STEINMETZ, Bernhard (Am Schnellert 19, Rütschenhausen, 97535, DE)
| Patentansprüche 1 . Ve rfa h re n z u r H e rste l l u n g e i n e r fä rb- und/oder effektgebenden mehrschichtigen Lackierung, bei dem (1 ) ein pigmentierter wässriger Basislack auf ein Substrat aufgebracht wird, (2) aus dem in Stufe (1 ) aufgebrachten Lack ein Polymerfilm gebildet wird, (3) auf die so erhaltene Basislackschicht ein Klarlack aufgebracht wird und anschließend (4) die Basislackschicht zusammen mit der Klarlackschicht gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe (1 ) ein pigmentierter wässriger Basislack eingesetzt wird, der mindestens ein in 2- und 5-Stellung und/oder mindestens ein i n 3- und 5-Stellung und/oder mindestens ein monosubstituiertes Cycloxanol enthält, wobei die Substituenten ggf. verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 5 C- Atomen sind und im Falle einer Substitution in 2- und 5-, Stellung aus einer verbrückenden Isopropylengruppe bestehen können und wobei das substituierte Cyclohexanol oder die Mischung aus substituierten Cyclohexanolen in einer Menge von 0 , 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des in Stufe (1 ) aufgetragenen wässrigen Basislacks, vorliegt. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Substituenten Methylgruppen und/oder Isopropylgruppen und/oder Tertiärbutylgruppen und/oder im Falle einer Substitution in 2- und 5- Stellung eine verbrückende Isopropylengruppe sind. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das substituierte Cyclohexanol Methyl- und/oder Tertiärbutylcyclohexanol ist. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das substituierte Cyclohexanol 2-lsopropyl-5-methylcyclohexanol (Menthol) und/oder 3,3,5-Tri methylcyclohexanol und/oder 4-Methylcyclohexanol und/oder 4- Tertiä rbutylcyclohexanol und/oder 1 , 7, 7-Trimethylbicyclo[2.2.1 ]heptan-2-ol (Borneol und/oder Isoborneol) ist. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an substituiertem Cyclohexanolderivat oder an einer Mischung aus substituierten Cyclohexanolderivaten d es i n Stufe ( 1 ) eingesetzten Basislacks bei 0,1 bis 4,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, liegt. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an substituiertem Cyclohexanolderivat oder an einer Mischung aus substituierten Cyclohexanolderivaten d es i n Stufe ( 1 ) eingesetzten Basislacks bei 0,2 bis 4 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, liegt. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Stufe ( 1 ) ein pigmentierter wässriger Basislack eingesetzt wird, der als Bindemittel mindestens ein gesättigtes oder ungesättigtes Polyurethanharz enthält. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 b i s 7, dadurch gekennzeichnet dass in Stufe (1 ) ein pigmentierter wässrige r Ba sislack eingesetzt wird, der mindestens ein Vernetzungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aminoplastharzen und blockierten oder unblockierten Polyisocyanaten enthält. 9. Pigmentierte wässrige Lacke, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein in 2- und 5-Stellung und/oder mindestens ein in 3- und 5-Stellung und/oder m i nd estens ei n m onosu bstitu i ertes Cycloxa nol entha lten , wobei d i e Substituenten ggf. verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 5 C-Atomen sind und im Falle einer Substitution in 2- und 5-, Stellung aus einer verbrückenden Isopropylengruppe bestehen können und wobei das substituierte Cyclohexanol oder die Mischung aus substituierten Cyclohexanolen in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-% , bezogen auf das Gewicht des pigmentierten wässrigen Lackes, vorliegt. 1 0. Verwend ung von in 2- und 5- oder in 3- und 5-Stellung oder monosu bstitui ertem Cycloxanol oder von M isch u ngen aus d erarti gen substituierten Cyclohexanolen zur Erhöhung der Nadelstichgrenze und/oder zur Verminderung der Nadelstichanzahl in wässrigen pigmentierten Lacken, wobei die Substituenten ggf. verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 5 C-Atomen sind und im Falle einer Substitution in 2- und 5-, Stellung aus einer verbrückenden Isopropylengruppe bestehen können. |
SUBSTITUIERTES CYCLOHEXANOL ENTHÄLT ZUR VERMINDERUNG DER NADELSTICHANZAHL
Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer färb- und/oder effektgebenden mehrschichtigen Lackierung, bei dem
(1 ) ein pigmentierter wässriger Basislack auf ein Substrat aufgebracht
10 wird,
(2) aus dem in Stufe (1 ) aufgebrachten Lack ein Polymerfilm gebildet wird,
(3) auf die so erhaltene Basislackschicht ein Klarlack aufgebracht wird und anschließend
die Basislackschicht zusammen mit der Klarlackschicht gehärtet wird.
Die Erfindung betrifft außerdem pigmentierte wässrige Basislacke, die zur Herstellung von färb- und/oder effektgebenden mehrschichtigen Lackierungen 20 geeignet sind.
Das oben beschriebene Verfah ren ist beka nnt (vg l . z. B. d ie deutsche Patentanmeldung DE 199 48 004 A1 , Seite 17, Zeile 37, bis Seite 19, Zeile 22, oder das deutsche Patent DE 100 43 405 C1 , Spalte 3, Absatz [0018], und 25 Spalte 8, Absatz [0052], bis Spalte 9, Absatz [0057], in Verbindung mit Spalte 6, Absatz [0039], bis Spalte 8, Absatz [0050]) und wird beispielsweise in großem Umfang sowohl für die Erstlackierung (OEM) als auch für die Reparaturlackierung von Automobilkarossen eingesetzt.
30 Mit dem in Rede stehenden sogenannten basecoat/clearcoat Verfahren werden i m N a ss-in-nass Verfahren färb- und/oder effektgebende mehrschichtige Lackierungen erhalten, die insbesondere im Hinblick auf das Auftreten von als kleinste Löcher in Klar- und Basislackschicht sichtbaren Nadelstichen verbesserungsbedürftig sind. In der EP 1 054 930 B1 wird vorgeschlagen, dem Basislack zur Verbesserung der Nadelstichresistenz einen Alkohol mit wenigstens 7 aufeinander folgenden C- Atomen im Alkylteil zuzugeben.
Trotz dieses Ansatzes besteht weiterhin Bedarf nach befriedigenden Lösungen für die Nadelstichproblematik.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung besteht somit in der Bereitstellung eines Verfahrens der oben beschrieben Art mit dem färb- und/oder effektgebende mehrschichtige Lackierungen erhältlich sind, die gegenüber den Lackierungen des Standes der Technik verbessert sind. Die Lackierungen sollen insbesondere keine oder nur sehr wenige Nadelstiche und/oder eine erhöhte Nadelstichgrenze aufweisen. Als Nadelstichgrenze wird die Trockenschichtdicke der Basislackschicht bezeichnet, ab der Nadelstiche auftreten.
Diese Aufgabe wird überraschenderweise dadurch gelöst, dass in Stufe (1 ) des oben beschriebenen basecoat clearcoat Verfahrens ein pigmentierter wässriger Basislack eingesetzt wird, der mindestens ein i n 2- und 5-Stellung und/oder mindestens ein in 3- und 5-Stellung und/oder mindestens ein monosubstituiertes Cyclohexanol enthält, wobei die Substituenten ggf. verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 5 C-Atomen sind und im Falle einer Substitution in 2- und 5-, Stellung aus einer verbrückenden Isopropylengruppe bestehen können und wobei das substituierte Cyclohexanol oder die Mischung aus substituierten Cyclohexanolen in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des in Stufe (1 ) aufgetragenen wässrigen Basislacks, vorliegt.
Di e E rfi nd u ng betrifft a uch d ie oben besch ri ebenen , i n Stufe ( 1 ) d es basecoat/clearcoat Verfahrens einsetzbaren pigmentierten wässrigen Lacke.
In Stufe (1 ) des erfindungsgemäßen Verfahrens können im Prinzip alle bekannten wässrigen Basislacke eingesetzt werden, wenn sie wenigstens eines der oben definierten Cyclohexanolderivate in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks, enthalten. Basislacke werden dann als„wässrig" bezeichnet, wenn sie 30 bis 70 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basislacks enthalten. Die Begriffe„wässriger Basislack" und „Wasserbasislack" werden in dieser Anmeldung als gleichbedeutende Begriffe verwendet.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Basislacke enthalten färb- und/oder effektgebende Pigmente.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt Basislacke eingesetzt, die als Bindemittel physikalisch, thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbare Bindemittel enthalten. Besonders bevorzugt ist als Bindemittel mindestens ein gesättigtes oder ungesättigtes Polyurethanharz enthalten. Derartige Polyurethanharz enthaltende Lacke können ebenfalls üblicherweise physikalisch, thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung gehärtet werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „ physikalische Härtung" die Bildung eines Films durch Abgabe von Lösemittel aus Polymerlösungen oder Polymerdispersionen. Üblicherweise sind hierfür keine Vernetzungsmittel notwendig.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „ thermische Härtung" die durch Hitze initiierte Vernetzung einer Lackschicht, bei der entweder ein separat vorliegendes Vernetzungsmittel und/oder selbstvernetzende Bindemittel angewandt werden. Das Vernetzungsmittel enthält reaktive funktionelle Gruppen, die zu den in den Bindemitteln vorhandenen reaktiven funktionellen Gruppen komplementär sind. Üblicherweise wird dies von der Fachwelt als Fremdvernetzung bezeichnet. Sind die komplementären reaktiven funktionellen Gruppen oder autoreaktiven funktionellen Gruppen, d.h. Gruppen, die "mit sich selbst" reagieren, bereits in den Bindemittelmolekülen vorhanden, liegen selbstvernetzende Bindemittel vor. Beispiele geeigneter komplementärer reaktiver funktioneller Gruppen und autoreaktiver funktioneller Gruppen sind aus der deutschen Patentanmeldung DE 19930665 A1, Seite 7, Zeile 28, bis Seite 9, Zeilen 24, bekannt. I m Rahmen der vorliegenden Erfi nd ung ist unter akti nischer Strahl ung elektromagnetische Strahlung wie nahes Infrarot (NIR), sichtbares Licht, UV- Strahlung, Röntgenstrahlung oder γ -Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, und Korpuskularstrahlung wie Elektronenstrahlung, Betastrahlung, Alphastrahlung, Protonenstrahlung oder Neutronenstrahlung, insbesondere Elektronenstrahlung, z u verstehen. Die Härtung durch UV-Strahlung wird üblicherweise durch radikalische oder kationische Photoinitiatoren initiiert. Werden die thermische Härtung und die Härtung mit aktinischem Licht gemeinsam angewandt, spricht man auch von„ Dual Cure" .
In der vorliegenden Erfindung sind Basislacke bevorzugt, die thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung also mittels„ Dual Cure" härtbar sind. I nsbesondere solche, d ie als Bi ndem ittel ei n Polyurethanha rz und als Vernetzungsmittel ein Aminoplastharz oder ein blockiertes oder unblockiertes Polyisocyanat enthalten . U nter den Aminoplastharzen sind insbesondere Melaminharze bevorzugt. Geeignete gesättigte oder ungesättigte Polyurethanharze werden beispielsweise beschrieben in der deutschen Patentanmeldung DE 199 1 1 498 A1 , Spalte 1 , Zeilen 29 bis 49, und Spalte 4, Zeile 23, bis Spalte 1 1 , Zeile 5, der deutschen Patentanmeldung DE 199 48 004 A1 , Seite 4, Zeile 19, bis Seite 13, Zeile 48, der europäischen Patentanmeldung EP 0 228 003 A1 , Seite 3, Zeile 24, bis Seite 5, Zeile 40, der europäischen Patentanmeldung EP 0 634 431 A1 , Seite 3, Zeile 38, bis Seite 8, Zeile 9, oder der internationalen Patentanmeldung WO 92/15405, Seite 2, Zeile 35, bis Seite 10, Zeile 32.
Die Polyurethanharze enthalten zur Stabilisierung vorzugsweise entweder funktionelle Gruppen, die durch Neutralisationsmittel und/oder Quaternisierungsmittel in Kationen überführt werden können, und/oder kationische Gruppen oder funktionelle Gruppen, die durch Neutralisationsmittel in Anionen überführt werden können, und/oder anionische Gruppen und/oder nicht ionische hydrophile Gruppen. Die Polyurethanharze sind linear oder enthalten Verzweigungen. Sie können auch als Pfropfpolymere vorliegen. In diesem Fall sind sie bevorzugt mit Acrylatgruppen gepfropft. Die entsprechenden Acrylatgruppen werden vorzugsweise nach Herstellung einer Polyurethan-Primärdispersion in das Polymer eingeführt.
Solche Pfropfpolymere sind dem Fachmann gut bekannt und werden beispielsweise in der DE 19948004 A1 beschrieben.
Wenn die bevorzugt eingesetzten Basislacke als selbstvernetzende Systeme vorliegen, dann liegt der Polyurethanharzgehalt bei 50 bis 100 Gew.-% bevorzugt 50 bis 90 Gew.-% und besonders bevorzugt 50 bis 80 Gew.-%, bezogen auf den filmbildenden Festkörper des Basislacks.
Unter filmbildendem Festkörper ist der nichtflüchtige Gewichtsanteil des Beschichtungsstoffes ohne Pigmente und/oder Füllstoffe, der nach zweistündiger Trockung bei 120 °C als Rückstand verbleibt, zu verstehen.
I m Falle von fremdvernetzenden Systemen liegt der Polyurethanharzgehalt zwischen 10 und 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 15 und 75 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen 20 und 70 Gew.-% , jeweils bezogen auf den filmbildenden Festkörper des Basislacks.
E s i st erfindungswesentlich, dass die in Stufe (1 ) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten wässrigen Basislacke mindestens ein in 2- und 5- Stellung und/oder mindestens ein in 3- und 5-Stellung und/oder mindestens ein monosubstituiertes Cycloxanol enthalten, wobei d ie S u bstituenten ggf . verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 5 C-Atomen, vorzugsweise Methylgruppen und/oder Isopropylgruppen und/oder Tertiärbutylgruppen und/oder im Falle einer Substitution in 2- und 5- Stellung eine verbrückende Isopropylengruppe, sind, und wobei das substituierte Cyclohexanol oder die Mischung aus substituierten Cyclohexanolen in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 4,5 Gew. % und ganz besonders bevorzugt 0,2 bis 4 Gew. % , bezogen auf das Gewicht des in Stufe (1 ) aufgetragenen wässrigen Basislacks, vorliegt.
Wen n d er Gehalt an den erfindungsgemäß eingesetzten substituierten Cyclohexanolen oder an einem Gemisch der erfindungsgemäß eingesetzten Cyclohexanole unter 0,1 Gew.% liegt, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe nicht gelöst. Liegt der Gehalt bei mehr als 5 Gew.-% müssen unter Umständen Nachteile, wie z.B. eine Haftungsverschlechterung bei unterbrannten Aufbauten, in Kauf genommen werden.
Als substituierte Cyclohexanole werden vorzugsweise Methylcyclohexanol und/oder Tertiärbutylcyclohexanol und besonders bevorzugt 2-lsopropyl-5- methylcyclohexanol (Menthol), 3,3,5-Trimethylcyclohexanol, 4- Methylcyclohexano I , 4-Tertiärbutylcyclohexanol und/oder 1 ,7,7- Trimethylbicyclo[2.2.1 ]heptan-2-ol (Borneol und/oder Isoborneol) eingesetzt.
Darüber hinaus können die erfindungsgemäß eingesetzten Basislacke noch mindestens einen Zusatzstoff enthalten. Beispiele für derartige Zusatzstoffe sind rückstandsfrei oder im Wesentlichen rückstandsfrei thermisch zersetzbare Salze, Vernetzungsmittel wie die oben genannten Aminoplastharze und blockierten oder unblockierten Polyisocyanate, organische Lösemittel, Reaktivverdünner, transparente Pigmente, Füllstoffe, molekulardispers lösliche Farbstoffe, Nanopartikel, Lichtschutzmittel, Antioxidantien, Entlüftungsmittel, Emulgatoren, S l i pad d itive , Polym eri sati onsi n h i bitoren , I n itiatoren fü r rad i ka l i sche Polymerisationen, Haftvermittler, Verlaufsmittel, filmbildende Hilfsmittel, Sag- Control-Agents (SCAs), Flammschutzmittel, Korrosionsinhibitoren, Wachse, Sikkative, Biozide, Mattierungsmittel und Verdicker. Als Verdicker eignen sich anorganische Verdicker aus der Gruppe der Schichtsilikate. Neben den anorganischen Verdickern können jedoch auch ein oder mehrere organische Verdicker eingesetzt werden. Diese werden vorzugsweise gewählt aus der Gruppe bestehend aus (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat- Verdickern, wie beispielsweise dem Handelsprodukt Viscalex HV30 (Ciba, BASF) und Polyurethanverdickern, wie beispielsweise dem Handelsprodukt DSX ® 1550 der Firma Cognis. Als (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdicker werden solche bezeichnet, die neben Acrylsäure und/oder Methacrylsäure auch ein oder mehrere Acrylsaureester (das heißt Acrylate) und/oder ein oder mehrere Methacrylsäureester (das heißt Methacrylate) einpolymerisiert enthalten. Den (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdickern gemein ist, dass diese in alkalischem Medium, das heißt bei pH-Werten > 7, insbesondere > 7,5 durch Salzbildung der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, das heißt durch die Bildung von Carboxylatgruppen einen starken Viskositätsanstieg zeigen. Werden (Meth)acrylsäureester eingesetzt, die aus (Meth)acrylsäure und einem C1-C6- Alkanol gebildet werden, so erhält man im wesentlichen nicht-assoziativ wirkende (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdicker, wie beispielsweise das oben genannte Viscalex HV30. I m Wesentlichen nicht-assoziativ wirkende (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdicker werden in der Literatur a uch a ls ASE-Verdicker („ Alkali Soluble/Swellable Emulsion" , alkalisch lösliche/quellbare Emulsion oder Dispersion) bezeichnet. Als (Meth)acrylsäure- (Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdicker sind jedoch auch sogenannte HASE- Verdicker („Hydrophobically Modified Anionic Soluble Emulsions", hydrophob modifizierte anionisch lösliche Emulsion oder Dispersion) einsetzbar. Diese werden erhalten, wenn als Alkanol anstelle oder zusätzlich zu den C1-C6- Alkanolen solche mit einer größeren Anzahl an Kohlenstoffatomen, beispielsweise 7 bis 30, oder 8 bis 20 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden. HASE-Verdicker wirken im Wesentlichen assoziativ verdickend. Die einsetzbaren (Meth)acrylsäure-(Meth)acrylat-Copolymerisat-Verdicker eignen sich aufgrund ihrer verdickenden Eigenschaften nicht als Bindemittel-Harze, sie fallen somit nicht unter die als Bindemittel bezeichneten physikalisch, thermisch oder thermisch und akti nisch härtbaren Bi ndem itteln und sind som it expl izit verschieden zu den Poly(meth)acrylat basierten Bindemitteln, die in den erfindungsgemäßen Basislackzusammensetzungen eingesetzt werden können. Als Polyurethanverdicker sind die in der Literatur als H EUR („Hydrophobically Modified Ethylene Oxide Urethane Rheology Modifiers", hydrophob modifizierte Ethylenoxid-Urethan-Rheologieadditive) bezeichneten, assoziativ wirkenden Verdicker zu verstehen. Chemisch handelt es sich hierbei um nichtionische verzweigte oder unverzweigte Blockcopolymere aus Polyethylenoxid-Ketten (manchmal auch Polypropylenoxid-Ketten), die über Urethanbindungen miteinander verknüpft sind und die endständige langkettige Alkyl- oder Alkenylgruppen mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen tragen. Typische Alkylgruppen sind beispielsweise Dodecyl oder Stearyl-Gruppen, eine typische Alkenylgruppe ist beispielswei se ei ne Oleylgruppe, eine typische Arylgruppe ist die Phenylgruppe und eine typische alkylierte Arylgruppe ist beispielsweise eine Nonylphenylgruppe. Die Polyurethan-Verdicker eignen sich aufgrund ihrer verdickenden Eigenschaften und Struktur nicht als physikalisch, thermisch oder thermisch und physikalisch härtbare Bindemittel-Harze. Sie sind somit explizit verschieden zu den Polyurethanen, die in den erfindungsgemäßen Basislack- Zusammensetzungen als Bindemittel eingesetzt werden können.
Geeignete Zusatzstoffe der vorstehend genannten Art sind beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 199 48 004 A1 , Seite 14, Zeile 4, bis Seite 17, Zeile 5, dem deutschen Patent DE 100 43 405 C1 , Spalte 5, Absätze [0031 ] bis [0033], bekannt. Sie werden in den üblichen und bekannten Mengen eingesetzt.
Der Festkörpergehalt der erfindungsgemäß eingesetzten Basislacke kann je nach den Erfordernissen des Einzelfalls variieren. In erster Linie richtet sich der Festkörpergehalt nach der für die Applikation, insbesondere Spritzapplikation, erforderlichen Viskosität, so dass er vom Fachmann aufgrund seines allgemeinen Fachwissens gegebenenfalls unter Zuhilfenahme weniger orientierender Versuche eingestellt werden kann. Vorzugsweise liegt der Festkörpergehalt der Basislacke bei 5 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 10 bis 65 Gew.-% und insbesondere bevorzugt bei 15 bis 60 Gew.-%.
Unter Festkörpergehalt ist derjenige Gewichtsanteil zu versehen, der unter festgelegten Bedingungen beim Eindampfen als Rückstand verbleibt. In der vorliegenden Anmeldung wurde der Festkörper nach DIN EN ISO 3251 bestimmt. Die Messdauer betrug 60 min bei 125°C.
Die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Basislacke kann unter Einsatz der für die Herstellung von Basislacken üblichen und bekannten Mischverfahren und Mischaggregate erfolgen.
Die erfindungsgemäßen Basislacke können sowohl als Einkomponenten(1 K), Zweikomponenten(2K)- od er Meh rkom ponenten (3 K, 4 K)-Systeme zur Anwendung kommen.
In Einkomponenten(1 K)-Systemen liegen Bindemittel und Vernetzungsmittel nebeneinander, d.h. in einer Komponente, vor. Voraussetzung hierfür ist, dass die beiden Bestandteile erst bei höheren Temperaturen und/oder bei Bestrahlen mit aktinischer Strahlung miteinander vernetzen.
In Zweikomponenten(2K)-Systemen liegen Bindemittel und Vernetzungsmittel getrennt voneinander in mindestens zwei Komponenten vor, die erst kurz vor der Applikation zusammengegeben werden. Diese Form wird dann gewählt, wenn Bindemittel und Vernetzungsmittel bereits bei Raumtemperatur miteinander reagieren. Lacke dieser Art werden vor allem zur Beschichtung thermisch empfi ndl icher Substrate, i nsbesondere i n der Autoreparaturlackierung , angewandt. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können metallische und nichtmetallische Substrate, insbesondere Kunststoffsubstrate, vorzugsweise Automobilkarosserien oder Teile davon lackiert werden. Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der in den erfindungsgemäßen Basislacken eingesetzten substitiuierten Cyclohexanole bzw. Mischungen aus substituierten Cyclohexanolen zur Erhöhung der Nadelstichgrenze und/oder zur Verminderung der Nadelstichanzahl in wässrigen pigmentierten Lacken.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen erläutert werden.
Beispiele
1 . Herstellung eines silbernen Wasserbasislacks 1 Die in der Tabelle A unter „ wässrige Phase" aufgeführten Komponenten werden in der angegebenen Reihenfolge zu einer wässrigen Mischung zusammengerührt. Im nächsten Schritt wird aus den unter„ organische Phase" aufgeführten Komponenten ei ne organ ische M isch u ng hergestel lt. D ie organische Mischung wird zur wässrigen Mischung gegeben. Sodann wird 10 min lang gerührt und mit Hilfe von deionisiertem Wasser und Dimethylethanolamin auf einen pH Wert von 8 und eine Spritzviskosität von 58 mPas bei einer Scherbelastung von 1000/sec, gemessen mit einem Rotations- Viskosimeter (Gerät Rheomat RM 180 der Firma Mettler-Toledo) bei 23°C, eingestellt.
Tabelle A
Komponente
Gewichtsteile
Wässrige Phase
3%ige Na-Mg-Schichtsilikatlösung 26
Deionisertes Wasser 3
Butylglykol 1 ,75
Polyurethanacrylat; hergestellt gemäß S. 7, Z. 55-S.8, Z. 4,5
23 der DE-A-4437535
20.5 Gew. % ige Lösung DSX 1550 (Cognis) 0,6
Rheologiemittel
Polyester; hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37- 3,2
59 der DE-A-4009858
Tensid S (BASF) 0,3
Butylglykol 0,55
Cymel 203; Melaminformaldehydharz, erhältlich von Cytec 4,1
10%iges Dimethylethanolamin in Wasser 0,3
Deionisiertes Wasser 6
Polyurethanacrylat; hergestellt gemäß S. 19, Z. 44-S. 20, 20,4
Z. 7 der DE-A-1998004 Tensid Surfynol® 104 der Firma Air Products (52%ig) 1 ,6
Butylglykol 0,5
3 Gew.%ige wässrige Viscalex HV 30 Lösung; 3,9
Rheologiemittel, erhältlich von BASF, in Wasser
Organische Phase
Mischung zweier handelsüblicher Aluminiumpigmente 6,2 erhältlich von Firma Altana-Eckart
Butylglykol 7,5
Polyester; hergestellt gemäß Beispiel D, Spalte 16, Z. 37- 5
59 der DE-A-4009858
Wasserbasislack E1 :
Zur Herstellung des Vergleichswasserbasislacks E1 wurde der Wasserbasislack 1 mit 1 ,5 Gewichtsteilen von kommerziell erhältlichem 1 -Octanol versetzt.
Wasserbasislack E2:
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserbasislacks E2 wurde der Wasserbasislack 1 mit 1 ,5 Gewichtsteilen von kommerziell erhältlichem 3,3,5- Trimethylcyclohexanol versetzt.
Wasserbasislack E3:
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserbasislacks E3 wurde der Wasserbasislack 1 mit 1 ,5 Gewichtsteilen von kommerziell erhältlichem 4-tert- Butylcyclohexanol versetzt.
Wasserbasislack E4:
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserbasislacks E4 wurde der Wasserbasislack 1 mit 1 ,5 Gewichtsteilen von kommerziell erhältlichem racemischen Menthol versetzt.
Wasserbasislack E5:
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserbasislacks E5 wurde der Wasserbasislack 1 mit 1 ,5 Gewichtsteilen von kommerziell erhältlichem Borneol versetzt. Wasserbasislack E6:
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserbasislacks E6 wurde der Wasserbasislack 1 m it 1 ,5 Gewichtsteilen von kommerziell erhältlichem Isoborneol versetzt.
Wasserbasislack E7:
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserbasislacks E7 wurde der Wasserbasislack 1 mit 1 ,5 Gewichtsteilen von kommerziell erhältlichem 4- Methylcyclohexanol versetzt.
Tabelle 1 : Zusammensetzungen der Wasserbasislacke E1 - E7 WBL [Gew.-%] Alkohol
1 ,5 1 -Octanol
1 ,5 3,3,5-Trimethylcyclohexanol
1 ,5 4-feri-Butylcyclohexanol
1 ,5 Menthol racemisch
1 ,5 Borneol
1 ,5 Isoborneol
1 ,5 Methylcyclohexanol
Die Gewichtsprozentangaben in Tabelle 1 beziehen sich auf den Anteil des cyclischen Alkohols im jeweiligen Wasserbasislack.
Vergleichsversuch zwischen Wasserbasislack E1 und den Wasserbasislacken E2 bis E7
Zur Bestimmung der Nadelstichgrenze und der Nadelstichanzahl wurden die Mehrschichtlackierungen nach der folgenden allgemeinen Vorschrift hergestellt:
Ein mit einer Füllerlackierung beschichtetes Stahlblech der Abmessungen 30 x 50 cm wurde an einer Längskante mit einem Klebstreifen versehen, um nach der Beschichtung die Schichtdickendifferenzen ermitteln zu können. Der Wasserbasislack wurde keilförmig elektrostatisch appliziert. Die resultierende Wasserbasislackschicht wurde während einer Minute bei Raumtemperatur abgelüftet und anschließend während 10 Minuten im Umluftofen bei 70°C getrocknet. Auf die getrocknete Wasserbasislackschicht wurde ein üblicher Zweikomponentenklarlack appliziert. Die resultierende Klarlackschicht wurde während 20 Minuten bei Raumtemperatur abgelüftet. Anschließend wurden die Wasserbasislackschicht und die Klarlackschicht in einem Umluftofen während 20 Minuten bei 140°C gehärtet. Nach der visuellen Auswertung der Nadelstiche in der resultierenden keilförmigen Mehrschichtlackierung wurde die Schichtdicke der Nadelstichgrenze bestimmt. Die Ergebnisse finden sich in der Tabelle 2.
Tabelle 2: Nadelstichgrenze und Nadelstichanzahl von Wasserbasislack 1 und den Wasserbasislacken E2 bis E7
WBL Nadelstichgrenze (μητι) Nadelstichanzahl
17
19
21
20
20
21
19
Die Ergebnisse untermauern, dass der Einsatz der erfindungsgemäßen substituierten Cyclohexanole die Nadelstichgrenze im Vergleich zu Wasserbasislack E 1 erhöht und gleichzeitig die Nadelstichanzahl vermindert.
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