DE4010176A1

DE4010176A1 - Verfahren zur herstellung einer mehrschichtigen lackierung und waessriger lack

Info

Publication number: DE4010176A1
Application number: DE4010176A
Authority: DE
Inventors: Michael Hartung; Michael Grabbe; Peter Dr Mayenfels
Original assignee: BASF Lacke und Farben AG
Current assignee: BASF Farben und Fasern AG
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-10-02
Also published as: BR9106292A; EP0521928B1; DK0521928T3; ES2064096T3; JPH05501124A; ATE110749T1; EP0521928A1; DE59102754D1; US5334420A; WO1991015528A1; JPH0733490B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem

1) ein pigmentierter wäßriger Basislack auf die Sub stratoberfläche aufgebracht wird,
2) aus der in Stufe (1) aufgebrachten Zusammen setzung ein Polymerfilm gebildet wird,
3) auf der so erhaltenen Basisschicht ein transpa renter Decklack aufgebracht wird und anschließend
4) die Basisschicht zusammen mit der Deckschicht eingebrannt wird.

Die Erfindung betrifft auch einen wäßrigen Lack.

Das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung mehr schichtiger Lackierungen ist bekannt und wird insbe sondere zur Lackierung von Automobilkarosserien ein gesetzt.

Das Ergebnis des oben beschriebenen Verfahrens hängt entscheidend vom eingesetzten Basislack ab. Der Ba sislack hat starken Einfluß auf die Qualität der Ge samtlackierung.

Bis heute sind keine wäßrigen Basislacke bekannt, die für die Serienlackierung und Reparaturlackierung geeignet sind und qualitativ hochwertige Gesamt lackierungen liefern.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Auf gabenstellung besteht in der Bereitstellung neuer wäßriger Lacke, die als Basislacke zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens geeignet sind.

Diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung von wäß rigen Lacken gelöst, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als Bindemittel ein Polymer enthalten, das erhältlich ist, indem in einem organischen Lösemittel oder in einem Gemisch organischer Lösemittel

A) ethylenisch ungesättigte Monomere oder ein Ge misch ethylenisch ungesättigter Monomere in Ge genwart
B) eines Polyurethanharzes, das ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 200 bis 30 000, vorzugsweise 1000 bis 5000 aufweist und das im statistischen Mittel pro Molekül 0,05 bis 1,1, vorzugsweise 0,2 bis 0,9, besonders bevorzugt 0,3 bis 0,7 polyme risierbare Doppelbindungen enthält,

polymerisiert werden und das so erhaltene Reaktions produkt in eine wäßrige Dispersion überführt wird.

Die erfindungsgemäßen Basislacke zeichnen sich da durch aus, daß sie schon nach kurzer Zeit mit einem wäßrigen oder konventionellen Klarlack im "Naß-in-Naß"-Verfahren ohne Störung der Basislack schicht überlackiert werden können und daß sie - auch bei niedrigen Einbrenntemperaturen, z. B. bei 80°C - Lackierungen mit hoher Schwitzwasserbeständig keit und guten mechanischen Eigenschaften liefern.

In der EP-A-2 97 576 werden Basislacke offenbart, die zur Durchführung des in Rede stehenden Verfahrens ge eignet sein sollen. Die in der EP-A-2 97 576 beschrie benen Basislacke enthalten als Bindemittel Polymere, die erhältlich sind, indem in Wasser ethylenisch un gesättigte Verbindungen in Gegenwart eines doppelbin dungsfreien Polyurethanharzes polymerisiert werden. Dieses Verfahren ist aufwendig und führt zu Bindemit teldispersionen, die oft Koagulat enthalten und zur Dispergierung von Pigmenten nicht geeignet sind. Außerdem unterscheiden sich die in der EP-A-2 97 576 offenbarten Bindemittel in ihrer chemischen Struktur wesentlich von den erfindungsgemäß eingesetzten Bindemitteln.

Zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Binde mittel wird in einem ersten Schritt nach gut bekannten Methoden der Polyurethanchemie ein Polyurethanharz (B) hergestellt. Das Polyurethanharz wird aus folgen den Komponenten hergestellt:

a) ein Polyester- und/oder Polyetherpolyol mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 400 bis 5000 oder ein Gemisch aus solchen Polyester- und/oder Polyetherpolyolen
b) ein Polyisocyanat oder ein Gemisch aus Polyiso cyanaten
c) gegebenenfalls eine Verbindung, die neben einer polymerisierbaren Doppelbindung mindestens noch eine gegenüber NCO-Gruppen reaktive Gruppe ent hält oder ein Gemisch aus solchen Verbindungen
d) gegebenenfalls eine Verbindung, die mindestens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive und min destens eine zur Anionenbildung befähigte Gruppe im Molekül aufweist oder ein Gemisch aus solchen Verbindungen
e) gegebenenfalls eine Verbindung, die mindestens eine gegenüber NCO-Gruppen reaktive Gruppe und mindestens eine Poly(oxyalkylen)gruppe im Molekül aufweist, oder ein Gemisch aus solchen Verbindun gen und gegebenenfalls
f) eine Hydroxyl- und/oder Aminogruppen enthaltende organische Verbindung mit einem Molekulargewicht von 60 bis 600, oder ein Gemisch aus solchen Ver bindungen.

Das Polyurethanharz (B) soll ein zahlenmittleres Mo lekulargewicht von 200 bis 30 000, vorzugsweise 1000 bis 5000 und im statistischen Mittel pro Molekül 0,05 bis 1,1, vorzugsweise 0,2 bis 0,9, besonders bevor zugt 0,3 bis 0,7 polymerisierbare Doppelbindungen enthalten. Es ist bevorzugt, daß das Polyurethanharz (B) eine Säurezahl von 0 bis 2,0 aufweist. Das Molekulargewicht der Polyurethanharze kann - wie dem Fachmann bekannt - insbesondere durch das Mengen verhältnis und die Funktionalität der eingesetzten Ausgangsverbindungen (a) bis (f) gesteuert werden.

Die Polyurethanharze können sowohl in Substanz als auch in organischen Lösemitteln hergestellt werden.

Die Polyurethanharze können durch gleichzeitige Um setzung aller Ausgangsverbindungen hergestellt wer den. In vielen Fällen ist es jedoch zweckmäßig, die Polyurethanharze stufenweise herzustellen. So ist es zum Beispiel möglich, aus den Komponenten (a) und (b) ein isocyanatgruppenhaltiges Präpolymer herzustellen, das dann mit der Komponente (c) weiter umgesetzt wird. Weiter ist es möglich, aus den Komponenten (a), (b), (c) und gegebenenfalls (d) und (e) ein isocya natgruppenhaltiges Präpolymer herzustellen, das dann mit der Komponente (f) zu höhermolekularen Poly urethanen umgesetzt werden kann. In den Fällen, in denen als Komponente (c) eine Verbindung eingesetzt wird, die nur eine gegenüber Isocyanatgruppen reakti ve Gruppe enthält, kann in einer ersten Stufe aus (b) und (c) ein isocyanatgruppenhaltiges Vorprodukt her gestellt werden, das anschließend mit den weiteren Komponenten weiter umgesetzt werden kann.

Die Umsetzung der Komponenten (a) bis (f) wird zweck mäßigerweise in Gegenwart von Katalysatoren wie z. B. Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat, tertiäre Ami ne usw. durchgeführt.

Die einzusetzenden Mengen an Komponente (a), (b), (c), (d), (e) und (f) ergeben sich aus dem anzustre benden zahlenmittleren Molekulargewicht und der anzu strebenden Säurezahl. Die polymerisierbaren Doppelbindungen können durch Einsatz von polymerisierbare Doppelbindungen aufweisende (a) Komponenten und/oder die Komponente (c) in die Polyurethanmoleküle eingeführt werden. Es ist bevor zugt, die polymerisierbaren Doppelbindungen über die Komponente (c) einzuführen.

Als Komponente (a) können gesättigte und ungesättigte Polyester- und/oder Polyetherpolyole, insbesondere Polyester- und/oder Polyetherdiole, mit einem zahlenmitt leren Molekulargewicht von 400 bis 5000 eingesetzt werden. Geeignete Polyetherdiole sind z. B. Polyether diole der allgemeinen Formel H(-O-(CHR¹)_n-)_mOH, wobei R¹ = Wasserstoff oder ein niedriger, gegebe nenfalls substituierter Alkylrest ist, n = 2 bis 6, bevorzugt 3 bis 4 und m = 2 bis 100, bevorzugt 5 bis 50 ist. Als Beispiele werden lineare oder verzweigte Polyetherdiole wie Poly(oxyethylen)glykole, Poly(oxy propylen)glykole und Poly(oxybutylen)glykole genannt. Die ausgewählten Polyetherdiole sollen keine über mäßigen Mengen an Ethergruppen einbringen, weil sonst die gebildeten Polymere in Wasser anquellen. Die be vorzugten Polyetherdiole sind Poly(oxypropylen) glyko le im Molmassenbereich M_n von 400 bis 3000.

Polyesterdiole werden durch Veresterung von orga nischen Dicarbonsäuren oder ihre Anhydriden mit orga nischen Diolen hergestellt oder leiten sich von einer Hydroxycarbonsäure oder einem Lacton ab. Um verzweig te Polyesterpolyole herzustellen, können in geringem Umfang Polyole oder Polycarbonsäure mit einer höheren Wertigkeit eingesetzt werden. Die Dicarbonsäuren und Diole können lineare oder verzweigte aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Dicarbonsäuren oder Diole sein.

Die zur Herstellung der Polyester verwendeten Diole bestehen beispielsweise aus Alkylenglykolen, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Butan diol-1,4, Hexandiol-1,6, Neopentylglykol und anderen Diolen, wie Dimethylolcyclohexan. Es können jedoch auch kleine Mengen an Polyolen, wie Trimethylol propan, Glycerin, Pentaerythrit, zugesetzt werden. Die Säurekomponente des Polyesters besteht in erster Linie aus niedermolekularen Dicarbonsäuren oder ihren Anhydriden mit 2 bis 44, bevorzugt 4 bis 36 Kohlenstoffatomen im Molekül. Geeignete Säuren sind beispielsweise o-Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Cyclohexandi carbonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäu re, Sebazinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Glutarsäu re, Hexachlorheptandicarbonsäure, Tetrachlorphthal säure und/oder dimerisierte Fettsäuren. Anstelle die ser Säuren können auch ihre Anhydride, soweit diese existieren, verwendet werden. Bei der Bildung von Po lyesterpolyolen können auch kleinere Mengen an Car bonsäuren mit 3 oder mehr Carboxylgruppen beispiels weise Trimellithsäureanhydrid oder das Addukt von Ma leinsäureanhydrid an ungesättigte Fettsäuren anwesend sein.

Es können auch Polyesterdiole eingesetzt werden, die durch Umsetzung eines Lactons mit einem Diol erhalten werden. Sie zeichnen sich durch die Gegenwart von endständigen Hydroxylgruppen und wiederkehrenden Po lyesteranteilen der Formel (-CO-(CHR²)_n-CH₂-O) aus. Hierbei ist n bevorzugt 4 bis 6 und der Substi tuent R² = Wasserstoff, ein Alkyl-, Cycloalkyl- oder Alkoxy-Rest. Kein Substituent enthält mehr als 12 Kohlenstoffatome. Die gesamte Anzahl der Kohlenstoff atome im Substituenten übersteigt 12 pro Lactonring nicht. Beispiele hierfür sind Hydroxycapronsäure, Hy droxybuttersäure, Hydroxydecansäure und/oder Hydroxy stearinsäure.

Für die Herstellung der Polyesterdiole wird das un substituierte ε-Caprolacton, bei dem n den Wert 4 hat und alle R²-Substituenten Wasserstoff sind, bevor zugt. Die Umsetzung mit Lacton wird durch niedermole kulare Polyole wie Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, Dimethylolcyclohexan gestartet. Es können jedoch auch andere Reaktionskomponenten, wie Ethylendiamin, Alkyldialkanolamine oder auch Harnstoff mit Caprolacton umgesetzt werden. Als höhermolekulare Diole eignen sich auch Polylactamdiole, die durch Reaktion von beispielsweise ε-Caprolactam mit niedermolekularen Diolen hergestellt werden.

Wenn über die Komponente (a) polymerisierbare Doppel bindungen in die Polyurethanmoleküle eingeführt wer den sollen, dann müssen (a) Komponenten eingesetzt werden, die polymerisierbare Doppelbindungen enthal ten. Als Beispiele für solche (a) Komponenten werden Polyesterpolyole, vorzugsweise Polyesterdiole ge nannt, die unter Verwendung von polymerisierbare Dop pelbindungen enthaltenden Polyolen und/oder Polycar bonsäuren hergestellt worden sind. Als Beispiele für polymerisierbare Doppelbindungen enthaltende Polyole werden genannt: Trimethylolpropanmonoallylether, Gly cerinmonoallylether, Pentaerythritmono- und Penta erythritdiallylether. Als Beispiele für polymerisier bare Doppelbindungen enthaltende Polycarbonsäuren werden Alkendicarbonsäuren, Maleinsäure und unge sättigte dimerisierte Fettsäuren genannt.

Als Komponente (b) können aliphatische und/oder cy cloaliphatische und/oder aromatische Polyisocyanate eingesetzt werden. Als Beispiele für aromatische Po lyisocyanate werden Phenylendiisocyanat, Toluylendi isocyanat, Xylylendiisocyanat, Biphenylendiisocyanat, Naphtylendiisocyanat und Diphenylmethandiisocyanat genannt.

Aufgrund ihrer guten Beständigkeit gegenüber ultra violettem Licht ergeben (cyclo)aliphatische Polyiso cyanate Produkte mit geringer Vergilbungsneigung. Beispiele für cycloaliphatische Polyisocyanate sind Isophorondiisocyanat, Cyclopentylendiisocyanat sowie die Hydrierungsprodukte der aromatischen Diisocyanate wie Cyclohexylendiisocyanat, Methylcyclohexylendiiso cyanat und Dicyclohexylmethandiisocyanat. Alipha tische Diisocyanate sind Verbindungen der Formel

OCN-(CR³₂)r-NCO

worin r eine ganze Zahl von 2 bis 20, insbesondere 6 bis 8 ist und R³, das gleich oder verschieden sein kann, Wasserstoff oder einen niedrigen Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen, vorzugsweise 1 oder 2 C-Atomen dar stellt. Beispiele hierfür sind Trimethylendiisocya nat, Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocya nat, Hexamethylendiisocyanat, Propylendiisocyanat, Ethylethylendiisocyanat, Dimethylethyldiisocyanat, Methyltrimethylendiisocyanat und Trimethylhexandiiso cyanat. Als weiteres Beispiel für ein aliphatisches Diisocyanat wird Tetramethylxyloldiisocyanat genannt. Besonders bevorzugt werden als Diisocyanate Isophoron diisocyanat und Dicyclohexylmethandiisocyanat genannt.

Die Komponente (b) muß hinsichtlich der Funktionali tät der Polyisocyanate so zusammengesetzt sein, daß kein vernetztes Polyurethanharz erhalten wird. Die Komponente (b) kann neben Diisocyanaten auch einen Anteil an Polyisocyanaten mit Funktionalitäten über zwei - wie z. B. Triisocyanate - enthalten.

Als Triisocyanate haben sich Produkte bewährt, die durch Trimerisation oder Oligomerisation von Diiso cyanaten oder durch Reaktion von Diisocyanaten mit polyfunktionellen OH- oder NH-Gruppen enthaltenden Verbindungen entstehen. Hierzu gehören beispielsweise das Biuret von Hexamethylendiisocyanat und Wasser, das Isocyanurat des Hexamethylendiisocyanats oder das Addukt von Isophorondiisocyanat an Trimethylolpropan. Die mittlere Funktionalität kann gegebenenfalls durch Zusatz von Monoisocyanaten gesenkt werden. Beispiele für solche kettenabbrechenden Monoisocyanate sind Phenylisocyanat, Cyclohexylisocyanat und Stearyliso cyanat.

Die Komponente (c) dient zur Einführung von polymeri sierbaren Doppelbindungen in die Polyurethanharzmole küle. Es ist bevorzugt, als Komponente (c) eine Ver bindung einzusetzen, die mindestens zwei gegenüber NCO-Gruppen reaktive Gruppen und eine polymerisierba re Doppelbindung enthält. Besonders bevorzugt werden als Komponente (c) Verbindungen eingesetzt, die neben einer polymerisierbaren Doppelbindung noch zwei gegenüber NCO-Gruppen reaktive Gruppen enthalten. Als Beispiele für gegenüber NCO-Gruppen reaktive Gruppen werden -OH, -SH, <NH und -NH₂-Gruppen genannt, wobei -OH, <NH und -NH₂-Gruppen bevorzugt sind. Als Beispiele für Verbindungen, die als Komponente (c) eingesetzt werden können, werden genannt: Hydro xy(meth)acrylate, insbesondere Hydroxyalkyl(meth) acrylate wie Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl-, Hydroxy butyl- oder Hydroxyhexyl(meth)acrylat und 2,3-Dihy droxypropyl(meth)acrylat, 2,3-Dihydroxypropylmono allylether, 2,3-Dihydroxypropansäureallylester, Gly cerinmono(meth)acrylat, Glycerinmonoallylether, Pen taerythritmono(meth)acrylat, Pentaerythritdi(meth) acrylat, Pentaerythritmonoallylether, Pentaerythrit diallylether, Trimethylolpropanmonoallylether, Tri methylpropanmono(meth) acrylat und Trimethylolpro pandiallylether. Als Komponente (c) wird vorzugsweise Trimethylolpropanmonoallylether, Glycerinmono(meth) acrylat, Pentaerythritdi(meth)acrylat, Pentaerythrit diallylether, Glycerinmonoallylether und Trimethylol propanmono(meth)acrylat eingesetzt. Als Komponente (c) werden besonders bevorzugt Trimethylolpropanmono allylether, Glycerinmonoallylether und 2,3-Dihydroxy propansäureallylester eingesetzt. Es ist bevorzugt, die (c) Komponenten, die mindestens zwei gegenüber NCO-Grup pen reaktive Gruppen enthalten, kettenständig (nicht end ständig) in die Polyurethanmoleküle einzubauen.

Die Einführung von zur Anionenbildung befähigten Gruppen in die Polyurethanmoleküle erfolgt über den Einbau von Verbindungen (d) in die Polyurethanmolekü le, die mindestens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive und eine zur Anionenbildung befähigte Gruppe im Molekül enthalten.

Die Menge an einzuzusetzender Komponente (d) kann aus der angestrebten Säurezahl berechnet werden.

Als Komponente (d) werden vorzugsweise Verbindungen eingesetzt, die zwei gegenüber Isocyanatgruppen reak tive Gruppen im Molekül enthalten. Geeignete gegen über Isocyanatgruppen reaktive Gruppen sind insbeson dere Hydroxylgruppen, sowie primäre und/oder sekundä re Aminogruppen. Geeignete zur Anionenbildung be fähigte Gruppen sind Carboxyl-, Sulfonsäure- und/oder Phosphonsäuregruppen, wobei Carboxylgruppen bevorzugt sind. Als Komponente (d) können beispielsweise Alkan säuren mit zwei Substituenten am α-ständigem Kohlen stoffatom eingesetzt werden. Der Substituent kann ei ne Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe oder bevorzugt eine Alkylolgruppe sein. Diese Alkansäuren haben min destens eine, im allgemeinen 1 bis 3 Carboxylgruppen im Molekül. Sie haben zwei bis etwa 25, vorzugsweise 3 bis 10 Kohlenstoffatome. Beispiele für die Komponente (d) sind Dihydroxypropionsäure, Dihydroxybernstein säure und Dihydroxybenzoesäure. Eine besonders bevor zugte Gruppe von Alkansäuren sind die α, α-Dimethylol alkansäuren der allgemeinen Formel
R⁴-C(CH₂OH)₂COOH, wobei
R⁴ für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit bis zu etwa 20 Kohlenstoffatomen steht.

Beispiele für solche Verbindungen sind 2,2-Dimethy lolessigsäure, 2,2-Dimethylolpropionsäure, 2,2-Di methylolbuttersäure und 2,2-Dimethylolpentansäure. Die bevorzugte Dihydroxyalkansäure ist 2,2-Dimethy lolpropionsäure. Aminogruppenhaltige Verbindungen sind beispielsweise α, δ-Diaminovaleriansäure, 3,4-Di aminobenzoesäure, 2,4-Diaminotoluolsulfonsäure und 2,4-Diamino-diphenylethersulfonsäure.

Mit Hilfe der Komponente (e) können Poly(oxyalky len)-gruppen als nichtionische stabilisierende Grup pen in die Polyurethanmoleküle eingeführt werden. Als Komponente (e) können beispielsweise eingesetzt wer den Alkoxypoly(oxyalkylen)alkohole mit der allgemei nen Formel R′O-(-CH₂-CH′′-O-)_n H in der R′ für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, R′′ für ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und n für eine Zahl zwischen 20 und 75 steht.

Der Einsatz der Komponente (f) führt zur Molekularge wichtserhöhung der Polyurethanharze. Als Komponente (f) können beispielsweise Polyole mit bis zu 36 Koh lenstoffatomen je Molekül wie Ethylenglykol, Diethy lengylkol, Triethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Pro pandiol, 1,4-Butandiol, 1,2-Butylenglykol, 1,6-Hexan diol, Trimethylolpropan, Ricinusöl oder hydriertes Ricinusöl, Di-trimethylolpropanether, Pentaerythrit, 1,2-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Bisphe nol A, Bisphenol F, Neopentylglykol, Hydroxypivalin säure-neopentylglykolester, hydroxyethyliertes oder hydroxypropyliertes Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A und deren Mischungen eingesetzt werden. Die Polyole werden im allgemeinen in Mengen von bis zu 30 Ge wichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die eingesetzte Menge an Komponente (a) und (f) eingesetzt.

Als Komponente (f) können auch Di- und/oder Polyamine mit primären und/oder sekundären Aminogruppen einge setzt werden. Polyamine sind im wesentlichen Alky len-Polyamine mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen, vor zugsweise etwa 2 bis 15 Kohlenstoffatomen. Sie können Substituenten tragen, die keine mit Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Wasserstoffatome haben. Beispiele sind Polyamine mit linearer oder verzweigter alipha tischer, cycloaliphatischer oder aromatischer Struk tur und wenigstens zwei primären Aminogruppen. Als Diamine sind zu nennen Hydrazin, Ethylendiamin, Pro pylendiamin, 1,4-Butylendiamin, Piperazin, 1,4-Cyclo hexyldimethylamin, Hexamethylendiamin-1,6, Trimethyl hexamethylendiamin, Menthandiamin, Isophorondiamin, 4,4′-Diaminodicyclohexylmethan und Aminoethylethanol amin. Bevorzugte Diamine sind Hydrazin, Alkyl- oder Cycloalkyldiamine wie Propylendiamin und 1-Ami no-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan. Es können auch Polyamine als Komponente (f) eingesetzt werden, die mehr als zwei Aminogruppen im Molekül enthalten. In diesen Fällen ist jedoch - z. B. durch Mitverwen dung von Monoaminen - darauf zu achten, daß keine vernetzten Polyurethanharze erhalten werden. Solche brauchbaren Polyamine sind Diethylentriamin, Triethylentetramin, Dipropylendiamin und Dibutylentriamin. Als Beispiel für ein Monoamin wird Ethylhexylamin genannt.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Bindemittel werden hergestellt, indem eine Lösung des Polyurethanharzes (B) in einem organischen Lösemittel bzw. einem orga nischen Lösemittelgemisch bereitgestellt wird und in dieser Lösung ethylenisch ungesättigte Monomere oder ein Gemisch ethylenisch ungesättigter Monomere in ei ner radikalischen Polymerisation polymerisiert werden und das so erhaltene Reaktionsprodukt in eine wäßrige Dispersion überführt wird. Es ist bevorzugt, wasser mischbare organische Lösemittel einzusetzen. Als Bei spiele für brauchbare Lösemittel werden Butylglykol, 2-Methoxypropanol, n-Butanol, Methoxybutanol, n-Pro panol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmo noethylether, Ethylenglykolmonobutylether, Diethylen glykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykoldiethylether, Diethylenglykolmonobu tylether und 3-Methyl-3-methoxybutanol oder Mischun gen aus diesen Lösemitteln genannt.

Bevorzugt werden Ketone, wie z. B. Aceton, Methyl ethylketon, Diethylketon und Methylisobutylketon.

Die radikalische Polymerisation wird bei Temperaturen von 80 bis 160°C, vorzugsweise 100 bis 160°C in den oben genannten organischen Lösemitteln bzw. Lösemit telgemischen durchgeführt.

Als Beispiele für brauchbare Polymerisationsinitiato ren werden freie Radikale bildende Initiatoren, wie z. B. Benzoylperoxid, Azobisisobutyronitril und t-Bu tylperbenzoat genannt.

Bei der Polymerisation kommt es auch zu Pfropfungs reaktionen zwischen dem Polyurethanharz (B) und der Komponente (A). Die Komponenten (A) und (B) werden in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 10 bis 10 : 1, vorzugsweise 1 : 2 bis 2 : 1, besonders bevorzugt 1 : 1 eingesetzt.

Als ethylenisch ungesättigte Monomere können prak tisch alle radikalisch polymerisierbaren Monomere eingesetzt werden, wobei jedoch die üblichen Ein schränkungen für Copolymerisationen gelten, die durch das Q- und e-Schema nach Alfrey und Price bzw. durch die Copolymerisationsparameter vorgegeben sind (vgl. z. B. Brandrup und Immergut, Polymer Handbook, 2nd ed. John Wiley + Sons, New York (1975)).

Als ethylenisch ungesättigte Monomeren können einge setzt werden:

(i) aliphatische oder cycloaliphatische Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure oder ein Gemisch aus solchen Estern und
(ii) mindestens eine Hydroxylgruppe im Molekül tragende ethylenisch ungesättigte Monomere oder ein Gemisch aus solchen Monomeren und
(iii) mindestens eine Carboxylgruppe im Molekül tragende ethylenisch ungesättigte Monomere oder ein Gemisch aus solchen Monomeren und
(iv) weitere von (i), (ii) und (iii) verschiedene ethylenisch ungesättigte Monomere oder ein Gemisch aus solchen Monomeren sowie
(v) polyungesättigte Monomere, insbesondere ethylenisch polyungesättigte Monomere.

Die oben genannten Monomere werden vorzugsweise als Mischungen eingesetzt, wobei die Komponente (i) in einer Menge von 40 bis 100, vorzugsweise 60 bis 90 Gew.-%, die Komponente (ii) in einer Menge von 0 bis 20, vorzugsweise 3 bis 12 Gew.-%, die Kom ponente (iii) in einer Menge von 0 bis 30, vor zugsweise 5 bis 15 Gew.-%, die Komponente (iv) in einer Menge von 0 bis 30, vorzugsweise 0 bis 10 Gew.-% und die Komponente (v) in einer Menge von 0 bis 5, vor zugsweise 0 Gew.-% eingesetzt wird, wobei die Summe der Gewichtsanteile von (i), (ii), (iii), (iv) und (v) stets 100 Gew.-% ergibt.

Als Komponente (i) können z. B. eingesetzt werden: Cy clohexylacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Alkylacrylate und Alkylmethacrylate mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie z. B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Bu tyl-, Hexyl-, Ethylhexyl-, Stearyl- und Laurylacrylat und -methacrylat oder Gemische aus diesen Monomeren.

Als Komponente (ii) können z. B. eingesetzt werden: Hydroxyalkylester der Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer anderen α, β-ethylenisch ungesättigten Carbon säure. Diese Ester können sich von einem Alkylengly kol ableiten, das mit der Säure verestert ist, oder sie können durch Umsetzung der Säure mit einem Alky lenoxid erhalten werden. Als Komponente (ii) werden vorzugsweise Hydroxyalkylester der Acrylsäure und Methacrylsäure, in denen die Hydroxyalkylgruppe bis zu 4 Kohlenstoffatome enthält, oder Mischungen aus diesen Hydroxyalkylestern eingesetzt. Als Beispiele für derartige Hydroxyalkylester werden 2-Hydroxy ethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypro pylmethacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 3-Hydroxypro pylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 3-Hydroxy butylacrylat oder 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat ge nannt. Entsprechende Ester von anderen ungesättigten Säuren, wie z. B. Ethacrylsäure, Crotonsäure und ähn liche Säuren mit bis zu etwa 6 Kohlenstoffatomen pro Molekül können auch eingesetzt werden.

Als Komponente (iii) werden vorzugsweise Acrylsäure und/oder Methacrylsäure eingesetzt. Es können aber auch andere ethylenisch ungesättigte Säuren mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen im Molekül eingesetzt werden. Als Beispiele für solche Säuren werden Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure genannt.

Als Komponente (iv) können z. B. eingesetzt werden: vinylaromatische Kohlenwasserstoffe, wie Styrol, α-Alkylstyrol und Vinyltoluol, Acryl- und Methacryl amid und Acryl- und Methacrylnitril oder Gemische aus diesen Monomeren.

Als Komponenten (v) können Verbindungen eingesetzt werden, die mindestens zwei radikalisch polymerisier bare Doppelbindungen im Molekül enthalten. Als Bei spiele werden genannt: Divinylbenzol, p-Methyldivi nylbenzol, o-Nonyldivinylbenzol, Ethandioldi(meth) acrylat, 1,4 Butandioldi(meth)acrylat, 1,6 Hexandiol di(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythritdi(meth)acrylat, Allylmethacrylat, Di allylphthalat, Butandioldivinylether, Divinylethylen harnstoff, Divinylpropylenharnstoff, Maleinsäuredi allylester usw.

Bevorzugt wird der Einsatz von difunktionellen unge sättigten Monomeren wie Butandioldiacrylat oder He xandioldiacrylat. Bei Verwendung von Glycidylmeth acrylat und Methacrylsäure entsteht das entsprechende Glycerindimethacrylat automatisch bei der Polymerisa tion. Die Art und Menge an polyungesättigten Monome ren ist mit den Reaktionsbedingungen (Katalysatoren, Reaktionstemperatur, Lösemittel) sorgfältig abzu stimmen, um keine Gelierung zu erhalten. Die zuge setzte Menge an polyungesättigten Monomeren dient da zu, ohne Gelbildungen die mittlere Molmasse anzuhe ben. Bevorzugt ist es jedoch, kein polyungesättigtes Monomeres zuzusetzen.

Die erfindungsgemäß eingesetzten, aus (A) und (B) hergestellten Polymere müssen zur Anionenbildung be fähigte Gruppen enthalten, die vor oder während der Überführung der Polymere aus dem organischen Lösemit tel bzw. Lösemittelgemisch in Wasser neutralisiert werden und die Bildung stabiler wäßriger Dispersionen ermöglichen. Die in Rede stehenden Polymere können neben den zur Anionenbildung befähigten Gruppen auch noch nichtionische stabilisierende Gruppen wie z. B. Poly(oxyalkylen)gruppen, insbesondere Poly(oxyethylen)- und/oder Poly(oxypropylen) und/oder Poly(oxyethylen)(oxypropylen)gruppen enthal ten.

Die Menge der in den erfindungsgemäß eingesetzten, aus (A) und (B) hergestellten Polymeren enthaltenen zur Anionenbildung befähigten Gruppen soll so hoch sein, daß die Polymere eine Säurezahl von 5 bis 200, vorzugsweise 10 bis 40, besonders bevorzugt 15 bis 30 aufweisen. Die Einführung der zur Anionenbildung be fähigten Gruppen in die in Rede stehenden Polymere kann beispielsweise über die Komponenten (d) und (iii) erfolgen. Die zur Anionenbildung befähigten Gruppen können ausschließlich in der Komponente (A) oder ausschließlich in der Komponente (B) oder sowohl in der Komponente (A) als auch in der Komponente (B) enthalten sein. Es ist bevorzugt, daß 50 bis 100, vorzugsweise 70 bis 100, besonders bevorzugt 100% der zur Anionenbildung befähigten Gruppen in der Kom ponente (A) enthalten sind.

Die Einführung von Poly(oxyalkylen)gruppen in die er findungsgemäßen Polymere kann über die Komponente (e) oder über ethylenisch ungesättigte Monomere, die min destens eine Poly(oxyalkylen)gruppe enthalten (z. B. Poly(oxyethylen)(meth)acrylate) erfolgen. Die er findungsgemäßen Polymere sollten keine übermäßigen Mengen an Poly(oxyalkylen)gruppen enthalten, weil sonst die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Lackfilme herabgesetzt werden kann. Der Gehalt an Poly(oxyalky len)gruppen kann bei 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht des aus (A) und (B) hergestellten Polymers) liegen.

Die erfindungsgemäß eingesetzten, aus (A) und (B) hergestellten Polymere sollten vorzugsweise keine nichtionischen stabilisierenden Gruppen enthalten.

Die aus (A) und (B) hergestellten Polymere sollen vorzugsweise eine Hydroxylzahl von 0 bis 100, beson ders bevorzugt 20 bis 80 aufweisen. Das zahlenmittle re Molekulargewicht der Polymere soll vorzugsweise 2000 bis 20 000, besonders bevorzugt 5000 bis 12 000 betragen.

Besonders bevorzugte Polymere sind die aus (A) und (B) hergestellten Polymere, die einen Polymolekulari tätsindex Q von 5 bis 90, vorzugsweise 10 bis 30 auf weisen. Der Polymolekularitätsindex ist der Quotient M_W : M_n, wobei M_W für das gewichtsmittlere und M_n für das zahlenmittlere Molekulargewicht steht.

Der Polymolekularitätsindex kann beispielsweise durch gezielten Einsatz von Reglern und die Art der einge setzten Lösemittel beeinflußt werden. Außerdem wird Q durch den in der Komponente (B) enthaltenen Gehalt an polymerisierbaren Doppelbindungen beeinflußt. Q wird größer, je kleiner die Menge an eingesetztem Regler und die Menge an eingesetzten Lösemitteln, die als Regler fungieren können, ist. Je geringer der Gehalt an polymerisierbaren Doppelbindungen in der Komponen te (B) ist, desto größer wird Q.

Q kann bestimmt werden durch Gelpermeationschromato graphie unter Verwendung eines Polystyrolstandards.

Nach Beendigung der Polymerisation der Komponente (A) wird das erhaltene Polymer zumindest teilweise neu tralisiert und in Wasser dispergiert.

Zur Neutralisation können sowohl organische Basen als auch anorganische Basen, wie Ammoniak und Hydrazin, verwendet werden. Vorzugsweise werden primäre, sekun däre und tertiäre Amine, wie z. B. Ethylamin, Propyl amin, Dimethylamin, Dibutylamin, Cyclohexylamin, Ben zylamin, Morpholin, Piperidin und Triethanolamin ver wendet. Besonders bevorzugt werden tertiäre Amine als Neutralisationsmittel eingesetzt, insbesondere Dimethylethanolamin, Triethylamin, Tripropylamin und Tributylamin.

Aus den erhaltenen wäßrigen Bindemitteldispersionen kann gegebenenfalls ein Teil oder vorzugsweise das gesamte organische Lösemittel abdestilliert werden. Die Bindemitteldispersionen enthalten Polymerteilchen, deren mittlere Teilchengröße zwischen 10 und 500 nm, vor zugsweise zwischen 60 bis 150 nm liegt (Meßmethode: Laserlichtstreuuung, Meßgerät: Malvern Autosizer 2 C).

Aus den in Rede stehenden Bindemitteldispersionen können nach allgmein gut bekannten Methoden wäßrige Lacke, insbesondere wäßrige Uni- und wäßrige Metal lic-Basislacke hergestellt werden. Die Basislacke sind auch für Reparaturzwecke verwendbar und können sowohl mit wäßrigen als auch mit konventionellen Klarlacken und Pulverlacken überlackiert werden.

Die Basislacke können neben den erfindungsgemäßen Bindemitteln noch weitere verträgliche wasserverdünn bare Kunstharze, wie z. B. Aminoplastharze, Poly urethanharze, Polyacrylatharze, Polyester und Polyether enthalten.

Die Basislacke enthalten vorzugsweise 5 bis 90, be sonders bevorzugt 40 bis 70 Gew.-% des erfindungsge mäßen Bindemittels, wobei die Gewichtsprozentangaben auf den Gesamtfeststoffgehalt der Basislacke bezogen sind.

Als Pigmente können die erfindungsgemäßen Basislacke farbgebende Pigmente auf anorganischer Basis, wie z. B. Titandioxid, Eisenoxid, Ruß usw., farbgebende Pigmente auf organischer Basis sowie übliche Metall pigmente (z. B. handelsübliche Aluminiumbronzen, Edel stahlbronzen...) und nicht-metallische Effektpigmente (z. B. Perlglanz bzw. Interferenzpigmente) enthalten. Die Pigmentierungshöhe liegt in üblichen Bereichen. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß eingesetzten Bindemittel besteht darin, daß sie auch als Anreibeharz eingesetzt werden können und sehr stabile Pigmentpasten liefern.

Weiterhin können den erfindungsgemäßen Basislacken vernetzte polymere Mikroteilchen, wie sie z. B. in der EP-A-38 127 offenbart sind und/oder übliche anorga nische oder organische Additive zugesetzt werden. So wirken als Verdicker beispielsweise wasserlösliche Celluloseether, wie Hydroxyethylcellulose, Methyl cellulose oder Carboxymethylcellulose sowie syntheti sche Polymere mit ionischen und/oder assoziativ wir kenden Gruppen, wie Polyvinylalkohol, Poly(meth) acrylamid, Poly(meth)acrylsäure, Polyvinylpyrrolidon, Styrol-Maleinsäureanhydrid oder Ethylen-Maleinsäure anhydrid-Copolymere und ihre Derivate oder auch hy drophob modifizierte ethoxylierte Urethane oder Poly acrylate sowie carboxylgruppenhaltige Polyacrylat- Copolymere mit einer Säurezahl von 60 bis 780, bevorzugt 200 bis 500.

Die erfindungsgemäßen Basislacke weisen im allgemei nen einen Festkörpergehalt von etwa 15 bis 50 Gew.-% auf. Der Festkörpergehalt variiert mit dem Verwen dungszweck der Beschichtungszusammensetzungen. Für Metalliclacke liegt er beispielsweise bevorzugt bei 17 bis 25 Gew.-%. Für unifarbige Lacke liegt er höher, beispielsweise bei 30 bis 45 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Lacke können zusätzlich übliche organische Lösemittel enthalten. Deren Anteil wird möglichst gering gehalten. Er liegt beispielsweise unter 15 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Basislacke werden im allgemei nen auf einen pH-Wert zwischen 6,5 und 9,0 einge stellt. Der pH-Wert kann mit üblichen Aminen, wie z. B. Ammoniak, Triethylamin, Dimethylaminoethanol und N-Methylmorpholin eingestellt werden.

Die erfindungsgemäßen Basislacke können mit wäßrigen, konventionellen oder Pulverklarlacken überlackiert werden.

Mit der Bereitstellung der erfindungsgemäßen Basis lacke wird die eingangs erläuterte Aufgabenstellung gelöst.

Mit den erfindungsgemäßen Basislacken können auch oh ne Überlackierung mit einem transparenten Decklack qualitativ hochwertige Lackierungen hergestellt werden. Die so erhaltenen einschichtigen Lackierungen zeichnen sich insbesondere durch einen hohen Glanz, gute mechanisch-technologische Eigenschaften und hohe Schwitz wasserbeständigkeit aus.

Die erfindungsgemäßen wäßrigen Lacke können auf be liebige Substrate, wie z. B. Metall, Holz, Kunststoff oder Papier aufgebracht werden. Der Auftrag kann di rekt erfolgen oder, wie in der Autoindustrie üblich, nach Aufbringen einer Elektrotauchgrundierung und ei nes Füllers.

Die erfindungsgemäßen Lacke können durch Spritzen, Rakeln, Tauchen, Walzen, vorzugsweise durch elektro statisches und pneumatisches Spritzen appliziert wer den.

In den folgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert. Alle Angaben zu Prozenten und Teilen sind Gewichtsangaben, wenn nicht ausdrücklich etwas ande res angegeben wird.

1. Herstellung erfindungsgemäßer Bindemitteldisper sionen 1.1 Bindemitteldispersion A

In einem 5 l Reaktionsgefäß mit Rührer, Rückflußküh ler und 2 Zulaufgefäßen werden zu einer Mischung aus 336 g eines Polyesters mit einem zahlenmittleren Mo lekulargewicht von 630 auf Basis Adipinsäure, Hexan diol und Neopentylglykol (Molverhältnis 1 : 0,5 : 1) 31 g Neopentylglykol, 27,8 g Trimethylolpropanmono allylether, 0,45 g Dibutylzinndilaurat und 279,7 g Methylethylketon, 275 g Isophorondiisocyanat gegeben. Das Reaktionsgemisch wird anschließend unter Stick stoffatmosphäre auf eine Temperatur von 80°C erhitzt. Bei einem NCO-Gehalt von 2,2% werden 66,7 g Tri methylolpropan zu dem Reaktionsgemisch gegeben und die Reaktion weitergeführt bis keine Isocyanatgruppen mehr nachgewiesen werden können. Danach werden 248,9 g Methylethylketon hinzugefügt.

Bei einer Temperatur von 82°C wird anschließend ein Gemisch aus 312,5 g n-Butylacrylat, 312,5 g Methyl methacrylat, 74,7 g Hydroxypropylmethacrylat und 58,4 g Acrylsäure innerhalb von 3 Stunden zu dem Re aktionsgemisch gegeben. Gleichzeitig werden 175 g ei ner 13-prozentigen Lösung von 2,2′-Azobis(methylbuty ronitril) in Methylethylketon innerhalb von 3,5 Stun den zudosiert.

Nach weiteren 2,5 Stunden bei 82°C werden 56,9 g Di methylethanolamin und 2242 g deionisiertes Wasser zu gegeben.

Nach Entfernung des Methylethylketons im Vakuum er hält man eine 40-prozentige wäßrige koagulatfreie Dispersion mit einem pH-Wert von 8,1 und einem mittleren Teilchendurchmesser von 100 nm.

1.2 Bindemitteldispersion B

In einem 5 l Reaktionsgefäß mit Rührer, Rückflußküh ler und 2 Zulaufgefäßen werden zu einer Mischung aus 353,5 g eines Polyesters mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 630 auf Basis Adipinsäure, Ma leinsäureanhydrid, Hexandiol und Ethylbutylpropan diol-1,3 (Molverhältnis 0,9 : 0,1 : 0,5 : 1), 39,4 g Neopentylglykol, 18,0 g Trimethylolpropanmonoallyl ether, 0,45 g Dibutylzinndilaurat und 330 g Methyl isobutylketon, 289,5 g Isophorondiisocyanat gegeben.

Das Reaktionsgemisch wird anschließend unter Stick stoffatmosphäre auf eine Temperatur von 105°C er hitzt. Bei einem NCO-Gehalt von 2,2% werden 69,6 g Trimethylolpropan zu dem Reaktionsgemisch gegeben.

Bei einem Rest-NCO-Gehalt von < 0,05% werden 150,2 g Methylisobutylketon hinzugefügt.

Bei einer Temperatur von 105°C wird anschließend ein Gemisch aus 417,4 g n-Butylacrylat, 217,4 g Methyl methacrylat, 75,9 g Hydroxypropylmethacrylat und 59,4 g Acrylsäure innerhalb von 3 Stunden zu dem Re aktionsgemisch gegeben. Gleichzeitig werden 179,9 g einer 11,7 prozentigen Lösung von tertiär-Butylper ethylhexanoat in Methylisobutylketon innerhalb von 3,5 Stunden zudosiert.

Nach weiteren 2,5 Stunden bei 105°C werden 51,3 g Di methylethanolamin und 2310 g deionisiertes Wasser zu gegeben.

Nach Entfernung des Methylisobutylketons im Vakuum erhält man eine 43 prozentige wäßrige koagulatfreie Dispersion mit einem pH-Wert von 7,9 und einem mittlerem Teilchendurchmesser von 100 nm.

1.3 Bindemitteldispersion C

In einem 6 l Reaktionsgefäß mit Rührer, Rückflußkühler und 2 Zulaufgefäßen werden zu einer Mischung aus 348,8 g eines Polyesters mit einem zahlenmittleren Molekular gewicht von 630 auf Basis Adipinsäure, Hexandiol und Ethylbutylpropandiol-1,3 (Molverhältnis 1 : 0,5 : 1) 41,4 g Dimethylolpropionsäure, 28,9 g Trimethylol propanmonallylether und 330,9 g Methylethylketon, 285,4 g Isophorondiisocyanat gegeben.

Das Rekationsgemisch wird anschließend unter Stickstoff atmosphäre auf eine Temperatur von 80°C erhitzt. Bei einem NCO-Gehalt von 2,1% werden 67,4 g Trimethylol propan zu dem Reaktionsgemisch gegeben.

Bei einer Reaktionstemperatur von 82°C wird anschließend ein Gemisch aus 320,6 g n-Butylacrylat, 362 g Methyl methacrylat, 76,7 g Hydroxypropylmethacrylat und 27,3 g Acrylsäure innerhalb von 3 Stunden zugegeben. Gleich zeitig werden 186,4 g einer 12 prozentigen Lösung von 2,2′-Azobis(methylbutyronitril) in Methylethylketon innerhalb von 3,5 Stunden zudosiert.

Nach weiteren 2,5 Stunden bei 105°C werden 50,9 g Dimethylethanolamin und 3480,2 g deionisiertes Wasser zugegeben.

Nach Entfernung des Methylisobutylketons im Vakuum erhält man eine 30 prozentige wäßrige koagulatfreie Dispersion mit einem pH-Wert von 7,9 und einem mittlerem Teilchen durchmesser von 70 nm.

2. Herstellung erfindungsgemäßer Basislacke Basislack 1

200 g Bindemitteldispersion A werden mit 59 g Wasser, 40 g Butyldiglykol und 256 g eines Weißpigmentes (Ti tandioxid) im Dissolver 15 min lang bei 21 m/sec. vordispergiert und anschließend 30 min auf einer Perlmühle bei max. 50°C vermahlen.

Zu 619 g des oben beschriebenen Mahlgutes werden wei tere 200 g der oben beschriebenen Bindemitteldisper sion A, 55 g eines handelsüblichen Melaminharzes so wie 66 g vollentsalztes Wasser unter Rühren hinzuge fügt.

Basislacke 2 und 3

Es wird analog zur Herstellung des Basislackes 1 ver fahren. Nähere Angaben sind in Tabelle 1 aufgelistet.

3.Herstellung von basecoat-clearcoat Lackierungen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Basislacke

Die erfindungsgemäßen Basislacke werden durch elektro statisches Verspritzen so auf mit einem handelsüblichen Elektrotauchlack und mit einem handelsüblichen Füller beschichtete zinkphosphatierte Karosseriebleche lackiert, daß Lackfilme mit Trockenfilmdicken (je nach Farbton) von 12 bis 30 µm erhalten werden. Nach kurzer Abdunstzeit wird mit einem handelsüblichen Klarlack überlackiert und 30 Minuten bei 130°C eingebrannt. Ein so lackiertes Blech wird nochmals mit dem erfindungsgemäßen Basislack und nach kurzer Ablüftzeit mit einem handelsüblichen 2 Kompo nenten Reparaturlack überlackiert und 30 Minuten bei 90°C getrocknet. Die Trockenfilmdicken der Klarlacke betragen ca. 40 µm. Es werden Lackierungen mit gutem Verlauf, ho her Brillianz und sehr guten mechanischen Eigenschaften erhalten.

Die lackierten Bleche zeigen nach 240-stündiger Be lastung im Schwitzwasserkonstantklima nach SK DIN 50 017 keine Veränderungen auf der Lackober fläche. Eine anschließend durchgeführte Haftungsprü fung nach DIN 53 151 ergibt den Wert 0. Ein an schließend durchgeführter Beschuß mit 1000 g kan tigem Hartgußstrahlmittel (4-5 mm Durchmesser) in einem Erichsen Steinschlaggerät 508 nach VDA führte nur zu geringfügigen Abplatzungen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Lackierung auf einer Substratoberfläche, bei dem

1) ein pigmentierter wäßriger Basislack auf die Substratoberfläche aufgebracht wird
2) aus der in Stufe (1) aufgebrachten Zusammen setzung ein Polymerfilm gebildet wird
3) auf der so erhaltenen Basisschicht ein tran sparenter Decklack aufgebracht wird und an schließend
4) die Basisschicht zusammen mit der Deck schicht eingebrannt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Basislack als Bindemittel ein Polymer enthält, das erhältlich ist, indem in einem organischen Lösemittel oder in einem Gemisch organischer Lösemittel

A) ethylenisch ungesättigte Monomere oder ein Gemisch ethylenisch ungesättigter Monomere in Gegenwart
B) eines Polyurethanharzes, das ein zahlenmitt leres Molekulargewicht von 200 bis 30 000 vorzugsweise 1000 bis 5000 aufweist und das im statistischen Mittel pro Molekül 0,05 bis 1,1, vorzugsweise 0,2 bis 0,9, besonders be vorzugt 0,3 bis 0,7 polymerisierbare Doppel bindungen enthält,

2. Wäßriger Lack, dadurch gekennzeichnet, daß er als Bindemittel ein Polymer enthält, das erhältlich ist, indem in einem organischen Lösemittel oder in einem Gemisch organischer Lösemittel

A) ethylenisch ungesättigte Monomere oder ein Gemisch ethylenisch ungesättigter Monomere in Gegenwart
B) eines Polyurethanharzes, das ein zahlenmitt leres Molekulargewicht von 200 bis 30 000, vorzugsweise 1000 bis 5000 aufweist und das im statistischen Mittel pro Molekül 0,05 bis 1,1, vorzugsweise 0,2 bis 0,9, besonders be vorzugt 0,3 bis 0,7 polymerisierbare Doppel bindungen enthält,

3. Verfahren oder Lack nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß das aus (A) und (B) hergestellte Polymer eine Säurezahl von 5 bis 200, vorzugsweise 10 bis 40, besonders bevorzugt 15 bis 30, eine Hydroxylzahl von 0 bis 100, vor zugsweise 20 bis 80 und ein zahlenmittleres Mole kulargewicht von 2000 bis 20 000, vorzugsweise 5000 bis 12 000 aufweist.

4. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus (A) und (B) hergestellte Polymer einen Polymolekula ritätsindex Q = M_W : M_n von 5 bis 90, bevorzugt 10 bis 30 aufweist.

5. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer erhältlich ist, indem die Komponenten (A) und (B) in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 10 bis 10 : 1, vorzugsweise 1 : 2 bis 2 : 1, beson ders bevorzugt 1 : 1 eingesetzt werden.

6. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (B) ein Polyurethanharz eingesetzt wird, das po lymerisierbare Doppelbindungen enthält, die durch Einbau von Verbindungen, die neben einer polyme risierbaren Doppelbindung mindestens noch zwei gegenüber NCO-Gruppen reaktive Gruppen enthalten, in die Moleküle des Polyurethanharzes eingeführt worden sind.

7. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (B) ein Polyurethanharz eingesetzt wird, das Allylethergruppen als polymerisierbare Doppelbin dungen enthält.

8. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (B) ein Polyurethanharz eingesetzt wird, das Tri methylolpropanmonoallylether eingebaut enthält.

9. Verfahren oder Lack nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer erhältlich ist, indem als Komponente (B) ein Po lyurethanharz eingesetzt wird, das eine Säurezahl von 0 bis 2,0 aufweist.