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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung
farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen.
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Stand der Technik
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Ein
Verfahren zur Herstellung farb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen,
bei dem man einen farb- und/oder effektgebenden Basislack und einen
Klarlack verwendet, der durch die radikalische Polymerisation gehärtet werden
kann, ist aus der deutschen Patentanmeldung
DE 197 36 083 A1 bekannt.
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Bekanntermaßen wird
die radikalische Polymerisation mit Verbindungen durchgeführt, die
olefinisch ungesättigte
Doppelbindungen enthalten. Die radikalische Polymerisation kann
thermisch oder mit aktinischer Strahlung initiiert und aufrechterhalten
werden.
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Hier
und im Folgenden wird unter aktinischer Strahlung elektromagnetische
Strahlung, wie nahes Infrarot (NIR), sichtbares Licht, UV-Strahlung,
Röntgenstrahlung
oder Gammastrahlung, insbesondere UV-Strahlung, oder Korpuskularstrahlung,
wie Elektronenstrahlung, Protonenstrahlung, Betastrahlung, Alphastrahlung
oder Neutronenstrahlung, insbesondere Elektronenstrahlung, verstanden.
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Das
bekannte Verfahren liefert schwitzwasserbeständige farb- und/oder effektgebende
Mehrschichtlackierungen, deren Basislackierungen und Klarlackierungen
haftfest miteinander verbunden sind.
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Die
stetig wachsenden Anforderungen des Marktes, insbesondere die steigenden
Ansprüche
der Automobilhersteller und ihrer Kunden, an farb- und/oder effektgebende
Mehrschichtlackierungen erzwingen aber eine fortlaufende Weiterentwicklung
der anwendungstechnischen Eigenschaften der farb- und/oder effektgebenden
Mehrschichtlackierungen, insbesondere hinsichtlich des Verlaufs,
des Glanzes, der Abbildungsunterscheidbarkeit, der Stabilität des Farborts,
der Pigmentorientierung, insbesondere bei plättchenförmigen Effektpigmenten, der
Haftung auf Substraten, der Zwischenschichthaftung, der Steinschlagbeständigkeit,
der Abriebfestigkeit, der Kratzfestigkeit, der Witterungsbeständigkeit,
der Etchbeständigkeit,
der Chemikalienbeständigkeit,
der Baumharzbeständigkeit,
der Schwitzwasserbeständigkeit,
der Vogelkotbeständigkeit
und der Überlackierbarkeit.
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Die
wachsenden Ansprüche
erzwingen aber auch eine stetige Weiterentwicklung der Verfahren
zur Herstellung von farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen,
damit deren anwendungstechnischen Eigenschaften ganz gezielt verbessert
und den Erfordernissen des Marktes optimal werden angepasst können. Dazu
ist es insbesondere erforderlich, dass die Verfahren breit variiert
und dennoch auf vorhandenen Beschichtungsanlagen durchgeführt werden
können.
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Aufgabe
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren zur Herstellung
von farb- und/oder
effektgebenden Mehrschichtlackierungen, umfassend mindestens eine
farb- und/oder effektgebende
Basislackierung (A) und mindestens eine transparente Decklackierung
(B), bereitzustellen, bei dem man
- (1) mindestens
einen farb- und/oder effektgebenden Beschichtungsstoff (A) auf ein
unbeschichtetes oder beschichtetes Substrat appliziert,
- (2) die resultierende farb- und/oder effektgebende Schicht (A),
ohne sie vollständig
zu härten,
trocknet,
- (3) mindestens einen transparenten Beschichtungsstoff (B) auf
die getrocknete, farb- und/oder
effektgebende Schicht (A) appliziert und
- (4) zumindest die resultierende transparente Schicht (B) gemeinsam
mit der farb- und/oder
effektgebenden Schicht (A) härtet,
wodurch die farb- und/oder effektgebende Basislackierung (A) und
die transparente Decklackierung (B) resultieren,
und das
die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweist,
sondern hinsichtlich der Härtungsmethoden
breit variiert und dennoch auf vorhandenen Anlagen durchgeführt werden
kann und farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierungen liefert,
die hinsichtlich des Verlaufs, des Glanzes, der Abbildungsunterscheidbarkeit,
der Stabilität
des Farborts, der Pigmentorientierung, insbesondere bei plättchenförmigen Effektpigmenten,
der Haftung auf Substraten, der Zwischenschichthaftung, der Steinschlagbeständigkeit,
der Abriebfestigkeit, der Kratzfestigkeit, der Witterungsbeständigkeit,
der Etchbeständigkeit,
der Chemikalienbeständigkeit,
der Baumharzbeständigkeit,
der Schwitzwasserbeständigkeit,
der Vogelkotbeständigkeit
und der Überlackierbarkeit,
insbesondere aber hinsichtlich des Verlaufs und der Abbildungsunterscheidbarkeit,
signifikant verbessert sind.
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Lösung
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Demgemäß wurde
das neue Verfahren zur Herstellung von farb- und/oder effektgebenden
Mehrschichtlackierungen, umfassend mindestens eine farb- und/oder
effektgebende Basislackierung (A) und mindestens eine transparente
Decklackierung (B), gefunden, bei dem man
- (1)
mindestens einen farb- und/oder effektgebenden Beschichtungsstoff
(A) auf ein unbeschichtetes oder beschichtetes Substrat appliziert,
- (2) die resultierende farb- und/oder effektgebende Schicht (A),
ohne sie vollständig
zu härten,
trocknet,
- (3) mindestens einen transparenten Beschichtungsstoff (B) auf
die getrocknete, farb- und/oder
effektgebende Schicht (A) appliziert und
- (4) zumindest die resultierende transparente Schicht (B) gemeinsam
mit der farb- und/oder
effektgebenden Schicht (A) härtet,
wodurch die farb- und/oder effektgebende Basislackierung (A) und
die transparente Decklackierung (B) resultieren,
wobei
der farb- und/oder effektgebende Beschichtungsstoff (A) oder mindestens
einer der farb- und/oder effektgebenden Beschichtungsstoffe (A)
hergestellt wird, indem man - (5) mindestens
eine, durch radikalische Polymerisation härtbare, wässrige, strukturviskose, von
flüchtigen organischen
Verbindungen völlig
oder im Wesentlichen freie Pulverdispersion (A1), enthaltend als
disperse Phase feste und/oder hochviskose unter Lagerungs- und Anwendungsbedingungen
dimensionsstabile Partikel (A11) mit einer mit der Photonenkorrelationsspektroskopie
gemessenen mittleren Partikelgröße z-Mean
von 80 bis 750 nm, enthaltend mindestens ein radikalisch vernetztbares Bindemittel
(A111) mit einer Glasübergangstemperatur
von –70
bis +50°C,
einem Gehalt an olefinisch ungesättigten
Doppelbindungen von 2 bis 10 equ./kg und einem Gehalt an Säuregruppen
von 0,05 bis 15 equ./kg in einer Menge von, bezogen auf (A), 50
bis 100 Gew.-%, separat herstellt,
- (6) sie mit den übrigen
Bestandteilen (A2) des farb- und/oder effektgebenden Beschichtungsstoffs
(A) vermischt und
- (7) die resultierende Mischung (A) homogenisiert.
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Im
Folgenden wird das neue Verfahren zur Herstellung farb- und/oder
effektgebender Mehrschichtlackierungen, umfassend mindestens eine
farb- und/oder effektgebende Basislackierung (A) und mindestens eine
transparente Decklackierung (B) als »erfindungsgemäßes Verfahren« bezeichnet.
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Vorteile
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Im
Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann
nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung
zugrunde lag, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst werden
konnte.
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Insbesondere
war es überraschend,
dass das erfindungsgemäße Verfahren
die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufwies,
sondern hinsichtlich der Härtungsmethoden
breit variiert und dennoch auf vorhandenen Anlagen durchgeführt werden
konnte, wobei es hervorragend reproduzierbare Ergebnisse lieferte.
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Außerdem lieferte
das erfindungsgemäße Verfahren
farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierungen, die hinsichtlich
des Verlaufs, des Glanzes, der Abbildungsunterscheidbarkeit, der
Stabilität
des Farborts, der Pigmentorientierung, insbesondere bei plättchenförmigen Effektpigmenten,
der Haftung auf Substraten, der Zwischenschichthaftung, der Steinschlagbeständigkeit,
der Abriebfestigkeit, der Kratzfestigkeit, der Witterungsbeständigkeit,
der Etchbeständigkeit,
der Chemikalienbeständigkeit,
der Baumharzbeständigkeit, der
Schwitzwasserbeständigkeit
und der Vogelkotbeständigkeit,
insbesondere aber hinsichtlich des Verlaufs und der Abbildungsunterscheidbarkeit
signifikant, verbessert waren.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
dient der Herstellung von farb- und und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen,
die mindestens eine farb- und/oder effektgebende Basislackierung
(A) und mindestens eine Decklackierung (B) umfassen. Darüber hinaus
können
sie mindestens eine weitere übliche
und bekannte Lackierung wie ein- oder mehrschichtige Primer-Lackierungen,
Elektrotauchlackierungen, Korrosionsschutzschichten, Steinschlagschutzgrundierungen
und/oder Füllerlackierungen,
insbesondere aber Elektrotauchlackierungen und Steinschlagschutzgrundierungen
oder Füllerlackierungen,
umfassen.
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Die
farb- und/oder effektgebenden Basislackierungen (A) dienen der Farbgebung
und/oder der Einstellung von physikalischen und/oder chemischen
Effekten, z. B. optische Effekte wie Metalliceffekte, Interferenzeffekte,
Flop-Effekte oder Fluoreszenz, Korrosionsschutz, elektrische Leitfähigkeit
und magnetische Abschirmung; insbesondere aber dienen sie der Farbgebung
und/oder der Einstellung von Metalliceffekten, Interferenzeffekten
und Flop-Effekten.
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Die
transparente Decklackierungen (B) können klar und glänzend oder
mattiert sein. Dabei können
sie getönt
oder farblos sein. Vorzugsweise sind sie farblose, klare und glänzende Klarlackierungen
(B).
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Die
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen
können
sich auf den unterschiedlichsten Substraten befinden.
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Vorzugsweise
bestehen die Substrate aus Metallen, Kunststoffen, Holz, Keramik,
Stein, Textil, Faserverbunden, Leder, Glas, Glasfasern, Glas- und
Steinwolle, mineral- und harzgebundenen Baustoffen, wie Gips- und
Zementplatten oder Dachziegel, sowie Verbunden dieser Materialien.
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Bevorzugt
handelt es sich bei den Substraten um
- – mit Muskelkraft,
Heißluft
oder Wind betriebene Fortbewegungsmittel zu Lande, zu Wasser oder
zur Luft, wie Fahrräder,
Draisinen, Ruderboote, Segelboote, Heißluftballons, Gasballons oder
Segelflugzeuge, sowie Teilen hiervon
- – mit
Motorkraft betriebene Fortbewegungsmittel zu Lande, zu Wasser oder
zur Luft, wie Motorräder,
Nutzfahrzeuge oder Kraftfahrzeuge, insbesondere PKW, Über- oder Unterwasserschiffe
oder Flugzeuge, sowie Teile hiervon,
- – stationäre Schwimmkörper, wie
Bojen oder Teilen von Hafenanlagen
- – Bauwerke
im Innen- und Außenbereich,
- – Türen, Fenster
und Möbel
und
- – Glashohlkörper,
- – industrielle
Kleinteile, wie Schrauben, Muttern, Randkappen oder Felgen,
- – Behälter, wie
Coils, Container oder Emballagen,
- – elektrotechnische
Bauteile, wie elektronische Wickelgüter, beispielsweise Spulen,
- – optische
Bauteile,
- – mechanische
Bauteile und
- – weiße Ware,
wie Haushaltsgeräte,
Heizkessel und Radiatoren.
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Insbesondere
handelt es sich bei den Substraten um PKW-Karosserien und Teile
hiervon.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist ein so genanntes Nass-in-nass-Verfahren, bei dem man
- (1) mindestens einen farb- und/oder effektgebenden
Beschichtungsstoff (A) auf ein unbeschichtetes oder beschichtetes
Substrat appliziert,
- (2) die resultierende farb- und/oder effektgebende Schicht (A),
ohne sie vollständig
zu härten,
trocknet,
- (3) mindestens einen transparenten Beschichtungsstoff (B) auf
die getrocknete, farb- und/oder
effektgebende Schicht (A) appliziert und
- (4) zumindest die resultierende transparente Schicht (B) gemeinsam
mit der farb- und/oder
effektgebenden Schicht (A) härtet,
wodurch die farb- und/oder effektgebende Basislackierung (A) und
die transparente Decklackierung (B) resultieren.
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Dabei
können
im Verfahrenschritt (4) gegebenenfalls zuvor applizierte Schichten
wie Elektrotauchlackschichten oder Füllerschichten mit gehärtet werden.
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Verfahren
dieser Art sind bekannt (vgl. beispielsweise die deutsche Patentanmeldung
DE 100 27 292 A1 ,
Seite 13, Absatz [0109], bis Seite 14, Absatz [0118]).
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Vorzugsweise
werden bei diesen Verfahren die üblichen
und bekannten Spritzapplikationsverfahren eingesetzt.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren
ist es wesentlich, dass der farb- und/oder effektgebende Beschichtungsstoff
(A) oder mindestens einer der farb- und/oder effektgebenden Beschichtungsstoffe
(A) hergestellt wird, indem man
- (5) mindestens
eine, insbesondere eine, durch radikalische Polymerisation härtbare,
wässrige,
strukturviskose, von flüchtigen
organischen Verbindungen völlig
oder im Wesentlichen freie Pulverdispersion (A1), enthaltend als
disperse Phase feste und/oder hochviskose unter Lagerungs- und Anwendungsbedingungen
dimensionsstabile Partikel (A11) mit einer mit der Photonenkorrelationsspektroskopie
gemessenen mittleren Partikelgröße z-Mean
von 80 bis 750 nm, enthaltend mindestens ein radikalisch vernetztbares Bindemittel
(A111) mit einer Glasübergangstemperatur
von –70
bis +50°C,
einem Gehalt an olefinisch ungesättigten
Doppelbindungen von 2 bis 10 equ./kg und einem Gehalt an Säuregruppen
von 0,05 bis 15 equ./kg in einer Menge von, bezogen auf (A), 50
bis 100 Gew.-%, separat herstellt,
- (6) sie mit den übrigen
Bestandteilen (A2) des farb- und/oder effektgebenden Beschichtungsstoffs
(A) vermischt und
- (7) die resultierende Mischung (A) homogenisiert.
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Die
Pulverdispersion (A1) ist völlig
oder im Wesentlichen frei von organischen Lösemitteln.
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»Im Wesentlichen
frei« bedeutet,
dass die betreffende Pulverdispersion (A1) einen Lösemittelgehalt < 10 Gew.-%, vorzugsweise
jeweils < 5 Gew.-%
und insbesondere < 2
Gew.-%), hat.
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»Völlig frei
von « bedeutet,
dass der Lösemittelgehalt
jeweils unter den üblichen
und bekannten Nachweisgrenzen für
organische Lösemittel
liegt.
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Die
Pulverdispersion (A1) ist strukturviskos.
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Das
als „strukturviskos" bezeichnete Viskositätsverhalten
beschreibt einen Zustand, der einerseits den Bedürfnissen der Applikation und
andererseits auch den Erfordernissen hinsichtlich Lager- und Absetzstabilität der Pulverdispersion
(A1) als solcher Rechnung trägt:
Im bewegten Zustand, wie beispielsweise beim Umpumpen der Pulverdispersion
(A1) in der Ringleitung einer Beschichtungsanlage und beim Applizieren,
nimmt die Pulverdispersion (A1) als solche einen niederviskosen
Zustand ein, der eine gute Verarbeitbarkeit gewährleistet. Ohne Scherbeanspruchung
hingegen steigt die Viskosität
an. Die höhere
Viskosität
führt im
unbewegten Zustand, wie etwa bei der Lagerung, dazu, dass ein Absetzen
der festen Partikel (A11) der Pulverdispersion (A1) größtenteils
verhindert wird oder ein Wiederaufrühren der während der Lagerzeit nur schwach
abgesetzten und/oder agglomerierten Pulverdispersion (A1) gewährleistet
ist.
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Vorzugsweise
wird das strukturviskose Verhalten mit Hilfe geeigneter Verdicker
(A112), insbesondere nicht ionischer und ionischer Verdicker (A112),
eingestellt, die vorzugsweise in der wässrigen Phase (A12) der Pulverdispersion
(A1) vorliegen.
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Bevorzugt
wird für
das strukturviskose Verhalten ein Viskositätsbereich von 50 bis 1.500
mPas bei einer Scherrate von 1.000 s-1 und
von 150 bis 8.000 mPas bei einer Scherrate von 10 s-1 sowie
von 180 bis 12.000 mPas bei einer Scherrate von 1 s-1 eingestellt.
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Die
Pulverdispersion (A1) enthält
als disperse Phase feste und/oder hochviskose, dimensionsstabile Partikel
(A11).
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»Dimensionsstabil« bedeutet,
dass die Partikel (A11) unter den üblichen und bekannten Bedingungen der
Lagerung und der Anwendung von strukturviskosen, wässrigen
Pulverdispersionen, wenn überhaupt,
nur geringfügig
agglomerieren und/oder in kleinere Teilchen zerfallen, sondern auch
unter dem Einfluss von Scherkräften
ihre ursprünglichen
Form ganz oder im Wesentlichen bewahren.
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Die
Partikel (A11) haben eine mit der Photonenkorrelationsspektroskopie
gemessene mittlere Partikelgröße z-Mean
von 80 bis 750 nm, bevorzugt 80 bis 600 nm und insbesondere 80 bis
400 nm.
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Die
Photonenkorrelationsspektroskopie ist eine übliche und bekannte Methode
zur Messung von dispergierten Partikeln mit Partikelgrößen < 1 μm. Beispielsweise
kann die Messung mit Hilfe des Malvern® Zetasizer
1000 durchgeführt
werden.
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Die
Partikelgrößenverteilung
kann in beliebiger Weise eingestellt werden. Vorzugsweise resultiert
die Partikelgrößenverteilung
auf Grund der Verwendung geeigneter Netzmittel (A112).
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Der
Gehalt der Pulverdispersion (A1) an Partikeln (A11) kann sehr breit
variieren und richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls.
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Vorzugsweise
liegt der Gehalt bei 5 bis 70, bevorzugt 10 bis 60, besonders bevorzugt
15 bis 50 und insbesondere 15 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Pulverdispersion
(A1).
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Die
Partikel (A11) enthalten mindestens ein, insbesondere ein, radikalisch
vernetztbares Bindemittel (A111) mit
- – einer
Glasübergangstemperatur
von –70
bis +50°C,
vorzugsweise –60
bis +20°C
und insbesondere –60 bis
+10°C,
- – einem
Gehalt an olefinisch ungesättigten
Doppelbindungen von 2 bis 10 equ./kg, vorzugsweise 2 bis 8 equ./kg,
bevorzugt 2,1 bis 6 equ./kg, besonders bevorzugt 2,2 bis 6 equ./kg,
ganz besonders bevorzugt 2,3 bis 5 equ./kg und insbesondere 2,5
bis 5 equ./kg des Bindemittels (A111) und
- – einem
Gehalt an Säuregruppen
von 0,05 bis 15 equ./kg, vorzugsweise 0,08 bis 10 equ./kg, bevorzugt
0,1 bis 8 equ./kg, besonders bevorzugt 0,15 bis 5 equ./kg, ganz
besonders bevorzugt 0,18 bis 3 equ./kg und insbesondere 0,2 bis
2 equ./kg des Bindemittels (A111).
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Vorzugsweise
wird der Gehalt an Säuregruppen über die
Säurezahl
gemäß DIN EN
ISO 3682 bestimmt.
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Die
Partikel (A11) enthalten die Bindemittel (A111) in einer Menge von
50 bis 100 Gew.-%,
vorzugsweise 55 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 99 Gew.-%, besonders
bevorzugt 70 bis 99 Gew.-% und insbesondere 80 bis 99 Gew.-%, jeweils
bezogen auf (A11).
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Somit
können
die Partikel (A11) aus dem Bindemittel (A111) bestehen. Vorzugsweise
enthalten die Partikel (A11) noch mindestens einen der nachstehend
beschriebenen Zusatzstoffe (A112).
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Vorzugsweise
liegen die olefinisch ungesättigten
Doppelbindungen des Bindemittels (A111) in Gruppen, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus (Meth)Acrylat-, Ethacrylat-, Crotonat-,
Cinnamat-, Vinylether-, Vinylester-, Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-,
Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylgruppen; Dicyclopentadienyl-,
Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylethergruppen
oder Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-,
Allyl- oder Butenylestergruppen, bevorzugt (Meth)Acrylatgruppen,
vor. Insbesondere liegen die olefinisch ungesättigten Doppelbindungen in
Acrylatgruppen vor.
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Die
Bindemittel (A111) sind oligomer oder polymer.
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»Oligomer« bedeutet,
dass das betreffende Bindemittel (A111) aus 3 bis 12 monomeren Struktureinheiten
aufgebaut ist. Die Struktureinheiten können gleich oder voneinander
verschieden sein.
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»Polymer« bedeutet,
dass das betreffende Bindemittel (A111) aus mehr als 8 monomeren
Struktureinheiten aufgebaut ist. Auch hier können die Struktureinheiten
gleich oder voneinander verschieden sein.
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Ob
ein Bindemittel (A111), das aus 8 bis 12 monomeren Struktureinheiten
aufgebaut ist, als ein Oligomer oder ein Polymer angesehen wird,
richtet sich in erster Linie nach seinem zahlenmittleren Molekulargewicht.
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Das
zahlenmittlere Molekulargewicht des Bindemittels (A111) kann sehr
breit variieren und richtet sich nach den Erfordernissen des Einzelfalls,
insbesondere nach der Viskosität,
die für
die Verarbeitung und die Verwendung des Bindemittels (A111) vorteilhaft
ist. So wird die Viskosität
des Bindemittels (A111) üblicherweise
so eingestellt, dass nach der Applikation der Pulverdispersion (A1)
als solcher und der Trocknung der resultierenden Nassschicht eine
problemlose und leichte Verfilmung der Partikel (A11) erzielt wird.
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Vorzugsweise
liegt das zahlenmittlere Molekulargewicht bei 1.000 bis 50.000 Dalton,
bevorzugt 1.500 bis 40.000 Dalton und insbesondere 2.000 bis 20.000.
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Die
Uneinheitlichkeit des Molekulargewichts kann dabei ebenfalls breit
variieren und liegt vorzugsweise bei 1 bis 10, insbesondere 1,5
bis 8.
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Als
Bindemittel (A111) kommen alle Oligomeren und Polymeren in Betracht,
die das vorstehend beschriebene Eigenschaftsprofil aufweisen.
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Vorzugsweise
wird das Bindemittel (A111) aus der Gruppe, bestehend aus oligomeren
und polymeren Epoxid(meth)acrylaten, Urethan(meth)acrylaten und
Carbonat(meth)acrylaten, ausgewählt.
Insbesondere werden Urethan(meth)acrylate verwendet.
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Die
Urethan(meth)acrylate (A111) sind vorzugsweise herstellbar durch
Umsetzung von
- (a1) mindestens einer mindestens
zwei Isocyanatgruppen enthaltenden Verbindung, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus aliphatischen, aromatischen oder cycloaliphatischen
Di- und Polyisocyanaten, mit
- (a2) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer, insbesondere
einer, isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe, vorzugsweise ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppen, Thiolgruppen und primären und
sekundären
Aminogruppen, insbesondere Hydroxylgruppen, und mindestens einer,
insbesondere einer, der vorstehend beschriebenen Gruppen, die eine
radikalisch polymerisierbare, olefinisch ungesättigte Doppelbindung, bevorzugt
eine (Meth)Acrylatgruppe, insbesondere eine Acrylatgruppe, enthalten,
- (a3) mindestens einer Verbindung mit mindestens einer, insbesondere
einer, isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe und mindestens einer,
insbesondere einer, Säuregruppe,
vorzugsweise ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Carbonsäure-, Phosphonsäure-, Phosphinsäure-, Sulfonsäure-, und
Sulfinsäuregruppen,
vorzugsweise Carbonsäure-
und Sulfonsäuregruppen,
insbesondere Carbonsäuregruppen,
sowie
- (a4) gegebenenfalls mindestens einer Verbindung mit mindestens
zwei, insbesondere zwei, isocyanatreaktiven funktionellen Gruppen.
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Beispiele
geeigneter Verbindungen (a1) sind übliche und bekannte Di- und
Polyisocyanate mit einer Isocyanatfunktionalität von im statistischen Mittel
2 bis 6, bevorzugt 2 bis 5 und insbesondere 2 bis 4.
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»Aliphatisch« bedeutet,
dass die betreffende Isocyanatgruppe mit einem aliphatischen Kohlenstoffatom
verknüpft
ist.
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»Cycloaliphatisch« bedeutet,
dass die betreffende Isocyanatgruppe mit einem cycloaliphatischen
Kohlenstoffatom verknüpft
ist.
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»Aromatisch« bedeutet,
dass die betreffende Isocyanatgruppe mit einem aromatischen Kohlenstoffatom
verknüpft
ist.
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Beispiele
geeigneter aliphatischer Diisocyanate (a1) sind aliphatische Diisocyanate,
wie Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat,
Octamethylendiisocyanat, Decamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat,
Tetradecamethylendiisocyanat, Derivate des Lysindiisocyanats, Tetramethylxylylidendiisocyanat,
Trimethylhexandiisocyanat oder 1,3- oder 1,4-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan.
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Beispiele
geeigneter cycloaliphatischer Diisocyanate (a1) sind 1,4-, 1,3-
oder 1,2-Diisocyanatocyclohexan,
Tetramethylcyclohexandiisocyanat, Bis(4'-isocyanatocyclohexyl)methan,
(4'-Isocyanatocyclohexyl)-(2'-isocyanatocyclohexyl)methan,
2,2-Bis(isocyanatocyclohexyl)propan, 2,2-(4'-Isocyanatocyclohexyl)-(2'-isocyanatocyclohexyl)propan, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-(isocyanatomethyl)cyclohexan
(Isophorondiisocyanat), 2,4- oder 2,6-Diisocyanato-1-methylcyclohexan
oder Diisocyanate, abgeleitet von Dimerfettsäuren, wie sie unter der Handelsbezeichnung
DDI 1410 von der Firma Henkel vertrieben und in den Patentschriften
DO 97/49745 und
WO 97/49747 beschrieben
werden, wie 2-Heptyl-3,4-bis(9-isocyanatononyl)-1-pentyl-cyclohexan.
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Beispiele
geeigneter aromatischer Diisocyanate (a1) sind 2,4- oder 2,6-Toluylidendiisocyanat
oder deren Isomerengemische, m- oder p-Xylylendiisocyanat, 2,4'- oder 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan oder deren Isomerengemische,
1,3- oder 1,4-Phenylendiisocyanat,
1-Chlor-2,4-phenylendiisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, Diphenylen-4,4'-diisocyanat, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyldiphenyl,
3-Methyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat,
1,4-Diisocyanatobenzol oder 4,4'-Diisocyanatodiphenylether.
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Vorzugsweise
werden aliphatische und cycloaliphatische Diisocyanate (a1), insbesondere
Hexamethylendiisocyanat, 1,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan, Isophorondiisocyanat
und/oder Di(isocyanatocyclohexyl)methan verwendet.
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Beispiele
geeigneter Polyisocyanate (a1) sind sind Triisocyanate wie Nonantriisocyanat
(NTI) sowie Polyisocyanate (a1) auf der Basis der vorstehend beschriebenen
Diisocyanate und Triisocyanate (a1), insbesondere Oligomere, die
Isocyanurat-, Biuret-, Allophanat-, Iminooxadiazindion-, Urethan-,
Carbodiimid-, Harnstoff- Uretonimin- und/oder Uretdiongruppen enthalten.
Beispiele geeigneter Polyisocyanaten (b1) dieser Art sowie Verfahren
zu ihrer Herstellung sind beispielsweise aus den Patentschriften
und Patentanmeldungen
CA 2,163,591
A1 ,
US 4,419,513
A ,
US 4,454,317
A ,
EP 0 646
608 A1 ,
US
4,801,675 A ,
EP
0 183 976 A1 ,
DE
40 15 155 A1 ,
EP
0 303 150 A1 ,
EP
0 496 208 A1 ,
EP
0 524 500 A1 ,
EP
0 566 037 A1 ,
US
5,258,482 A ,
US 5,290,902
A ,
EP 0 649
806 A1 ,
DE
42 29 183 A1 oder
EP
0 531 820 A1 bekannt.
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Vorzugsweise
werden die Oligomeren (a1) von Hexamethylendiisocyanat und von Isophorondiisocyanat
verwendet.
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Beispiele
geeigneter Verbindungen (a2) sind die Monoester von
- (a21) Diolen und Polyolen, die vorzugsweise 2 bis 20 Kohlenstoffatome
und mindestens 2 Hydroxylgruppen im Molekül enthalten, wie Ethylenglykol,
Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol,
1,1-Dimethyl-1,2-ethandiol,
Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Tetraethylenglykol, Pentaethylenglykol,
1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, Neopentylglykol, 1,6-Hexandiol, 2-Methyl-1,5-pentandiol, 2-Ethyl-1,4-butandiol,
1,4-Dimethylolcyclohexan,
2,2-Bis(4-hydroxycyclohexyl))propan, Glyzerin, Trimethylolethan,
Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Ditrimethylolpropan,
Erythrit, Sorbit, Polytetrahydrofuran mit einer mittleren Molekulargewicht
von 162 bis 2.000, Poly-1,3-propandiol mit einer mittleren Molekulargewicht
von 134 bis 400 oder Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht
zwischen 150 und 500, insbesondere Ethylenglykol; mit
- (a22) alpha,beta-ungesättigten
Carbonsäuren,
wie Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Crotonsäure,
Itaconsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Acrylalmidoglykolsäure, Methacrylamidoglykolsäure, insbesondere
Acrylsäure.
-
Weitere
Beispiele geeigneter Verbindungen (a2) sind die Monovinylether der
vorstehend beschriebenen Diole und Polyole (a21).
-
Weitere
Beispiele geeigneter Verbindungen (a2) sind die Monoester oder Monoamide
der vorstehend beschriebenen alpha,beta-ungesättigten Carbonsäuren (a22)
mit
- (a23) Aminoalkoholen, wie 2-Aminoethanol,
2-(Methylamino)ethanol, 3-Amino-1-propanol, 1-Amino-2-propanol oder 2-(2-Aminoethoxy)ethanol,
- (a24) Thioalkoholen, wie 2-Mercaptoethanol, oder
- (a25) Polyaminen, wie Ethylendiamin oder Diethylentriamin.
-
Insbesondere
wird 2-Hydroxyethylacrylat verwendet.
-
Beispiele
geeigneter Verbindungen (a3) sind
- (a31) Hydroxycarbonsäuren, wie
Hydroxyessigsäure
(Glykolsäure),
2- oder 3-Hydroxypropionsäure, 3- oder
4-Hydroxybuttersäure,
Hydroxypivalinsäure,
6-Hydroxycapronsäure, Zitronensäure, Äpfelsäure, Weinsäure, 2,3-Dihydroxypropionsäure (Glyzerinsäure), Dimethylolpropionsäure, Dimethylolbuttersäure, Trimethylolessigsäure, Salicylsäure, 3-
oder 4-Hydroxybenzoesäure oder
2-, 3- oder 4-Hydroxyzimtsäure,
- (a32) Aminosäuren,
wie 6-Aminocapronsäure,
Aminoessigsäure
(Glycin), 2-Aminopropionsäure (Alanin), 3-Aminopropionsäure (beta-Alanin)
oder die weiteren essenziellen Aminosäuren; N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-glycin,
N-[Bis(hydroxymethyl)-methyl]-glycin
oder Imidodiessigsäure,
- (a33) Zuckersäuren,
wie Gluconsäure,
Glucarsäure,
Glucuronsäure,
Galacturonsäure
oder Schleimsäure (Galactarsäure),
- (a34) Thiolcarbonsäuren,
wie Mercaptoessigsäure,
oder
- (a35) Sulfonsäuren,
wie 2-Aminoethansulfonsäure
(Taurin), Aminomethansulfonsäure,
3-Aminopropansulfonsäure,
2-[4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]-ethansulfonsäure, 3-[4-(2-hydroxyethyl)-piperazinyl]-propansulfonsäure, N-[Tris(hydroxymethyl)-methyl]-2-aminoethansulfonsäure, N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-2-aminoethansulfonsäure, 5-Sulfosalicylsäure, 8-Hydroxychinolin-5-sulfonsäure, Phenol-4-sulfonsäure oder
Sulfanilsäure.
-
Insbesondere
wird Hydroxyessigsäure
(Glykolsäure)
(a31) verwendet.
-
Die
Säuregruppen
können
ionisiert sein.
-
Beispiele
geeigneter Gegenionen sind Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-,
Cäsium-,
Magnesium-, Strontium, Barium- oder Ammoniumionen sowie primäre, sekundäre, tertiäre oder
quartäre
Ammoniumionen, die sich von üblichen
und bekannten organischen Aminen ableiten.
-
Beispiele
geeigneter Verbindungen (a4) sind die vorstehend beschriebenen Verbindungen
Diole und Polyole (a21), Aminoalkohole (a23), Thioalkohole (a24)
oder Polyamine (a25).
-
Vorzugsweise
werden zur Herstellung der Urethan(meth)acrylate (A111) die Verbindungen
(a1), (a2) und (a3) sowie gegebenenfalls (a4) in einem molaren Verhältnis miteinander
umgesetzt, dass auf 3 equ. Isocyanatgruppen aus der Verbindung (a1)
- – 0,5
bis 3, bevorzugt 0,8 bis 2,5, besonders bevorzugt 1,0 bis 2,2 und
insbesondere 1,4 bis 1,8 equ. isocyanatreaktive funktionelle Gruppen
aus der Verbindung (a2) und
- – 0,001
bis 1,5, bevorzugt 0,005 bis 1,0, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,8
und insbesondere 0,1 bis 0,5 equ. isocyanatreaktive funktionelle
Gruppen aus der Verbindung (a3) sowie gegebenenfalls
- – 0
bis 2, bevorzugt 0,1 bis 1,8, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,5 und
insbesondere 0,8 bis 1,3 equ. isocyanatreaktive funktionelle Gruppen
aus der Verbindung (a4)
kommen.
-
Es
können
aber auch Urethan(meth)acrylate (A111), die aus mindestens einem
Umsetzungsprodukt mit einem Gehalt an Epoxidgruppen (berechnet als
M = 42 Dalton) < 0,2
Gew.-% und einer Säurezahl < 10, vorzugsweise < 6 und insbesondere < 4 mg KOH/g, herstellbar
aus mindestens einer olefinisch ungesättigten Carbonsäure und
mindestens einem Glycidylester einer ungesättigten Carbonsäure, sowie
mindestens einem Polyisocyanat hergestellt werden, verwendet werden.
-
Ein
Beispiel für
ein besonders gut geeignetes Umsetzungsprodukt ist das Umsetzungsprodukt
von Acrylsäure
mit Glycidymethacrylat. Ganz besonders gut geeignete Umsetzungsprodukte
dieser Art enthalten, jeweils bezogen auf ihre jeweilige Gesamtmenge,
mindestens 60, vorzugsweise mindestens 70 und insbesondere mindestens
80 Gew.-% einer Mischung aus 3-Acryloyloxy-2-hydroxy-propylmethacrylat
und 2-Acryloyloxy-3-hydroxy-propylmethacrylat.
-
Die
Urethan(meth)acrylate (A111) sowie die Verfahren zu ihrer Herstellung
werden im Detail in der deutschen Patentanmeldung
DE 103 57 712 A1 , Seite
3, Absatz [0008], Seite 3, Absatz [0011], bis Seite 5, Absatz [0022],
sowie Seite 9, Beispiele, Absatz [0050], bis Seite 13, Absatz [0061],
Seite 14, Absatz [0067], und Seite 15, Absatz [0070], bis Seite
16, Absatz [0075], beschrieben.
-
Methodisch
gesehen, weist die Herstellung der Urethan(meth)acrylate (A111)
keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt unter den üblichen
und bekannten Bedingungen der Umsetzung von Polyisocyanaten unter
Ausschluss von Wasser bei Temperaturen von 5 bis 100°C. Um eine
Polymerisation der olefinisch ungesättigten Doppelbindungen zu
inhibieren, wird vorzugsweise unter einem sauerstoffhaltigen Gas
gearbeitet, insbesondere unter Luft oder Luft-Stickstoff-Gemischen.
-
Die
Pulverdispersion (A1) besteht aus mindestens einer dispersen Phase
(A11) und einer kontinuierlichen wässrigen Phase (A12). Im einfachsten
Fall besteht die disperse Phase (A11) aus dem Bindemittel (A111)
und die kontinuierlichen Phase (A12) aus Wasser. Vorzugsweise enthält aber
die Pulverdispersion (A1) noch mindestens einen üblichen und bekannten Zusatzstoff
(A112) in üblichen
und bekannten Mengen.
-
Je
nach seinen physikalisch chemischen Eigenschaften kann ein Zusatzstoff
(A112) in der dispersen Phase (A11), d. h. den dimensionsstabilen
Partikeln (A11), vorliegen; er kann aber auch eine separate disperse Phase
(A13) bilden, wie beispielsweise ein Pigment. Außerdem kann er ausschließlich in
der wässrigen
Phase (A12) vorliegen, wie beispielsweise ein wasserlösliches
Salz, oder sich in der Grenzfläche
zwischen wässriger Phase
(A12) und disperser Phase (A11) ansammeln, wie beispielsweise ein
Netzmittel. Nicht zuletzt kann sich der Zusatzstoff (A112) zwischen
der dispersen Phase (A11) und der wässrigen Phase (A12) verteilen,
wie beispielsweise ein molekulardispers gelöster organischer Farbstoff.
Der Fachmann vermag daher in einfacher Weise vorherzusagen, wie
sich ein Zusatzstoff (A112) in der Pulverdispersion (A1) verhalten
wird.
-
Bevorzugt
wird der Zusatzstoff (A112) aus der Gruppe, bestehend aus rückstandsfrei
oder im Wesentlichen rückstandsfrei
thermisch zersetzbaren Salzen; von den Bindemitteln (A111) verschiedenen
physikalisch, thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren
Bindemitteln; thermisch härtbaren
Vernetzungsmittleln; Neutralisationsmitteln; thermisch härtbaren
Reaktivverdünnern;
mit aktinischer Strahlung härtbaren
Reaktivverdünnern;
opaken und transparenten, farb- und/oder effektgebenden Pigmenten,
insbesondere organischen und anorganischen Metalleffektpigmenten,
Interferenzpigmenten, fluoreszierenden Pigmenten, elektrisch leitfähigen Pigmenten,
magnetisch abschirmenden Pigmenten und korrosionshemmenden Pigmenten; molekulardispers
löslichen
Farbstoffen; opaken und transparenten, organischen und anorganischen
Füllstoffen;
organischen und anorganischen Nanopartikeln; Lichtschutzmitteln;
Antioxidantien; Entlüftungsmitteln; Netzmitteln;
Emulgatoren; Slipadditiven; Polymerisationsinhibitoren; Initiatoren
der radikalischen Polymerisation, insbesondere Photoinitiatoren;
thermolabilen radikalischen Initiatoren; Haftvermittlern; Verlaufmitteln; filmbildenden
Hilfsmitteln; Rheologiehilfsmitteln, wie Verdicker und strukturviskose
Sag control agents, SCA; Flammschutzmitteln; Korrosionsinhibitoren;
Rieselhilfen; Wachsen; Sikkativen; Bioziden und Mattierungsmitteln;
ausgewählt.
-
Bevorzugt
enthält
die Pulverdispersion (A1) rückstandsfrei
oder im Wesentlichen rückstandsfrei
thermisch zersetzbare Salze, Lichtschutzmittel, Netzmittel, Emulgatoren,
Verlaufmittel, Photoinitiatoren oder thermolabile radikalische Initiatore
und Rheologiehilfsmittel als Zusatzstoffe (A112).
-
Beispiele
geeigneter Zusatzstoffe (A112) sind aus den deutschen Patentanmeldungen
- – DE 101 26 649 A1 ,
Seite 16, Absatz [0145], bis Seite 18, Absatz [0189],
- – DE 100 27 270 A1 ,
Seite 11, Absätze
[0106] und [0107] oder
- – DE 101 35 997 A1 ,
Seite 3 [0022], bis Seite 4, Absatz [0033], und Seite 4, Absätze [0039]
und [0040], Seite 10, Absätze
[0092] bis [0101],
bekannt.
-
Enthält die Pulverdispersion
(A1) thermisch härtbare
Bestandteile (A112), sind sie in den dimensionsstabilen Partikeln
(A11) vorzugsweise in einer Menge < 40
Gew.-%, bevorzugt < 30
Gew.-% und insbesondere < 20
Gew.-% enthalten.
-
Die
Pulverdispersion (A1) wird vorzugsweise durch das aus der deutschen
Patentanmeldung
DE
199 08 013 A1 , dem deutschen Patent
DE 198 41 842 C2 oder der
deutschen Patentanmeldung
DE
100 55 464 A1 bekannte Sekundärdispersionsverfahren hergestellt.
-
Bei
diesem Verfahren werden die Bindemittel (A111) sowie gegebenenfalls
die Zusatzstoffe (A112) in organischen Lösemitteln, insbesondere leicht
flüchtigen,
wassermischbaren Lösemitteln,
gelöst.
Die resultierenden Lösungen
werden mit Hilfe von Neutralisationmitteln (A112) in Wasser (A12)
dispergiert. Sodann wird mit Wasser (A12) unter Rühren verdünnt. Es
bildet sich zunächst
eine Wasser-in-Öl-Emulsion
aus, die bei weiterer Verdünnung
in eine Öl-in-Wasser-Emulsion
umschlägt.
Dieser Punkt wird im Allgemeinen bei Festkörpergehalten von < 50 Gew.-%, bezogen
auf die Emulsion, erreicht und ist äußerlich an einem stärkeren Abfall
der Viskosität
während
der Verdünnung
erkennbar.
-
Die Öl-in-Wasser-Emulsion
kann auch direkt durch die Schmelzeemulgierung der Bindemittel (A111) sowie
gegebenenfalls der Zusatzstoffe (A112) in Wasser (A12) hergestellt
werden.
-
Dabei
ist es von Vorteil, wenn die Netzmittel (A112) der organischen Lösung und/oder
dem Wasser (A12) vor oder während
dem Emulgieren zugesetzt werden. Vorzugsweise werden sie zur organischen
Lösung gegeben.
-
Die
so erhaltene, noch lösemittelhaltige
Emulsion wird anschließend
durch azeotrope Destillation von Lösemitteln befreit.
-
Erfindungsgemäß ist es
von Vorteil, wenn die zu entfernenden Lösemittel bei einer Destillationstemperatur
unterhalb 70°C,
bevorzugt unterhalb 50°C
und insbesondere unterhalb 40°C
abdestilliert werden. Gegebenenfalls wird der Destillationsdruck
hierbei so gewählt,
dass bei höher
siedenden Lösemitteln
dieser Temperaturbereich eingehalten wird.
-
Im
einfachsten Fall kann die azeotrope Destillation dadurch bewerkstelligt
werden, dass man die Emulsion bei Raumtemperatur im offenen Gefäß während mehrerer
Tage rührt.
Im bevorzugten Fall wird die lösemittelhaltige
Emulsion durch Vakuumdestillation von den Lösemitteln befreit.
-
Die
abgedunstete oder abdestillierte Menge an Wasser und Lösemitteln
werden zur Vermeidung von hohen Viskositäten durch Wasser (A12) ersetzt.
Die Zugabe des Wassers (A12) kann vorher, nachher oder auch während des
Abdunstens oder der Destillation durch portionsweise Zugabe erfolgen.
-
Nach
Verlust der Lösemittel
steigt die Glasübergangstemperatur
der dispergierten dimensionsstabilen Partikel (A11) an, und es bildet
sich anstelle der bisherigen lösemittelhaltigen
Emulsion die strukturviskose wässrige
Pulverdispersion (A1) aus.
-
Gegebenenfalls
werden die dimensionsstabilen Partikel (A11) im nassen Zustand mechanisch
zerkleinert, was auch als Nassvermahlung bezeichnet wird. Vorzugsweise
werden hierbei Bedingungen angewandt, dass die Temperatur des Mahlguts
70, bevorzugt 60 und insbesondere 50°C nicht überschreitet. Vorzugsweise beträgt der spezifische
Energieeintrag während
des Mahlprozesses 10 bis 1.000, bevorzugt 15 bis 750 und insbesondere
20 bis 500 Wh/g.
-
Für die Nassvermahlung
können
die unterschiedlichsten Vorrichtungen angewandt werden, die hohe oder
niedrige Scherfelder erzeugen.
-
Beispiele
geeigneter Vorrichtungen, die niedrige Scherfelder erzeugen, sind übliche und
bekannte Rührkessel,
Spalthomogenisatoren, Microfluidizer oder Dissolver.
-
Beispiele
geeigneter Vorrichtungen, die hohe Scherfelder erzeugen, sind übliche und
bekannte Rührwerksmühlen oder
Inline-Dissolver.
-
Besonders
bevorzugt werden die Vorrichtungen, die hohe Scherfelder erzeugen,
angewandt. Von diesen sind die Rührwerksmühlen erfindungsgemäß besonders
vorteilhaft und werden deshalb ganz besonders bevorzugt verwendet.
-
Generell
wird bei der Nassvermahlung die Pulverdispersion (A1) mit Hilfe
geeigneter Vorrichtungen, wie Pumpen, insbesondere Zahnradpumpen,
den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen zugeführt und im Kreis hierüber gefahren,
bis die gewünschte
Teilchengröße erreicht
ist.
-
Vorzugsweise
wird die Pulverdispersion (A1) vor ihrer Verwendung filtriert. Hierfür werden
die üblichen und
bekannten Filtrationsvorrichtungen und Filter verwendet. Die Maschenweite
der Filter kann breit variieren und richtet sich in erster Linie
nach der Teilchengröße und der
Teilchengrößenverteilung
der Partikel. Der Fachmann kann daher die geeigneten Filter leicht
anhand dieses physikalischen Parameters ermitteln. Beispiele geeigneter
Filter sind Monofilament-Flächenfilter
oder -Beutelfilter. Diese sind am Markt unter den Marken Pong® oder
Cuno® erhältlich.
-
Die
vorstehend beschriebenen Pulverdispersion (A1) wird im Rahmen des
erfindungsgemäßen Verfahrens
im Verfahrenschritt (6) mit den übrigen
Bestandteilen (A2) des farb- und/oder effektgebenden Beschichtungsstoffs
(A) vermischt, wonach die resultierende Mischung (A) im Verfahrenschritt
(7) homogenisiert wird.
-
Dabei
kann die Menge der Pulverdispersion (A1), die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt
wird, breit variieren und so den Erfordernissen des Einzelfalls
hervorragend angepasst werden. Vorzugsweise wird so viel an Pulverdispersion
(A1) verwendet, dass der farb- und/oder effektgebende Beschichtungsstoff
(A), bezogen auf seine Gesamtmenge, 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 2
bis 17,5 Gew.-% und insbesondere 5 bis 15 Gew.-% der Bindemittel
(A111) enthält.
-
Beispiele
geeigneter Bestandteile (A2), die mit Vorteil für die Herstellung des farb- und/oder effektgebenden
Beschichtungsstoffs (A) verwendet werden können, sind aus der internationalen
Patentanmeldung
WO 92/15405 ,
Seite 2, Zeile 35, bis Seite 12, Zeile 14, den deutschen Patentanmeldungen
- – DE 44 37 535 A1 ,
Seite 2, Zeile 24, bis Seite 6, Zeile 59,
- – DE 199 14 98 A1 ,
Spalte 4, Zeile 23, bis Spalte 15, Zeile 63,
- – DE 199 48 004 A1 ,
Seite 3, Zeile 14, bis Seite 17, Zeile 5, und
oder dem
deutschen Patent DE
100 43 405 C1 , Spalte 5, Absätzen [0030] bis [0033] und
Spalte 9, Absatz [0062], bis Spalte 11, Absatz [0070], bekannt.
Vorzugsweise werden sie in den üblichen
und bekannten, wirksamen Mengen verwendet.
-
Die
im Verfahrenschritt (1) resultierende farb- und/oder effektgebende
Schicht (A) wird im Verfahrenschritt (2) getrocknet, ohne sie dabei
vollständig
zu härten.
-
Die
Trocknung kann durch die Verwendung eines gasförmigen, flüssigen und/oder festen, heißen Mediums,
wie heiße
Luft, erhitztes Öl
oder erhitzte Walzen, oder von Mikrowellenstrahlung, Infrarotlicht
und/oder nahem Infrarotlicht (NIR), beschleunigt werden. Vorzugsweise
wird die Nassschicht in einem Umluftofen bei 23 bis 150°C, bevorzugt
30 bis 120°C
und insbesondere 50 bis 100°C
getrocknet.
-
Erfindungsgemäß ist es
von Vorteil, die farb- und/oder effektgebende Schicht (A) vor dem
Verfahrenschritt (3) mit aktinischer Strahlung, insbesondere UV-Strahlung,
zu bestrahlen. Dabei können
die nachstehend beschriebenen, üblichen
und bekannten Methoden und Vorrichtungen verwendet werden. Bei der
Bestrahlung kann eine Dosis angewandt werden, die für die vollständige radikalische
Polymerisation der vorhandenen radikalisch polymerisierbaren, olefinisch
ungesättigten
Doppelbindungen ausreichend ist. Bevorzugt wird indes eine Dosis
verwendet, bei der nicht alle vorhandenen radikalisch polymerisierbaren,
olefinisch ungesättigten
Doppelbindungen radikalisch polymerisieren.
-
Vorzugsweise
wird der farb- und/oder effektgebende Beschichtungsstoff (A) im
Verfahrenschritt (1) in einer Nassschichtdicke appliziert, dass
nach der vollständigen
Härtung
der farb- und/oder effektgebenden Schicht (A) im Verfahrenschritt
(4) eine Schichtdicke von 5 bis 25 μm, bevorzugt 5 bis 20 μm und insbesondere 5
bis 15 μm
resultiert.
-
Im
Verfahrenschritt (3) wird die farb- und/oder effektgebende Schicht
(A) mit mindestens einem transparenten Beschichtungsstoff (B) beschichtet.
-
Der
transparente Beschichtungsstoff (B) kann eine Zusammensetzung aufweisen,
dass nach der vollständigen
Härtung
der transparenten Schicht (B) im Verfahrenschritt (4) eine transparente
Decklackierung (B) resultiert, die klar, glänzend, mattiert, getönt oder
farblos ist. Vorzugsweise ist die transparente Decklackierung (B)
eine farblose, klare und glänzende
Klarlackierung.
-
Als
transparente Beschichtungsstoffe (B) werden daher vorzugsweise die üblichen
und bekannten, thermisch, mit aktinischer Strahlung oder thermisch
und mit aktinischer Strahlung (Dual-Cure-) hartbaren Klarlacke verwendet.
Beispiele geeigneter Klarlacke sind aus dem deutschen Patent
DE 100 43 405 C1 ,
Spalte 8, Absatz [0054], oder der deutschen Patentanmeldung
DE 199 48 004 A1 ,
Seite 18, Zeilen 7 bis 30, bekannt.
-
Die
transparenten Beschichtungsstoffe (B) werden im Verfahrenschritt
(3) in einer Nassschichtdicke appliziert, dass nach ihrer vollständigen Härtung im
Verfahrenschritt (4) eine Schichtdicke von vorzugsweise 10 bis 100 μm, bevorzugt
20 bis 80 μm
und insbesondere 25 bis 70 μm
resultiert.
-
Im
Verfahrenschritt (4) werden zumindest die vorstehend beschriebenen
Schichten (A) und (B) gemeinsam gehärtet.
-
Es
ist ein großer
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens,
dass die Härtung
nicht nur durch Dual-Cure-Härtung,
sondern im Bedarfsfall auch rein thermisch erfolgen kann. Dies ist
insbesondere von Bedeutung, wenn auch die Schattenzonen von dreidimensional
komplex geformten Substraten wie Automobilkarosserien vollständig gehärtet werden
sollen.
-
Methodisch
gesehen, weist die thermische Härtung
keine Besonderheiten auf, sondern kann mit Hilfe der vorstehend
beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren durchgeführt werden.
-
Methodisch
gesehen, weist auch die Härtung
mit aktinischer Strahlung keine Besonderheiten auf, sondern kann
mit Hilfe der üblichen
und bekannten Vorrichtungen und Verfahren, wie sie beispielsweise
in der deutschen Patentanmeldung
DE 198 18 735 A1 , Spalte 10, Zeilen 31 bis
61, der deutschen Patentanmeldung
DE 102 02 565 A1 , Seite 9, Absatz [0092],
bis Seite 10, Absatz [0106], der deutschen Patentanmeldung
DE 103 16 890 A1 ,
Seite 17, Absätze
[0128] bis [0130], in der internationalen Patentanmeldung
WO 94/11123 , Seite 2, Zeilen
35, bis Seite 3, Zeile 6, Seite 3, Zeilen 10 bis 15, und Seite 8,
Zeilen 1 bis 14, oder dem amerikanischen Patent
US 6,743,466 B2 , Spalte
6, Zeile 53, bis Spalte 7, Zeile 14, beschrieben werden, durchgeführt werden.
-
Die
in erfindungsgemäßer Verfahrensweise
hergestellten farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen
erfüllen
alle Anforderungen, die an Automobillackierungen gestellt werden
(vgl. das europäische Patent
EP 0 352 298 B1 ,
Seite 15, Zeilen 42, bis Seite 17, Zeile 40) und entsprechen in
ihrem Erscheinungsbild (Appearance) einer Class-A-Oberfläche in vollem Umfang.
-
Beispiele und Vergleichsversuche
-
Herstellbeispiel 1
-
Der Herstellung der durch UV-Strahlung
initiierte radikalische Polymerisation härtbaren Pulverdispersion (A1-1)
-
Für die Herstellung
der Pulverdispersion (A1-1) wurde zunächst das Bindemittel (A111-1)
in folgender Weise hergestellt.
-
Isopropenylidendicyclohexanol
wurde in Hydroxyethylacrylat bei 60°C unter Rühren grob dispergiert. Zu dieser
Suspension wurden die Polyisocyanate, Pentaerythrit-tri/tetra-acrylat, Hydrochinonmonomethylether,
1,6-Di-tert.-butyl-p-kresol und Methylethylketon gegeben. Nach der
Zugabe von Dibutylzinndilaurat erwärmte sich das Reaktionsgemisch.
Es wurde bei 75°C
mehrere Stunden lang gerührt,
bis der Gehalt an freien Isocyanatgruppen konstant war. Anschließend wurden
Glykolsäure
und Methanol hinzugegeben und solange gerührt, bis keine freien Isocyanatgruppen
mehr nachweisbar waren.
-
Die
hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen und die Polyisocyanate wurden
in Mengen eingesetzt, dass sich die nachfolgend aufgeführten Äquivalentverhältnisse
ergaben:
Isopropenylidendicyclohexanol | 33,7
equ. OH |
2-Hydroxyethylacrylat | 24,7
equ. OH |
Pentaerythrit-tri/tetra-acrylat
(mittlere OH-Zahl: 100 bis 111 mg KOH/g) | 24,7
equ. OH |
Basonat® HI
100 der Firma BASF AG | 56,25
equ. NCO |
Allophanat
aus Hexamethylendiisocyanat und 2-Hydroxyethylacrylat gemäß der internationalen
Patentanmeldung WO 00/39183 | 18,75
equ. NCO |
Desmodur® W
der Firma Bayer-Aktiengesellschaft | 25
equ. NCO |
Hydrochinonmonomethylether | 0,05
Gew.-%, bezogen auf den Festkörper |
1,6-Di-tert.-butyl-p-kresol | 0,1
Gew.-%, bezogen auf den Festkörper |
Methylethylketon | entsprechend
einem Festkörper
von 70 Gew.-% in |
Dibutylzinndilaurat | 0,02
Gew.-%, bezogen auf den Festkörper |
Glykolsäure | 6,8
equ. OH |
Methanol | 10,1
equ. OH |
-
Das
Urethan(meth)acrylat (A111-1) wies einen Festkörpergehalt von 70 Gew.-%, eine
Glasübergangstemperatur
von 2,5°C,
einen Gehalt an olefinisch ungesättigten
Doppelbindungen von 2,93 equ./kg und eine Säurezahl von 18,85 mg KOH/g
auf.
-
Außerdem wurde
das Urethan(meth)acrylat (A111-2) in der vorstehend beschriebenen
Weise hergestellt, nur dass Desmodur
® W
durch die äquivalente
Menge an Allophanat aus Hexamethylendiisocyanat und 2-Hydroxyethylacrylat
gemäß der internationalen
Patentanmeldung
WO 00/39183 ersetzt
wurde. Das Urethan(meth)acrylat (A111-2) wies einen Festkörpergehalt
von 71 Gew.-%, eine Glasübergangstemperatur
von 12,3°C,
einen Gehalt an olefinisch ungesättigten
Doppelbindungen von 3 equ./kg und eine Säurezahl von 15,8 mg KOH/g auf.
-
Die
Pulverdispersion (A1-1) wurde mit Hilfe des Sekundärdispersionsverfahrens
durch Vermischen der folgenden Bestandteile in der angegebenen Reihenfolge,
Abdestillieren der organischen Lösemittel,
Ersatz der entfernten organischen Lösemittel durch Wasser und Homogenisieren
der resultierenden Mischung hergestellt:
- – 751,123
Gewichtsteile Urethan(meth)acrylat (A111-1),
- – 93,696
Gewichtsteile Urethan(meth)acrylat (A111-2),
- – 26,289
Gewichtsteile Methylethylketon,
- – 12,137
Gewichtsteile Lutensol® AT 50 (handelsübliches
Netzmittel der Firma BASF Aktiengesellschaft),
- – 20,861
Gewichtsteile Triethylamin,
- – insgesamt
35,052 Gewichtsteile Irgacure® 184 (handelsüblicher
Photoinitiator der Firma Ciba Specialty Chemicals) und Lucirin® TPO
(handelsüblicher
Photoinitiator der Firma BASF Aktiengesellschaft) in Gewichtsverhältnis von
5:1,
- – 1.660,842
Gewichtsteile deionisiertes Wasser,
- – 24
Gewichtsteile Acrysol® RM-8W (handelsüblicher
Assoziativverdicker der Firma Rohm und Haas) und
- – 24
Gewichtsteile deionisiertes Wasser.
-
Herstellbeispiel 2
-
Die Herstellung der durch thermisch initiierte
radikalische Polymerisation hartbaren Pulverdispersion (A1-2)
-
Die
Pulverdispersion (A1-2) wurde mit Hilfe des Sekundärdispersionsverfahrens
durch Vermischen der folgenden Bestandteile in der angegebenen Reihenfolge,
Abdestillieren der organischen Lösemittel,
Ersatz der entfernten organischen Lösemittel durch Wasser und Homogenisieren
der resultierenden Mischung hergestellt:
- – 755,198
Gewichtsteile Urethan(meth)acrylat (A111-1),
- – 496,374
Gewichtsteile Urethan(meth)acrylat (A111-2),
- – 52,864
Gewichtsteile Methylethylketon,
- – 12,203
Gewichtsteile Lutensol® AT 50 (handelsübliches
Netzmittel der Firma BASF Aktiengesellschaft),
- – 20,974
Gewichtsteile Triethylamin,
- – 13,745
Gewichtsteile Initiator BK (oligomerer Benzpinakolsilylether in
Triethylphosphat/Toluol der Firma Bayer Distribution Service GmbH),
- – 13,216
Gewichtsteile des handelsüblichen
Verlaufsadditivs Byk® N der Firma Byk Chemie,
- – 1.635,428
Gewichtsteile deionisiertes Wasser,
- – 24
Gewichtsteile Acrysol® RM-8W (handelsüblicher
Assoziativverdicker der Firma Rohm und Haas) und
- – 24
Gewichtsteile deionisiertes Wasser.
-
Herstellbeispiel 3
-
Die Herstellung der durch thermisch initiierte
radikalische Polymerisation härtbaren
Pulverdispersion (A1-3)
-
Für die Herstellung
der Pulverdispersion (A1-3) wurde zunächst das Urethan(meth)acrylat
(A111-3) nach der folgenden Vorschrift hergestellt.
-
9.290
g Glycidymethacrylat, 70 g Triphenylphosphin und 14 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol wurden
in einem geeigneten Rührkessel
vorgelegt. Es wurden 5 l/h Luft durch und 10l/h über die Mischung geleitet.
Die Mischung wurde unter Rühren
auf 70°C
erhitzt. Bei dieser Temperatur wurden innerhalb von fünf Stunden
4.710 g Acrylsäure
zudosiert. Die Temperatur stieg zu Beginn auf 81°C. Nach dem Abklingen Exothermie wurde
die Reaktionsmischung bei 65 bis 70°C gehalten. Nach dem Ende der
Zugabe wurde die Temperatur auf 90°C gesteigert. Nach sechs Stunden
bei 90°C
wurde an einer entnommenen Probe eine Säurezahl von 9,4 mg KOH/g gemessen.
Anschließend
wurden weitere 14 g Triphenylphosphin zugesetzt. Nach weiteren sechs
Stunden bei 90°C
wurde an einer entnommenen Probe eine Säurezahl von 1,8 mg KOH/g gemessen. Die
Reaktionsmischung wurde weitere 24 Stunden bei 90°C gerührt und
anschließend
wurde ihr Epoxidgehalt bestimmt. Er lag bei 0,1 Gew.-%.
-
In
einem für
die Umsetzung von Polyisocyanaten geeigneten Reaktionsgefäss mit Rührer und
Gaseinleitungsrohr, wurden unter Einleitung von 0,3 l/h Luft 1.724,22
g eines Polyisocyanats auf der Basis von Hexamethylendiisocyanat
(Desmodur® XP
2410 der Firma Bayer AG), 1.155 g Butylacetat, 4,09 g 2,6-Di-tert.-butyl-4-methylphenol
und 2,04 g eines zinnhaltigen Katalysators (Desmorapid® Z
der Firma Bayer AG) vorgelegt und unter Rühren auf 60°C erhitzt. Bei dieser Temperatur
wurden unter Rühren
2.304,65 g des vorstehend beschriebenen Umsetzungsprodukts während zwei
Stunden zur Vorlage zudosiert. Die resultierende Reaktionsmischung
wurde noch während
10 Stunden bei 60°C
gerührt,
bis ein Isocyanatgehalt < 0,1
Gew.-% erreicht war. Das resultierende Urethan(meth)acrylat (A111-3)
wies einen Festkörpergehalt
von 76,6 Gew.-%, eine Glasübergangstemperatur
von 2°C,
eine Säurezahl
von 20 mg KOH/g und einen Gehalt an olefinisch ungesättigten
Doppelbindungen von 3,89 equ./kg auf.
-
Die
Pulverdispersion (A1-3) wurde mit Hilfe des Sekundärdispersionsverfahrens
durch Vermischen der folgenden Bestandteile (in Methylethylketon
gelöst)
in der angegebenen Reihenfolge, Abdestillieren der organischen Lösemittel,
Ersatz der entfernten organischen Lösemittel durch Wasser und Homogenisieren
der resultierenden Mischung hergestellt:
- – 1.021,995
Gewichtsteile Urethan(meth)acrylat (A111-3),
- – 9,866
Gewichtsteile Lutensol® AT 50 (handelsübliches
Netzmittel der Firma BASF Aktiengesellschaft),
- – 20,974
Gewichtsteile Triethylamin,
- – 11,13
Gewichtsteile Initiator BK (oligomerer Benzpinakolsilylether in
Triethylphosphat/Toluol der Firma Bayer Distribution Service GmbH),
- – 10,4
Gewichtsteile des handelsüblichen
Verlaufsadditivs Byk® N der Firma Byk Chemie,
- – 1.327,372
Gewichtsteile deionisiertes Wasser,
- – 19,2
Gewichtsteile Acrysol® RM-8W (handelsüblicher
Assoziativverdicker der Firma Rohm und Haas) und
- – 19,2
Gewichtsteile deionisiertes Wasser.
-
Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsversuch
V1
-
Die Herstellung der farbgebenden Mehrschichtlackierungen
1 bis 3 (Beispiele 1 bis 3) und der farbgebenden Mehrschichtlackierung
V1 (Vergleichsversuch V1)
-
Für die Herstellung
der farbgebenden Mehrschichtlackierungen 1 bis 3 der Beispiele 1
bis 3 wurden zunächst
die Basislacke 1 bis 3 hergestellt.
-
Basislack 1:
-
Es
wurden 8,1 Gewichtsteile einer 3 Gew.-%-igen wässrigen Lösung eines synthetischen Natrium-Magnesium-Schichtsilikats
(Laponite® der
Firma Laporte), 10 Gewichtsteile deionisiertes Wasser und 0,14 Gewichtsteile
Trimethylamin vorgelegt. Dazu wurde eine Mischung aus 6,5 Gewichtsteilen
deionisiertes Wasser und Viscalex® HV
30 (handelsüblicher
Assoziativverdicker der Firma Ciba Specialty Chemicals auf der Basis eines
Methacrylatcopolymerisats) hinzu gegeben, wonach man die resultierende
Mischung homogenisierte. Anschließend wurde eine Mischung aus
0,4 Gewichtsteilen Nopco® DSX 1550 (handelsüblicher
Assoziativverdicker der Firma Cognis Deutschland GmbH auf der Basis
eines hydrophoben Polyurethans) und 7,8 Gewichtsteilen deionisiertes
Wasser hinzu gegeben, wonach man die resultierende Mischung homogenisierte.
-
Zu
dieser Vorlage wurde eine Mischung aus 33,9 Gewichtsteilen der Pulverdispersion
(A1-1) des Herstellbeispiels 1, 0,3 Gewichtsteilen Tetramethyldecindiol
(50-prozentig in Butylglykol), 9,45 Gewichtsteilen einer Russpaste,
hergestellt aus
- – 57 Gewichtsteilen der acrylierten
Polyurethandispersion gemäß der deutschen
Patentanmeldung DE
44 37 535 A1 ,
- – 2
Gewichtsteilen Polypropylenglykol,
- – 25
Gewichtsteilen deionisiertem Wasser,
- – 10
Gewichtsteilen Russ Monarch 1400 und
- – 6
Gewichtsteilen Neutralisationslösung
(Dimethylethanolamin, 10-prozentig in Wasser);
2,6 Gewichtsteilen
Butylglykol, 2,4 Gewichtsteilen 1-Propoxy-2-propanol, 1,2 Gewichtsteilen
Solventnaphtha® und
2,4 Gewichtsteilen Shellsol® T zudosiert, wonach man
die resultierende Mischung homogenisierte.
-
Zu
der Mischung wurde eine Lösung
von einem Gewichtsteil Pripol® 2033 (handelsübliches
Fettdiol der Firma Uniqema) in 2,4 Gewichtsteilen 1-Propoxy-2-propanol
zudosiert, wonach man die resultierende Mischung erneut homogenisierte.
-
Abschließend wurde
eine Mischung aus 3,3 Gewichtsteilen einer Talkumpaste, hergestellt
aus
- – 48,2
Gewichtsteilen der acrylierten Polyurethandispersion gemäß der deutschen
Patentanmeldung DE
44 37 535 A1 ,
- – 3
Gewichtsteilen Poly Propylenglykol,
- – 28
Gewichtsteilen Talkum,
- – 19
Gewichtsteilen deionisiertem Wasser,
- – 1,4
Gewichtsteile des handelsüblichen
Dispergierungmittels Disperbyk® 184 der Firma Byk Chemie
und
- – Neutralisationslösung (Dimethylethanolamin,
10-prozentig in Wasser), entsprechend einem pH-Wert von 8;
2
Gewichtsteilen Tributylphosphat und 0,66 Gewichtsteilen deionisiertem
Wasser hinzu gegeben, wonach man den resultierenden Basislack 1
homogenisierte. Der Basislack 1 diente der Herstellung der Mehrschichtlackierung
1.
-
Basislack 2:
-
Der
Basislack 2 wurde wie der Basislack 1 hergestellt, nur dass an Stelle
der Pulverdispersion (A1-1) des Herstellbeispiels 1 die Pulverdispersion
(A1-2) des Herstellbeispiels 2 verwendet wurde. Der Basislack 2 diente
der Herstellung der Mehrschichtlackierung 2.
-
Basislack 3:
-
Der
Basislack 3 wurde wie der Basislack 1 hergestellt, nur dass an Stelle
der Pulverdispersion (A1-1) des Herstellbeispiels 1 die Pulverdispersion
(A1-3) des Herstellbeispiels 3 verwendet wurde. Der Basislack 3 diente
der Herstellung der Mehrschichtlackierung 3.
-
Für den Vergleichsversuch
V1 wurde der Basislack V1 analog der Vorschrift für die Herstellung
des Basislacks 1 hergestellt, nur dass an Stelle der Pulverdispersion
(A1-1) 33,9 Gewichtsteilen einer wässrigen Polyurethanharzdispersion
eingesetzt wurde. Der Basislack V1 diente der Herstellung der Mehrschichtlackierung
V1.
-
Es
wurden zwei Serien der farbgebenden Mehrschichtlackierungen 1 bis
3 und V1 hergestellt.
-
Als
Prüfbleche
für die
erste Serie wurden glatte Stahlbleche verwendet, die mit einer üblichen
und bekannten, kathodisch abgeschiedenen und eingebrannten, glatten
Elektrotauchlackierung beschichtet worden waren.
-
Als
Prüfbleche
für die
zweite Serie wurden raue Stahlbleche verwendet, die mit einer üblichen
und bekannten, kathodisch abgeschiedenen und eingebrannten, rauen
Elektrotauchlackierung beschichtet worden waren.
-
Auf
die Elektrotauchlackierungen wurden bei beiden Serien jeweils eine
Schicht aus den Basislacken 2, 3 und V1 appliziert. Nach ihrer Applikation
wurden die Basislackschichten 2, 3 und V1 jeweils während 10 Minuten
bei 80°C
vorgetrocknet.
-
Außerdem wurde
bei beiden Serien jeweils eine Schicht aus einem handelsüblichen
wässrigen
Füller (Colorpro® I
der Firma BASF Coatings AG appliziert und während 10 Minuten bei 80°C getrocknet.
Auf diese Schicht wurde jeweils eine Schicht aus dem Basislack 1
appliziert. Die resultierende Basislackschicht 1 wurde ebenfalls
während
10 Minuten bei 80°C
getrocknet und mit UV-Strahlung einer Dosis von 1,5 J/cm2 (eisendotierte Quecksilberdampflampe der
Firma IST; Messung der Dosis mit Light Bug C) an der Luft bestrahlt.
-
Anschließend wurde
auf die getrockneten Basislackschichten 2, 3 und V1 und die getrocknete
und mit UV-Strahlung bestrahlte Basislackschicht 1 jeweils eine
Schicht aus einem handelsüblichen
Klarlack (ProGloss® der Firma BASF Coatings
AG) appliziert. Die resultierenden Klarlackschichten wurden gemeinsam
mit den Basislackschichten 1 bis 3 und V1 während 20 Minuten bei 140°C gehärtet.
-
Die
Mehrschichtlackierung 1 war wie folgt aufgebaut:
- – Elektrotauchlackierung
20 ± 2 μm,
- – Funktionsschicht
oder Füller
15 ± 2 μm,
- – Basislackierung
12 ± 2 μm und
- – Klarlackierung
35 ± 5 μm.
-
Die
Mehrschichtlackierungen 2 und 3 und V1 waren wie folgt aufgebaut:
- – Elektrotauchlackierung
20 ± 2 μm,
- – Basislackierung
18 ± 2 μm und
- – Klarlackierung
35 ± 5 μm.
-
Die
Basislackierungen 1 bis 3 und V1 der Mehrschichtlackierungen 1 bis
3 und 4 V1 wiesen eine hohe Kochergrenze von ≥ 20 μm auf. Ihre Zwischenschichthaftung
war vor und nach der Belastung mit Feuchtigkeit während 240
Stunden im Konstantklima-Test hervorragend (Gitterschnitttest: GT0).
Auch die Steinschlagbeständigkeit
war sehr gut (VDA: Note 2 bis 2,5).
-
Der
Verlauf und die Abbildungsunterscheidbarkeit (DOI) der Mehrschichtlackierungen
1 bis 3 wurden mit dem Verlauf und der Abbildungsunterscheidbarkeit
(DOI) der Mehrschichtlackierung V1 verglichen. Die Ergebnisse wurden
in der Tabelle zusammengestellt, wobei lediglich die Änderung
der Werte gegenüber
den Werten der Mehrschichtlackierung V1 (= Standard) angegeben wurden. Tabelle: Der Verlauf und die Abbildungsunterscheidbarkeit
(DOI) der Mehrschichtlackierungen 1 bis 3 der Beispiele 1 bis 3
im Vergleich zu dem Verlauf und der Abbildungsunterscheidbarkeit
(DOI) der Mehrschichtlackierung V1 des Vergleichsversuchs V1
Eigenschaft | Mehrschichtlackierung: |
1 | 2 | 3 |
Verlauf: | |
1.
Serie: |
Longwave | –4,2 | –4,2 | –3,7 |
Shortwave | –11,3 | –11,2 | –15,5 |
2.
Serie: | |
Longwave | –4 | –3,9 | –5,5 |
Shortwave | –8,2 | –8,3 | –9,3 |
Abbildungsunterscheidbarkeit
(DOI): | |
1.
Serie: | 1,4 | 1,5 | 4,1 |
2.
Serie: | 1,4 | 1,4 | 1,6 |
-
Die
Ergebnisse der Tabelle untermauerten, dass die Mehrschichtlackierungen
1 bis 3 einen erheblich besseren Verlauf und eine signifikant höhere Abbildungsunterscheidbarkeit
(DOI) aufwiesen als die Mehrschichtlackierung V1, sodass sie in
der Lage waren, Unebenheiten von Substraten, die beispielsweise
durch schlechtere Stahlqualität
oder einen schlechteren Verlauf der Elektrotauchlackierung hervorgerufene
worden waren, sehr viel besser auszugleichen. Dies hatte auch einen
sehr viel besseren Verlauf und eine bessere Abbildungsunterscheidbarkeit
(DOI) der betreffenden Klarlackierungen zur Folge.