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DE19927597B4 - Wasserverdünnbare Bindemittel und Verwendung desselben - Google Patents

Wasserverdünnbare Bindemittel und Verwendung desselben Download PDF

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DE19927597B4
DE19927597B4 DE1999127597 DE19927597A DE19927597B4 DE 19927597 B4 DE19927597 B4 DE 19927597B4 DE 1999127597 DE1999127597 DE 1999127597 DE 19927597 A DE19927597 A DE 19927597A DE 19927597 B4 DE19927597 B4 DE 19927597B4
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chlorine
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polymerization
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Harald Dr. Borgholte
Theodora Dirking
Heinz-Peter Dr. Rink
Maxime Allard
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BASF Coatings GmbH
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BASF Coatings GmbH
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Abstract

Wasserverdünnbare Bindemittel zur Herstellung von thixotropen wäßrigen Lacken, dadurch gekennzeichnet, daß das Rheologiesteuerungsmittel hergestellt wird, indem
(A) 20 bis 90 Gew.-% einer Mischung aus
(a1) 3 bis 50 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer Mischung aus Acrylsäure und Methacrylsäure und
(a2) 50 bis 97 Gew.-% eines von (a1) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mischung aus solchen ethylenisch ungesättigten Monomeren,
in Gegenwart von
(B) 9,9 bis 79,9 Gew.-% eines chlorhaltigen Polyolefins mit einem Chlorgehalt von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Polyolefin, und
C) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Radikalbildners oder einer Mischung aus Radikalbildnern
radikalisch polymerisiert werden und das erhaltene Polymerisationsprodukt nach Neutralisation von mindestens 20 % der in dem Polymerisationsprodukt enthaltenen Carboxylgruppen in Wasser dispergiert wird, wobei die Summe der Gewichtsprozentangaben für die Komponenten (A), (B) und (C) sowie (a1) und (a2) jeweils stets 100 Gew.-% ergibt und die Zusammensetzung der...

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft wasserverdünnbare Bindemittel und deren Verwendung.
  • Stand der Technik
  • Die Anwendungseigenschaften von wässrigen Lacken und das Erscheinungsbild der applizierten Lackfilme werden maßgeblich von den rheologischen Eigenschaften des Lacks mitbestimmt. Für wässrige Lacke, die vorzugsweise mittels Sprühverfahren aufgetragen werden, müssen spezielle, sich aufgrund des spezifischen Verdampfungsverhaltens von Wasser, von Rheologieadditiven für lösemittelbasierende Lacke unterscheidende, Rheologieadditive eingesetzt werden.
  • Die Rheologie der wässrigen Lacke soll solchermaßen beschaffen sein, dass der Lack bei niedrigen Scherraten eine hohe Viskosität und bei hohen Scherraten eine niedrige Viskosität, also thixotropes Verhalten aufweist. Die hohe Viskosität bei niedrigen Scherraten ist beispielsweise notwendig, um ein Sedimentieren der Festkörperteilchen im Lack und die Ausbildung von Sackern zu verhindern. Die niedrige Viskosität bei hohen Scherraten ist insbesondere für die Sprühapplikation der Lacke wichtig. Weiterhin sollen die lacke eine geringe Elastizität bei hohen Scherraten aufweisen.
  • In EP-A-0 399 442 werden Rheologieadditive für wässrige Lacke beschrieben, die aus einer Kombination aus hydrophilem, kolloidalem Silica und einem wasserlöslichen oder wasserdis pergierbaren Fluorkohlenwasserstoff-Polymerisat, welches 2 bis 25 Gew.-% Fluor, bezogen auf das Fluorkohlenwasserstoff-Polymerisat, bestehen, enthält. Die Fluorkohlenwasserstoff-Polymerisate und insbesondere ihre monomeren Edukte sind ökologisch sehr bedenklich und werden zunehmend substituiert.
  • Die deutsche Patentanmeldung DE-OS 44 12 655 umfaßt wasserverdünnbare Bindemittel, hergestellt durch Polymerisation der Komponente (A), bestehend aus (a1) Acryl- und/oder Methacrylsäure, in Gegenwart von (B) eines halogenfreien Polyolefins und (C) eines Radikalbildners. Wäßrige Lacke, die diese Bindemittel enthalten, werden zur Grundierung oder zur einschichtigen Lackierung von Kunststoffen eingesetzt. Die in DE-OS 44 12 655 beschriebenen Lacksysteme weisen bei allen dort beschriebenen Vorteilen Nachteile im rheologischen Verhalten auf, insbesondere treten bei der Applikation Sedimentationsprobleme und Sacker auf.
  • In der auf DE-OS 44 12 655 aufbauenden deutschen Patenanmeldung DE-OS 195 38 147 werden wasserverdünnbare Bindemittel beschrieben, hergestellt durch Polymerisation der oben beschriebenen Komponente (A) in Gegenwart eines spezifischen Olefincopolymersiats (B) und eines Radikalbildners (C), die ebenfalls zur Grundierung oder zur einschichtigen Lackierung von Kunststoffen eingesetzt werden. Auch hier treten die schon beschriebenen rheologiebedingten Probleme bei der Lackapplikation auf.
  • DE-A-43 27 468 umfaßt ein Verfahren zur Lackierung von Kunststoffen unter Verwendung eines Beschichtungsmittels, welches neben einem Ein- oder Zweikomponenten-Bindemittel mindestens einen Haftvermittler (a) in einer Menge von 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel, enthält, wobei der Haftvermittler (a) ein chemisch modifiziertes Polyolefin mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht Mw von 10.000 bis 100.000 Dalton, einer Uneinheitlichkeit von 1,0 bis 6,5 und einem Chlorgehalt von 2,5 bis 50 Gew.-% darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß man als weiteres Hilfsmittel OH-funktio nelle, hydrophobe Ester aus (i) mehrwertigen Alkoholen und (ii) aliphatischen C8- bis C22-Monocarbonsäure mit einer OH-Zahl von 50 bis 600 in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf (a), verwendet. Neben diesen Haftvermittlern werden in DE-A-43 27 468 noch übliche Rheologiehilfsmittel eingesetzt.
  • Aufgabe und Lösung
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Aufgabenstellung besteht in der weitergehenden Verbesserung der Rheologieeigenschaften der in DE-OS 44 12 655 und DE-OS 195 38 147 beschriebenen wasserverdünnbaren Bindemitteln und wäßrigen Lacken, die diese Bindemittel enthalten und die in Verfahren zur Grundierung oder einschichtigen Lackierung von Kunststoffen einsetzbar sind. Dabei sollte einerseits die Verwendung von ökologisch bedenklichen Fluorkohlenwasserstoff-Polymerisaten, andererseits der Einsatz üblicher Rheologiehilfsmittel, insbesondere auf Basis von Schichtsilikaten, die zu Problemen bei der Wasserbeständigkeit der Lackfilme führen und deren Einarbeitung aufwendig ist, vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird überraschenderweise durch die Bereitstellung von wasserverdünnbaren Bindemitteln gelöst, die dadurch erhältlich sind, daß
    • (A) 20 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 85 Gew.-% einer Mischung aus (a1) 3 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer Mischung aus Acrylsäure und Methacrylsäure und (a2) 50 bis 97 Gew.-%, vorzugsweise 85 bis 95 Gew.-%, eines von (a1) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mischung auf solchen ethylenisch ungesättigten Monomeren, in Gegenwart von
    • (B) 9,9 bis 79,9 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 45 Gew.-% eines chlorhaltigen Polyolefins mit einem Chlorgehalt von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Polyolefin, und
    • (C) 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 7 Gew.-% eines Radikalbildners oder einer Mischung aus Radikalbildnern
    radikalisch polymerisiert werden und das erhaltene Polymerisationsprodukt nach Neutralisation von mindestens 20 % der in dem Polymerisationsprodukt enthaltenen Carboxylgruppen in Wasser dispergiert wird, wobei die Summe der Gewichtsprozentangaben für die Komponenten (A), (B) und (C) sowie (a1) und (a2) jeweils stets 100 Gew.-% ergibt und die Zusammensetzung der Mischung aus (a1) und (a2) so ausgewählt wird, daß bei alleiniger Polymerisation der Mischung aus (a1) und (a2) ein Polymerisat erhalten wird, das
    • – eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 150 Grad C, vorzugsweise 10 bis 80 Grad C aufweist,
    • – 0,04 bis 1,0, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Milliäquivalente einer oder mehrerer der folgenden funktionellen Gruppen enthält: -COOH, -OH, -NR3, -CN, -CONH2, -CO-, -NHCONH-, -OCONH-, -OPO3H, -OSO3H, -R-O-R-, vorzugsweise -COOH, -CN, -CNH2 und -R-O-R, wobei R für einen organischen Rest steht, vorzugsweise für einen Alkyl- bzw. Alkylenrest mit 1 bis 6 C-Atomen, und
    • – das zu 0 bis 50, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-% aus einer oder mehreren der folgenden cycloaliphatischen Gruppen, die mit mindestens einer Alkylgruppe, die 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 6 C-Atome enthält, substituiert sein können, besteht: Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Perhydronaphthyl-, Perhydroanthracyl-, Perhydrophenanthryl-, Adamantyl-, Isobornyl-, Bicyclohexyl-, Bicycloheptyl-, Bicyclooctyl-, Bicyclononyl-, Bicyclodecyl-, Bicycloundecyl- und Bicyclododecylgruppe, vorzugsweise Cyclohexyl- und Isobornylgruppe, besonders bevorzugt Cyclohexylgruppen und/oder Isobornylgruppen.
  • Die Bindemittelkomponenten
  • Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen wasserverdünnbaren Binde mittel eingesetzte Mischung (A) besteht
    aus
    • (a1) 3 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer Mischung aus Acrylsäure und Methacrylsäure und
    • (a2) 50 bis 97 Gew.-%, vorzugsweise 85 bis 95 Gew.-% eines ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mischung aus ethylenisch ungesättigten Monomeren,
    wobei die Summe der Gewichtsprozentangaben für die Komponenten (a1) und (a2) stets 100 Gew.-% ergibt und die Zusammensetzung der Mischung aus (a1) und (a2) so ausgewählt wird, daß bei alleiniger Polymerisation der Mischung aus (a1) und (a2) ein Polymer erhalten wird, das
    • – eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 150 Grad C, vorzugsweise 10 bis 80 Grad C aufweist,
    • – 0,04 bis 1,0, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Milliäquivalente einer oder mehrerer der folgenden funktionellen Gruppen enthält: -COOH, -OH, -NR3, -CN, -CONH2, -CO-, -NHCONH-, -OCONH-, -OPO3H, -OSO3H, -R-O-R-, vorzugsweise -COOH, -CN, -CNH2 und -R-O-R-, wobei R für einen organischen Rest steht, vorzugsweise für einen Alkyl- bzw. Alkylenrest mit 1 bis 6 C-Atomen, und
    • – das zu 0 bis 50, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-% aus einer oder mehreren der folgenden cycloaliphatischen Gruppen, die mit mindestens einer Alkylgruppe, die 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 6 C-Atome enthält, substituiert sein können, besteht: Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Perhydronaphthyl-, Perhydroanthracyl-, Perhydrophenanthryl-, Adamantyl-, Isobornyl-, Bicyclohexyl-, Bicycloheptyl-, Bicyclooctyl-, Bicyclononyl-, Bicyclodecyl-, Bicycloundecyl- und Bicyclododecylgruppe, besonders bevorzugt Cyclohexyl- und/oder Isobornylgruppen.
  • Da die Glasübergangstemperaturen von aus ethylenisch ungesättigten Monomeren hergestellten Polymeren nach der Gleichung
    Figure 00060001
  • Tg
    = Glasübergangstemperatur des Copolymers in K
    Wn
    = Gewichtsanteil des n-ten Monomers
    Tgn
    = Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus dem n-ten Monomer
    berechnet werden kann und ethylenisch ungesättigte Monomere, die -COOH, -OH, -NR3, -CN, -CONH2, -CO-, -NHCONH-, -OCONH-, -OPO3H, -OSO3H , -R-O-R- (wobei R für einen organischen Rest steht, vorzugsweise für einen Alkyl- bzw. Alkylenrest mit 1 bis 6 C-Atomen), Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Perhydronaphthyl-, Perhydroanthracyl-, Perhydrophenanthryl-, Ada mantyl-, Isobornyl-, Bicyclohexyl-, Bicycloheptyl-, Bicyclooctyl-, Bicyclononyl-, Bicyclohexyl-, Bicycloundecyl- oder Bicyclododecylgruppen enthalten, im Handel erhältlich sind, kann der Fachmann die Zusammensetzung der Mischung aus den Komponenten (a1) und (a2) ohne Schwierigkeiten so auswählen, daß bei alleiniger Polymerisation der Mischung aus (a1) und (a2) ein Polymer erhalten wird, das
    • – eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 150 Grad C, vorzugsweise 10 bis 80 Grad C aufweist,
    • – 0,04 bis 1,0, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Milliäquivalente einer oder mehrerer der folgenden funktionellen Gruppen enthält: -COOH, -OH-, -NR3, -CN, -CONH2, -CO-, -NHCONH-, -OCONH-, -OPO3H, -OSO3H, -R-O-R-, vorzugsweise -COOH, -CN, -CNH2 und -R-O-R-, wobei R für einen organischen Rest steht, vorzugsweise für einen Alkyl- bzw. Alkylenrest mit 1 bis 6 C-Atomen, und
    • – das zu 0 bis 50, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-% aus einer oder mehreren der folgenden cycloaliphatischen Gruppen, die mit mindestens einer Alkylgruppe, die 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 6 C-Atome enthält, substitiuert sein können, besteht: Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Perhydronaphthyl-, Perhydroanthracyl-, Perhydrophenanthryl-, Adamantyl-, Isobornyl-, Bicyclohexyl-, Bicycloheptyl-, Bicycloocnyl-, Bicyclononyl-, Bicyclodecyl-, Bicycloundecyl- und Bicyclododecylgruppe, besonders bevorzugt Cyclohexyl- und/oder Isobornylgruppen.
  • Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Auswahlkriterien können als Komponente (a2) beispielsweise eingesetzt werden: Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure, insbesondere aliphatische und cycloaliphatische Acrylate oder Methacrylate mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, wie z.B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Hexyl-, Ethylhexyl-, Stearyl-, Lauryl-, Isobornyl-, Cyclohexyl- und tert.-Butylcyclohexylacrylat oder -methacrylat, Hydroxyalkylester der Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer anderen alpha,beta-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure, wie z.B. 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat oder 4-Hydroxybutylmethacrylat, entsprechende Ester von anderen ethylenisch ungesättigten Säuren mit bis zu 6 C-Atomen im Molekül, wie z.B. Ethacrylsäure und Crotonsäure, Acrylamidomethylpropansulfonsäure, vinylaromatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Styrol, alpha-Alkylstyrol und Vinyltoluol, amidgruppenhaltige Monomere, wie z.B. Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylolacrylamid und N-Methylolmethacrylamid und nitrilgruppenhaltige Monomere, wie z.B. Acryl- und Methacrylnitril oder Gemische aus den genannten Monomeren.
  • Als Komponente (B) wird ein chlorhaltiges Polyolefin oder ein Gemisch mehrerer chlorhaltiger Polyolefine eingesetzt. Das chlorhaltige Polyolefin weist einen Chlorgehalt von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Polyolefin auf, bevorzugt ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 10.000 bis 100.000 Dalton, vorzugsweise 15.000 bis 60.000 Dalton (gelpermeationschromatographisch bestimmt unter Verwendung eines Polypropylenstandards) und bevorzugt eine Uneinheitlichkeit U = Mw/Mn – 1 zwischen 1,0 und 6,5, vorzugsweise zwischen 1,5 und 4,5 auf.
  • Die Einführung von Chlor erfolgt in an sich bekannter Weise durch Chlorierung der als Ausgangsmaterial dienenden amorphen Polyolefine (vergl. hierzu beispielsweise Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band V/3, Seiten 511 bis 551, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1962). Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Komponenten (B) wird die Chlorierung bei Temperaturen von zwischen ca. – 10 Grad C und dem Siedepunkt des jeweils eingesetzten Lösemittels vorgenommen.
  • Zur Herstellung der erfindungsgemäßen wasserverdünnbaren Bindemittel werden 20 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 85 Gew.-% der Mischung (A) in Gegenwart von 9,9 bis 79,9 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 45 Gew.-% der Komponente (B) und 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 7 Gew.-% der Komponente (C) radikalisch polymerisiert, und das erhaltene Polymerisationsprodukt wird nach Neutralisation von mindestens 20 % der im Polymerisationsprodukt enthaltenen Carboxylgruppen in Wasser dispergiert. Die Summe der Gewichtsprozentangaben für die Komponenten (A), (B) und (C) ergibt stets 100 Gew.-%. Als Komponente (C) können im Prinzip alle bekannten Radikalbildner eingesetzt werden. Es werden vorzugsweise solche Radikalbildner eingesetzt, die bei der Polymerisationstemperatur eine Halbwertszeit aufweisen, die zwischen 15 und 180 Minuten liegt. Als Beispiele für einsetzbare Radikalbildner werden genannt: Dialkylperoxide, wie z.B. Dicumylperoxid und Di-tert.-butylperoxid, Peroxyester, wie z.B. tert.-Butylperoxybenzoat, tert.-Butylperoxyoctanoat, tert.-Butylperoxyacetat und tert.-Butylperoxyisobutyrat, Diacylperoxide, wie z.B. Benzoylperoxid und Acetylperoxid sowie Azoverbindungen, wie z.B. Azobis(isobutyronitril).
  • Die Polymerisation der Mischung (A) in Gegenwart der Komponenten (B) und (C) kann in Substanz, in wäßriger Emulsion oder in einem organischen Lösemittel bzw. einer Mischung aus organischen Lösemitteln durchgeführt werden. Die Polymerisation wird vorzugsweise in einem organischen Lösemittel oder einer Mischung aus organischen Lösemitteln, insbesondere in unpolaren Lösemitteln mit einem Siedebereich zwischen 120 bis 200 Grad C, vorzugweise 135 bis 190 Grad C bei Polymerisationstemperaturen von 120 bis 200 Grad C, vorzugsweise 130 bis 160 Grad C durchgeführt.
  • Zur Neutralisation des Polymerisationsproduktes werden vorzugsweise organische Amine, insbesondere tertiäre Amine, wie z.B Dimethylethanolamin eingesetzt.
  • Die wäßrigen Lacke und ihre Verwendung
  • Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittel können nach dem Fachmann gut bekannten Methoden wäßrige Lacke hergestellt werden, die zur Grundierung oder einschichtigen Lackierung von Kunststoffen, insbesondere von Kunststoffen auf Basis von Polypropylen bzw. Copolymeren aus Propylen und copolymerisierbaren Monomeren, wie z. B. Ethylen, einsetzbar sind und mit denen Lackschichten herstellbar sind, die auf vorbehandelten und unvorbehandelten Kunststoffsubstraten sehr gut haften. Die erfindungsgemäßen Bindemittel können auch in Basislacken zur Herstellung von mehrschichtigen Lackierungen des "basecoat-clearcoat"-Typs eingesetzt werden.
  • Die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittel hergestellten wäßrigen Lacke können neben den erfindungsgemäßen Bindemitteln auch noch weitere verträgliche Kunstharze, wie z.B. Polyacrylatharze, Polyesterharze und Polyurethanharze (vgl. beispielsweise DE-A-42 39 695) und Vernetzungsmittel wie z. B. Aminoplastharze und/oder gegebenenfalls blockierte Polyisocyanate enthalten. Beim Einsatz von unblockierten Polyisocyanaten ist es in der Regel zweckmäßig, die wäßrigen Lacke als Zweikomponentensystem zu lagern.
  • Die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittel hergestellten wäßrigen Lacke können sowohl ohne als auch mit Pigmenten bzw. Füllstoffen formuliert werden. Sie können auch in sehr dünnen Schichtdicken (beispielsweise 5 bis 10 μm) appliziert werden.
  • Die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittel hergestellten wäßrigen Lacke enthalten im applikations-fertigen Zustand in der Regel 30 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 45 bis 70 Gew.-% Wasser, 0 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 10 Gew.-% organische Lösemittel, 6 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 45 Gew.-% des erfindungsgemäßen Bindemittels, 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 25 Gew.-% Pigmente und/oder Füllstoffe und 0 bis 10 Gew.-% sonstige Zusätze, wie beispielsweise Katalysatoren, Verdickungsmittel, Verlaufsmittel usw., wobei die Gewichtsprozentangaben auf die Gesamtrezeptur der Lacke im applikationsfertigen Zustand (das heißt beispielsweise bei Spritzviskosität) bezogen sind.
  • Mit den unter Verwendung der erfindungsgemäßen Bindemittel hergestellten wäßrigen Lacken können Kunststoffe wie beispielsweise ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PC, PE, HDPE, LDPE, PETP, PMMA, PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PP-EPDM und UP (Kurzbezeichnungen nach DIN 7728T1), vorzugsweise Polyolefine wie Polypropylen und Polypropylen-EPDM grundiert oder einschichtig lackiert werden. Die zu lackierenden Kunststoffe können selbstverständlich auch Polymerblends, modifizierte Kunststoffe oder faserverstärkte Kunststoffe sein. Die mit den wäßrigen Lakken gemäß dieser Erfindung grundierten Kunststoffe können problemlos, z.B. mit einschichtigen Uni- oder Metalleffektlackierungen oder mit zweischichtigen Uni- oder Metalleffektlackierungen des Basecoat-Clearcoat-Typs überlackiert werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei bedeuten alle Teile Gewichtsteile, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird.
  • Beispiele
  • 1. Herstellung einer wäßrigen Dispersion eines erfindungsgemäßen Bindemittels
  • 1000 Teile eines chlorierten Polyolefins (Trapylen® 822 X der Firma Tramaco, 20 %ige Lösung in Xylol) mit einem Chlorgehalt von 24,5 Gew.-% werden in einem Polymerisationskessel aus Edelstahl mit Rührer, Rückflußkühler, einem Monomerenzulauf und einem Initiatorzulauf eingewogen und auf 130 Grad C aufgeheizt. Die Mischung wird 1 Stunde bei dieser Temperatur gerührt.
  • Danach wird eine Mischung aus 48 Teilen Di-tert.-Butylperoxid und 137 Teilen SHELLSOL® A innerhalb von 5 Stunden mit gleichbleibender Geschwindigkeit zu der homogenen Mischung zugetropft, wobei die Temperatur in der Reaktionsmischung bei 130 Grad C gehalten wird.
  • 30 Minuten nach Beginn der Zugabe der Di-tert.-Butylperoxidlösung wird eine Mischung aus 214 Teilen Butylmethacrylat, 216 Teilen Methylmethacrylat, 248 Teilen Cyclohexylmethacrylat und 122 Teilen Methacrylsäure innerhalb von 4 Stunden zugegeben.
  • Nach Beendigung des Initiatorzulaufs wird noch für weitere 2 Stunden nachpolymerisiert. Die Reaktionsmischung wird anschließend mit Butylacetat 98/100 auf einen Gehalt an nichtflüchtigen Bestandteilen von 45 Gew.-% verdünnt und auf 110 Grad C abgekühlt.
  • Diese Lösung wird anschließend mit 114 Teilen Dimethylethanolamin versetzt und 30 Minuten lang gerührt. Anschließend werden bei 80 Grad C 2713 Teile entionisiertes Wasser unter Rühren zugegeben.
  • Aus der so erhaltenen wässrigen Dispersion werden schließlich die organischen Lösemittel so lange abdestilliert, bis ein Restlösemittelgehalt von unter 5 Gew.-% erreicht worden ist.
  • Die resultierende wässrige Dispersion weist einen Gehalt an nichtflüchtigen Anteilen von 30 Gew.-% (1 Stunde/130 Grad C), eine Säurezahl von 80 und einen pH-Wert von 8,3 auf.
  • 2. Verwendung der nach Beispiel 1 hergestellten wäßrigen Dispersion zur Grundierung von Substraten
  • Die nach Beispiel 1 hergestellte wäßrige Bindemitteldispersion wird mit entionisiertem Wasser auf eine Viskosität von 25 sec (DINO-Becher) verdünnt und bei 23 Grad C und 60% relativer Luftfeuchte mit einem Spritzdruck von 4 bis 5 bar auf zuvor mit einem mit Isopropanol getränkten Papiertuch abgewischte Prüftafeln aus Polypropylen (Keltan® TP 0550 der Fa. DSM) so appliziert, daß eine Trockenfilm-Schichtdicke von 5 μm resultiert. Bei der Applikation traten keine Sedimentationsprobleme oder Sacken auf. Der Film wird 10 min bei 23 Grad C abgelüftet. Anschließend wird ein lösemittelhaltiger Metallic-Basislack unter den oben genannten Bedingungen mit einer Trockenfilm-Schichtdicke Von 15 μm appliziert. Nach 5 min Ablüftzeit bei 23 Grad C wird ein lösemittelhaltiger Zweikomponenten-Klarlack unter den oben genannten Bedingungen mit einer Trockenfilm-Schichtdicke von 40 μm appliziert. Nach einer 15 Minuten dauernden Ablüftzeit bei 23 Grad C wird die gesamte Lackierung bei 120 Grad C Ofentemperatur 45 Minuten lang eingebrannt. Die so hergestellte Lackierung haftet sehr gut auf den Substraten.

Claims (11)

  1. Wasserverdünnbare Bindemittel zur Herstellung von thixotropen wäßrigen Lacken, dadurch gekennzeichnet, daß das Rheologiesteuerungsmittel hergestellt wird, indem (A) 20 bis 90 Gew.-% einer Mischung aus (a1) 3 bis 50 Gew.-% Acrylsäure, Methacrylsäure oder einer Mischung aus Acrylsäure und Methacrylsäure und (a2) 50 bis 97 Gew.-% eines von (a1) verschiedenen, ethylenisch ungesättigten Monomeren oder einer Mischung aus solchen ethylenisch ungesättigten Monomeren, in Gegenwart von (B) 9,9 bis 79,9 Gew.-% eines chlorhaltigen Polyolefins mit einem Chlorgehalt von 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Polyolefin, und C) 0,1 bis 10 Gew.-% eines Radikalbildners oder einer Mischung aus Radikalbildnern radikalisch polymerisiert werden und das erhaltene Polymerisationsprodukt nach Neutralisation von mindestens 20 % der in dem Polymerisationsprodukt enthaltenen Carboxylgruppen in Wasser dispergiert wird, wobei die Summe der Gewichtsprozentangaben für die Komponenten (A), (B) und (C) sowie (a1) und (a2) jeweils stets 100 Gew.-% ergibt und die Zusammensetzung der Mischung aus (a1) und (a2) so ausgewählt wird, daß bei alleiniger Polyme risation der Mischung aus (a1) und (a2) ein Polymerisat erhalten wird, das – eine Glasübergangstemperatur von 0 bis 150 Grad C aufweist, – 0,04 bis 1,0 Milliäquivalente einer oder mehrerer der folgenden funktionellen Gruppen enthält: -COOH,-OH, -NR3, -CN, -CONH2, -CO-, -NHCONH-, -OCONH-, -OPO3H, -OSO3H, -R-O-R- (wobei R für einen organischen Rest steht) und – das zu 0 bis 50 Gew.% aus einer oder mehreren der folgenden cycloaliphatischen Gruppen, die mit mindestens einer Alkylgruppe, die 1 bis 12 C-Atome enthält, substitiuert sein können, besteht: Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Perhydronaphthyl-, Perhydroanthracyl-, Perhydrophenanthryl-, Adamantyl-, Isobornyl-, Bicyclohexyl-, Bicycloheptyl-, Bicyclooctyl-, Bicyclononyl-, Bicyclodecyl-, Bicycloundecyl- und Bicyclododecylgruppe.
  2. Wasserverdünnbare Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) in einer Menge von 55 bis 85 Gew.-% eingesetzt wird.
  3. Wasserverdünnbare Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (a1) in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-% eingesetzt wird.
  4. Wasserverdünnbare Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (B) in einer Menge von 15 bis 45 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A), (B) und (C), eingesetzt wird.
  5. Wasserverdünnbare Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (C) in einer Menge von 1 bis 7 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A), (B) und (C), eingesetzt wird.
  6. Wasserverdünnbare Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das chlorhaltige Polyolefin (B) einen Chlorgehalt von 2,5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Polyolefin (B), aufweist und/oder daß das chlorhaltige Polyolefin (B) ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw von 10.000 bis 100.000 Dalton aufweist und/oder daß das chlorhaltige Polyolefin (B) eine Uneinheitlichkeit U zwischen 1,0 und 6,5 aufweist.
  7. Wasserverdünnbare Bindemittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das chlorhaltige Polyolefin (B) ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw von 15.000 bis 60.000 Dalton aufweist und/oder daß das chlorhaltige Polyolefin (B) eine Uneinheitlichkeit U zwischen 1,5 und 4,5 aufweist.
  8. Wasserverdünnbare Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Mischung aus (a1) und (a2) so ausgewählt wird, daß bei alleiniger Polymerisation der Mischung aus (a1) und (a2) ein Polymerisat erhalten wird, das – eine Glasübergangstemperatur von 10 bis 80 Grad C aufweist, – 0,1 bis 0,5 Milliäquivalente einer oder mehrerer der folgenden funktionellen Gruppen enthält: -COOH, -CN, -CNH2 und -R-O-R- und – das zu 5 bis 25 Gew.-% aus Cyclohexlgruppen oder Isobornylgruppen oder einer Mischung aus diesen Gruppen besteht.
  9. Verwendung eines wasserverdünnbaren Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung eines wässrigen Lacks.
  10. Verwendung eines wässrigen Lackes nach Anspruch 9 zur Grundierung oder einschichtigen Lackierung von Substraten aus Kunststoff.
  11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffsubstrat aus Polypropylen ist.
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