DE19751479A1 - Verfahren zur mehrschichtigen Lackierung von Substraten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mehrschichtigen Reparaturlackierung von Substraten mit einer farb- und/oder effektgebenden Basislack- und einer Klarlackschicht, welches insbesondere Anwendung findet auf dem Gebiet der Fahrzeug- und Fahrzeugteilelackierung.

Mehrschichtige Fahrzeugreparaturlackierungen bestehen im allgemeinen aus einer Basislack/Klarlack-Deckschichtlackierung, die auf gegebenenfalls mit Grundierungen, Füllern oder weiteren Beschichtungsmitteln vorbeschichtete Substrate aufgebracht wird.

Aus ökologischen Gründen ist man bestrebt, auch in der Fahrzeugreparaturlackierung die Lösemittelemission der Beschichtungsmittel zu reduzieren. Insbesondere eine Reduzierung des Lösemittelanteiles in Basislacken, speziell in Effektbasislacken, die mit etwa 80 Gew.-% einen hohen Anteil organischer Lösemittel aufweisen, bringt einen effektiven Beitrag zur Senkung der Lösemittelemission der Gesamtlackierung. Es sind bereits Wasserbasislacke für den Einsatz in der Fahrzeugreparaturlackierung entwickelt worden. Die mit diesen Wasserbasislacken erhaltenen Beschichtungen entsprechen jedoch noch nicht in allen Punkten dem Eigenschaftsniveau konventioneller Basislacke. Beispielsweise sind Wasserfestigkeit, Härte und Zwischenschichthaftung noch unzureichend ausgebildet. Außerdem muß beim Einsatz von Wasserbasislacken eine verlängerte Trockenzeit in Kauf genommen werden, was die Effektivität beispielsweise in einer Lackierwerkstatt negativ beeinträchtigt.

Es ist bereits bekannt, in der Fahrzeuglackierung mittels energiereicher Strahlung härtbare Beschichtungsmittel einzusetzen.

In der EP-A-000 407 werden strahlenhärtbare Überzugsmittel beschrieben auf Basis eines mit Acrylsäure veresterten OH-funktionellen Polyesterharzes, einer Vinylverbindung, eines Photoinitiators und eines Polyisocyanates. In einem 1. Härtungsschritt erfolgt die Strahlenhärtung mittels UV-Licht und in einem 2. Härtungsschritt erhält der Überzug durch die OH/NCO-Vernetzung seine Endhärte. Der 2. Härtungsschritt kann bei 130-200°C oder über mehrere Tage bei Raumtemperatur erfolgen.

Die EP-A-540 884 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung für die Kraftfahrzeugserienlackierung durch Auftrag einer Klarlackschicht auf eine getrocknete bzw. gehärtete Basislackschicht, wobei das Klarlackbeschichtungsmittel durch radikalische und/oder kationische Polymerisation härtbare Bindemittel enthält, und die Härtung mittels energiereicher Strahlung durchgeführt wird. Nach Bestrahlung der Klarlackschicht erfolgt der Einbrennprozeß, wobei Basislack und Klarlack gemeinsam bei z. B. 80-160°C eingebrannt werden.

In der EP-A-247 563 werden mittels UV-Strahlung härtbare Klarlacke beschrieben auf Basis einer poly(meth)acryloylfunktionellen Verbindung, eines Polyolmono(meth)acrylates, eines Polyisocyanates, eines Lichtstabilisators und eines Photoinitiators. Ein Teil der strahlenhärtbaren Bindemittel enthält hier noch Hydroxyfunktionen, die mit dem vorhandenen Polyisocyanat reagieren können und eine zusätzliche Härtungsmöglichkeit bieten.

Die US-A-4 668 529 beschreibt ein mittels UV-Strahlung härtbares 1K-Fül­ lerbeschichtungsmittel für die Reparaturlackierung. Das Bindemittel basiert auf Tripropylenglykoltriacrylat und Trimethylpropantriacrylat. Zusätzlich ist ein Epoxidharz auf Basis eines Bisphenol A-Diglycidylethers enthalten.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Reparaturlackierung bereitzustellen, welches im Gesamtaufbau eine erhebliche Reduzierung der Lösemittelemission ermöglicht und kurze Trockenzeiten aufweist. Außerdem sollen sehr gute Wasserfestigkeit und Härte sowie sehr gute Zwischenschichthaftung und Anlöseresistenz des Basislackes gegenüber darunter und darüber liegenden Lackschichten gewährleistet sein.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Lackierung, bei dem auf ein gegebenenfalls mit einem Grundierungs- und/oder Füllerbeschichtungsmittel und/oder weiteren Beschichtungsmitteln vorbeschichtetes Substrat ein farb- und/oder effektgebendes Basislackbeschichtungsmittel aufgebracht wird und anschließend auf die farb- und/oder effektgebende Basislackschicht eine Klarlackschicht appliziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als farb- und/oder effektgebendes Basislackbeschichtungsmittel ein solches verwendet wird, das unter Einwirkung energiereicher Strahlung durch radikalische und/oder kationische Polymerisation härtbare Bindemittel enthält.

Es war überraschend und aus dem Stand der Technik nicht herleitbar, daß die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Mehrschichtlackierungen bezüglich solcher Eigenschaften wie Härte, Kratzfestigkeit, Wasser- und Chemikalienbeständigkeit, das gleiche hohe für eine Reparaturlackierung erforderliche, Eigenschaftsniveau zeigen, wie Mehrschichtlackierungen, die mit für die Fahrzeugreparaturlackierung üblichen Basislack/Klarlackschichten erstellt wurden. Ebenso überraschend war, daß verschiedene Eigenschaften, wie z. B. Zwischenschichthaftung, Anlöseresistenz gegenüber darunter- oder darüberliegenden Lackschichten, Kraftstoff-, Baumharz- und Pankreatinbeständigkeit, noch erheblich verbessert werden konnten.

Bei den im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren farb- und/oder effektgebenden Basislacken handelt es sich Beschichtungsmittel, die mittels energiereicher Strahlung über eine radikalische und/oder kationische Polymerisation vernetzen. Es kann sich dabei um festkörperreiche wäßrige Systeme handeln, die als Emulsion vorliegen, die Systeme können jedoch auch in lösemittelhaltiger Form vorliegen. Es kann sich jedoch um 100%ige Beschichtungsmittel handeln, die ohne Lösungsmittel und ohne Wasser appliziert werden können.

Als mittels energiereicher Strahlung härtbare Bindemittel können in den im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Basislacken alle üblichen strahlenhärtbaren Bindemittel oder deren Mischungen eingesetzt werden, die dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben sind. Es handelt sich entweder um durch radikalische oder durch kationische Polymerisation vernetzbare Bindemittel. Bei ersteren entstehen durch Einwirkung von energiereicher Strahlung auf die Bindemittel Radikale, die dann die Vernetzungsreaktion auslösen. Bei den kationisch härtenden Systemen werden durch die Bestrahlung aus Initiatoren Lewis-Säuren gebildet, die dann ihrerseits die Vernetzungsreaktion auslösen.

Bei den radikalisch härtenden Bindemitteln kann es sich z. B. um Prepolymere oder Oligomere, die radikalisch polymerisierbare olefinische Doppelbindungen im Molekül aufweisen, handeln. Beispiele für Prepolymere oder Oligomere sind (meth)acrylfunktionelle (Meth)acrylcopolymere, Epoxidharz(meth)acrylate, Polyester(meth)acrylate, Polyether(meth)acrylate, Polyurethan(meth)acrylate, Amino(meth)acrylate, Silikon(meth)acrylate, Melamin(meth)acrylate, ungesättigte Polyurethane oder ungesättigte Polyester. Die zahlenmittlere Molmasse (Mn) dieser Verbindungen liegt bevorzugt bei 200 bis 10 000. Die Bindemittel können einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden.

Die Prepolymere können in Kombination mit Reaktivverdünnern, d. h. reaktiven polymerisierbaren flüssigen Monomeren, vorliegen. Die Reaktivverdünner werden im allgemeinen in Mengen von 1-50 Gew.-%, bevorzugt 5-30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Prepolymer und Reaktivverdünner, eingesetzt. Die Reaktivverdünner können mono-, di- oder polyungesättigt sein. Beispiele für monoungesättigte Reaktivverdünner sind: (Meth)acrylsäure und deren Ester, Maleinsäure und deren Halbester, Vinylacetat, Vinylether, substituierte Vinylharnstoffe, Styrol, Vinyltoluol. Beispiele für diungesättigte Reaktivverdünner sind: Di(meth)acrylate wie Alkylenglykol-di(meth)acrylat, Polyethylenglykol- di(meth)acrylat, 1,3 -Butandiol-di(meth)acrylat, Vinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat, Divinylbenzol, Dipropylenglykol-di(meth)acrylat, Hexandiol-di(meth)acrylat. Beispiel für polyungesättigte Reaktivverdünner sind: Glycerin-tri(meth)acrylat, Trimethylolpropan-tri(meth)acrylat, Pentaerythrit-tri(meth)acrylat, Pentaerythrit- tetra(meth)acrylat. Die Reaktivverdünner können einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden. Bevorzugt werden als Reaktivverdünner Diacrylate wie z. B. Dipropylenglykoldiacrylat, Tripropylenglykoldiacrylat und/oder Hexandioldiacrylat eingesetzt.

Als Bindemittel für kationisch polymerisierbare Systeme können die üblichen dem Fachmann bekannten und in der Literatur beschriebenen Bindemittel eingesetzt werden. Es kann sich dabei beispielsweise um polyfunktionelle Epoxyoligomere, die mehr als zwei Epoxygruppen im Molekül enthalten, handeln. Es handelt sich beispielsweise um Polyalkylenglykoldiglycidylether, hydrierte Bisphenol-A-Gly­ cidylether, Epoxyurethanharze, Glycerintriglycidylether, Diglycidylhexahydrophthalat, Diglycidylester von Dimersäuren, epoxidierte Derivate des (Methyl)cyclohexens, wie z. B. 3,4-Epoxycyclohexyl-methyl(3,4-epo­ xycyclohexan)carboxylat oder epoxidiertes Polybutadien. Das Zahlenmittel der Molmasse (Mn) der Polyepoxidverbindungen liegt bevorzugt unter 10 000. Es können auch Reaktivverdünner, wie z. B. Cyclohexenoxid, Butenoxid, Butandioldiglycidylether oder Hexandioldiglycidylether, eingesetzt werden.

Die unter Strahleneinwirkung härtenden Bindemittelsysteme enthalten Photoinitiatoren. Geeignete Photoinitiatoren sind beispielsweise solche, die im Wellenlängenbereich von 190 bis 600 nm absorbieren.

Beispiele für Photoinitiatoren für radikalisch härtende Systeme sind Benzoin und -derivate, Acetophenon und -derivate, wie z. B. 2,2-Diacetoxyacetophenon, Benzophenon und -derivate, Thloxanthon und -derivate, Anthrachinon, 1-Ben­ zoylcyclohexanol, phosphororganische Verbindungen, wie z. B. Acylphosphinoxide. Die Photoinitiatoren werden beispielsweise in Mengen von 0,1-7 Gew.-%, bevorzugt 0,5-5 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf die Summe von radikalisch polymerisierbaren Prepolymeren, Reaktivverdünnern und Photoinitiatoren. Die Photoinitiatoren können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Außerdem können weitere synergistische Komponenten, z. B. tertiäre Amine, eingesetzt werden.

Photoinitiatoren für kationisch härtende Systeme sind Substanzen, die als Oniumsalze bekannt sind, welche unter Strahleneinwirkung photolytisch Lewis-Säuren freisetzen. Beispiele hierfür sind Diazoniumsalze, Sulfoniumsalze oder Jodoniumsalze. Bevorzugt sind Triarylsulfoniumsalze. Die Photoinitiatoren für kationisch härtende Systeme können in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Summe von kationisch polymerisierbaren Prepolymeren, Reaktivverdünnern und Initiatoren, einzeln oder als Gemische eingesetzt werden.

Zur Herstellung der mittels energiereicher Strahlung härtbaren Basislacke können verschiedene radikalisch härtende Systeme, verschiedene kationisch härtende Systeme oder radikalisch und kationisch härtende Systeme miteinander kombiniert werden. Bevorzugt werden radikalisch härtende Systeme eingesetzt. Bevorzugte radikalisch härtende Bindemittel sind solche auf Basis von Polyurethan(meth)acrylaten, Polyester(meth)acrylaten und (meth)acrylfunktionellen Poly(meth)acrylaten. Besonders bevorzugt werden solche auf Basis von aliphatischen Polyurethan(meth)acrylaten und/oder aliphatischen (meth)acrylfunktionellen Poly(meth)acrylaten.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Basislacke können neben den mittels energiereicher Strahlung härtbaren Bindemitteln noch Bindemittel enthalten, die nach anderen Mechanismen härten bzw. trocknen. So können z. B. zusätzlich physikalisch trocknende Bindemittel oder chemisch vernetzbare Bindemittel enthalten sein. Bei den physikalisch trocknenden Bindemitteln handelt es sich beispielsweise um dem Fachmann geläufige Polyurethan-, Polyurethanharnstoff-, Polyester-, Polyesterurethan- und/oder Polyacrylatharze, die gegebenenfalls in Kombination mit Melaminharzen oder Celluloseestern vorliegen können. Es kann sich auch um Modifizierungen der genannten Harze handeln, z. B. um acrylierte oder siliziummodifizierte Polyurethanharze und/oder Polyesterharze oder um sogenannte Schoßpolymerisate, d. h. um in Gegenwart von z. B. Polyestern oder Polyurethanen hergestellte Acrylatcopolymere. Als chemisch vernetzbare Bindemittel können beispielsweise zweikomponentige Bindemittelsysteme auf Basis einer hydroxyfunktionellen und einer isocyanatfunktionellen Komponente, einer hydroxyfunktionellen und einer Anhydridkomponente oder einer Polyamin- und einer acryloylfunktionellen Komponente eingesetzt werden. Bei den zusätzlich einsetzbaren Bindemitteln kann es sich um solche auf wäßriger oder Lösemittelbasis handeln. Die beispielhaft genannten Bindemittelsysteme sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben. Werden in den Basislacken neben den strahlenhärtenden Bindemitteln noch weitere Bindemittel eingesetzt, dann können solche auf Basis einer hydroxyfunktionellen und einer isocyanatfunktionellen Komponente bevorzugt eingesetzt werden.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Basislackbeschichtungsmittel enthalten farb- und/oder effektgebende Pigmente. Als farbgebende Pigmente sind alle lacküblichen Pigmente organischer oder anorganischer Natur geeignet. Beispiele für anorganische oder organische Farbpigmente sind Titandioxid, mikronisiertes Titandioxid, Eisenoxidpigmente, Ruß, Azopigmente, Phthalocyaninpigmente, Chinacridon- und Pyrrolopyrrolpigmente.

Die Effektpigmente zeichnen sich insbesondere durch einen plättchenartigen Aufbau aus. Beispiele für Effektpigmente sind: Metallpigmente, z. B. aus Aluminium, Kupfer oder anderen Metallen; Interferenzpigmente, wie z. B. metalloxidbeschichtete Metallpigmente, z. B. titandioxidbeschichtetes oder mischoxidbeschichtetes Aluminium, beschichteter Glimmer, wie z. B. titandioxidbeschichteter Glimmer und Graphiteffektpigmente.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Basislackbeschichtungsmittel können Füllstoffe und/oder lackübliche Additive enthalten. Bei den Additiven handelt es sich um die üblichen auf dem Lacksektor einsetzbaren Additive. Beispiele für solche Additive sind Verlaufsmittel, z. B. auf der Basis von (Meth)acryl-Ho­ mopolymerisaten oder Silikonölen, rheologiebeeinflussende Mittel, wie hochdisperse Kieselsäure oder polymere Harnstoffverbindungen, Verdicker, wie anvernetzte Polycarbonsäure oder Polyurethane, Antischaummittel, Netz- und Elastifizierungsmittel sowie Lichtschutzmittel. Beispiele für Füllstoffe sind Siliciumdioxid, Bariumsulfat und Talkum. Die Additive und Füllstoffe werden in üblichen, dem Fachmann geläufigen Mengen eingesetzt.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Basislacke können lösemittelfrei formuliert werden. Ihr Festkörpergehalt beträgt dann 100 Gew.-%. Die Basislacke können jedoch auch geringe Mengen organische Lösemittel und/oder Wasser enthalten. Bei den Lösemitteln handelt es sich um übliche lacktechnische Lösemittel. Diese können aus der Herstellung der Bindemittel stammen oder werden separat zugegeben. Beispiele für solche Lösemittel sind ein- oder mehrwertige Alkohole, z. B. Propanol, Butanol, Hexanol; Glykolether oder -ester, z. B. Diethylenglykoldialkylether, Dipropylenglykoldialkylether, jeweils mit C1- bis C6-Alkyl, Ethoxypropanol, Butylglykol; Glykole, z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol und deren Oligomere, Ester, wie z. B. Butylacetat, Amylacetat, N-Methylpyrrolidon sowie Ketone, z. B. Methylethylketon, Aceton, Cyclohexanon; aromatische oder aliphatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Toluol, Xylol oder lineare oder verzweigte aliphatische C6-C12-Kohlenwasserstoffe.

Der Auftrag der farb- und/oder effektgebenden Basislackschicht erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren auf gegebenenfalls vorbeschichtete Substrate. Bevorzugte Substrate sind Metall- oder Kunststoffsubstrate. Bevorzugt werden die Basislacke auf übliche Grundierungs-, Füller- oder weitere Zwischenschichten, wie sie für die Mehrschichtlackierung auf dem Kraftfahrzeugsektor verwendet werden, appliziert. Insbesondere werden sie auf eine im Rahmen der Fahrzeugreparaturlackierung bereits vorbeschichtete Fahrzeugkarosse bzw. deren Teile aufgebracht. Die Applikation erfolgt nach bekannten Methoden, bevorzugt mittels Spritzauftrag.

Der Basislack kann beispielsweise auf übliche lösemittel- oder wasserbasierende Füller-, Grundierungs- oder weitere Zwischenschichten aufgebracht werden. Die Füller-, Grundierungs- oder Zwischenschichten können dabei bereits ausgehärtet oder vorgetrocknet bzw. zwischengetrocknet sein. D.h., der Basislack kann z. B. auf eine Altlackierung, eine ausgehärtete Reparaturlackierung, eine mittels IR-Strahlung vorgetrocknete oder naß-in-naß, gegebenenfalls nach kurzem Ablüften, auf eine Reparaturlackierung der oben beispielhaft genannten Art aufgebracht werden.

Die zur Herstellung der Füller-, Grundierungs- oder Zwischenschichten eingesetzten Beschichtungsmittel können auf den für die Fahrzeuglackierung üblichen und geeigneten physikalisch trocknenden oder chemisch vernetzenden Bindemittelsystemen basieren. Beispiele für physikalisch trocknende Bindemittel sind lösemittel- oder wasserbasierende Polyurethan-, Polyurethanharnstoff-, Polyester-, Polyesterurethane oder Polyacrylatharze, sowie deren Modifizierungen. Beispiele für lösemittel- oder wasserbasierende chemisch vernetzende Bindemittel sind Systeme auf Basis oxidativ trocknender Harze, peroxidhärtender ungesättigter Polyester und säurehärtender Polyvinylbutyrale sowie auf Basis hydroxylgruppenhaltiger Bindemittel, die mit isocyanat-, aminofunktionellen oder anhydridfunktionellen Komponenten vernetzbar sind, auf Basis von Epoxid/Polyamin- oder Acryloyl/Polyamin-Systemen.

Nach Applikation des im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Basislackes auf einen der vorstehend genannten Untergründe wird der Basislack, gegebenenfalls nach einer kurzen Ablüftphase, energiereicher Strahlung, bevorzugt UV-Strahlung ausgesetzt. Bevorzugt sind UV-Strahlungsquellen mit Emissionen im Wellenlängenbereich von 180 bis 420 nm, insbesondere von 200 bis 400 nm. Beispiele für derartige UV-Strahlungsquellen sind gegebenenfalls dotierte Quecksilberhochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruckstrahler, Gasentladungsröhren, wie z. B. Xenonniederdrucklampen, gepulste und ungepulste UV-Laser, UV-Punktstrahler, wie z. B. UV-emittierende Dioden und Schwarzlichtröhren. Bevorzugt erfolgt die Bestrahlung mit gepulster UV-Strahlung. Als Strahlungsquelle werden dann besonders bevorzugt sogenannte Hochenergieelektronen-Blitzeinrichtungen (kurz UV-Blitzlampen) eingesetzt. Bevorzugte UV-Blitzlampen emittieren Licht einer Wellenlänge von 200-900 nm mit einem Maximum bei etwa 500 nm. Die UV-Blitzlampen enthalten bevorzugt einen Mehrzahl von Blitzröhren, beispielsweise mit inertem Gas, wie Xenon, gefüllte Quarzröhren. Die UV-Blitzlampen sollen an der Oberfläche des zu härtenden Überzuges eine Beleuchtungsstärke von mindestens 10 Megalux, bevorzugt von 10-80 Megalux pro Blitzentladung bewirken. Die elektrische Leistung pro Blitzentladung soll bevorzugt 1-10 kJoule betragen. Bei den UV-Blitzlampen handelt es sich bevorzugt um transportable Einrichtungen, die direkt vor einer auszubessernden Schadstelle positioniert werden können. Einsetzbare UV-Blitzlampen sind beispielsweise beschrieben in den WO-A-9411123 und in der EP-A-525 340. UV-Blitzlampen sind im Handel erhältlich. Es können je nach anwendungstechnischen Gegebenheiten und Notwendigkeiten ein oder mehrere UV-Blitzlampen eingesetzt werden.

Die Härtung der Basislackschichten kann durch eine Mehrzahl aufeinanderfolgender Blitzentladungen erfolgen. Bevorzugt werden 1 bis 40 aufeinanderfolgende Blitzentladungen ausgelöst. Der Abstand der UV-Blitzlampe zur zu bestrahlenden Substratoberfläche kann dabei 5-50 cm, bevorzugt 10-25 cm, besonders bevorzugt 15-20 cm betragen. Die Abschirmung der UV-Lampen zur Vermeidung von Strahlungsaustritt kann dabei z. B. durch Verwendung eines entsprechend ausgekleideten Schutzgehäuses um die transportable Lampeneinheit oder mit Hilfe anderer, dem Fachmann bekannter Sicherheitsmaßnahmen, erfolgen.

Die Bestrahlungsdauer liegt insgesamt im Bereich weniger Sekunden, beispielsweise im Bereich von 1 Millisekunde bis 400 Sekunden, bevorzugt von 4-160 Sekunden, je nach Anzahl der gewählten Blitzentladungen. Die Blitze können beispielsweise ca. alle 4 s ausgelöst werden. Die UV-Blitzlampen sind jederzeit sofort einsetzbereit, d. h. sie bedürfen keiner Einbrennzeit und können zwischen zwei zeitlich etwas auseinanderliegenden Härtungs- bzw. Bestrahlungsvorgängen ausgeschaltet bleiben, ohne daß sich beim erneuten Bestrahlungsvorgang durch eine Einbrennphase Zeiteinbußen ergeben.

Sind in den erfindungsgemäß einsetzbaren Basislacken neben den strahlenhärtbaren Bindemitteln weitere physikalisch trocknende und/oder chemisch vernetzbare Bindemittel enthalten, so reichen die mittels der UV-Bestrahlung (UV-Blitzlampen) erzeugten Temperaturen auf der Beschichtung im allgemeinen aus, um die zusätzlichen vorhandenen Bindemittel auszuhärten. Ein separater Härtungsschritt ist nicht erforderlich.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird auf die Basislackschicht entweder nach vollständiger Härtung oder naß-in-naß, gegebenenfalls nach kurzem Ablüften, ein Klarlacküberzug aufgebracht. Als Klarlacke sind alle in der Fahrzeuglackierung, insbesondere der Reparaturlackierung, üblichen und dem Fachmann bekannten lösemittel- oder wasserbasierenden Klarlacke geeignet. Beispiele hierfür sind lösemittelbasierende oder wäßrige Klarlacke auf Basis hydroxylgruppenhaltiger und/oder aminogruppenhaltiger Bindemittel und Polyisocyanatvernetzer sowie auf Basis aminogruppenhaltiger und acryloylfunktioneller Bindemittel. Die Härtung der Klarlackschicht kann bei Raumtemperatur oder forciert bei beispielsweise 40-80°C erfolgen.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, als Klarlack einen solchen einzusetzen, der mittels energiereicher Strahlung härtbare Bindemittel enthält. Bei den mittels energiereicher Strahlung härtbaren Bindemitteln handelt es sich beispielsweise um die vorstehend bereits beschriebenen strahlenhärtbaren Bindemittel, die im Basislack eingesetzt werden können. Der Klarlack kann naß-in-naß, gegebenenfalls nach kurzem Ablüften, auf den unausgehärteten Basislack aufgebracht werden. Dann erfolgt die Bestrahlung mit UV-Strahlen, wobei Basislack und Klarlack in einem Arbeitsschritt gemeinsam gehärtet werden. Es ist jedoch auch möglich, zunächst den Basislack mit der entsprechend notwendigen Anzahl von Blitzentladungen zwischenzuhärten oder vollständig zu härten, anschließend den Klarlack zu applizieren und der UV-Strahlung auszusetzen.

Werden im erfindungsgemäßen Verfahren strahlenhärtbare Klarlacke eingesetzt, können vorteilhafterweise neben den für einen Klarlack üblichen Additiven zur Erhöhung der Kratzfestigkeit spezielle gecoatete transparente Füllstoffe enthalten sein. Als Füllstoffe kommen hier z. B. micronisiertes Aluminiumoxid oder micronisiertes Siliciumoxid in Frage. Diese transparenten Füllstoffe sind mit Verbindungen gecoatet, die UV-härtbare Gruppen enthalten, z. B. mit acrylfunktionellen Silanen, und werden somit bei der Strahlenhärtung des Klarlackes mit einbezogen. Die Füllstoffe sind als Handelsprodukte, z. B. unter dem Namen AKTISIL®, erhältlich.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man Mehrschichtüberzüge mit großer Härte, hoher Kratzfestigkeit und hohem Glanz. Die einzelnen Lackschichten zeigen eine sehr gute Zwischenschichthaftung und Anlöseresistenz gegenüber darunter- bzw. darüberliegenden Lackschichten. Besonders gut ausgeprägt sind letztgenannte Eigenschaften, wenn im Mehrschichtaufbau neben dem Basislack auch die Klarlackschicht mittels energiereicher Strahlung härtbare Bindemittel enthält und für beide Lackschichten die gleichen strahlenhärtbaren Bindemittel und/oder Reaktivverdünner eingesetzt werden.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Beschichtungen entsprechen ansonsten den Anforderungen an einen Reparaturlackaufbau auf dem Gebiet der Fahrzeuglackierung. Die Trocknung bzw. Härtung der Beschichtungen, insbesondere des Basislack/Klarlack-Aufbaus erfolgt im Vergleich zu in üblicher Weise getrockneten bzw. gehärteten Reparaturlackaufbauten in stark verkürzter Zeit. Beispielsweise ist es möglich, den Trocknungs- bzw. Härtungsprozeß für den Basislack/Klarlackaufbau innerhalb von ca. 5-15 Minuten, bevorzugt 5-10 Minuten, zu beenden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens besteht darin, daß in solchen Fällen, wo aus technologischen oder ökonomischen Gründen auf einen Klarlack im Mehrschichtaufbau verzichtet werden muß bzw. soll, z. B. bei der Lackierung von Fahrzeuginnenbereichen, wie Motorraum, Kofferraum, Türfalze, oder bei der Lackierung strukturierter Kunststoffoberflächen, problemlos der Klarlack weggelassen werden kann. Der mittels energiereicher Strahlung gehärtete Basislack erfüllt ohne weiteres und ohne jegliche Modifizierung die Funktion des Klarlackes, z. B. bezüglich Härte und Kratzfestigkeit.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft eingesetzt werden in der Fahrzeugreparaturlackierung, insbesondere von Fahrzeugteilen, kleineren Schadstellen und zum Spotrepair.

Die Erfindung soll an Hand der folgenden Beispiele erläutert werden.

Beispiele Herstellung eines Basislackes

Folgende Komponenten wurden miteinander vermischt und mittels Schnellrührer einige Minuten homogenisiert (alle Angaben beziehen sich auf das Gewicht):
476 Teile eines handelsüblichen aliphatischen Polyurethanacrylates
13 Teile eines handelsüblichen Verlaufsmittels
223 Teile Titandioxid
25 Teile einer Mischung handelsüblicher Photoinitiatoren (Arylphosphinoxid- und Acetophenonderivate)
20 Teile eines handelsüblichen Lichtschutzmittel (HALS-Typ)
10 Teile eines handelsüblichen UV-Absorbers (Benztriazol-Typ)
110 Teile Butylacetat.

Herstellung eine Klarlackes

Folgende Komponenten wurden miteinander vermischt und mittels Schnellrührer einige Minuten homogenisiert (alle Angaben beziehen sich auf das Gewicht):
114 Teile eines handelsüblichen aliphatischen Polyurethanacrylates
0,3 Teile eines handelsüblichen Verlaufsmittels
7,2 Teile einer Mischung handelsüblicher Photoinitiatoren (Luricin TPO- und Acetophenonderivate)
44 Teile Butylacetat.

Erstellung eines Mehrschichtaufbaus

Der wie vorstehend beschrieben hergestellte Basislack wurde auf KTL-grundierte und mit üblichen lösemittelbasierenden 2K-Polyurethanfüllern beschichtete Bleche in einer resultierenden Trockenfilmschichtdicke von ca. 60 µm aufgebracht. Nach kurzer Ablüftzeit bei Raumtemperatur wird die Basislackschicht der Bestrahlung durch eine UV-Blitzlampe (3500 Ws) ausgesetzt. Es wird mit 20 Blitzen (ca. 80 s) bestrahlt.

Anschließend wird in einer ersten Variante der wie vorstehend beschrieben hergestellte Klarlack in einer resultierenden Trockenfilmschichtdicke von ca. 60 µm aufgebracht. Nach kurzer Ablüftzeit bei Raumtemperatur wird die Klarlackschicht der Bestrahlung durch eine UV-Blitzlampe (3500 Ws) ausgesetzt. Es wird mit 20 Blitzen (ca. 80 s) bestrahlt.

In einer zweiten Varinate wird der ausgehärtete Basislack mit einem lösemittelbasierenden üblichen 2K-Polyurethan-Klarlack überlackiert und in üblicher Weise gehärtet.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Lackierung, bei dem auf ein gegebenenfalls mit einem Grundierungs- und/oder Füllerbeschichtungsmittel und/oder weiteren Beschichtungsmitteln vorbeschichtetes Substrat ein farb- und/oder effektgebendes Basislackbeschichtungsmittel aufgebracht wird und anschließend auf die farb- und/oder effektgebende Basislackschicht eine Klarlackschicht appliziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als farb- und/oder effektgebendes Basislackbeschichtungsmittel ein solches verwendet wird, das unter Einwirkung energiereicher Strahlung durch radikalische und/oder kationische Polymerisation härtbare Bindemittel enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Reparaturlackierung von Substraten, insbesondere von Kraftfahrzeugkarossen und deren Teilen durchgeführt wird.