DE19735320A1 - Lackierung für Metallflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lackierung für Metallflächen, insbesondere Automobilkarosserien, und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Zur Fahrzeuglackierung wird im allgemeinen eine Mehrschichtlackierung verwendet. Dabei wird auf das zinkphosphatierte Blech eine kathodische Tauchlackschicht z. B. 20 µm aufgetragen, die mit einer Spritzfüllerschicht von z. B. 40 µm beschichtet wird, auf die eine mit Farbpigmenten eingefärbte Basislackschicht von z. B. 15 µm aufgespritzt wird, die mit einem Einbrennklarlack mit einer Schichtdicke von z. B. 40 µm überlackiert wird. Während die kathodische Tauchlackschicht einen Korrosions- und Unterwandungsschutz sowie einen Haftgrund bildet, dient der Füller zum Ausgleich von Unebenheiten.

Alle Lackschichten der bekannten Mehrschichtlackierung bestehen aus Duromeren, d. h. Harzen, die mittels Härterzugabe oder entkappenden, reaktiven Harzbestandteilen unter Temperatureinfluß irreversibel vernetzt sind. Bei hoher mechanischer Beanspruchung der bekannten Lackierung, beispielsweise durch Steinschlag, kann eine partielle Lackablösung auftreten.

Die Lackablösung kann dabei bis auf den kathodischen Tauchlack erfolgen. Dieser Effekt stört in hohem Maße die funktionale Aufgabe der Lackierung hinsichtlich Korrosions- und Unterwanderungsschutz. Aber auch die dekorative Funktion der Lackierung wird in einem nicht unerheblichen Maße beeinträchtigt. Desweiteren ist die Reparatur von Lackschäden mit einem entsprechenden Aufwand verbunden.

Auf der anderen Seite stellt die bekannte Mehrschichtlackierung für Automobilkarosserien ein abgestimmtes, optimiertes System dar, bei dem die Änderung der Rezeptur einer Lackschicht in den meisten Fällen eine Reihe von unerwünschten Änderungen anderer elementarer Eigenschaften der Lackierung nach sich zieht. So können bereits geringfügige Änderungen der Rezeptur z. B. die Haftung der Lackschichten aneinander herabsetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Farblackierung von Metallflächen, insbesondere Automobilkarosserien zur Verfügung zu stellen, die eine reduzierte Schlagempfindlichkeit aufweist, ohne die übrigen funktionellen und dekorativen Eigenschaften der bekannten Mehrschichtlackierung zu beeinträchtigen.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Die erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung weist zwischen der kathodischen Tauchlackschicht und der Klarlackschicht wenigstens eine Zwischenlackschicht auf, deren Bindemittel zumindest teilweise aus einem Thermoplasten besteht.

Das Bindemittel der thermoplastischen Zwischenlackschicht besteht zwar vorzugsweise vollständig aus dem Thermoplasten, es kann jedoch auch andere Bindemittel enthalten, beispielsweise duroplastische Kunststoffe, die z. B. als feine Partikel aufgebracht werden. Die Bindemittelmatrix soll jedoch auch in einem solchen Fall durch einen Thermoplasten gebildet sein. Das Bindemittel der thermoplastischen Zwischenschicht weist daher einen Gehalt an dem Thermoplasten auf, der vorzugsweise mindestens 60 Gew.-%, insbesondere mindestens 90 Gew.-% beträgt.

Thermoplastische Kunststoffe weisen ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Kerbschlag- und Schlagzähigkeit auf, und zwar über einen weiten Temperaturbereich, insbesondere innerhalb der Betriebstemperatur, der die Lackierung eines Kraftfahrzeuges ausgesetzt ist.

Durch die hohe Elastizität der thermoplastischen Zwischenlackschicht wird die Steinschlagempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Lackierungsbeschichtung reduziert und damit die Lackablösung wesentlich vermindert. Die funktionale und dekorative Eigenschaft der Lackierung bleibt jedoch unverändert erhalten.

Grundsätzlich kann erfindungsgemäß jeder Thermoplast ver­ wendet werden, der eine Erweichungstemperatur aufweist, die oberhalb der Betriebstemperatur der lackierten Metallfläche liegt. So kann als Thermoplast beispielsweise Polycarbonat oder Polystyrol verwendet werden, aber z. B. auch haloge­ nierte Thermoplasten, insbesondere fluorsierte Thermo­ plasten, elastomermodifizierte Thermoplasten sowie physika­ lische und chemische Mischthermoplaste.

Die thermoplastische Zwischenlackschicht kann die einzige Schicht zwischen der kathodischen Tauchlackschicht und der Klarlackschicht bilden und damit sowohl die Füllerschicht wie die Basislackschicht einer herkömmlichen Fahrzeuglackierung ersetzen. Sie kann jedoch auch nur die Füllerschicht ersetzen, also zwischen der kathodischen Tauchlackschicht und der Basislackschicht angeordnet sein.

Wenn sie nur als Füller, also Beschichtungsstoff zum Ausgleich von Unebenheiten, eingesetzt wird, kann auf die thermoplastische Zwischenlackschicht eine Basislackschicht herkömmlicher Zusammensetzung in üblicher Weise aufgetragen werden. Wenn eine herkömmliche Basislackschicht verwendet wird, hat dies den Vorteil, daß die farbgebende Schicht ein in seinen Eigenschaften, wie Brillanz und Farbstabilität, optimal ausgereiftes System darstellt.

Wenn die Basislackschicht entfällt, also die thermoplastische Zwischenlackschicht sowohl die Füllerschicht wie die Basislackschicht ersetzt, hat dies den Vorteil, daß anstelle von zwei Lackschichten nur eine Schicht aufgetragen werden muß, was mit einer Reduzierung des Arbeitsaufwandes und des Materials verbunden ist. Wenn die thermoplastische Zwischenlackschicht in dem erfindungsgemäßen Lackaufbau die Basislackschicht ersetzt, also auch die farbgebende Schicht bildet, muß die thermoplastische Zwischenlackschicht allerdings mit Farbpigmenten eingefärbt werden.

Die Schichtdicke der thermoplastische Zwischenlackschicht des erfindungsgemäßen Lackaufbaus beträgt vorzugsweise 10 bis 100 µm, insbesondere 40 bis 60 µm.

Die kathodische Tauchlackschicht und die Klarlackschicht der erfindungsgemäßen Lackierung können in üblicher Weise ausgebildet sein. Die kathodische Tauchlackschicht ist als Haftgrund und als Korrosions- und Unterwanderungsschutz notwendig. Bei Stahlblechen wird die kathodische Tauchlackgrundierung vorzugsweise auf eine Phosphatschicht aufgetragen. Die Klarlackschicht ist beispielsweise als Schutz gegen Lösemittel und zur Fotostabilisierung der erfindungsgemäßen Lackierung notwendig, jedoch auch für die Brillanz und andere Eigenschaften. Sie wird, wie üblich, durch einen Einbrennlack aus einem Duroplasten gebildet.

Zur Bildung der thermoplastischen Zwischenlackschicht kann beispielsweise eine Lösung des Thermoplasten aufgespritzt werden, aus der nach dem Trocknen ein Thermoplastfilm gebildet wird.

Insbesondere bei schlecht oder nur in kostspieligen oder problematischen Lösungsmitteln löslichen Thermoplasten wird jedoch zum Auftragen der Zwischenlackschicht eine Dispersion des Thermoplasten vorgezogen, oder ein Pulver des Thermoplasten zur Pulverbeschichtung, insbesondere elektrostatischen Pulverbeschichtung.

Falls die Zwischenlackschicht der erfindungsgemäßen Lackierung die Basislackschicht ersetzt, enthält das Pulver neben dem thermoplastischen Bindemittel auch die Farbpigmente, während die Dispersion das thermoplastische Bindemittel, das Lösemittel und die Farbpigmente enthält.

Zur elektrostatischen Pulverbeschichtung weist das thermoplastische Pulver vorzugsweise eine Teilchengröße von 1 bis 100, insbesondere 5 bis 50 µm auf. Die elektrostatische Aufladung des Pulvers kann beispielsweise 10 bis 150 kV betragen.

Wenn der thermoplastische Kunststoff als Dispersion oder Pulver aufgetragen wird, erfolgt anschließend eine Erwärmung auf die Erweichungstemperatur des Thermoplasten, die Bindemittelteilchen untereinander und mit dem Untergrund zu verbinden.

Da die thermoplastische Zwischenlackschicht anschließend mit dem Klarlack überlackiert wird, der eingebrannt wird, muß die Schmelztemperatur des Thermoplasten über der Einbrenntemperatur des Klarlacks liegen. Vorzugsweise liegt auch die Erweichungstemperatur des Thermoplasten über der Einbrenntemperatur. Das heißt, bei einer Einbrenntemperatur des Klarlacks von beispielsweise 130°C sollte der für die thermoplastische Zwischenlackschicht verwendete Thermoplast eine Erweichungstemperatur besitzen, die wenigstens 10°C über der Einbrenntemperatur liegt.

Vorzugsweise wird auf der elastischen thermoplastischen Zwischenlackschicht der erfindungsgemäßen Lackierung ein elastischer Klarlack verwendet, d. h. ein weitmaschig vernetzter Duroplast, wie er heutzutage als Klarlacksystem für Stoßfänger Verwendung findet.

Thermoplaste zeichnen sich dadurch aus, daß die Polymer­ moleküle oberhalb der Glasübergangstemperatur in der Lage sind, Braunsche Molekurlarbewegungen auszuführen. Aus die­ sem Grund weisen Thermoplasten nicht nur plastische Eigen­ schaften auf, sondern führen dadurch auch zu einer verbes­ serten Haftung in der kathodischen Tauchlack- und Klarlack­ schicht, da sich die Polymermolekülfäden der Struktur und den Oberflächenkräften an der Grenzfläche mit der kathodi­ schen Tauchlack- und Klarlackschicht unter Bildung einer festen Bindung anpassen. Auf diese Weise wird auch die Haf­ tung der Schichten der erfindungsgemäßen Lackierung unter­ einander positiv beeinflußt.

Claims (7)

1. Lackierung für Metallflächen, insbesondere Automobilka­ rosserien, mit einer kathodischen Tauchlackschicht und einer Klarlackschicht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der kathodischen Tauchlackschicht und der Klarlackschicht wenigstens eine thermoplastische Zwi­ schenlackschicht vorgesehen ist, deren Bindemittel zu­ mindest teilweise aus einem Thermoplasten besteht.

2. Lackierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Zwischenlackschicht zwischen der kathodischen Tauchlackschicht und einer Basislack­ schicht vorgesehen ist, auf welcher die Klarlackschicht aufgebracht ist.

3. Lackierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klarlackschicht auf die thermoplastische Zwi­ schenlackschicht aufgebracht ist und die thermoplasti­ sche Zwischenlackschicht Farbpigmente enthält.

4. Lackierung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Zwi­ schenlackschicht eine Schichtdicke von 10 bis 100 µm aufweist.

5. Lackierung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Klarlack ein Einbrennlack ist und der Thermoplast eine Schmelztemperatur aufweist, die höher liegt als die Einbrenntemperatur des Klarlacks.

6. Verfahren zur Herstellung der Lackierung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Zwischenlackschicht als Dispersion oder elektrostatisch als Pulver aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion oder das Pulver nach dem Auftragen auf Erweichungstemperatur des Thermoplasten erwärmt werden.