest teilweise mit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung beschichtetes Substrat. Als Substrate werden die schon zuvor genannten Kunststoffsubstrate eingesetzt, d.h. Substrate aus oder basierend auf wenigstens einem Kunststoff.
Alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelsystem, der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelzusammensetzung und der erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung hierin zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind auch bevorzugte Ausführungsformen hinsichtlich der erfindungsgemäßen zumindest teilweise beschichteten Substrats. Bestimmungsmethoden
1. Bestimmung des nicht-flüchtigen Anteils
Die Bestimmung des nicht-flüchtigen Anteils (des Festkörpers) erfolgt gemäß DIN EN ISO 3251 (Datum: Juni 2008). Dabei werden 1 g Probe in eine vorher getrocknete Aluminiumschale eingewogen und 60 Minuten bei 105 °C im Trockenschrank getrocknet, im Exsikkator abgekühlt, und dann zurückgewogen. Der Rückstand bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Probe entspricht dem nicht-flüchtigen Anteil.
2. Bestimmung des zahlenmittleren und des gewichtsmittleren Molekulargewichts Die Bestimmung des zahlenmittleren (Mn) und des gewichtsmittleren Molekulargewichts (Mw) erfolgt mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) mit Tetrahydrofuran als Elutionsmittel und unter Verwendung eines Polystyrol-Standards gemäß ISO 13885-1 :2008. Als Säulenmaterial wird ein Styrol-Divinylbenzol- Copolymer eingesetzt. Mit dieser Methode kann zudem die Polydispersität (Verhältnis von gewichtsmittlerem Molekulargewicht (Mw) zu zahlenmittlerem Molekulargewicht (Mn)) bestimmt werden.
3. Bestimmung der Schichtdicken
Die Bestimmung der Schichtdicken erfolgt nach DIN EN ISO 2808 (Datum: Mai 2007), Verfahren 6A in Abschnitt 5.4.4.2 der Norm unter Verwendung eines Messmikroskops.
4. Bestimmung der Haftung mittels des Dampfstrahltests
Die Haftung zwischen einer auf dem eingesetzten Substrat aufgetragenen Primerschicht und einer darüber liegenden Basislack- und Klarlackschicht wird mittels der nachfolgend beschriebenen Methode bestimmt und bewertet.
Es wird ein Dampfstrahltest gemäß DIN EN ISO 55662 (Datum: Dezember 2009) durchgeführt. Anschließend erfolgt eine Bewertung mittels eines Notensystems. Dabei wird ein Dampfstrahl eine Minute lang bei einer Temperatur von 60°C mit 67 bar in einer Entfernung von 10 cm senkrecht auf das zu untersuchende beschichtete Substrat gerichtet. Anschließend erfolgt eine Bewertung der Haftung über ein Notensystem mit den Noten 0 bis 5, wobei die Note 0 für Beschichtungen vergeben wird, die nach der Dampfstrahlbehandlung keine sichtbaren Spuren aufweisen (sehr gute Haftung) und die Note 5 für Beschichtungen vergeben wird, die nach dem Dampfstrahltest deutlich abgelöste Bereiche aufwiesen (ungenügende Haftung).
Der Dampfstrahltest wird dabei vor einer Bewitterung in einer Klimakammer und einmal nach einer solchen Bewitterung durchgeführt. Die Bewitterung in der Klimakammer erfolgt bei Lagerung unter Konstant-Klima-Bedingungen gemäß DIN EN ISO 6270-2 bei Prüfklima CH (Datum: September 2005). Während der Lagerung werden die zu untersuchenden beschichteten Substrate 10 Tage in der Klimakammer bei 100 % Luftfeuchtigkeit und 40 °C gelagert. Die Durchführung des Dampfstrahltests nach Entnahme aus der Klimakammer erfolgt dabei 24 h nach Entnahme der Proben.
5. Bestimmung der Steinschlagfestigkeit
Die Steinschlagfestigkeit wird gemäß DIN EN ISO 20567-1 B (Datum: Juli 2017) bestimmt und bewertet. Der Test wird jeweils immer auf einer bestimmten Position der Fläche des Substrats durchgeführt. Die Beurteilung erfolgt anhand von Kennwerten im Bereich von 0 (bester Wert) bis 5 (schlechtester Wert).
6. Durchführung eines Temperaturwechseltests (TWT)
Diese Durchführung sieht dabei eine Lagerung einer erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung oder einer entsprechenden Vergleichsmehrschichtlackierung vor. Der Temperaturwechseltest wird dabei in 3 sogenannten Zyklen durchgeführt. Ein Zyklus (24) besteht dabei aus 15 h einer Lagerung bei 105°C, 30 Minuten einer Lagerung bei 23°C±2°C, 8 h einer Lagerung bei -40°C und 30 Minuten einer Lagerung bei 23°C±2°C. Im Anschluss an den TWT erfolgt die Durchführung des vorstehend beschriebenen Dampfstrahltests gemäß DIN EN ISO 55662 (Datum: Dezember 2009).
7. Beurteilung der Chemikalienbeständigkeit
Die Chemikalienbeständigkeit wird gemäß DIN EN ISO 2812-3 (Datum: Oktober 2012) oder gemäß DIN EN ISO 2812-4 (Datum: Mai 2007) bestimmt und bewertet. Die Beurteilung erfolgt anhand von Kennwerten im Bereich von 0 (bester Wert) bis 5 (schlechtester Wert).
8. Bestimmung der Appearance
Die Beurteilung der Appearance wird mit einem Wave scan Messgerät der Firma Byk/Gardner durchgeführt. Zum Zweck der Beurteilung der Appearance wird ein Laserstrahl unter einem Winkel von 60° auf die zu untersuchende Oberfläche gerichtet, und es werden auf einer Messstrecke von 10 cm die Schwankungen des reflektierten Lichts im sogenannten short wave-Bereich (0,3 bis 1 ,2 mm) und im sogenannten long wave-Bereich (1 ,2 bis 12 mm) mit Hilfe des Messgeräts registriert (long wave = LW; short wave = SW; je niedriger die Werte, desto besser ist das Erscheinungsbild). Außerdem wird als Maß der Schärfe eines in der Oberfläche des Mehrschichtaufbaus reflektierten Bildes mit Hilfe des Messgerätes die Kenngröße „distinctness of imgage" (DOI) bestimmt (je höher der Wert, desto besser ist das Erscheinungsbild). Ferner wird mit Hilfe des eingesetzten Messgeräts zudem der COMBFORD-Wert ermittelt (je höher der Wert, desto besser ist das Erscheinungsbild).
9. Durchführung des Temperaturwechseltests PV 1200
Diese Durchführung sieht eine Lagerung einer erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung oder einer entsprechenden Vergleichsmehrschichtlackierung unter den Bedingungen der Prüfvorschrift PV 1200 der Volkswagen AG vor. Im Anschluss erfolgt die Durchführung des vorstehend beschriebenen Dampf Strahltests gemäß DIN EN ISO 55662 (Datum: Dezember 2009).
Beispiele und Vergleichsbeispiele
Die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, sind jedoch nicht einschränkend auszulegen. Sofern nicht anders angeführt, handelt es sich bei den Angaben in Teilen um Gewichtsteile und bei Angaben in Prozenten jeweils um Gewichtsprozente.
1. Herstellung von 2K-Primer-Beschichtunqsmittelzusammensetzungen P1 und P2 1.1 Stammlack-Komponente S1
Die in nachfolgender Tabelle 1 .1 näher bezeichneten Komponenten werden zur Herstellung der Stammlack-Komponente S1 in der dort angegeben Reihenfolge miteinander homogen vermischt.
Tabelle 1.1 : Herstellung der Stammlack-Komponente S1
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Σ 100 Gew.-%
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Im Fall von Pi a und P2a liegt das molare Verhältnis von OH-Gruppen zu NCO- Gruppen zueinander bei 1 :5. Im Fall von P1 b und P2b liegt das molare Verhältnis von OH-Gruppen zu NCO-Gruppen zueinander bei 1 :8.
1.5 Härter-Komponenten H5a und H5b
Zu der unter vorstehendem Punkt 1.2 und Tabelle 1 .2 beschriebenen Vergleichs- Härter-Komponente H1 wird das kommerziell erhältliche Produkt Geniosil® GF 60 (N-Methyl[3-(Trimethoxysilyl)propyl]carbamat) in einer solchen Menge zugemischt, dass die daraus resultierende Härter-Komponente dieses Produkt in einer Menge von 5,1 Gew.-% (H5a) bzw. 9,6 Gew.-% (H5b), jeweils bezogen auf ihr Gesamtgewicht, enthält. H5a und H5b sind erfindungsgemäß eingesetzte Härter- Komponenten.
Durch Mischen der Stammlack-Komponente S1 mit Härter H5a bzw. H5b werden erfindungsgemäße Primer-Zusammensetzungen der Reihe P2 erhalten. Es werden dabei folgende Mischungsverhältnisse von Stammlack zu Härter verwendet (Angaben sind jeweils Gewichtsteile):
P2c: 100 Teile Stammlack S1 : 15,8 Teile Härter H5a (erfindungsgemäß)
P2d: 100 Teile Stammlack S1 : 16,6 Teile Härter H5b (erfindungsgemäß)
1.6 Härter-Komponente H6a
Zu der unter vorstehendem Punkt 1.2 und Tabelle 1 .2 beschriebenen Vergleichs- Härter-Komponente H1 wird das kommerziell erhältliche Produkt Geniosil® GF 80 (3- Glycidoxypropyltrimethoxysilan) in einer solchen Menge zugemischt, dass die daraus resultierende Härter-Komponente dieses Produkt in einer Menge von 5,1 Gew.-% (H6a), bezogen auf ihr Gesamtgewicht, enthält. H6a ist eine erfindungsgemäß eingesetzte Härter-Komponente.
Durch Mischen der Stammlack-Komponente S1 mit Härter H6a wird eine erfindungsgemäße Primer-Zusammensetzung der Reihe P2 erhalten. Es wird dabei folgendes Mischungsverhältnis von Stammlack zu Härter verwendet (Angaben sind jeweils Gewichtsteile): P2e: 100 Teile Stammlack S1 : 15,8 Teile Härter H6a (erfindungsgemäß)
1.7 Härter-Komponenten H7a und H7b
Zu der unter vorstehendem Punkt 1.2 und Tabelle 1 .2 beschriebenen Vergleichs- Härter-Komponente H1 wird das kommerziell erhältliche Silan 25013VP der Firma Wacker (Hexadecyltrimethoxysilan) in einer solchen Menge zugemischt, dass die daraus resultierende Härter-Komponente dieses Produkt in einer Menge von 5,1 Gew.-% (H7a) bzw. 9,6 Gew.-% (H7b), jeweils bezogen auf ihr Gesamtgewicht, enthält. H7a und H7b sind erfindungsgemäß eingesetzte Härter-Komponenten.
Durch Mischen der Stammlack-Komponente S1 mit Härter H7a bzw. H7b werden erfindungsgemäße Primer-Zusammensetzungen der Reihe P2 erhalten. Es werden dabei folgende Mischungsverhältnisse von Stammlack zu Härter verwendet (Angaben sind jeweils Gewichtsteile):
P2f: 100 Teile Stammlack S1 : 15,8 Teile Härter H7a (erfindungsgemäß)
P2g: 100 Teile Stammlack S1 : 16,6 Teile Härter H7b (erfindungsgemäß)
1.8 Härter-Komponente H8a
Zu der unter vorstehendem Punkt 1.2 und Tabelle 1.2 beschriebenen Vergleichs- Härter-Komponente H1 wird Phenyltriethoxysilan in einer solchen Menge zugemischt, dass die daraus resultierende Härter-Komponente dieses Produkt in einer Menge von 5,1 Gew.-% (H8a), bezogen auf ihr Gesamtgewicht, enthält. H8a ist eine erfindungsgemäß eingesetzte Härter-Komponente.
Durch Mischen der Stammlack-Komponente S1 mit Härter H8a wird eine erfindungsgemäße Primer-Zusammensetzung der Reihe P2 erhalten. Es wird dabei folgendes Mischungsverhältnis von Stammlack zu Härter verwendet (Angaben sind jeweils Gewichtsteile):
P2i: 100 Teile Stammlack S1 : 15,8 Teile Härter H8a (erfindungsgemäß) 1.9 Härter-Komponenten H9a und H9b
Zu der unter vorstehendem Punkt 1.2 und Tabelle 1 .2 beschriebenen Vergleichs- Härter-Komponente H1 wird 1 ,2-Bis(triethoxysilyl)ethan in einer solchen Menge zugemischt, dass die daraus resultierende Härter-Komponente dieses Produkt in einer Menge von 5,1 Gew.-% (H9a) bzw. 9,6 Gew.-% (H9b), jeweils bezogen auf ihr Gesamtgewicht, enthält. H9a und H9b sind erfindungsgemäß eingesetzte Härter- Komponenten.
Durch Mischen der Stammlack-Komponente S1 mit Härter H9a bzw. H9b werden erfindungsgemäße Primer-Zusammensetzungen der Reihe P2 erhalten. Es werden dabei folgende Mischungsverhältnisse von Stammlack zu Härter verwendet (Angaben sind jeweils Gewichtsteile):
P2j: 100 Teile Stammlack S1 : 15,8 Teile Härter H9a (erfindungsgemäß)
P2k: 100 Teile Stammlack S1 : 16,6 Teile Härter H9b (erfindungsgemäß)
1.10 Härter-Komponenten H10a und H10b
Zu der unter vorstehendem Punkt 1.2 und Tabelle 1.2 beschriebenen Vergleichs- Härter-Komponente H1 wird das Umsetzungsprodukt von 3 Teilen Dynasylan® 1124 (Bis(trimethoxysilylpropyl)amin) mit Desmodur® N 3300 in einer solchen Menge zugemischt, dass die daraus resultierende Härter-Komponente dieses Produkt in einer Menge von 2,6 Gew.-% (H10a) bzw. 5,1 Gew.-% (H10b), jeweils bezogen auf ihr Gesamtgewicht, enthält. H10a und H10b sind erfindungsgemäß eingesetzte Härter-Komponenten.
Durch Mischen der Stammlack-Komponente S1 mit Härter H10a bzw. H10b werden erfindungsgemäße Primer-Zusammensetzungen der Reihe P2 erhalten. Es werden dabei folgende Mischungsverhältnisse von Stammlack zu Härter verwendet (Angaben sind jeweils Gewichtsteile):
P2I: 100 Teile Stammlack S1 : 15,4 Teile Härter H10a (erfindungsgemäß)
P2m: 100 Teile Stammlack S1 : 15,8 Teile Härter H10b (erfindungsgemäß) 2. Eingesetzte wässriqe 1 K-Basislacke
2.1 Basislack B1
Basislack B1 ist ein handelsüblicher wässriger 1 K-Basislack, der als wenigstens ein farbgebendes Pigment ein Rotpigment enthält (kommerzielles Produkt ColorBrite® Jupiterrot).
2.2 Basislack B2
Basislack B2 ist ein handelsüblicher wässriger Metallic-1 K-Basislack, der als wenigstens ein Effektpigment ein handelsübliches Aluminiumpigment enthält (kommerzielles Produkt ColorBrite® AC Polarsilber).
2.3 Basislack B3
Basislack B3 ist ein handelsüblicher wässriger 1 K-Basislack, der als wenigstens ein farbgebendes Pigment ein Grünpigment enthält (kommerzielles Produkt ColorBrite® AC Elbaitgrün).
2.4 Basislack B4
Basislack B4 ist ein handelsüblicher wässriger 1 K-Basislack aus der ColorBrste®- Serie, der als wenigstens ein farbgebendes Pigment ein Schwarzpigment enthält.
3. Herstellung von 2K-Klarlacken K1 und K2
Es wird ein handelsüblicher lösemittelhaltiger 2K-Klarlack (KL) eingesetzt, der durch Zusammenmischen einer Stammlack-Komponente enthaltend wenigstens ein OH- funktionelles Poly(meth)acrylat und einer Härter-Komponente enthaltend wenigstens ein freies Polyisocyanat hergestellt wird (kommerzielles Produkt Evergloss® 906). Die Stammlack-Komponente dieses kommerziell erhältlichen Klarlacks wird nachfolgend als„Stammlack-Komponente S2" bezeichnet. Die Härter-Komponente dieses kommerziell erhältlichen Klarlacks wird nachfolgend als„Härter-Komponente H3" bezeichnet. Als Härter-Komponente H3 wird dieselbe Härter-Komponente eingesetzt, die vorstehend im Zusammenhang mit dem Primer unter Punkt 1.2 als Härter-Komponente H1 beschrieben worden ist. Alternativ wird in einigen Fällen anstelle von H3 stattdessen eine Härter-Komponente H4 eingesetzt. Als Härter- Komponente H4 wird dieselbe Härter-Komponente eingesetzt, die vorstehend im
Zusammenhang mit dem Primer unter Punkt 1.3 als Härter-Komponente H2 beschrieben worden ist.
Durch Mischen der Stammlack-Komponente S2 mit Härter H3 oder H4 werden
Klarlack-Zusammensetzungen der Reihe K1 (S2H3) bzw. der Reihe K2 (S2H4) erhalten.
Es werden dabei folgende Mischungsverhältnisse von Stammlack zu Härter verwendet (Angaben sind jeweils Gewichtsteile):
K1 a: 100 Teile Stammlack S2 : 35 Teile Härter H3
K2a: 100 Teile Stammlack S2 : 37,5 Teile Härter H4.
4.2 Herstellung von beschichteten Substraten
4.2.1 Als Substrate werden Kunststoffsubstrate, jeweils in Form von Testplatten mit einer Fläche von 10 cm x 14 cm x 0,3 cm eingesetzt. Als Kunststoff Substrate werden Substrate aus PP/EPDM (Polypropylen/Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk; Sabic® 8500) (Substrat T1 ) eingesetzt. Zudem werden eine Reihe weiterer Substrate eingesetzt, nämlich PC/PBT (Polycarbonat/ Polybutylenterephthalat; Bayblend® T 65 XF 901510; T2), PC/ABS (Polycarbonat/ Acrylnitrilbutadienstyrol; Xenoy® CL101 D schwarz; T3), PUR/RIM (Pulyurethan/Reaction Injection Moulding; T4) und CFK (Carbonfaserverstärkter Kunststoff, T5). Substrat T1 wird dreimal mit einem Propanbrenner bei langsamer Bandgeschwindigkeit (0,45±0,2 m/sec) und 5,2+0,2 cm Abstand bei einer Volumenstromeinstellung von Gas = 5,2 ± 0,2 L/min und Luft = 125 ± 5 L/min beflammt.
4.2.2 Im Anschluss werden die vorbehandelten Substrate T1 bis T5 nacheinander mit einer Primer-Zusammensetzung der Reihe P1 oder P2, einem Basislack B1 oder B2 oder B3 und einem Klarlack der Reihe K1 oder K2 beschichtet.
Dabei werden mehrere unterschiedliche Verfahrensvarianten durchgeführt: Variante vi:
vi umfasst folgende Teilschritte:
Ein Primer der Reihe P1 oder P2 wird auf das Substrat aufgetragen und im Anschluss wird für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Dann wird für eine Dauer von 30 Minuten bei 80°C gehärtet (Objekttemperatur). Im Anschluss wird der Basislack aufgetragen und für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Dann wird für eine Dauer von 10 Minuten bei 80°C gehärtet. Im Anschluss wird ein Klarlack der Reihe K1 oder K2 aufgetragen und für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Dann wird für eine Dauer von 30 Minuten bei 80°C gehärtet.
Variante v2:
v2 umfasst folgende Teilschritte:
Ein Primer der Reihe P1 oder P2 wird auf das Substrat aufgetragen und im Anschluss wird für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Im Anschluss wird der Basislack aufgetragen und für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Im Anschluss wird ein Klarlack der Reihe K1 oder K2 aufgetragen und für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Dann werden alle Schichten gemeinsam für eine Dauer von 30 Minuten bei 90°C (Objekttemperatur) gehärtet.
Variante v3:
v3 umfasst folgende Teilschritte:
Ein Primer der Reihe P1 oder P2 wird auf das Substrat aufgetragen und im Anschluss wird für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Im Anschluss wird der Basislack aufgetragen und für eine Dauer von 15 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Im Anschluss wird ein Klarlack der Reihe K1 oder K2 aufgetragen und für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Dann werden alle Schichten gemeinsam für eine Dauer von 30 Minuten bei 90°C (Objekttemperatur) gehärtet. Variante v4:
v4 umfasst folgende Teilschritte:
Ein Primer der Reihe P1 oder P2 wird auf das Substrat aufgetragen und im Anschluss wird für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Im Anschluss wird der Basislack aufgetragen und für eine Dauer von 15 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Im Anschluss wird ein Klarlack der Reihe K1 oder K2 aufgetragen und für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Dann werden alle Schichten gemeinsam für eine Dauer von 40 Minuten bei 80°C (Objekttemperatur) gehärtet.
Variante v5:
v5 umfasst folgende Teilschritte:
Ein Primer der Reihe P1 oder P2 wird auf das Substrat aufgetragen und im Anschluss wird für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Im Anschluss wird der Basislack aufgetragen und für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Im Anschluss wird ein Klarlack der Reihe K1 oder K2 aufgetragen und für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Dann werden alle Schichten gemeinsam für eine Dauer von 40 Minuten bei 80°C (Objekttemperatur) gehärtet.
Variante v6:
v6 umfasst folgende Teilschritte:
Ein Primer der Reihe P1 oder P2 wird auf das Substrat aufgetragen und im Anschluss wird für eine Dauer von 15 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Im Anschluss wird Basislack aufgetragen und für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Im Anschluss wird ein Klarlack der Reihe K1 oder K2 aufgetragen und für eine Dauer von 10 Minuten bei Raumtemperatur (20°C) bei Umluft getrocknet. Dann werden alle Schichten gemeinsam für eine Dauer von 40 Minuten bei 80°C (Objekttemperatur) gehärtet.
In jeder der Varianten wird der Primer der Reihe P1 oder P2 in einer Trockenschichtdicke von 10 bis 15 pm, der Basislack B1 oder B2 oder B3 in einer Trockenschichtdicke von 11 bis 25 μιτι und der Klariack der Reihe K1 oder K2 in einer Trockenschichtdicke von 25 bis 35 μιτι aufgetragen.
5. Untersuchung der Eigenschaften der beschichteten Substrate
Es wurden verschiedene anwendungstechnologische Eigenschaften der erhaltenen Mehrschichtlackierungen untersucht. Di Untersuchung erfolgte gemäß den vorstehend beschriebenen Methoden. In den nachfolgenden Tabellen 4a bis 4k sind dies Ergebnisse zusammengefasst. Die angegebenen Ergebnisse sind die Durchschnittswerte aus 4 bis 8 Bestimmungen (und sind dahe teilweise mit Nachkommastelle angegeben).
Tabelle 4a: als Substrat wurde jeweils ein Substrat T1 eingesetzt
Figure imgf000054_0001
Figure imgf000055_0001
Ein Vergleich der Ergebnisse für die Aufbauten 4 vs. 5 zeigt, dass für die Mehrschichtlackierungen, die mittels einer erfindungsgemäßen Primer- Beschichtungszusammensetzung hergestellt worden sind, insbesondere hinsichtlich der Chemikalienbeständigkeit gegenüber Pankreatin, bessere Ergebnisse erzielt worden sind als mit entsprechenden Vergleichs-Primer- Beschichtungszusammensetzungen.
Tabelle 4c: als Substrat wurde jeweils ein Substrat T1 eingesetzt
Figure imgf000056_0001
Ein Vergleich der Ergebnisse für die Aufbauten 4 vs. 5 bzw. 6 vs.7 zeigt, dass für die Mehrschichtlackierungen, die mittels einer erfindungsgemäßen Primer- Beschichtungszusammensetzung hergestellt worden sind, insbesondere hinsichtlich der Appearance bei LW, bessere Ergebnisse erzielt worden sind als mit entsprechenden Vergleichs-Primer-Beschichtungszusammensetzungen. Tabelle 4d: als Substrat wurde jeweils ein Substrat T1 eingesetzt
Figure imgf000057_0001
Ein Vergleich der Ergebnisse für die Aufbauten 8 vs. 9 zeigt, dass für die Mehrschichtlackierungen, die mittels einer erfindungsgemäßen Primer- Beschichtungszusammensetzung hergestellt worden sind, insbesondere hinsichtlich der Appearance bei LW, bessere Ergebnisse erzielt worden sind als mit entsprechenden Vergleichs-Primer-Beschichtungs-zusammensetzungen.
Tab. 4e: Einsatz verschiedener Substrate
Figure imgf000057_0002
Ein Vergleich der Ergebnisse für die Aufbauten 10 bis 14 zeigt, dass für die Mehrschichtlackierungen, die mittels einer erfindungsgemäßen Primer- Beschichtungszusammensetzung hergestellt worden sind, für unterschiedliche Kunststoffsubstrate jeweils gute Ergebnisse erzielt werden. Tabelle 4f: als Substrat wurde jeweils ein Substrat T1 eingesetzt
Figure imgf000058_0001
Die Ergebnisse zeigen, dass für beide Aufbauten 15 und 16 gute Resultate erzielt werden.
Tabelle 4g: als Substrat wurde jeweils ein Substrat T1 eingesetzt
Figure imgf000058_0002
Ein Vergleich der Ergebnisse für die Aufbauten 17 vs. 18 zeigt, dass für die Mehrschichtlackierungen, die mittels einer erfindungsgemäßen Primer- Beschichtungszusammensetzung hergestellt worden sind, insbesondere hinsichtlich
Figure imgf000059_0002
Figure imgf000059_0001
Ein Vergleich der Ergebnisse für die Aufbauten 21 vs. 22 zeigt, dass für die Mehrschichtlackierungen, die mittels einer erfindungsgemäßen Primer- Beschichtungszusammensetzung hergestellt worden sind, insbesondere hinsichtlich des Dampfstrahltests nach KK bessere Ergebnisse erzielt worden sind als mit der entsprechenden Vergleichs-Primer-Beschichtungszusammensetzung.
Tabelle 4j: als Substrat wurde jeweils ein Substrat T1 eingesetzt
Figure imgf000060_0001
Die Ergebnisse zeigen, dass für beide Aufbauten 23 und 24 gute Resultate erzielt werden.
Tabelle 4k: als Substrat wurde jeweils ein Substrat T1 eingesetzt
Mehrschicht- 25 26 27
lackierungs- (erfindungs(erfindungs(nicht- aufbau gemäß) gemäß) erfindungsgemäß)
Primer P2I P2m Pi a
Basislack B4 B4 B4
Klarlack K1 a K1 a K1 a
Verfahrensvariante v2 v2 v2
Ergebnisse
Dampfstrahltest vor 0,2 0,2 0
KK
Dampf strahltest nach 0,6 0,8 2
KK
Dampfstrahltest nach 0,2 0,2 0
PV1200 Ein Vergleich der Ergebnisse für die Aufbauten 25 und 26 vs. 27 zeigt, dass für die Mehrschichtlackierungen, die mittels einer erfindungsgemäßen Primer- Beschichtungszusammensetzung hergestellt worden sind, insbesondere hinsichtlich des Dampf Strahltests nach KK bessere Ergebnisse erzielt worden sind als mit der entsprechenden Vergleichs-Primer-Beschichtungszusammensetzung.

Claims

Patentansprüche:
1 . Eine Verwendung einer Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzung, die erhältlich ist durch Zusammengabe von wenigstens zwei voneinander verschiedenen und separat voneinander vorliegenden Komponenten (A) und (B) eines Beschichtungsmittelsystems, wobei Komponente (A) wässrig ist, wenigstens ein Polymer (a1 ) enthält, welches gegenüber Isocyanat-Gruppen reaktive funktionelle Gruppen aufweist, und wenigstens ein Pigment (a2) und/oder wenigstens einen Füllstoff (a3) enthält, und wobei Komponente (B) nicht-wässrig ist und wenigstens ein Polyisocyanat (b1 ) mit mehr als zwei freien Isocyanat-Gruppen sowie wenigstens ein organisches Lösemittel (b2) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass Komponente (B) zudem wenigstens eine Si- haltige-Verbindung (b3) enthält, die wenigstens einen hydrolysierbaren Rest und wenigstens einen nicht-hydrolysierbaren organischen Rest aufweist, zum zumindest teilweisen Aufbringen auf wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche eines Kunststoffsubstrats.
2. Die Verwendung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Komponente (B) wenigstens eine Si-haltige-Verbindung (b3) enthält, deren wenigstens einer nicht-hydrolysierbarer organischer Rest ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Resten mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, cycloaliphatischen Resten mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen, aromatischen Resten mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und araliphatischen Resten mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei jeder dieser Reste gegebenenfalls wenigstens eine gegenüber I socya nat-G ru p pen reaktive funktionelle Gruppe aufweist, wobei diese Gruppe wiederum gegebenenfalls mit wenigstens einer unter hydrolytischen Bedingungen abspaltbaren Schutzgruppe maskiert ist.
Figure imgf000063_0001
7. Die Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymer (a1 ) wenigstens ein OH-funktionelles Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyurethanen, Polyharnstoffen, Polyestern, Polyamiden, Polyethern, Poly(meth)acrylaten und/oder Mischpolymerisaten der genannten Polymere eingesetzt wird.
8. Die Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittelsystem aus den beiden Komponenten (A) und (B) besteht oder neben den beiden Komponenten (A) und (B) eine weitere, von (A) und (B) verschiedene und ebenfalls separat von (A) und (B) vorliegende und zur Verdünnung eingesetzte Komponente (C) enthaltend ein oder mehrere organische Lösemittel und/oder Wasser umfasst.
9. Die Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (A) und (B) innerhalb des Beschichtungsmittelsystems so zueinander vorliegen, dass der NCO-Gehalt der Primer-Beschichtungsmittelzusammensetzung, die durch Zusammengeben wenigstens der beiden Komponenten (A) und (B) herstellbar ist, bezogen auf ihren gesamten Festkörper, in einem Bereich von 1 bis 12 Gew.- % liegt.
10. Ein Verfahren zur zumindest teilweisen Beschichtung wenigstens einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mit einem Primer, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens einen Schritt (1 ) umfasst, nämlich
(1 ) zumindest teilweises Aufbringen der Primer-Beschichtungsmittel- zusammensetzung wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert auf wenigstens eine gegebenenfalls vorbehandelte Oberfläche eines Kunststoffsubstrats .
11. Ein Verfahren zur zumindest teilweisen Beschichtung wenigstens einer Oberfläche eines Kunststoffsubstrats mit einer Mehrschichtlackierung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens die nachfolgenden Schritte (1 ) bis (7) umfasst, nämlich
(1 ) einen Schritt (1 ) wie in Anspruch 10 definiert,
(2) Zwischentrocknung der gemäß Schritt (1 ) aufgebrachten Primer- Beschichtungsmittelzusammensetzung vorzugsweise bei Raumtemperatur unter Erhalt einer Primerschicht,
(3) Aufbringen wenigstens einer Basislackzusammensetzung auf die nach Schritt (2) erhaltene Primerschicht,
(4) Zwischentrocknung der gemäß Schritt (3) aufgebrachten wenigstens einen Basislackzusammensetzung vorzugsweise bei Raumtemperatur unter Erhalt wenigstens einer Basislackschicht,
(5) Aufbringen einer Klarlackzusammensetzung auf die nach Schritt (4) erhaltene wenigstens eine Basislackschicht,
(6) Zwischentrocknung der gemäß Schritt (5) aufgebrachten Klarlackzusammensetzung vorzugsweise bei Raumtemperatur unter Erhalt einer Klarlackschicht, und
(7) gemeinsames Härten der so erhaltenen Primerschicht, Basislackschicht(en) und Klarlackschicht bei einer Temperatur <100°C.
12. Das Verfahren gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischentrocknungsschritte (2), (4) und (6) jeweils durch Luftzufuhr bei Raumtemperatur erfolgen und die Luftgeschwindigkeit bei wenigstens 0,3 m/s liegt.
13. Das Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass es ein 3C1 B-Verfahren ist, bei dem innerhalb von Schritt (3) genau eine Basislackzusammensetzung aufgebracht wird.
14. Eine Mehrschichtlackierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie erhältlich ist nach Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 11 bis 13.
15. Ein zumindest teilweise mit der Mehrschichtlackierung gemäß Anspruch 14 beschichtetes Kunststoffsubstrat.
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