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DE3321180A1 - Verfahren zur herstellung von waessrigen dispersionen und deren verwendung zur herstellung von metalleffektlackierungen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von waessrigen dispersionen und deren verwendung zur herstellung von metalleffektlackierungen

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DE3321180A1
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DE
Germany
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parts
weight
acid
water
optionally
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19833321180
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English (en)
Inventor
Wolfgang 4173 Kerken Kremer
Rolf Dipl.-Chem. Dr. 4150 Krefeld Küchenmeister
Hans-Joachim Dipl.-Chem. Dr. 4150 Krefeld Traenckner
Franz Dipl.-Chem. Dr. 5090 Leverkusen Weider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DE19833321180 priority Critical patent/DE3321180A1/de
Publication of DE3321180A1 publication Critical patent/DE3321180A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/06—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain multicolour or other optical effects
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/20—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

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Description

Patente, Marken und Lizenzen Pv/by-c
10. Juni 1983
Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Dispersionen und deren Verwendung zur Herstellung von Metalleffektlackierungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Dispersionen auf Basis eines wasserunlöslichen Polyesters, Alkydharzes oder Polyacrylatharzes, Aluminiumbronze und gegebenenfalls eines Celluloseesters sowie die Verwendung dieser Dispersionen zur Herstellung von Metalleffektlackierungen.
Metalleffektlackierungen erfreuen sich großer Beliebtheit, insbesondere bei den Käufern von Kraftfahrzeugen. Zur Beschichtung bedient man sich dabei vornehmlich des Zweischicht-Naß-in-Naß-Lackierverfahrens, wobei zunächst ein pigmentierter, Aluminiumbronze enthaltender Basislack aufgespritzt wird, der nach kurzer Zwischenablüftung ohne zwischenzeitliches Einbrennen mit einem Klarlack überspritzt wird. Beide Schichten werden anschließend gemeinsam eingebrannt. Dieses Zweischicht-Lackierverfahren vereinigt Produktionssicherheit mit
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hoher technischer Qualität der erhaltenen Lackierungen. Im Hinblick auf Umweltschutz und Rohstoffkosten ist es erwünscht, die Lacke in Form wäßriger Dispersionen einzusetzen.
5 Hauptproblem der Metalleffekt-Zweischicht-Lackierung bei Verwendung wäßriger Dispersionen ist der Umstand, daß sich an der Grenzfläche beider Schichten eine bindemittelarme Zone ausbildet, die zu einer verminderten Haftung des Klarlacks auf dem Basislack führt.
Zu beachten ist weiterhin, daß zur Lösung des erfindungsgemäßen Problems nur solche Maßnahmen tauglich erscheinen, die ohne allzu hohe Scherenergie auskommen, da andernfalls die blättchenförmige Aluminiumbronze teilweise zerstört werden und der erreichbare Metalleffekt leiden würde.
Aus der europäischen Patentanmeldung 38 127 sind wäßrige Basislacke für Metalleffekt-Zweischicht-Lackierungen auf der Grundlage eines teilvernetzten polymeren Mikrogels bekannt, das pseudoplastischen oder thixotropen Charakter besitzt. Die europäische Patentanmeldung 69 9 36 betrifft ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Dispersionen, die als Basislacke für Metalleffekt-Zweischicht-Lackierungen verwendet werden können, wobei ungesättigte Verbindungen in Gegenwart von Celluloseester polymerisiert werden. Beide Anmeldungen können jedoch die oben geschilderte Aufgabe nicht lösen.
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überraschenderweise führt ein Verfahren zum Ziel, wonach man Bindemittel, Pigment, Aluminiumbronze und
gegebenenfalls weitere Hilfsmittel zu einer Mischung
vereinigt, die maximal 30 Gew.-% organisches Lösungsmittel enthält, und die entstandene Mischung in Gegenwart eines. Emulgators zu einer wäßrigen Dispersion verarbeitet. Man erhält auf diese Weise einen unmittelbar applizierbaren wäßrigen Metalleffekt-Basislack für die Zweischicht-Lackierung. Daraus hergestellte Basislackierungen zeigen hervorragende Zwischenschichthaftung zum Klarlack und einen Metalleffekt, der beim Naß-in-Naß-Auftrag des Klarlacks störungsfrei erhalten bleibt.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur
Herstellung eines wäßrigen Metalleffekt-Basislacks
aus
A) 10-30 Gew.-Teilen ölfreiem Polyester, Alkydharz und/ oder Polyacrylatharz einer Säurezahl von höchstens 15, vorzugsweise von höchstens 8,
B) 2,5-15 Gew.-Teilen wasserlösliches Aminoplastharz, C) 2-10 Gew.-Teilen Aluminiumbronze,
D) 0,1-5 Gew.-Teilen Emulgator,
E) 0-10 Gew.-Teilen Celluloseester,
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F) organischem Lösungsmittel und gegebenenfalls
G) weiteren Hilfsmitteln,
dadurch gekennzeichnet, daß man
I. · zuerst die Komponenten A-C, gegebenenfalls D,
gegebenenfalls E und so viel F und gegebenenfalls
G miteinander mischt, daß diese Mischung weniger als 30 Gew.-% F und weniger als 20 Gew.-% Wasser enthält, und
II. anschließend diese Mischung gegebenenfalls mit D
10 (falls nicht bereits in Schritt I zugegeben) und mit so viel Wasser, daß sich die Komponenten A-G
zusammen mit dem Wasser auf 100 Gew.-Teile ergänzen, zu einer Dispersion verarbeitet.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von derart hergestellten Dispersionen zur Herstellung von Metalleffekt-Zweischicht-Lackierungen.
Bevorzugte ölfreie Polyester und Alkydharze A) sind solche, die man durch Polykondensation nach bekannten Verfahren aus Alkoholen und Carbonsäuren herstellen kann, wie sie z.B. in Römpp's Chemielexikon, Bd. 1, S. 202, Frankh'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 1966 definiert oder bei D.H. Solomon, The Chemistry of Organic Filmformers, S. 75-101, John Wiley & Sons Inc., New York, 1967 sowie in H. Wagner und H.F. Sarx, Lackkunstharze, Carl Hanser Verlag, München 1971, S. 96-113, beschrieben sind.
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Unter "Alkydharzen" werden in dieser Anmeldung fettsäure- und ölmodifizierte Polyester verstanden.
Für die Synthese der Polyester bzw. Alkydharze A bevorzugte Säurekomponenten sind aliphatische, cycloaliphatische gesättigte oder ungesättigte und/oder aromatische mehrbasische Carbonsäuren, vorzugsweise Di-, Tri- und Tetracarbonsäuren, mit 2 bis 14, vorzugsweise 4 bis 12 C-Atomen pro Molekül oder deren veresterungsfähige Derivate (z.B. Anhydride oder Ester), z.B. Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Tetrahydro- und Hexahydrophthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Trimellithsäure und Trimellithsäureanhydrid, Pyromellithsäureanhydrid, Fumarsäure und Maleinsäure. Phthalsäureanhydrid ist die gebräuchlichste Säurekomponente. Die Polyester bzw. Alkydharze A sollen nicht mehr als 20 Mol-%, bezogen auf die einkondensierten Polycarbonsäurereste, Fumar- und Malein-
20 säurereste enthalten.
Für die Synthese der Polyester bzw. Alkydharze A bevorzugte Alkohole sind aliphatische, cycloaliphatische und/oder araliphatische Alkohole mit 1-15, vorzugsweise 2-6 C-Atomen, und 1-6, vorzugsweise 1-4, an nicht-aromatische C-Atome gebundenen OH-Gruppen pro Molekül, z.B. Glykole wie Ethylenglykol, Propandiol-1,2 und -1,3, Butandiol-1,2, -1,3, und -1,4, 2-Ethyl-
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propandiol-1,3, 2-Ethylhexandiol-1,3, Neopentylglykol, 2,2-Trimethylpentandiol-i,3, Hexandiol-1,6, Cyclohexandiol-1,2 und -1,4, 1,2- und 1,4-Bis-(hydroxymethyl)-cyclohexan, Adipinsäure-bis-(ethylenglykolester); Etheralkohole wie Di- und Triethylenglykol, Dipropylenglykol; oxalkylierte Bisphenole mit zwei C2-C,-Oxalkylgruppen pro Molekül, perhydrierte Bisphenole; Butantriol-1,2,4, Hexantriol-1,2,6, Trimethylolethan, Tr imethylolpropan, Trimethylolhexan, Glycerin, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Mannit und Sorbit; kettenabbrechende einwertige Alkohole mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen wie Propanol, Butanol, Cyclohexanol und Benzylalkohol. Die gebräuchlichsten Alkohole sind Glycerin, Trimethylolpropan, Neopentylglykol und Pentaerythrit.
Für die Herstellung der Polyester bzw. Alkydharze A bevorzugte Monocarbonsäuren sind aliphatische, cycloaliphatische gesättigte und ungesättigte und/oder aromatische Monocarbonsäuren mit 3-24 C-Atomen pro Molekül wie Benzoesäure, p-tert.-Buty!benzoesäure, Tolylsäure, Hexahydrobenzoesäure, Abietinsäure und Milchsäure.
Die Alkydharze bzw. Polyester A können auch einwertige Alkohole wie Methanol, Propanol, Cyclohexanol, 2-Ethylhexanol, Benzylalkohol in Mengen bis zu 15.
Gew.-%, bezogen auf Alkydharze bzw. Polyester A, einkondensiert enthalten. Ebenso ist es möglich, bis zu 25 % der Esterbindungen durch Urethanbindungen zu ersetzen.
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Die in den Rahmen der Erfindung fallenden Alkydharze bzw. Polyester sind wasserunlösliche, schmelzbare Massen, welche ohne weitere Zusätze nicht in der wäßrigen Phase verteilbar sind. Es ist deswegen nicht erwünscht, Polyalkylenoxide, sogenannte Polywachse, als mehrwertige Alkohole zur Synthese von Komponente A zu verwenden, da derartige Bestandteile das Harz hydrophil machen, was sich in geringer Wasserbeständigkeit des gehärteten Produktes auswirkt.
In den Alkydharzen A beträgt die öHänge, berechnet als Triglycerid und bezogen auf das Alkydharz, in der Regel 5 bis 50, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-%. Die trocknenden oder nichttrocknenden Fettsäuren die im allgemeinen 6 bis 24 C-Atome enthalten, können entweder als solche oder in Form ihrer Glycerinester (Triglyceride) eingesetzt werden.
Als bevorzugt sind pflanzliche und tierische öle, Fette oder Fettsäuren zu nennen, wie z.B. Kokos-, Erdnuß-, Ricinus-, Holz-, Oliven-, Sojabohnen-, Lein-, Baumwollsaatöl, Saffloröl oder -ölfettsäuren, dehydratisiertes Ricinusöl bzw. -fettsäure, einfach ungesättigte Fettsäuren, Schmalz, Talg und Trane, Tallölfettsäure sowie synthetische Fettsäuren, die durch Konjugierung oder Isomerisierung aus natürliehen ungesättigten ölen oder Fettsäuren hergestellt sein können. Bevorzugte gesättigte Fettsäuren sind z.B. Kokosölfettsäuren, cC-Ethylhexansäure, Isononansäure (3,4,4-Trimethylhexansäure) sowie Palmitin- und
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Stearinsäure und synthetische gesättigte verzweigte Fettsäuren.
Das als Zahlenmittel bestimmte Molekulargewicht der Polyester bzw. Alkydharze A beträgt 2000 - 10.000 (bis zu Molekulargewichten von 5000 dampfdruckosmometrisch bestimmt in Dioxan und Aceton, wobei bei differierenden Werten der niedrigere Wert als korrekt angesehen wird; bei Molekulargewichten über 5000 membranosmometrisch in Aceton bestimmt).
Bevorzugte Polyacrylatharze A erhält man durch Copolymerisation von Vinyl- bzw. Vinylidenmonomeren, wie z.B. Styrol, cC -Methylstyrol, o- bzw. p-Chlorstyrol, o-, m- oder p-Methylstyrol, p-tert.-Butylstyrol, (Meth-) Acrylsäure, (Meth-)Acrylnitril, Acryl- und Methacrylsäurealky!ester mit 1 bis 8 C-Atomen in der Alkoholkomponente, beispielsweise Ethylacrylat, Methylacrylat, n- bzw. iso-Propylacrylat, n-Butylacrylat, „^.-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Isooctylacrylat, tert.-Butylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n- bzw. iso-Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, Isooctylmethacrylat und gegebenenfalls Mischungen derselben; Hydroxyalkyl(meth)acrylate mit 2-4 C-Atomen in der Alkylgruppe, z.B. 2-Hydroxyethyl-(meth)-acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth-)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth-)acrylat; Trimethylolpropanmono(meth-)-acrylat, Pentaerythritmono(meth)-acrylat, Diester der Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäure mit 4-8 Kohlenstoffatomen in der Alkoholkomponente; Acrylnitril,
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(Meth)acrylsäureamid, Vinylester von Alkanmonocarbonsäuren mit 2-5 Kohlenstoffatomen wie Vinylacetat oder Vinylpropionat oder Mischungen der genannten Monomeren, N-Methoxymethyl(meth)acryIsäureamid.
Bevorzugte Monomere sind Styrol und (Meth)Acrylsäurealkylester mit 1-8 C-Atomen in der Alkoholkomponente und deren Mischungen.
Die Polyacrylatharze A besitzen mittlere Molekulargewichte M von 1000-20 000, wobei die Molekulargewichte wie oben für die Polyester bzw. Alkydharze A beschrieben, bestimmt werden können.
Die Monomeren werden im wesentlichen in den gleichen Verhältnissen, wie sie zur Polymerisation eingesetzt sind, in das Copolymerisat A eingebaut, wobei die einpolymerisierten Einheiten im wesentlichen statistisch verteilt sind.
Wasserlösliche Aminoplastharze B im Sinne der Erfindung sind gegebenenfalls modifizierte und plastifizierte Harnstoffharze, Melaminharze sowie Guanamin- und Sulfonamidharze. Es handelt sich dabei jeweils um Kondensationsprodukte von Formaldehyd mit Harnstoff, Melamin, Guanamin und Sulfonamid, die üblicherweise im alkalischen Medium hergestellt werden.
Bevorzugte Emulgatoren D sind in Ulimann's Encyclopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 10,
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449-473, Verlag Chemie, Weinheim 1975, und in Mc Cutcheon's "Detergents & Emulsifiers", Mc Cutcheon Division, Mc Publishing Co., Glen Rock, N.J. (1979) beschrieben.
Besonders bevorzugte Emulgatoren D sind anionenaktive Emulgatoren, die sich von nicht-ionogenen Tensiden ableiten; also vorzugsweise Carboxylate, Sulfonate, Sulfate, Phosphate, Phosphite und Phosphonate, die aus oberflächenaktiven Alkyl-, Aryl-, Acyl-, Alkarylpolyglykolethern, acylierten bzw. alkylierten Alkanolaminpolyglykolether hergestellt werden, wobei unter "Polyglykolether" insbesondere Polyethylenglykole, Polypropylenglykole und Poly(ethylen/propylen)-glykole mit mittleren Molekulargewichten Mn von 500 bis 3000
verstanden werden.
So können die oberflächenaktiven nicht-ionigenen Tenside nach literaturbekannten Verfahren (Dr. K. Lindner, Tenside, Textilhilfsmittel, Waschrohstoffe, Wissenschaftl. Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1964), z.B.
durch Umsetzung mit >Λ< -Halogencarbonsäuren zu Carboxylaten, mit Schwefelsäure oder Chlorsulfonsäure zu Sulfaten, mit Phosphoroxiden, Phosphorhalogeniden oder Phosphorsäure zu Phosphiten oder Phosphaten, durch Umsetzung mit Epichlorhydrin und anschließende Reaktion mit Natriumhydrogensulfit, durch Umsetzung mit SuIfonen, durch Umsetzung mit Isäthionsäure oder Chlorethansulfonsäure oder durch Umsetzung mit Maleinsäurean-
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hydrid und anschließende Natriumhydrogensulfitaddition zu Sulfonaten oder durch Umsetzung mit Phosphonocarbonsäuren zu Phosphonaten, hergestellt werden.
Als Ausgangsmaterialien für die Herstellung der anionenaktiven Emulgatoren D geeignete bevorzugte nicht-ionogene Tenside sind Alkyl-, Acyl-, Aryl-, Alkylarylpolyglykolether, die 10-20 C-Atome im Alkyl-, Acyl-, Aryl- oder Alkylarylrest aufweisen und durch Alkoxylierung von in der Tensidchemie üblichen Alkanolen, Carbonsäuren, Phenolen oder Alkylphenolen mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid entstehen. Bei diesen Ethylenoxid/Propylenoxid-Mi sehe them kann es sich um in der Tensidchemie übliche Block-, Misch- oder Mischblockaddukte handeln.
Besonders bevorzugte anionenaktiye Emulgatoren D sind Phosphate, Sulfate und insbesondere Sulfonate auf Basis von SuIfobernsteinsäure, die sich von C-p-C-Q-Alkyl·- oder Octyl- oder Nonylphenylpolyethoxylaten ableiten, die im Mittel mehr als 10 Ethylenoxideinheiten und vorzugsweise mehr als 20 Ethylenoxideinheiten pro MoIekül aufweisen, sowie deren Mischungen.
Bevorzugte Celluloseester E sind die Umsetzungsprodukte von Cellulose mit Essigsäureanhydrid und Buttersäure- oder Propionsäureanhydrid, wobei noch freie OH-Gruppen erhalten bleiben. Insbesondere sind die Cellulosemischester der Essigsäure und Buttersäure geeignet (Ulimann, Encyclopädie der Technischen Chemie, Verlag Chemie, Weinheim, Bd. 9, S. 227).
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Bevorzugte organische Lösungsmittel F sind solche Lösungsmittel, die bei Raumtemperatur mit Wasser in den Verhältnissen, die beim Herstellen der Dispersion durchlaufen werden, nicht einphasig mischbar sind, also insbesondere Essigsäure- und Propionsäure-
Cj-Ccj-alkylester, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, iso-Butyl-, sec-Butyl-, Amyl-, Methoxypropyl-, 3-Methoxybutylacetat bzw. -propionat. Eine Übersicht der für diese Anwendung gebräuchlichen Lösungsmittel findet
sich in "Lacke und Lösungsmittel", Verlag Chemie, Weinheim 1979, S. 158 ff.
Weitere Hilfsmittel G sind beispielsweise Wasser, Verlaufshilfsmittel, Thixotropiermittel, wachsähnliche Stoffe, wie Ethylen-Copolymerisate, Netzmittel, Verdicker, 15 Konservierungsmittel und Pigmente.
Das Dispergieren kann im Prinzip so erfolgen, daß man aus den Komponenten A, B, C, E, F und G eine Paste herstellt, die man dann in die den Emulgator D enthaltende wäßrige Phase einbringt. In der Regel wird man jedoch vorziehen, das Wasser in eine Mischung bestehend aus den Komponenten A-F und gegebenenfalls G einzurühren.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in einem Rührkessel ein ölfreier Polyester mit einer OH-Zahl von 35 bis 70, 50-80 %ig in einem organischen Lösungsmittel gelöst und mit einem Celluloseester, vorzugsweise Celluloseacetobutyrat, ca. 15-30 gew.-%ig in
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einem organischen Lösungsmittel gelöst, vereinigt. Des weiteren wird ein Aminoplastharz, ca. 60 gew.-%ig in Wasser, sowie der Emulgator, die Hilfsmittel sowie die Aluminiumbronze und das farbgebende Pigment zugefügt. Nach weiterem Homogenisieren wird langsam Wasser zugetropft. Dabei durchläuft die anfänglich vorliegende Wasser-in-öl-Emulsion den sogenannten Inversionspunkt und bildet eine Öl-in-Wasser-Emulsion.
Bei der Herstellungsweise über die Paste und anschließendes Dispergieren ist gewährleistet, daß die Aluminiumbronze homogen in den einzelnen Teilchen der dispersen Phase verteilt ist.
Die Zweischicht-Metalleffekt-Lackierung kann bei Temperaturen von 80 bis 1800C, vorzugsweise 110 bis 14O0C eingebrannt werden.
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Beispiele
Die in den folgenden Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile, Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.
Beispiel 1
20,96 Teile eines ölfreien Polyesters, hergestellt aus 27,23 Teilen Terephthalsäure, 24 Teilen Isophthalsäure, 41 Teilen Neopentylglykol, 8,7 Teilen Trimethylolpropan und- 13 Teilen Adipinsäure mit einer OH-Zahl von 57 und einer Säurezahl von 4, 80 %ig in 3-Methoxybutylacetat gelöst, wurde in einem Labordissolver mit einer Randgeschwindigkeit der Dissolverscheibe von 3 m/sec mit 2 Teilen eines Emulgators (Natriumsalz des Phosphorsäureesters von Nonylphenol,
15 umgesetzt mit 20 Mol Ethylenoxid) homogenisiert. Anschließend wurden 2,1 Teile Celluloseacetobutyrat, in 8,4 Teilen Butylacetat gelöst, sowie 9 Teile eines wasserlöslichen Harnstoff/Formaldehyd-Harzes, in ^ 9 Teilen Wasser gelöst, und 0,37 Teile eines Verdickungs-
mittels, in 1,3 Teilen Wasser gelöst, zugegeben. Nachdem diese Mischung zu einer homogenen Paste verrührt worden ist, wurde diese portionsweise mit 6 Teilen Aluminiumbronze versetzt und anschließend langsam mit 35,8 Teilen Wasser verarbeitet, bis ein wäßriger Dispersionslack mit einem Festkörpergehalt von 40,43 %, einem Gehalt von 13,6 % Lösungsmittel und einer Vis-
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kosität entsprechend einer Auslaufzeit von 58 see (DIN 53 211, DIN-4-Becher) vorlag.
Vergleichsbeispiel· 1
Es wurden 43,5 Teile einer 48,3 %igen wäßrigen Dispersion bestehend aus 72,1 % des ölfreien Polyesters aus Beispiel 1 und 24 % Celluloseacetobutyrat sowie 3,9 % eines Emulgators (Natriumsalz der Sulfonobernsteinsäure, verestert mit ethoxyliertem Nonylphenol mit 30 Mol Ethylenoxid) langsam mit 8 Teilen Aluminiumbronze und 11 Teilen eines 50 %igen wäßrigen Harnstoff/ Formaldehyd-Harzes versetzt. Anschließend wurden 15 Teile eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus gleichen Teilen Ethylglykol, Ethylglykolacetat, Methylglykol, Methylglykolacetat sowie Diacetonalkohol, und 2 Teile des Natriumsalzes des Phosphorsäureesters eines mit 20 Mol Ethylenoxid umgesetzten Nonylphenols in einem Labordissolver versetzt. Anschließend wurden 31,5 Teile Wasser zugefügt. Es resultierte ein wäßriger Dispersionslack mit einem Festkörpergehalt von 28 %, einem Lösungsmittelanteil von 15 % und einer Viskosität entsprechend einer Auslaufzeit von 12 sec (DIN 53 211, DIN-4-Becher).
Anwendung
Die wäßrigen Basislacke aus Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 wurden auf einem mit einer kataphoretisch aufgebrachten Grundierung und nachfolgendem Füller beschichteten Stahlblech mit einer Spritzpistole im Abstand von 30-40 cm, bei einer Düsenbohrung von 1,4 mm und einem
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/ta
Spritzdruck von 4,0 bar in einem Kreuzgang appliziert. Anschließend wurde 3 Minuten mit auf 6O0C erwärmter Luft abgelüftet. Die erreichten Trockenschichtdicken betrugen
10-15 μπι. Anschließend wurde auf den jeweiligen Basislack
ein kommerzieller Polyacrylat-Lack aus 75 Teilen eines durch Polymerisation von 21 Teilen Styrol, 28 Teilen Butylacrylat, 21 Teilen Methylmethacrylat, 29 Teilen Hydroxypropylacrylat und 2 Teilen Acrylsäure hergestellten Polyacrylats mit einem mittleren. Molekulargewicht Mn von 2000, einer OH-Zahl von 135 und einer Säurezahl von 20, gelöst in Xylol/Butylacetat (1:1 Gewichtsteile) und 25 Teilen eines handelsüblichen, wasserunlöslichen teilweise Isobutanol-veretherten Melaminharzes aufgebracht und bei 130°C/30 min. eingebrannt.
Beispiel 2
Die Herstellung eines wäßrigen Basislacks wurde analog Beispiel 1 unter Mitverwendung farbgebender Pigmente wiederholt:
20 Zusammensetzung: 21 Teile ölfreier Polyester, in 9 Teilen Butylacetat gelöst,
5 Teile Butylacetat,
2 Teile Emulgator wie in Beispiel 1,
5,6 Teile Harnstoffharz, in 5,6 Teilen 25 Wasser gelöst,
• 0,1 Teil Pigmentverteiler, in 0,4 Teilen Wasser gelöst,
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/t9
- yf-
Z ι i uU
0,375 Teile Verdickungsmittel, in 1,125 Teilen
Wasser gelöst,
0,2 Teile Konservierungsmittel 2 Teile Aluminiumbronze und 5 5 Teile Pigment.
Die aufgeführten Lackbestandteile wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, zu einer viskosen, gut rührbaren Paste verarbeitet und anschließend unter Zugabe von 42,6 Teilen Wasser in eine wäßrige Dispersion überführt. Es resultierte eine Dispersion mit einem Festkörpergehalt von 36,2 %, einem Lösungsmittelgehalt von 14,0 % und einer Viskosität entsprechend einer Auslaufzeit von 22 sec. (DIN 53 211, DIN Becher 4). Anschließend wurde sie, wie oben beschrieben, zu einer 2-Schicht-Metalleffekt-Lackierung verarbeitet.
Beispiel 3
Die Herstellung eines wäßrigen Basislacks gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß kein Celluloseacetobutyrat mitverwendet wurde.
Aus 21,04 Teilen ölfreien Polyester, in 5,26 Teilen
Butylacetat gelöst,
2,0 Teilen Emulgator wie in Beispiel 1, 5,6 Teilen Harnstoffharz, in 5,6 Teilen Wasser
gelöst,
0,375 Teilen Verdicker, in 1,125 Teilen Wasser, 6 Teilen Aluminiumbronze und 8,5 Teilen 3-Methoxybutylacetat
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wurde eine viskose, gut rührbare Paste hergestellt und mit 44,5 Teilen Wasser in eine wäßrige Dispersion mit einem Festkörpergehalt von 35,1 %, einem Gehalt von 13,8 % organisches Lösungsmittel und einer Viskosität entsprechend einer Auslaufzeit von 24 sec. (DIN 53 211, DIN-4-Becher) überführt.
Le A 22 351
Beispiel 1 Vergleich 1 Beispiel 2 Beispiel 3
Gardner-Glanz) johne Belastung (20°-Winkel) [nach 1000 h Wheatherometer nach DIN 67 530)jnach 2000 h Wheatheroneter
Rißbildung nach 2000 h Wheatherometer
88 87 88 89
86 87 87 87
83 81 83 84
o.B.
o.B.
o.B.
o.B.
Haftung (Gitterschnitt) ohne Belastung Prüfung nach DIN 53 151) nach 1000 h Wheatherometer
nach 2000 h Wheatherometer
Die Gitterschnittprüfung ergibt ein Maß für die Zwischenschichthaftung.
0-1 4 0 0
0-1 4 0-1 0-1
0-1 4 0-1 0-1

Claims (2)

  1. » · ti
    • · ft 4
    Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung eines wäßrigen Metalleffekt-Basislacks aus
    A) 10-30 Gew.-Teilen ölfreiem Polyester, Alkydharz und/oder Polyacrylatharz einer Säurezahl
    von höchstens 15,
    B) 2,5-15 Gew.-Teilen wasserlösliches Aminoplastharz,
    C) 2-10 Gew.-Teilen Aluminiumbronze, 10 D) 0,1-5 Gew.-Teilen Emulgator,
    E) 0-10 Gew.-Teilen Celluloseester,
    F) organischem Lösungsmittel und gegebenenfalls
    G) weiteren Hilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man
    I. zuerst die Komponenten A-C, gegebenenfalls D,
    gegebenenfalls E und so viel F und gegebenenfalls G miteinander mischt, daß diese Mischung weniger als 30 Gew.-% F und weniger als 20 Gew.-% Wasser enthält, und
    Le A 22 351
    II. anschlieBend diese Mischung, gegebenenfalls mit D (falls nicht bereits im Schritt I zugegeben) und mit so viel Wasser, daß sich· die Komponenten A-G zusammen mit dem Wasser auf
    100 Gew.-Teile ergänzen, zu einer Dispersion verarbeitet.
  2. 2. Verwendung nach Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellter Dispersionen zur Herstellung von Metalleffekt-Zweischicht-Lackierungen .
    Le A 22 351
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