DE69125324T2 - Metallische, wässrige Grundlackzusammensetzung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Mehrkomponentensysteme zur Herstellung von wäßrigen Lackzusammensetzungen und die Verwendung dieser Mehrkomponentensysteme bei der Reparaturlackierung.
• Bei der Automobillackierung ist es üblich, auf den Untergrund eine Reihe von Lackierungen aufzutragen. Hierbei handelt es sich bei der ersten Schicht um die Grundierung, gefolgt vom Basislack und schließlich dem Klarlack. Durch den Basislack wird der Endlackierung mit Hilfe von organischen und anorganischen Pigmenten ein dekorativ gutes Aussehen verliehen. Bei vielen Automobillackierungen ist eine Metallic-Lackierung erwunscht. Zur Erzielung dieses Metallic-Effekts sind im Basislack Metallpigmente, normalerweise Aluminiumflakes, enthalten.
• Diese im Basislack enthaltenen Aluminiumflakes tragen zum Hochglanz der Endlackierung bei.
• Die Aluminiumflakes verleihen der Endlackierung außerdem die Eigenschaft, daß sich ihre Helligkeit in Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel verändert. In der Regel ist die Endlackierung bei einem Betrachtungswinkel von 90 Grad hell, bei einem Betrachtungswinkel von 180 Grad jedoch dunkel. Dieses Phänomen ist in der Automobilbranche als "Flop" bekannt und sehr erwunscht. Der beste "Flop" ergibt sich, wenn die Aluminiumflakes parallel zum Substrat orientiert sind. Eine statistische Orientierung der Aluminiumflakes ergibt eine Endlackierung, die bei einen Betrachtungswinkel von 90 Grad helle und dunkle Bereiche aufweist. Diese Erscheinung ist als Fleckenbildung bekannt und verschlechtert das Aussehen der Endlackierung. Im allgemeinen wird die Metalifixierung in Basislacken durch rheologiemodifizierende Mittel wie anorganische und organische Verdickungsmittel erreicht. Das in dieser Erfindung verwendete rheologiesteuernde Mittel führt zu einer fleckenfreien, hochwertigen Lackierung mit hoher Helligkeit in vertikaler Aufsicht und hervorragendem Flop, sogar im Falle eines Silbermetallic-Basislacks.
• Die zur Zeit marktgängigen Automobillackierungen, insbesondere Basislacke, besitzen einen hohen Gehalt an organischem Lösungsmittel. Die wachsende Sorge um die Emission von flüchtigen organischen Stoffen in die Atmosphäre hat zu intensiven Bemühungen zur Erforschung und Entwicklung von Lackierungen geführt, die als Lösungsmittel hauptsächlich Wasser mit einem geringen Anteil an organischem Lösungsmittel enthalten. Als Beispiel für derartige Bemühungen ist die US-PS Nr. 47 30 020 zu nennen, aus der eine wasserverdünnbare Lackzusammensetzung aus ausgewählten Acrylcopolymeren, Lösungsmittelmischungen, Pigmenten mit Farb- und/oder optischem Effekt sowie Polymerdispersionen bekannt ist. Zur Erzielung des gewünschten optischen Effekts der Metallflakes muß man Acrylcopolymer und Lösungsmittelmischungen richtig kombinieren. In der US-PS Nr. 38 62 071 ist ein wäßriges warmhärtbares Acrylharz zur Steuerung der Orientierung des Metallpigments durch Zugabe eines wasserunlöslichen Copolymers beschrieben. Die in der GB-PS Nr. 20 73 609 beschriebene Mikrogeltechnik führt ebenfalls zu der richtigen Metallorientierung. Die DE Nr. 32 10 051 stellt ebenfalls einen Versuch zur Steuerung der Orientierung des Metallpigments unter Verwendung von Polyurethandispersionen dar. Wie aus DE-A-32 16 549 bekannt ist, wurden auch bereits Celluloseester zur Steuerung der Metallfixierung verwendet. Die rheologiemodifizierenden bzw.-steuernden Mittel für wäßrige Lackierungen besitzen geringe Lagerstabilität, schlechte Witterungseigenschaften und sind schlecht handhabbar. Das in dieser Erfindung verwendete rheologiesteuernde Mittel führt unter Ausschaltung der obengenannten Probleme zu einer fleckenfreien, hochwertigen Lackierung mit hoher Helligkeit in vertikaler Aufsicht und hervorragendem Flop, sogar im Falle eines Silbermetallic-Basislacks.
• Die Verwendung von Acryllatexharz in einer Basislaclrformulierung ist aus der europäischen Anmeldung 0 287 144 A1 bekannt, in der jedoch keine rheologiesteuernden Mittel, Pigmentdispergierverfahren oder Verfahren zur Lagerung von Aluminium beschrieben sind. Die Herstellung des Acryllatexharzes erfolgt außerdem in 2 oder mehr Schritten durch Emulsionspolymerisation.
• Normalerweise erfolgt die Herstellung von Lackzusammensetzungen für die Automobilbranche, insbesondere für die Automobilreparaturbranche, durch Vermischen verschiedener Basisbestandteile, wobei die gewünschte Farbe entsteht. Diese Lackzusammensetzungen werden dann 1-5 Tage nach ihrer Herstellung aufgetragen. Dabei ergibt sich die Hauptschwierigkeit bei der Zugabe der Aluminiumflakes, die mit Wasser unter Bildung von Wasserstoffgas reagieren. Aus diesem Grunde müssen die Aluminiumflakes zur weitgehenden Beseitigung dieser Gefahrenquelle vom Rest der wäßrigen Bestandteile getrennt werden. Die vorliegende Erfindung gibt auch ein Verfahren zur Lagerung von Aluminiumflakes in einem organischen Medium an, wobei die Flakes erst unmittelbar vor der Applikation des Lacksystems der wäßrigen Umgebung direkt zugegeben werden. Dadurch wird eine mögliche Gefährdung durch die mit Wasser unter Bildung von Wasserstoffgas reagierenden Aluminiumflakes und das Mattwerden der Aluminiumflakes während der Lagerung weitgehend ausgeschaltet. Dieses Verfahren läßt sich auch zur Lagerung von anderen wasserempfindlichen Pigmenten wie Kupfer und Messing verwenden und ermöglicht auch die Lagerung von anderen Pigmenten wie Kunststoffolien, Glimmer und beschichteten Metallfolien.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Mehrkomponentensysteme zur Herstellung von wäßrigen Lackzusammensetzungen, enthaltend
• A) eine Aufschlämmung von Metallpigmentflakes in einem lösungsmittelhaltigen, wasserverdünnbaren Acrylharz mit nichtionischer und Säurefunktionalität und einem oder mehreren mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln,
• B) eine wäßrige pigmentierte oder nicht pigmentierte Basis, enthaltend ein Acryllatexharz, und
• C) eine Verdünnerbasis, enthaltend ein rheologiesteuerndes Mittel.
• Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung dieser Mehrkomponentensysteme bei der Reparaturlackierung.
• Wäßrige Basislackzusammensetzungen für die Reparaturlackierung liegen in der Regel in Mehrkomponentenform vor. Die vorliegende Erfindung betrifft Mehrkomponentensysteme zur Herstellung von wäßrigen Lackzusammensetzungen, insbesondere zur Herstellung von wäßrigen Autobasislack-Zusammensetzungen, die Pigmente, Metallpigmente, organische Lösungsmittel und übliche Lackadditive enthalten. Die hervorragende Metallkontrolle dieser Lackzusammensetzungen ist auf das rheologiesteuernde Mittel, die Schrumpfung des Films aus den Acryllatex-Bindemittel beim Trocknen sowie ein Wachs zurückzuführen. Durch Verwendung des Acryllatex wird eine sehr kurze Trockenzeit erreicht. Mit diesen Lackzusammensetzungen erhält man Basislacke, die die derzeitigen und vorgeschlagenen Regelungen betreffs flüchtiger organischer Verbindungen erfüllen. Sogar mit herkömmlichen nichtmetallischen Pigmenten erzielt man Lackierungen mit hervorragendem Aussehen.
• Zur Herstellung von Metallic-Basislacken für Automobile bestehen die Mehrkomponentensysteme aus den drei Komponenten A), B) und C). Zur Herstellung von nichtmetallischen Basislacken für Automobile bestehen die Mehrkomponentensysteme aus den beiden Komponenten B) und C).
• Bei Komponente A) handelt es sich um eine Aufschlämmung von Metallpigmentflakes in einem lösungsmittelhaltigen, wasserverdünnbaren Acrylharz mit nichtionischer und Säurefunktionalität und einem oder mehreren mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln. Das hierbei verwendete Acrylharz weist nichtionische und Säurefunktionalität auf, was die direkte Einführung der Komponente in ein wäßriges Acryllatexharz-System ermöglicht.
• Das in Komponente (A) verwendete Acrylharz ergibt sich bevorzugt aus der Lösungspolymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, wobei mindestens zwei ethylenisch ungesättigte Monomere säure- und poly(ethylenoxid)-funktionell sind, zu einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von etwa -20 bis 50ºC (Tg- Berechnung nach Fox), einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1.000 bis 50.000, einer Säurezahl von 5 bis 50, einer Hydroxylzahl von 0 - 50 und einem Poly(ethylenoxid)-Endgehalt von 1 - 50 Gew.-%, bevorzugt von 5 - 20 Gew.-%. Die Viskosität des fertigen Polymers beträgt bei einem Feststoffgehalt von 60 - 70 Gew.-% 3.000 - 10.000 mpas (cPs) bei 23ºC.
• Bevorzugt kann Komponente (A) auch ein lösungsmittelhaltiges, wasserverdünnbares Acrylharz mit nichtionischer und Säurefunktionalität enthalten, das gebildet wird durch radikalisch inituerte Polymerisation von:
• a) mindestens einem Monomer mit Säurefunktionalität,
• b) mindestens einem Monomer mit Urethan- und nichtionischer Funktionalität, hergestellt durch Umsetzung von:
• 1. einem blockierten Polyether mit einem einzigen aktiven Wasserstoff mit einer Polyisocyanatverbindung zu einem teilblockierten Isocyanat-Zwischenprodukt, das dann mit einer ethylenisch ungesättigten Verbindung mit mindestens einem aktiven Wasserstoff zu einer ethylenisch ungesättigten Verbindung mit Urethan- und nichtionischer Funktionalität weiter umgesetzt wird, oder
• 2. einem blockierten Polyether mit einem einzigen aktiven Wasserstoff mit einer Polyisocyanatverbindung mit ethylenisch ungesättigter Funktionalität zu einer ethylenisch ungesättigten Verbindung mit Urethan- und nichtionischer Funktionalität, und
• c) mindestens einer ethylenisch ungesättigten Verbindung.
• Das in Komponente (A) verwendete lösungsmittel haltige, wasserverdünnbare Acrylharz kann auch durch Umsetzung eines Acrylharzes mit aktivem Wasserstoff mit einem Isocyanat-Addukt mit Urethan- und nichtionischer Funktionalität hergestellt werden. Das fertige Harz hat einen Poly(ethylenoxid)-Endgehalt von 1 - 50 Gew.-%, bevorzugt von 5 - 20 Gew.-%. Das zahlenmittlere Molekulargewicht des Polymers liegt zwischen 1.000 und 50.000 atomaren Masseneinheiten, seine Glasübergangstemperatur (TG) zwischen -20 und +50ºC (berechnet nach Fox), seine Hydroxylzahl zwischen 0 und 50 und seine Säurezahl zwischen 5 und 50 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe. Die Viskosität des fertigen Polymers beträgt bei einem Feststoffgehalt von 60 - 70 Gew.-% 3.000 - 10.000 mpas (cPs) bei 23ºC.
• Beispiele für poly(ethylenoxid)-funktionelle Monomere sind u.a. Poly(ethylenglykol)mono(meth)acrylat (mit 5 bis 20 Ethylenoxid-Einheiten) und jedes andere ethylenisch ungesättigte Monomer mit Polyether-Einheiten.
• Monomere mit Urethan- und nichtionischer Funktionalität sind dadurch zugänglich, daß man ein blockiertes Polyetherglykol derart mit einem multifunktionellen Isocyanat umsetzt, daß das fertige Addukt noch eine verbleibende freie Isocyanatgruppe besitzt. Das blockierte Polyetherglykol hat die folgende allgemeine Formel:
• R-O-CCH&sub2;-CH(X)-O]n-H,
• worin X einen monofunktionellen Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Wasserstoff oder eine Methylgruppe,
• R einen monofunktionellen, difunktionellen oder trifunktionellen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen und
• n die Anzahl der Mole Ethylenoxid, die im Bereich von 0 bis 50 liegen kann, bedeutet.
• Zu den an sich bekannten blockierten Polyetherglykolen gehören Polyethylenglykolmonomethylether, Polyethylenglykolmonoethylether, Polyethylenglykolmonopropylether, Polyethylenglykolmonobutylether, Polyethylenglykolnonylphenolether, Polypropylenglykolmonomethylether, Polypropylenglykolmonoethylether, Polypropylenglykolmonopropylether und Polypropylenglykolmonobutylether.
• Das multifunktionelle Isocyanat hat die folgende allgemeine Formel:
Z-(NCO)m,
• worin Z einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoff- und Stickstoffatomen und
• m die Zahl der Isocyanatgruppen bedeutet.
• Bei dem organischen Polyisocyanat, das wie beschrieben mit dem Polyetherglykol umgesetzt wird, handelt es sich um ein weitgehend beliebiges Polyisocyanat und bevorzugt um ein Diisocyanat, z.B. gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoff-Diisocyanate. Viele derartige organische Diisocyanate sind hinreichend bekannt, u.a. p-Phenylendiisocyanat, Biphenyl-4,4'- diisocyanat, Toluoldiisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4-biphenylendiisocyanat, 1,4-Tetramethylendiisocyanat, 1,6- Hexamethylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexan-1,6-diisocyanat, Methylenbis(phenylisocyanat), 1,5-Naphthalindiisocyanat, Bis(isocyanatoethylfumarat), Isophorondiisocyanat (IPDI) und Methylenbis(4-cyclohexylisocyanat). In Betracht kommen auch isocyanatterminierte Addukte von Polyolen, wie z.B. Ethylenglykol oder 1,4- Butylenglykol, Trimethylolpropan usw. Sie sind durch Umsetzung von mehr als einem mol eines Diisocyanats, wie z.B. den obengenannten, mit einem mol Polyol zu einem längerkettigen Diisocyanat erhältlich.
• Man setzt bevorzugt ein aliphatisches Diisocyanat ein, da es sich herausgestellt hat, daß diese der Endlackierung höhere Farbstabilität verleihen. Beispiele hierfur sind u.a. 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1,4- Butylendiisocyanat, Methylenbis(4-cyclohexylisocyanat) und Isophorondiisocyanat. In Betracht kommen auch Diisocyanat-Gemische.
• Man kann auch andere multifunktionelle Isocyanate einsetzen, wie z.B. 1,2,4-Benzoltriisocyanat, Polymethylenpolyphenylisocyanat, das Isocyanurat des Isophorondiisocyanats und das Isocyanurat des Hexamethylendiisocyanats.
• Die Herstellung des Addukts kann in an sich bekannter Weise durch Umsetzung eines stöchiometrischen überschusses der organischen Polyisocyanatverbindung mit dem entsprechenden Polyetherglykol unter wasserfreien Bedingungen bei einer Temperatur zwischen etwa 20ºC und 130ºC erfolgen, bis die Reaktion zwischen den Isocyanatgruppen und dem aktiven Wasserstoff des Polyetherglykols vollständig ist. Man setzt die Isocyanatgruppen und den aktiven Wasserstoff des Polyetherglykols in einer Stöchiometrie von 1,5:1 bis etwa 3:1, bevorzugt 2:1, um. Das gebildete Isocyanat-Polyether-Addukt hat die folgende allgemeine Formel:
• OCN-Z-[N(H)-C(O)-(O-CH(x)CH&sub2;]n-O-R]m-1,
• worin: X einen monofunktionellen Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Wasserstoff oder eine Methylgruppe,
• R einen monofunktionellen, difunktionellen oder trifunktionellen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen,
• n die Anzahl der Mole Ethylenoxid, die im Bereich von 0 bis 50 liegen kann,
• Z einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoff- und Stickstoffatomen und
• m die Zahl der Isocyanatgruppen bedeutet.
• Man kann die Reaktion zwischen der Isocyanatgruppe und dem aktiven Wasserstoff des Polyetherglykols auch katalysieren. Beispiele für derartige Katalysatoren sind Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, 1-4- Diaza[2.2.2]bicyclooctan, Tetramethylbutandiamin, Zinkoctoat und Zinn(II)-octoat. Die verwendeten Lösungsmittel müssen gegenüber dem Isocyanat inert und außerdem mit Wasser mischbar sein. Diese Anforderungen erfüllen beispielsweise Aceton, Methylethylketon, Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Ethylenglykoldiacetat und Propylenglykoldiacetat.
• Die Herstellung des Urethan-Polyether-Monomers erfolgt in an sich bekannter Weise durch Reaktion mit einer stöchiometrisch gleichen Menge einer ethylenisch ungesättigten Verbindung mit aktivem Wasserstoff. Die ethylenisch ungesättigte Verbindung hat die folgende allgemeine Formel:
• CH&sub2;=CH(X)-R'-R"-O-H,
• worin: X einen monofunktionellen Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Wasserstoff oder eine Methylgruppe,
• R' einen Carboxyl-, aliphatischen oder Arylrest, bevorzugt einen Carboxylrest, und
• R" einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet.
• Beispiele für hydroxyfunktionelle ethylenisch ungesättigte Monomere sind Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl(meth)acrylat, sek.-Hydroxybutyl(meth)acrylat und Hydroxyoctyl(meth)acrylat.
• Die Herstellung des Urethan-Polyether-Monomers muß unter wasserfreien Bedingungen bei einer Temperatur zwischen etwa 20ºC und 130ºC erfolgen, bis die Reaktion zwischen dem Isocyanat und dem Urethan-Polyether-Addukt vollständig ist. Jegliches restliche Isocyanat kann durch Umsetzung mit einer monofunktionellen aktiven Verbindung zerstört werden. Beispiele hierfür sind Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol und Hexanol. Man kann die Reaktion zwischen dem Isocyanat und der aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung auch katalysieren. Beispiele für derartige Katalysatoren sind Dibutylzinn dilaurat, Dibutylzinndiacetat, 1,4-Diaza[2.2.2]bicyclooctan, Tetramethylbutandiamin, Zinkoctoat und Zinn(II)- octoat. Die verwendeten Lösungsmittel müssen wasserfrei und gegenüber der Isocyanatgruppe inert sein. Beispiele hierfür sind Aceton, Methylethylketon, Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Ethylenglykoldiacetat und Propylenglykoldiacetat. In der Reaktionsmischung kann auch ein Radikalinhibitor vorhanden sein. Als Inhibitor bevorzugt ist butyliertes Hydroxytoluol.
• Das das ethylenisch ungesättigte Polyether- Urethan enthaltende Monomer ist auch dadurch herstellbar, daß man ein blockiertes Polyetherglykol mit einem Rest mit Isocyanatfunktionalität und ethylenisch ungesättigter Funktionalität so umsetzt, daß das fertige Urethan-Polyether-Monomer eine ethylenisch ungesättigte Funktionalität für die radikalische Polymerisation aufweist. Das blockierte Polyetherglykol hat die folgende allgemeine Formel:
• R-O-[CH&sub2;-CH(X)-O]n-H,
• worin X einen monofunktionellen Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Wasserstoff oder eine Methylgruppe,
• R einen monofunktionellen, difunktionellen oder trifunktionellen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen und
• n die Anzahl der Mole Ethylenoxid, die im Bereich von 0 bis 50 liegen kann, bedeutet.
• Das multifunktionelle Isocyanat hat die folgende allgemeine Formel:
• CH&sub2;=CH(X)-Z-(NCO)m,
• worin Z einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoff- und Stickstoffatomen,
• m die Zahl der Isocyanatgruppen und
• X einen monofunktionellen Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Wasserstoff oder eine Methylgruppe, bedeutet.
• Bei dem organischen Polyisocyanat, das wie beschrieben mit dem Polyetherglykol umgesetzt wird, handelt es sich um ein weitgehend beliebiges Polyisocyanat und bevorzugt um ein Monoisocyanat mit ethylenisch ungesättigter Funktionalität. Als Isocyanatverbindung mit ethylenisch ungesättigter Funktionalität bevorzugt ist meta-Isopropenyl-alpha, alpha-dimethylbenzylisocyanat. Die Herstellung des Urethan-Polyether-Monomers kann in an sich bekannter Weise durch Umsetzung eines stöchiometrischen Überschusses der organischen Polyisocyanatverbindung mit dem entsprechenden Polyetherglykol unter wasserfreien Bedingungen bei einer Temperatur zwischen etwa 20ºC und 130ºC erfolgen, bis die Reaktion zwischen den Isocyanatgruppen und dem aktiven Wasserstoff des Polyetherglykols vollständig ist. Man setzt die Isocyanatgruppen und den aktiven Wasserstoff des Polyetherglykols in einer Stöchiometrie von 1,0:0,8 bis etwa 1:1, bevorzugt 1:1, um. Man kann die Reaktion zwischen der Isocyanatgruppe und dem aktiven Wasserstoff des Polyetherglykols auch katalysieren. Beispiele für derartige Katalysatoren sind Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Zinn(II)-octoat, 1,4-Diaza[2.2.2]bicyclooctan, Tetramethylbutandiamin, Zinkoctoat und Zinn(II)-octoat. Die verwendeten Lösungsmittel müssen gegenüber dem Isocyanat inert und außerdem mit Wasser mischbar sein. Diese Anforderungen erfüllen beispielsweise Aceton, Methylethylketon, Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Ethylenglykoldiacetat und Propylenglykoldiacetat. In der Reaktionsmischung kann auch ein Radikalinhibitor vorhanden sein. Als Inhibitor bevorzugt ist butyliertes Hydroxytoluol.
• Bei dem fertigen Aluminiumdispersionsharz handelt es sich um ein Acrylpolymer in einem oder mehreren mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln, gebildet durch radikalisch inituerte Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren einschließlich des Polyether enthaltenden Monomers und/oder des Urethan-Polyether-Monomers, die oben bereits beschrieben wurden.
• Als ethylenisch ungesättigte Monomere für diesen Zweck eignen sich u.a. Alkyl(meth)acrylate, wie z.B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, 2-Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2- Butyl(meth)acrylat, 2-Methylpropyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Dicyclopentadienyl(meth)acrylat und Isobornyl(meth)acrylat, Arylmonomere, wie z.B. Styrol, alpha-Methylstyrol, Vinyltoluol, t-Butylstyrol, Benzyl(meth)acrylat und 2- Benzylethyl(meth)acrylat, Hydroxymonomere, wie z.B. Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat, Allylalkohol, Hydroxybutyl(meth)acrylat, sek. -Hydroxybutyl(meth)acrylat und Hydroxyoctyl(meth)acrylat, säurefunktionelle Monomere, wie z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und Itaconsäure
• Die Herstellung des Acrylpolymers erfolgt in mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln, wie z.B. Methylethylketon, Aceton, Ethanol, Methanol, Propanol, Butanol, N-Methylpyrrolidon, Glykolen, Glykolethern, Glykolacetaten, Diethylenglykolethern, Diethylenglykolacetaten, Propylenglykolethern, Propylenglykolacetaten, Dipropylenglykolethern oder Dipropylenglykolacetaten, wobei Ethylenglykolpropylether, Ethylenglykolbutylether, Ethylenglykolhexylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolethylether, Propylenglykolpropylether, Propylenglykolbutylether, Propylenglykolhexylether, Dipropylenglykolmethylether, Dipropylenglykolethylether, Dipropylenglykolpropylether, Methylethylketon sowie Dipropylenglykolbutylether besonders bevorzugt sind. Das Acrylpolymer wird nach üblichen Lösungspolymerisationsverfahren hergestellt. Beispiele für radikalische Initiatoren sind u.a. Peroxide, wie z.B. Benzoylperoxid, Peressigsäure-tert.-butylester, Peroctansäure-ter.- butylester, Perbenzoesäure-tert.-butylester und di-tert.- Butylperoxid, und 1,1'-Azobis(alkylnitril)-Verbindungen, wie z.B. 1,1'-Azobis(isobutyronitril) und 1,1'-Azobis(cyclohexancarbonitril). Gegebenenfalls können bei der Polymerisation auch Tenside in einer Menge von 0,1-2,0 Gew.-% vorhanden sein.
• Die Herstellung des neuen wasserverdünnbaren Acrylharzes mit nichtionischer, Urethan- und Säurefunktionalität kann auch durch radikalisch inituerte Polymerisation von α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer en zu einem Acrylpoylmer mit aktivem Wasserstoff und anschließendem Aufpropfen eines Diisocyanat-Polyether- Addukts auf das Acrylpolymer zu einem Poly(ethylenoxid)- Endgehalt von 1-50 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 20 Gew.-%, erfolgen. Das zahlenmittlere Molekulargewicht des Polymers liegt zwischen 1.000 und 50.000, bevorzugt zwischen 1.000 und 20.000 atomaren Masseneinheiten, seine Glasübergangstemperatur (Tg) zwischen -20 und +50ºC (berechnet nach Fox), seine Hydroxylzahl 0 bis 50 und seine Säurezahl 5 bis 50, bevorzugt 10 bis 20 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe. Die Viskosität dieses Polymers beträgt bei einem nichtflüchtigen Anteil von 66% 5.000 - 15.000 cPs, gemessen bei 25ºC.
• Das aktiven Wasserstoff enthaltende Acrylpolymer wird in einem oder mehreren mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln durch radikalisch inituerte Poylmerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, die aktiven Wasserstoff und Säurefunktionalität enthalten, hergestellt. Das fertige Acrylharz sollte ein zahlenmittleres Molekulargewicht zwischen 1.000 und 20.000 atomaren Masseneinheiten, eine Glasübergangstemperatur (Tg) zwischen -20 und +50ºC (berechnet nach Fox), eine Hydroxylzahl von 0 bis 75 und eine Säurezahl von 10 bis Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe aufweisen. Die Viskosität dieses Polymers beträgt bei einem nichtflüchtigen Anteil von 66% 5.000 - 15.000 cPs, gemessen bei 25ºC.
• Als ethylenisch ungesättigte Monomere für diesen Zweck eignen sich u.a. Alkyl(meth)acrylate, wie z.B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, 2-Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2- Butyl(meth)acrylat, 2-Methylpropyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Dicyclopentadienyl(meth)acrylat und Isobornyl(meth)acrylat, Arylmonomere, wie z.B. Styrol, alpha-Methylstyrol, Vinyltoluol, t-Butylstyrol, Benzyl(meth)acrylat und 2- Benzylethyl(meth)acrylat, ethylenisch ungesättigte Verbindungen mit mindestens einem aktiven Wasserstoff, wie z.B. Hydroxymonomere, wie z.B. Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl(meth)acrylat, sek.-Hydroxybutyl(meth)acrylat undhydroxyoctyl(meth)acrylat, säurefunktionelle Monomere, wie z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und Itaconsäure
• Die Herstellung des Acrylpolymers erfolgt in mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln, wie z.B. Methylethylketon, Aceton, Ethanol, Methanol, Propanol, Butanol, N-Methylpyrrolidon, Glykolen, Glykolethern, Glykolacetaten, Diethylenglykolethern, Diethylenglykolacetaten, Propylenglykolethern, Propylenglykolacetaten, Dipropylenglykolethern oder Dipropylenglykolacetaten, wobei Ethylenglykolpropylether, Ethylenglykolbutylether, Ethylenglykolhexylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolethylether, Propylenglykolpropylether, Propylenglykolbutylether, Propylenglykolhexylether, Dipropylenglykolmethylether, Dipropylenglykolethylether, Dipropylenglykolpropylether, Methylethylketon sowie Dipropylenglykolbutylether besonders bevorzugt sind. Das Acrylpolymer wird nach üblichen Lösungspolymerisationsverfahren hergestellt. Beispiele für radikalische Initiatoren sind u.a. Peroxide, wie z.B. Benzoylperoxid, Peressigsäure-tert.-butylester, Peroctansäure-ter.- butylester, Perbenzoesäure-tert.-butylester und di-tert.- Butylperoxid, und 1,1'-Azobis(alkylnitril)-Verbindungen, wie z.B. 1,1'-Azobis(isobutyronitril) und 1,1'-Azobis(cyclohexancarbonitril). Gegebenenfalls können bei der Polymerisation auch Tenside in einer Menge von 0,1-2,0 Gew.-% vorhanden sein.
• Das Monoisocyanat/Polyether-Urethan-Addukt ist dadurch zugänglich, daß man ein blockiertes Polyetherglykol derart mit einem multifunktionellen Isocyanat umsetzt, daß das fertige Addukt noch eine verbleibende freie Isocyanatgruppe besitzt. Das blockierte Polyetherglykol hat die folgende allgemeine Formel:
• R-O-[CH&sub2;-CH(X)-O]n-H,
• worin X einen monofunktionellen Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Wasser stoff oder eine Methylgruppe,
• R einen monofunktionellen, difunktionellen oder trifunktionellen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen und
• n die Anzahl der Mole Ethylenoxid, die im Bereich von 0 bis 50 liegen kann, bedeutet.
• Der blockierte Polyether hat einen Molekular gewichtsbereich von 100 bis 4.000. Als blockierte Polyether kommen beispielsweise in Betracht: Polyethylenglykolmonomethylether, Polyethylenglykolmonoethylether, Polyethylenglykolmonopropylether, Polyethylenglykolmonobutylether, Polyethylenglykolnonylphenolether, Polypropylenglykolmonomethylether, Polypropylenglykolmonoethylether, Polypropylenglykolmonopropylether und Polypropylenglykolmonobutylether.
• Das multifunktionelle Isocyanat hat die folgende allgemeine Formel:
• Z-(NCO)m,
• worin Z einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoff- und Stickstoffatomen und
• m die Zahl der Isocyanatgruppen bedeutet.
• Bei dem organischen Polyisocyanat, das wie beschrieben mit dem Polyetherglykol umgesetzt wird, handelt es sich um ein weitgehend beliebiges Polyisocyanat und bevorzugt um ein Diisocyanat, z.B. gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoff-Diisocyanate. Viele derartige organische Diisocyanate sind hinreichend bekannt, u.a. p-Phenylendiisocyanat, Biphenyl-4,4'- diisocyanat, Toluoldiisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4-biphenylendiisocyanat, 1,4-Tetramethylendiisocyanat, 1,6- Hexamethylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexan-1,6-diisocyanat, Methylenbis(phenylisocyanat), 1,5-Naphthalindiisocyanat, Bis(isocyanatoethylfumarat), Isophorondiisocyanat (IPDI) und Methylenbis(4-cyclohexylisocyanat). In Betracht kommen auch isocyanatterminierte Addukte von Polyolen, wie z.B. Ethylenglykol oder 1,4- Butylenglykol, Trimethybipropan usw. Sie sind durch Umsetzung von mehr als einem mol eines Diisocyanats, wie z.B. den obengenannten, mit einem mol Polyol zu einem längerkettigen Diisocyanat erhältlich.
• Man setzt bevorzugt ein aliphatisches Diisocyanat ein, da es sich herausgestellt hat, daß diese der Endlackierung höhere Farbstabilität verleihen. Beispiele hierfür sind u.a. 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1,4- Butylendiisocyanat, Methylenbis(4-cyclohexylisocyanat) und Isophorondiisocyanat. In Betracht kommen auch Diisocyanat-Gemische.
• Man kann auch andere multifunktionelle Isocyanate einsetzen, wie z.B. 1,2,4-Benzoltriisocyanat, Polymethylenpolyphenylisocyanat, das Isocyanurat des Isophorondiisocyanats und das Isocyanurat des Hexamethylendiisocyanats.
• Die Herstellung des Addukts kann in an sich bekannter Weise durch Umsetzung eines stöchiometrischen Überschusses der organischen Polyisocyanatverbindung mit dem entsprechenden Polyetherglykol unter wasserfreien Bedingungen bei einer Temperatur zwischen etwa 20ºC und 130ºC erfolgen, bis die Reaktion zwischen den Isocyanatgruppen und dem aktiven Wasserstoff des Polyetherglykols vollständig ist. Man setzt die Isocanatgruppen und den aktiven Wasserstoff des Polyetherglykols in einer Stöchiometrie von 1,5:1 bis etwa 3:1, bevorzugt 2:1, um.
• Man kann die Reaktion zwischen der Isocyanatgruppe und dem aktiven Wasserstoff des Polyetherglykols auch katalysieren. Beispiele für derartige Katalysatoren sind Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, 1,4- Diaza[2.2.2]bicyclooctan, Tetramethylbutandiamin, Zinkoctoat und Zinn(II)-octoat. Die verwendeten Lösungsmittel müssen gegenüber dem Isocyanat inert und außerdem mit Wasser mischbar sein. Diese Anforderungen erfüllen beispielsweise Aceton, Methylethylketon, Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Ethylenglykoldiacetat und Propylenglykoldiacetat.
• Die Herstellung des fertigen wasserverdünnbaren Harzes mit nichtionischer, Urethan- und Säurefunktionahtät erfolgt durch Umsetzung des Monoisocyanat/Polyether- Urethan-Addukts mit dem aktiven Wasserstoff enthaltenden Acrylpolymer in an sich bekannter Weise unter wasserfreien Bedingungen bei einer Temperatur zwischen etwa 20ºC und 130ºC, bis die Reaktion zwischen den Isocyanat gruppen und dem aktiven Wasserstoff der Acrylverbindung vollständig ist. Dabei liegt das stöchiometrische Verhältnis der Isocyanatgrupe zum aktiven Wasserstoff des Acrylharzes bei 0,1:1,0 bis 1,0:1,0. Das fertige Polymer sollte einen Poly(ethylenoxid)-Endgehalt von 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 20 Gew.-%, aufweisen. Sein zahlenmittleres Molekulargewicht liegt zwischen 1.000 und 20.000 atomaren Masseneinheiten, seine Glasübergangstemp eratur (Tg) zwischen -20 und +50ºC (berechnet nach Fox), seine Hydroxylzahl bei 0 bis 50 und seine Säurezahl bei 5 bis 50, bevorzugt 10 bis 20 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe. Die Viskosität dieses Polymers beträgt bei einem nichtflüchtigen Anteil von 66% 5.000 - 15.000 cPs, gemessen bei 25ºC.
• Bei der Herstellung der Komponente A kann man jede im Handel für Anwendungen auf Lösungsmittel- oder auf Wasserbasis erhältliche Aluminiumpaste verwenden. Die Menge an Aluminiumflakes in der Komponente beträgt 4-30 Gew.-%, bevorzugt 23-30 Gew.-%.
• Als andere nichtmetallische oder Metallpigmente, die in diese Basis eingearbeitet werden können, seien Kupfer, Kupferlegierungen, Glimmer, beschichtete Metallfolien, Kunststoff-Flakes und Stahl genannt. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um eine vollständige Auflistung.
• Zur Erniedrigung der Viskosität des Acrylharzes kann ein zusätzliches organisches Lösungsmittel erforderlich sein. Brauchbare Lösungsmittel müssen mit Wasser mischbar sein, wie z.B. Methylethylketon, Aceton, Ethanol, Methanol, Propanol, Butanol, N-Methylpyrrolidon, Glykole, Glykolether, Glykolacetate, Diethylenglykolether, Diethylenglykolacetate, Propylenglykolether, Propylerglykolacetate, Dipropylenglykolether, Dipropylen glykolacetate, wobei Ethylenglykolpropylether, Ethylenglykolbutylether, Ethylenglykolhexylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolethylether, Propylenglykolpropylether, Propylenglykolbutylether, Propylenglykolhexylether, Dipropylenglykolmethylether, Dipropylenglykolethylether, Dipropylenglykolpropylether sowie Dipropylenglykolbutylether besonders bevorzugt sind. Die Komponente A, die Aluminiumbasis, enthält insgesamt 25 bis 55 Gew.-% Feststoff, 5 bis 35 Gew.-%, bevorzugt 20-30 Gew.-%, Bindemittel, 35 bis SO Gew.-% organisches Lösungsmittel sowie insgesamt 4-30 Gew.-% Metallpigment. Zusätzliche, in der Lacktechnik übliche Benetzungs- und Antiabsetzmittel können noch hinzugefügt werden.
• Die Herstellung der Komponente A, der Aluminiumbasis, ist für das richtige Aussehen der Aluminiumflakes in der Endlackierung kritisch. Die entsprechende Menge an Acrylharzlösung wird in der entsprechenden Menge eines mit Wasser mischbaren, organischen Lösungsmittels wie z.B. Methylethylketon, Aceton, Ethanol, Methanol, Propanol, Butanol, N-Methylpyrrolidon, Glykole, Glykolether, Glykolacetate, Diethylenglykolether, Diethylenglykolacetate, Propylenglykolether, Propylenglykolacetate, Dipropylenglykolether oder Dipropylenglykolacetate gelöst, wobei Ethylenglykolpropylether, Ethylen glykolbutylether, Ethylenglykolhexylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolethylether, Propylenglykolpropylether, Propylenglykolbutylether, Propylenglykolhexylether, Dipropylenglykolmethylether, Dipropylenglykolethylether, Dipropylenglykolpropylether sowie Dipropylenglykolbutylether besonders bevorzugt sind. Die richtige Menge an Aluminiumpaste wird in der obenbeschriebenen Harzlösung aufgeschlämmt. Die Aluminium- Aufschlämmung wird so lange gerührt, bis die Basis glatt und einheitlich ist.
• Unter Bindemittel ist hier der nichtflüchtige Anteil des Harzbindemittels einer Lackierung zu verstehen; insbesondere wird auf Paint & Coatings Dictionary, herausgegeben von der Federation of Societies for Coatings Technolog", 1978, verwiesen. Unter Feststoffen ist das nichtflüchtige Material in einer Lackzusammensetung zu verstehen, das nach dem Trocknen zurückbleibt; insbesondere wird auf Paint & Coatings Dictionary, herausgegeben von der Federation of Societies for Coatings Technology, 1978, verwiesen.
• Komponente B, die pigmentierte oder nicht pigmentierte Basis, enthält gegebenenfalls 5-50%, bevorzugt 15- 50%, Acryllatex-Reibharz und filmbildendes Acryllatex- Bindemittel. Dieser Gehalt richtet sich nach dem in der Komponente vorhandenen Pigment. Komponente B enthält 0-35 Gew.-% Pigment, wobei dieser Gehalt ebenfalls von den Pigmenteigenschaften abhängig ist. In der Regel ist ein Gewichtsverhältnis von Pigment zu Bindemittel von 10:100 bis 300:100 annehmbar. Die Pigmentmahlung erfolgt normalerweise unter Verwendung herkömmlicher Dispergiergeräte wie Sandmühlen, Perlmühlen, Kugelmühlen, Horizontalmühlen und Vertikalmühlen. Gegebenenfalls können Netzmittel, Tenside sowie Dispergierhilfsmittel eingesetzt werden. Diese Komponente kann zusätzlich auch noch ein Wachs enthalten, das aus Ethylen und/oder ethylenisch ungesättigten Monomeren wie Alkyl(meth)acrylaten, wie z.B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, 2-Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2- Butyl(meth)acrylat, 2-Methylpropyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Dicyclopentadienyl(meth)acrylat und Isobornyl(meth)acrylat, Arylmonomeren, wie z.B. Styrol, alpha-Methylstyrol, Vinyltoluol, t-Butylstyrol, Benzyl(meth)acrylat und 2- Benzylethyl(meth)acrylat, Hydroxymonomeren, wie z.B. Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl(meth)acrylat, sek.-Hydroxybutyl(meth)acrylat und Hydroxyoctyl(meth)acrylat, säurefunktionellen Monomeren, wie z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und Itaconsäure, aufgebaut ist. Die Teilchengröße der in der fertigen Dispersion enthaltenen Wachsteilchen beträgt 0,5 Mikron bis 50 Mikron, bevorzugt 1,0 bis 20,0 Mikron. Das Wachs wird im Harzsystem nach herkömmlichen Verfahren bis zur gewünschten Teilchengröße Qispergiert oder emulgiert. Dann setzt man der pigmentierten oder nicht pigmentierten Basis die richtige Menge Wachsdispersion zu. Der pH-Wert der pigmentierten oder nicht pigmentierten Basis läßt sich mit Ammoniak oder beliebigen wasserlöslichen primären Ammen, sekundären Ammen, tertiären Ammen, Polyaminen und Hydroxyaminen, wie z.B. Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, N-Aminoethanolamin, N-Methyldiethanolamin, Monoisopropanolamin, Dusopropanolamin, Trusopropanolamin, Hydroxylamin, Butanolamin, Hexanolamin, Methyldiethanolamin, N,N-Diethylaminoethylamin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Diethylentetramin, Hexamethylentetramin, Triethylamin und dergleichen, einstellen. Ammoniak ist als Base bevorzugt. Diese Komponente kann zusätzlich auch noch 0-25 Gew.-% eines in Wasser dispergierbaren Polyurethanharzes enthalten.
• Bei dem für die Dispergierung der Pigmente verwendeten Harz handelt es sich um einen Acryllatex. Typische Eigenschaften dieses Acryllatex sind im folgenden aufgeführt:
• Feststoffgehalt, % 20-60
• pH-Wert 7 bis 10
• Gewicht pro 1 (Gallone), g (lb) 962 bis 1082 (8,0 bis 9,0)
• Mindestfilmbildungstemperatur, ºC 0 bis 70
• Sward-Härte 25 bis 110
• Mechanische Stabilität i.O.
• Glasübergangstemperatur, ºC 10 bis 50
• Mittleres Molekulargewicht 150.000 bis 300.000
• Zahlenmittleres Molekulargewicht 30.000 bis 60.000
• Feststoffbezogene Säurezahl 5 bis 35
• Flüchtige organische Lösungsmittel, % 0 bis 20
• Teilchengröße, nm 50 bis 150
• Als Acryllatices sind das von der Firma ICI Resins vertriebene NeoCryl A-622, NeoCryl A-640, NeoCryl A-6037, das von der Firma Johnson Wax vertriebene Joncryl J-537, Joncryl J-538, und das von der Firma NL Industries vertriebene Arolon 860-W-45 besonders bevorzugt. Der Anteil dieses Harzes in der Komponente B beträgt 15-60 Gew.-%, vorzugsweise 20-40 Gew.-%. Die organischen, anorganischen Pigmente und/oder Farbstoffe werden mit diesem Harz nach Standardverfahren vermahlen. Als Dispergiergeräte sind z.B. Kugelmühlen, Perlmühlen, Horizontalmühlen und Vertikalmühlen zu nennen. Als Pigmente und Farbstoffe kommen u.a. Titandioxid, Graphit, Ruß, Zinkoxid, Cadmiumsulfid, Chromoxid, Zinksulfid, Zinkchromat, Strontiumchromat, Bariumchromat, Bleichromat, Bleicyanamid, Bleisiliciumchromat, Chromoxid, Zinksulfid, gelbes Nickeltitan, gelbes Chromtitan, rotes Eisenoxid, gelbes Eisenoxid, transparentes rotes Eisenoxid, Transparentgelboxid, schwarzes Eisenoxid, Naphtholrot- und -braunfarbstoffe, Anthrachinone, Dioxazinviolett, Isomdolingelbfarbstoffe, Arylidgelb- und -orangefarbstoffe, Ultramarinblau, Phthalcyaninkomplexe, Amarant, Chinacridone und halogenierte Thioindigopigmente sowie Streckpigmente, wie u.a. Magnesiumsilicat, Aluminiumsilicat, Calciumsilicat, Calciumcarbonat, pyrogene Kieselsäure und Banumsulfat, in Betracht. Der Anteil an Pigment/Farbstoff in der Komponente B beträgt 0,0-45,0 Gew.-%, normalerweise 0-25%. Diese Komponente kann zusätzlich auch noch ein Wachs enthalten, das aus Ethylen und/oder ethylenisch ungesättigten Monomeren wie Alkyl(meth)acrylaten, wie z.B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, 2-Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-Butyl(meth)acrylat, 2-Methylpropyl(meth)acrylat, t-Butyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Dicyclopentadienyl(meth)acrylat und Isobornyl(meth)acrylat, Arylmonomeren, wie z.B. Styrol, alpha- Methylstyrol, Vinyltoluol, t-Butylstyrol, Benzyl(meth)acrylat und 2-Benzylethyl(meth)acrylat, Hydroxymonomeren, wie z.B. Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat, Hydroxybutyl(meth)acrylat, sek.-Hydroxybutyl(meth)acrylat und Hydroxyoctyl(meth)acrylat, säurefunktionellen Monomeren, wie z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und Itaconsäure, aufgebaut ist. Die Teilchengröße der in der fertigen Dispersion enthaltenen Wachsteilchen beträgt in der Regel 0,5 Mikron bis 50 Mikron, bevorzugt 1,0 bis 2,0 Mikron. Das Wachs enthält in der Regel 0 - 20 Gew.-% Vinylacetat. Das Wachs besitzt folgende typische Eigenschaften:
• Säurezahl (mg KOH/g) 0-50
• Härte, dmm (ASTM D-5) < 2,
• Mettler-Tropfpunkt, C (ASTM D-3104) 100-150
• Teilchengröße, µm (Mikron) 0,5-10,
• Hydroxylzahl 0-50
• In der Regel dispergiert man das Wachs nach herkömmlichen Verfahren bis zur gewünschten Teilchengröße im Harzsystem, oder man stellt es nach Emulsionsverfahren her. Dann setzt man der pigmentierten Basis die richtige Menge der Wachsdispersion zu. Diese Komponente kann auch einen oder mehrere andere herkömmliche Lackzusätze wie Dispergierhilfsmittel, Antiabsetzmittel, Benetzungsmittel, Verdickungsmittel, Streckmittel, Weichmacher, Stabilisatoren, Lichtschutzmittel, schaumverhindernde Mittel, Entschäumer und Katalysatoren in der üblichen Menge enthalten. Ebenfalls in dieser Komponente vorhanden ist ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel wie Methylethylketon, Aceton, Ethanol, Methanol, Propanol, Butanol, N- Methylpyrrolidon, Glykole, Glykolether, Glykolacetate, Diethylenglykolether, Diethylenglykolacetate, Propylenglykolether, Propylenglykolacetate, Dipropylenglykolether, Dipropylenglykolacetate, wobei Ethylenglykolpropylether, Ethylenglykolbutylether, Ethylenglykolhexylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolethylether, Propylenglykolpropylether, Propylenglykolbutylether, Propylenglykolhexylether, Dipropylenglykolmethylether, Dipropylenglykolethylether, Dipropylenglykolpropylether sowie Dipropylenglykolbutylether in einer Menge von 0-25 Gew.-%, bevorzugt 0-12 Gew.-%, besonders bevorzugt sind. Als Beispiele für wasserverdünnbare Polyurethane seien NeoRez R-960, R-966, R-967 und R-9637 von ICI Resins und Spensol L51 und L53 von NL Industries genannt.
• Die Komponente B, die pigmentierte Basis, enthält insgesamt 5-60 Gew.-% Feststoff, insgesamt 0,0-45 Gew.-% Metallpigment, insgesamt 0-25 Gew.-% organisches Lösungsmittel, insgesamt 20-60 Gew.-% Bindemittel, insgesamt 0- Gew.-% Wachs, insgesamt 0-25 Gew.-% Polyurethan und insgesamt 40 - 95 Gew.-% Wasser und besitzt einen pH-Wert im Bereich von 7 - 10, bevorzugt 7 - 9. Der pH-Wert der Basis läßt sich mit Ammoniak oder anderen wasserlöslichen primären Ammen, sekundären Ammen, tertiären Ammen, Polyaminen und Hydroxyaminen, wie z.B. Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methylethanolamin, N,N- Diethylethanolamin, N-Aminoethanolamin, N-Methyldiethanolamin, Monoisopropanolamin, Dusopropanolamin, Trusopropanolamin, Hydroxylamin, Butanolamin, Hexanolamin, Methyldiethanolamin, N,N-Diethylaminoethylamin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Diethylentetramin, Hexamethylentetramin, Triethylamin und dergleichen, einstellen.
• Bei der Komponente C, der Verdünnerbasis, handelt es sich um eine wäßrige Lösung, enthaltend eine Disper sion aus synthetischem Natriumlithiummagnesiumsilicat- Hectorit-Ton, ein Polypropylenglykol und/oder ein anionisches Tensid sowie gegebenenfalls ein wasserverdünnbares Polyurethanharz. Der Zusatz eines Polypropylenglykols zum Hectorit-Ton ergibt eine niedrigviskose Dispersion. Diese niedrigviskose Hectorit-Ton-Dispersion gestattet die einfache Einarbeitung der Dispersion in die Lackzusammensetzung sowie einen Auftrag der Lackierung in nasserer Form bei der Applikation. Das Polypropylenglykol ermöglicht auch ein Aufsprühen der Lackierung auf das Substrat in nasserer Form. Der Zusatz des anionischen Tensids führt zur Vorgelierung des Hectorit-Tons. Die Verwendung des vorgelierten Hectorit-Tons in einer Lackzusammensetzung ergibt eine trockenere Filmapplikation und eine stabile Viskosität. Der synthetische Natriumlithium magnesiumsilicat-Ton hat die folgenden typischen Eigenschaften:
• Feststoffgehalt, % 95-100
• Typische Analyse
• SiO&sub2; 50-65
• MgO 25-35
• Li&sub2;O 0,1-1,5
• Na&sub2;O 1,5-3,5
• 3,0-12,
• Aussehen Weißes, freifließendes Pulver
• Teilchengröße < 2% über 250 µm (Mikron)
• Oberfläche, m²/g 3705
• Bei einem besonders bevorzugten synthetischen Natriumlithiummagnesiumsilicat-Hectorit-Ton handelt es sich um Laponite RD von Laporte, Inc. Dieser Hectorit-Ton liegt in dieser Komponente in einer Menge von 0,1-10 Gew.-%, bevorzugt 0,5-3,0 Gew.-%, vor. Diese Komponente enthält daneben auch 0,1-10 Gew.-% eines Polypropylenglykols und/oder 0,1-2,0 Gew.-%, bevorzugt 0,1-1,0 Gew.- %, eines anionischen Tensids. Das Molekulargewicht des Polypropylenglykols liegt im Bereich von 435 bis 3900. Als anionische Tenside kommen beispielsweise alkoholsulfatierte, ethersulfatierte, lineare Alkylbenzolsulfonate in Betracht, wobei Dialkylsulfosuccinate besonders bevorzugt sind. Bei dem Kation des Salzes kann es sich um Ammonium, Natrium, Kalium und andere einwertige und/oder zweiwertige Metalle handeln. Diese Komponente kann zusätzlich auch noch 0,0 - 25,0 Gew.-%, bevorzugt 0,0 - 10,0 Gew.-% eines wasserverdünnbaren Polyurethans enthalten. Als Beispiele für wasserverdünnbare Polyurethane seien NeoRez R-960, R-966, R-967 und R- 9637 von ICI Resins und Spensol L51 und L53 von NL Industries genannt.
• Das Dispergieren des Hectorit-Tons im wäßrigen Medium kann mit Schaufeln vom Cowles-Typ oder durch Bewegung erfolgen. In dieser Komponente kann zusätzlich auch noch ein mit Wasser mischbares Losungsmittel vorhanden sein, wie z.B. Methylethylketon, Aceton, Ethanol, Methanol, Propanol, Butanol, N-Methylpyrrolidon, Glykole, Glykolether, Glykolacetate, Diethylenglykolether, Diethylenglykolacetate, Propylenglykolether, Propylenglykolacetate, Dipropylenglykolether, Dipropylenglykolacetate, wobei Ethylenglykolpropylether, Ethylenglykolbutylether, Ethylenglykolhexylether, Propylenglykolmethylether, Propylenglykolethylether, Propylenglykolpropylether, Propylenglykolbutylether, Propylenglykolhexylether, Dipropylenglykolmethylether, Dipropylenglykolethylether, Dipropylenglykolpropylether sowie Dipropylenglykolbutylether in einer Menge von 0-25 Gew.-%, bevorzugt 0-12 Gew.-%, besonders bevorzugt sind. Diese Komponente enthält insgesamt 50-99,9 Gew.-% Wasser.
• Zur Verbesserung bestimmter Filmeigenschaften können dem Lack noch andere wasserverdünnbare Harze wie etwa wäßrige einkomponentige Dispersionen aliphatischer Polyurethane, Dispersionen aromatischer Polyurethane, Polyester und Alkyde zugefügt werden.
• Gewünschte Eigenschaften können auch durch Zusatz eines an sich bekannten Verdickers auf Basis von Acrylsäure und/oder Polyurethan erreicht werden. Durch Einarbeitung von Metalloxiden wie Zinkoxid kann auch die Feuchtigkeitsbeständigkeit des fertigen Films verbessert werden.
• Zur Erhöhung der Benetzung des Untergrundes durch die Lackierung können der Lackzusammensetzung noch zusätzliche anionische und nichtionische Tenside zugefügt werden, wie das von der Firma 3M vertriebene FC120, FC430, das von der Firma Air Products vertriebene Surfynol 104, Surfynol 440, das von der Firma Rohm und Haas vertriebene Triton X-100, das von der Firma Troy Chemical Company vertriebene Troysol LAC, die von der Firma American Cyanamid vertriebenen Aerosol OT-Sorten, einschließlich der Salze von Sulfobernsteinsäuredialkylestern, sowie die von der Firma GAF vertriebenen Igepal- Sorten, einschließlich der ethoxylierten Alkylphenole.
• Diese Basislackzusammensetzung besitzt eine sehr hohe Viskosität bei niedriger Schergeschwindigkeit und eine niedrige Viskosität bei hohen Schergeschwindigkeiten. Hierdurch kommt der hervorragende Metalleffekt dieser Lackzusammensetzung zustande. Die Ausflußzeit des Lacks aus einem Ford-Becher Nr. 4 beträgt 15 bis 30 Sekunden bei 23ºC.
• Unter Verwendung von Komponente B und Komponente C lassen sich nichtmetallische Autobasislack-Mehrkomponentensysteme herstellen.
• Die Lackzusammensetzung läßt sich mit herkömmlichen Sprühgeräten oder HVLP-Sprühgeräten (High Volume, Low Pressure) auftragen und liefert einen hochwertigen Lack. Andere Applikationsmöglichkeiten sind Walzenauftrag, Streichen, Besprengen, Fluten, Tauchen, elektrostatisches Spritzen oder Elektrophorese. Geeignete Substrate können aus Holz, Metall und synthetischem Material sein. Nach einer Ablüftzeit von 15 bis 45 Minuten kann über diesen Basislack ein transparenter Decklack aufgetragen werden. Als transparente Klarlacke kommen z.B. Zweikomponentenlacke auf der Basis von mit Polyisocyanaten gehärteten Acryl- und/oder Polyesterharzen in Frage. Weiter Beispiele für gehärtete transparente Klarlacke sind mit Silanen gehärtete Acryl- und/oder Polyesterharze, mit Acryl- und/oder Polyestersäure gehärtete Epoxidlackierungen sowie mit Aminoplastharzen, wie z.B. Melaminharzen, gehärtete Acryl- und/oder Polyesterharze, wobei dies jedoch keine vollständige Auflistung darstellt.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
• Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne deren Schutzbereich einzuschränken.
Beispiel 1: Basislack-Herstellung
• In einem 1-Liter-Destillationskolben mit Wasserkühler und Einleitungsrohr für trockene Luft gibt man unter trockener Luft 177,8 Gramm Isophorondiisocyanat, 422,4 Gramm Methoxypolyethylenglykol der Formel CH&sub3;O(CH&sub2;CH&sub2;O)n-H (Molekulargewicht: 550), 10 Gramm Methylethylketon mit Urethan-Qualität und 12 Gramm einer 0,5%igen Lösung von butyliertem Hydroxytoluol in Methylethylketon mit Urethan-Qualität zusammen. Nach 5 Minuten Rühren bei Raumtemperatur setzt man 0,2 Gramm Dibutylzinndiacetat zu. Man erhitzt die Mischung unter stetigem Rühren zwei Stunden auf eine Temperatur von 60ºC. Nach dem Abkühlen auf unter 30ºC setzt man 96,5 Gramm Hydroxyethylacrylat zu. Dann erhitzt man die Mischung unter stetigem Rühren zwei Stunden auf eine Temperatur von 60ºC. Jegliche Isocyanatreste (bestimmt durch Infrarot- Spektroskopie) sollten mit der kleinstmöglichen Menge wasserfreiem Ethanol umgesetzt werden. Das Produkt kann in einer trockenen Glasflasche verschlossen aufbewahrt werden.
• In einem Einliter-Destillationskolben mit Wasserkühler legt man unter Stickstoff etwa 134 Gramm Propylenglykolmonopropylether und 5 Gramm Methylethylketon vor. Man erhitzt die Mischung zum Rückfluß (ca. 140ºC), reduziert den Stickstoffstrom auf ein Minimum und leitet über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus &alpha;,&beta;- ethylenisch ungesättigten Monomeren in den Kolben. Das Monomerengemisch besteht aus 7,3% Methylmethacrylat, 18,9% Styrol, 4719% n-Butylmethacrylat, 1,6% Acrylsäure, 2,4% 2-Ethylhexylacrylat und 22,0% des obenbeschriebenen Polyether-Monomers. Während der Einleitung der Monomere in den Reaktionskolben führt man dem Kolben gleichzeitig über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus 10,6 Gramm Radikalinitiator (Perbenzoesäure-t-butylester) und 50 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) zu.
• Nach der Zugabe aller Monomere, des Lösungsmittels und des Initiators und Spülen der Pumpen und Zuläufe mit Propylenglykolmonopropylether hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach dreißig Minuten leitet man über einen Zeitraum von zehn Minuten ein Gemisch aus 1,2 Gramm Initiator und 35 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) in den Kolben. Nach der Zugabe des Gemischs aus Initiator und Lösungsmittel hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach ein bis zwei Stunden kühlt man ab und filtriert in eine ausgekleidete Metallflasche. Dieses Polymer besitzt bei einem nichtflüchtigen Anteil von 66,2 Gew.-% eine Viskosität zwischen 2.500 und 4.500 mPa (cPs), gemessen bei 25ºC, und eine Säurezahl von 12,5 bis 14,5 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe.
Herstellung der Komponente A - Aluminiumbasis
• Zu 60,0 g Butoxyethanol wurden 60,0 g einer handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Aluminiumpaste gegeben. Diese Mischung wurde bis zur Homogenität gerührt. Diese Dispersion wurde mit 30,0 g des obenbeschriebenen Harzes versetzt und solange gerührt, bis eine glatte, einheitliche Aufschlämmung entstanden war. Diese Aluminiumbasis enthält 39 Gew.-% flüchtige organische Lösungsmittel, 61,0 Gew.-% Feststoff, 13 Gew.-% Bindemittel sowie 26,0 Gew.-% Aluminiumflakes.
Herstellung der Komponente B - Pigmentierte Basis
• Die folgende Pigmentaufschlämmung wurde aus 12,2 g NeoCryl A-6037, 14,8 g NeoCryl A-640, 0,3 g 30%igem wäßrigem Ammoniak, 3,2 g Perrindo Maroon R-6424 von Mobay Corporation, 0,1 g eines Entschäumers und 0,05 g Surfynol 104BC von Air Products hergestellt. Die obigen Komponenten wurden miteinander vermischt und mit einer Schaufel vom Cowles-Typ vordispergiert. Anschließend wurde die Mischung in einer Sandmühle auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Das Mahlgut wurde unter Bewegung mit einer Verdünnungslösung aus 29,5 g NeoCryl A-622, 2,6 g Butoxyethanol, 1,3 g entionisiertem Wasser und 0,03 g einer l%igen wäßrigen FC-120-Lösung versetzt. Nach der obigen Verfahrensweise kann man auch eine nicht pigmen tierte Basis herstellen, wenn man das Pigment Perrindo Maroon R-6424 wegläßt. Die Herstellung einer Wachsdispersion erfolgte durch Mahlen von 50,0 g eines Wachses, 50,0 g nicht pigmentierter Harzlösung, 50,0 g entionisiertem Wasser und 50,0 g Butoxyethanol. Diese Paste wurde nach herkömmlichen Verfahren auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Die obenbeschriebenen pigmentierten und nicht pigmentierten Basen wurden unter Rühren mit 6,0 g dieser Wachsdispersion und 16,0 g NeoRez R-9637 von ICI Resins versetzt. Die entstehende pigmen tierte Basis besaß einen pH-Wert von 8,4 und enthielt 38,1 Gew.-% Feststoffe, 10,5 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile, 34,2 Gew.-% Bindemittel, 4,3 Gew.-% Pigment sowie 51,4 Gew.-% Wasser. Die nicht pigmentierte Basis enthielt 35,4 Gew.-% Feststoffe, 9,5 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile sowie 55,1 Gew.-% Wasser und besaß einen pH-Wert von 8,5.
Herstellung der Komponente C - Verdünnerbasis
• Zu 1953,2 g entionisiertem Wasser wurden 31,3 g Laponite RD von Laporte Industries und 10,7 g Pluracol P1010 von BASF Corporation gegeben. Die erhaltene Lösung wurde dann eine Stunde gerührt, bis das Laponite RD vollständig dispergiert war. Diese Lösung wurde mit 1953,2 g entionisiertem Wasser versetzt. Die entstehende Mischung enthielt 0,79 Gew.-% Laponite RD und 0,27 Gew.-% Polypropylenglykol. BEISPIEL 2 - HERSTELLUNG EINES WÄSSRIGEN ROTEN METALLICBASISLACKS
• Ein roter Metallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigen schaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des Metallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems BEISPIEL 3 - Herstellung eines wäßrigen Silbermetallic- Basislacks
• Ein Silbermetallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des Silbermetallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
Beispiel 4: Basislack-Herstellung
• Das hydroxylfunktionelle Acrylpoylmer wird folgendermaßen hergestellt. In einem Fünfliter-Destillationskolben mit Wasserkühler legt man unter Stickstoff etwa 695 Gramm Toluol und 175 Gramm Methylethylketon mit Urethan-Qualität vor. Man erhitzt die Mischung zum Rückfluß, stellt durch Zugabe von Methylethylketon auf eine Rückflußtemperatur von 100ºC ein, reduziert den Stickstoffstrom auf ein Minimum und leitet über einen 35 Zeitraum von zwei Stunden 2215 Gramm eines Gemischs aus &alpha;,&beta;-ethylenisch ungesättigten Monomeren in den Kolben.
• Das Monomerengemisch besteht aus 8,1% Methylmethacrylat, 21,2% Styrol, 54,2% n-Butylmethacrylat, 2,7% Acrylsäure, 2,8% 2-Ethylhexylacrylat, 2,0% alpha-Methylstyrol und 9,1% Hydroxyethylmethacrylat. Während der Einleitung der Monomere in den Reaktionskolben führt man dem Kolben gleichzeitig über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus 55 Gramm Radikalinitiator (&alpha;,&alpha;-Azobis(isobutyronitril)) und 250 Gramm Lösungsmittel (Methylethylketon) zu.
• Nach der Zugabe aller Monomere, des Lösungsmittels und des Initiators und Spülen der Pumpen und Zuläufe mit Propylenglykolmonopropylether hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach sechzig Minuten leitet man über einen Zeitraum von fünfundsiebzig Minuten ein Gemisch aus 11 Gramm Initiator und 120 Gramm Lösungsmittel (Methylethylketon) in den Kolben. Nach der Zugabe des Gemischs aus Initiator und Lösungsmittel hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach ein bis zwei Stunden kühlt man das Reaktionsgefäß auf eine Temperatur gerade unterhalb der Rückflußtemperatur ab und bringt unterhalb des Kühlers eine Barrett-Falle an. Man destilliert so lange Lösungsmittel ab, bis man 130 Gramm Lösungsmittel aufgefangen hat. Dann kühlt man die Lösung ab und gießt sie in eine ausgekleidete Metallflasche. Dieses Polymer besitzt eine Säurezahl von 19 bis 21 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe und einen nichtflüchtigen Anteil zwischen 66% und 69%.
• Die Herstellung des Diisocyanat-Polyether-Addukts erfolgt durch Reaktion einer Isocyanatgruppe eines Diisocyanats mit der Hydroxylgruppe eines Methoxypolyethylenglykols der Formel CH&sub3;O-(CH&sub2;CH&sub2;O)n-H, worin n = 7 - 45. Diese Reaktion wird unter trockener Luft wie folgt durchgeführt.
• In einem 1-Liter-Destillationskolben mit Wasserkühler und Einleitungsrohr für trockene Luft gibt man unter trockener Luft 231,7 Gramm Isophorondiisocyanat, 3519 Gramm Methylethylketon mit Urethan-Qualität und 374,5 Gramm Methoxypolyethylenglykol der Formel CH&sub3;O(CH&sub2;CH&sub2;O)n-H (Molekulargewicht: 350) zusammen. Nach 15 Minuten Rühren bei Raumtemperatur setzt man 0,2 Gramm Dibutylzinndiacetat zu. Man erhitzt die Mischung unter stetigem Rühren zwei Stunden auf eine Temperatur von 60ºC. Der Isocyanatgehalt der Adduktlösung sollte 6,7 % - 6,9% bzw. 7,2%, bezogen auf Feststoffe, betragen.
• Zur Herstellung des fertigen Urethan-Acryl-Propfcopolymers legt man in einem Fünfliter-Destillationskolben mit Wasserkühler unter trockenem Stickstoff 610,9 Gramm des hydroxylfunktionellen Acrylpolymers, 94,6 Gramm des Diisocyanat-Polyether-Addukts und 60 Gramm Toluol vor. Die Mischung wird auf 75ºC erhitzt und zweieinhalb Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Dann erhöht man die Temperatur, bis die Lösung am Rückfluß kocht (ca. 104ºC) und hält 30 Minuten unter Rückfluß Dann kühlt man die Lösung auf 75ºC ab und zieht im Vakuum (85 mbar Druck) etwa 100 Gramm Lösungsmittel ab. Nach Belüften mit Stickstoff gibt man 220 Gramm Ethylenglykolmonobutylether zu. Nach 10 Minuten Rühren beginnt man wieder mit dem Abziehen unter Vakuum und setzt es bei 75ºC und 85 mbar so lange fort, bis insgesamt (einschließlich der ersten 100 Gramm) 210 bis 212 Gramm Lösungsmittel abgezogen worden sind. Man kühlt die Lösung ab und filtriert in eine ausgekleidete Metallflasche. Die Säurezahl liegt zwischen 15 und 17 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe und der nichtflüchtige Anteil zwischen 66% und 69%.
Herstellung der Komponente A - Aluminiumbasis
• Zu 60,0 g Butoxyethanol wurden 60,0 g einer handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Aluminiumpaste gegeben. Diese Mischung wurde bis zur Homogenität gerührt. Diese Dispersion wurde mit 30,0 g des obenbeschriebenen Harzes versetzt und solange gerührt, bis eine glatte, einheitliche Aufschlämmung entstanden war. Diese Aluminiumbasis enthält 39 Gew.-% flüchtige organische Lösungsmittel, 61,0 Gew.-% Feststoff, 13 Gew.-% Bindemittel sowie 26,0 Gew.-% Aluminiumflakes.
Herstellung der Komponente B - Pigmentierte Basis
• Die folgende Pigmentaufschlämmung wurde aus 12,2 g NeoCryl A-6037, 14,8 g NeoCryl A-640, 0,3 g 30%igem wäßrigem Ammoniak, 3,2 g Perrindo Maroon R-6424 von Mobay Corporation, 0,1 g eines Entschäumers und 0,05 g Surfynol 104BC von Air Products hergestellt. Die obigen Komponenten wurden miteinander vermischt und mit einer Schaufel vom Cowles-Typ vordispergiert. Anschließend wurde die Mischung in einer Sandmühle auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Das Mahlgut wurde unter Bewegung mit einer Verdünnungslösung aus 29,5 g NeoCryl A-622, 2,6 g Butoxyethanol, 1,3 g entionisiertem Wasser und 0,03 g einer 1%igen wäßrigen FC-120-Lösung versetzt. Nach der obigen Verfahrensweise kann man auch eine nicht pigmentierte Basis herstellen, wenn man das Pigment Perrindo Maroon R-6424 wegläßt. Die Herstellung einer Wachsdispersion erfolgte durch Mahlen von 50,0 g eines Wachses, 50,0 g nicht pigmentierter Harzlsung, 50,0 g entionisiertem Wasser und 50,0 g Butoxyethanol. Diese Paste wurde nach herkömmlichen Verfahren auf die ge wünschte Teilchengröße gemahlen. Die obenbeschriebenen pigmentierten und nicht pigmentierten Basen wurden unter Rühren mit 6,0 g dieser Wachsdispersion und 16,0 g NeoRez R-9637 von ICI Resins versetzt. Die entstehende pigmentierte Basis besaß einen pH-Wert von 8,4 und enthielt 38,1 Gew.-% Feststoffe, 10,5 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile, 34,2 Gew.-% Bindemittel, 4,3 Gew.-% Pigment sowie 51,4 Gew.-% Wasser. Die nicht pigmentierte Basis enthielt 35,4 Gew.-% Feststoffe, 9,5 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile sowie 55,1 Gew.-% Wasser und besaß einen pH-Wert von 8,5.
Herstellung der Komponente C - Verdünnerbasis
• Zu 1953,2 g entionisiertem Wasser wurden 31,3 g Laponite RD von Laporte Industries und 10,7 g Pluracol P1010 von BASF Corporation gegeben. Die erhaltene Lösung wurde dann eine Stunde gerührt, bis das Laponite RD vollständig dispergiert war. Diese Lösung wurde mit 1953,2 g entionisiertem Wasser versetzt. Die entstehende Mischung enthielt 0,79 Gew.-% Laponite RD und 0,27 Gew.-% Polypropylenglykol. BEISPIEL 5 - HERSTELLUNG EINES WÄSSRIGEN ROTEN METALLICBASISLACKS
• Ein roter Metallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem her kömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des roten Metallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
BEISPIEL 6 - Herstellung eines wäßrigen Silbermetallic- Basislacks
• Komponente A Aluminiumbasis 16,0 g
• Komponente B Nicht pigmentierte Basis 54,0 g
• Komponente C Verdünnerbasis 85,0 g
• Ein Silbermetallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des Silbermetallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
Beispiel 7: Basislack-Herstellung
• In einem Einliter-Destillationskolben mit Wasserkühler legt man unter Stickstoff etwa 134 Gramm Propylenglykolmonopropylether und 5 Gramm Methylethylketon vor. Man erhitzt die Mischung zum Rückfluß (ca. 140ºC), reduziert den Stickstoffstrom auf ein Minimum und leitet über einen Zeitraum von zwei Stunden 454 Gramm eines Gemischs aus &alpha;,&beta;-ethylenisch ungesättigten Monomeren in den Kolben. Das Monomerengemisch besteht aus 7,2% Methylmethacrylat, 18,8% Styrol, 48,1% n-Butylmethacrylat, 1,7% Acrylsäure, 2,4% 2-Ethylhexylacrylat, 1,7% alpha-Methylstyrol und 19,9% Polyethylenglykolmonomethacrylat (mit 10 Ethylenoxideinheiten). Während der Einleitung der Monomere in den Reaktionskolben führt man dem Kolben gleichzeitig über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus 11 Gramm Radikalinitiator (Perbenzoesäure-t-butyl ester) und 50 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) zu.
• Nach der Zugabe aller Monomere, des Lösungsmittels und des Initiators und Spülen der Pumpen und Zuläufe mit Propylenglykolmonopropylether hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach dreißig Minuten leitet man über einen Zeitraum von zehn Minuten ein Gemisch aus 1,7 Gramm Initiator und 35 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) in den Kolben. Nach der Zugabe des Gemischs aus Initiator und Lösungsmittel hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach ein bis zwei Stunden kühlt man ab und filtriert in eine ausgekleidete Metallflasche. Dieses Polymer besitzt bei einem nichtflüchtigen Anteil von 63,4 Gew.-% eine Viskosität zwischen 6.000 und 8.000 mPa (cPs), gemessen bei 25ºC, und eine Säurezahl von 14 bis 16 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe.
Herstellung der Komponente A - Aluminiumbasis
• Zu 60,0 g Butoxyethanol wurden 60,0 g einer handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Aluminiumpaste gegeben. Diese Mischung wurde bis zur Homogenität gerührt. Diese Dispersion wurde mit 30,0 g des obenbeschriebenen Harzes versetzt und solange gerührt, bis eine glatte, einheitliche Aufschlämmung entstanden war. Diese Aluminiumbasis enthält 39 Gew.-% flüchtige organische Lösungsmittel, 61,0 Gew.-% Feststoff, 13 Gew.-% Bindemittel sowie 26,0 Gew.-% Aluminiumflakes.
Herstellung der Komponente B - Piamentierte Basis
• Die folgende Pigmentauf schlämmung wurde aus 12,2 g NeoCryl A-6037, 14,8 g NeoCryl A-640, 0,3 g 30%igem wäßrigem Ammoniak, 3,2 g Perrindo Maroon R-6424 von Mobay Corporation, 0,1 g eines Entschäumers und 0,05 g Surfynol 104BC von Air Products hergestellt. Die obigen Komponenten wurden miteinander vermischt und mit einer Schaufel vom Cowles-Typ vordispergiert. Anschließend wurde die Mischung in einer Sandmühle auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Das Mahlgut wurde unter Bewegung mit einer Verdünnungslösung aus 29,5 g NeoCryl A-622, 2,6 g Butoxyethanol, 1,3 g entionisiertem Wasser und 0,03 g einer 1%igen wäßrigen FC-120-Lösung versetzt. Nach der obigen Verfahrensweise kann man auch eine nicht pigmentierte Basis herstellen, wenn man das Pigment Perrindo Maroon R-6424 wegläßt. Die Herstellung einer Wachsdispersion erfolgte durch Mahlen von 50,0 g eines Wachses, 50,0 g nicht pigmentierter Harzlösung, 50,0 g entionisiertem Wasser und 50,0 g Butoxyethanol. Diese Paste wurde nach herkömmlichen Verfahren auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Die obenbeschriebenen pigmentierten und nicht pigmentierten Basen wurden unter Rühren mit 6,0 g dieser Wachsdispersion versetzt. Die entstehende pigmentierte Basis besaß einen pH-Wert von 8,6 und enthielt 37,8 Gew.-% Feststoffe, 10,6 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile, 33,3 Gew.-% Bindemittel, 5,0 Gew.-% Pigment sowie 51,6 Gew.-% Wasser. Die nicht pigmentierte Basis enthielt 34,7 Gew.-% Feststoffe, 9,4 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile sowie 55,9 Gew.-% Wasser und besaß einen pH-Wert von 8,7.
Herstellung der Komponente C - Verdünnerbasis
• Zu 1953,2 g entionisiertem Wasser wurden 31,3 g Laponite RD von Laporte Industries gegeben. Die erhaltene Lösung wurde dann eine Stunde gerührt, bis das Laponite RD vollständig dispergiert war. Diese Lösung wurde mit 8,0 g Troysol LAC von Troy Chemical Company versetzt und 15 Minuten gerührt. Diese Lösung wurde dann mit 1953,2 g entionisiertem Wasser verdünnt. Diese Laponite-RD-Dispersion wurde mit 462,9 g NeoRez R-9637 von ICI Resins versetzt. Die entstehende Mischung enthielt 0,71 Gew.-% Laponite RD, 0,18 Gew.-% Troysol LAC, 4,2 Gew.-% in Wasser dispergierbares Polyurethan und 1,1 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile. BEISPIEL 8 - HERSTELLUNG EINES WÄSSRIGEN ROTEN METALLICBASISLACKS
• Ein roter Metallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des roten Metallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
BEISPIEL 9 - Herstellung eines wäßrigen Silbermetallic- Basislacks
• Komponente A Aluminiumbasis 16,0 g
• Komponente B Nicht pigmentierte Basis 44,0 g
• Komponente C Verdünnerbasis 95,0 g
• Ein Silbermetallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des Silbermetallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
Beispiel 10: Basislack-Herstellung
• In einem Einliter-Destillationskolben mit Wasserkühler legt man unter Stickstoff etwa 134 Gramm Propylenglykolmonopropylether und 5 Gramm Methylethylketon vor. Man erhitzt die Mischung zum Rückfluß (ca. 140ºC), reduziert den Stickstoffstrom auf ein Minimum und leitet über einen Zeitraum von zwei Stunden 454 Gramm eines Gemischs aus &alpha;,&beta;-ethylenisch ungesättigten Monomeren in den Kolben. Das Monomerengemisch besteht aus 7,2% Methylmethacrylat, 18,8% Styrol, 48,1% n-Butylmethacrylat, 1,7% Acrylsäure, 2,4% 2-Ethylhexylacrylat, 1,7% alpha-Methylstyrol und 19,9% Polyethylenglykolmonomethacrylat (mit 10 Ethylenoxideinheiten). Während der Einleitung der Monomere in den Reaktionskolben führt man dem Kolben gleichzeitig über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus 11 Gramm Radikalinitiator (Perbenzoesäure-t-butylester) und 50 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) zu.
• Nach der Zugabe aller Monomere, des Lösungsmittels und des Initiators und Spülen der Pumpen und Zuläufe mit Propylenglykolmonopropylether hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach dreißig Minuten leitet man über einen Zeitraum von zehn Minuten ein Gemisch aus 1,7 Gramm Initiator und 35 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) in den Kolben. Nach der Zugabe des Gemischs aus Initiator und Lösungsmittel hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach ein bis zwei Stunden kühlt man ab und filtriert in eine ausgekleidete Metallflasche. Dieses Polymer besitzt bei einem nichtflüchtigen Anteil von 63,4 Gew.-% eine Viskosität zwischen 6.000 und 8.000 cPs, gemessen bei 25ºC, und eine Säurezahl von 14 bis 16 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe.
Herstellung der Komponente A - Aluminiumbasis
• Zu 60,0 g Butoxyethanol wurden 60,0 g einer handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Aluminiumpaste gegeben. Diese Mischung wurde bis zur Homogenität gerührt. Diese Dispersion wurde mit 30,0 g des obenbeschriebenen Harzes versetzt und solange gerührt, bis eine glatte, einheitliche Aufschlämmung entstanden war. Diese Aluminiumbasis enthält 39 Gew.-% flüchtige organische Lösungsmittel, 61,0 Gew.-% Feststoff, 13 Gew.-% Bindemittel sowie 26,0 Gew.-% Aluminiumflakes.
Herstellung der Komponente B - Pigmentierte Basis
• Die folgende Pigmentaufschlämmung wurde aus 12,2 g NeoCryl A-6037, 14,8 g NeoCryl A-640, 0,3 g 30%igem wäßrigem Ammoniak, 3,2 g Perrindo Maroon R-6424 von Mobay Corporation, 0,1 g eines Entschäumers und 0,05 g Surfynol 104BC von Air Products hergestellt. Die obigen Komponenten wurden miteinander vermischt und mit einer Schaufel vom Cowles-Typ vordispergiert. Anschließend wurde die Mischung in einer Sandmühle auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Das Mahlgut wurde unter Bewegung mit einer Verdünnungslösung aus 29,5 g NeoCryl A-622, 2,6 g Butoxyethanol, 1,3 g entionisiertem Wasser und 0,03 g einer 1%igen wäßrigen FC-120-Lösung versetzt. Nach der obigen Verfahrensweise kann man auch eine nicht pigmentierte Basis herstellen, wenn man das Pigment Perrindo Maroon R-6424 wegläßt. Die Herstellung einer Wachsdispersion erfolgte durch Mahlen von 50,0 g eines Wachses, 50,0 g nicht pigmentierter Harzlösung, 50,0 g entionisiertem Wasser und 50,0 g Butoxyethanol. Diese Paste wurde nach herkömmlichen Verfahren auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Die obenbeschriebenen pigmentierten und nicht pigmentierten Basen wurden unter Rühren mit 6,0 g dieser Wachsdispersion und mit 16,0 g NeoRez R-9637 von ICI Resins versetzt. Die entstehende pigmentierte Basis besaß einen pH-Wert von 8,4 und enthielt 38,1 Gew.-% Feststoffe, 10,5 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile, 34,2 Gew.-% Bindemittel, 4,3 Gew.-% Pigment sowie 51,4 Gew.-% Wasser. Die nicht pigmentierte Basis enthielt 35,4 Gew.-% Feststoffe, 9,5 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile sowie 55,1 Gew.- % Wasser und besaß einen pH-Wert von 8,5.
Herstellung der Komponente C - Verdünnerbasis
• Zu 1953,2 g entionisiertem Wasser wurden 31,3 g Laponite RD von Laporte Industries und 10,7 g Pluracol P1010 von BASF Corporation gegeben. Die erhaltene Lösung wurde dann eine Stunde gerührt, bis das Laponite RD vollständig dispergiert war. Diese Lösung wurde mit 1953,2 g entionisiertem Wasser versetzt. Die entstehende Mischung enthielt 0,79 Gew.-% Laponite RD und 0,27 Gew.-% Polypropylenglykol. BEISPIEL 11 - HERSTELLUNG EINES WÄSSRIGEN ROTEN METALLICBASISLACKS
• Ein roter Metallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des roten Metallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
BEISPIEL 12 - Herstellung eines wäßrigen Silbermetallic- Basislacks
• Komponente A Aluminiumbasis 16,0 g
• Komponente B Nicht pigmentierte Basis 54,0 g
• Komponente C Verdünnerbasis 85,0 g
• Ein Silbermetallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des Silbermetallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
Beispiel 13: Basislack-Herstellung
• In einem 1-Liter-Destillationskolben mit Wasserkühler und Einleitungsrohr für trockene Luft gibt man unter trockener Luft 177,8 Gramm Isophorondiisocyanat, 422,4 Gramm Methoxypolyethylenglykol der Formel CH&sub3;O(CH&sub2;CH&sub2;O)n-H (Molekulargewicht: 550), 10 Gramm Methylethylketon mit Urethan-Qualität und 12 Gramm einer 0,5%igen Lösung von butyliertem Hydroxytoluol in Methylethylketon mit Urethan-Qualität zusammen. Nach 5 Minuten Rühren bei Raumtemperatur setzt man 0,2 Gramm Dibutyl zinndiacetat zu. Man erhitzt die Mischung unter stetigem Rühren zwei Stunden auf eine Temperatur von 60ºC. Nach dem Abkühlen auf unter 30ºC setzt man 96,5 Gramm Hydroxyethylacrylat zu. Dann erhitzt man die Mischung unter stetigem Rühren zwei Stunden auf eine Temperatur von 60ºC. Jegliche Isocyanatreste (bestimmt durch Infrarot- Spektroskopie) sollten mit der kleinstmöglichen Menge wasserfreiem Ethanol umgesetzt werden. Das Produkt kann in einer trockenen Glasflasche verschlossen aufbewahrt werden.
• In einem Einliter-Destillationskolben mit Wasserkühler legt man unter Stickstoff etwa 134 Gramm Propylenglykolmonopropylether und 5 Gramm Methylethylketon vor. Man erhitzt die Mischung zum Rückfluß (ca. 140ºC), reduziert den Stickstoffstrom auf ein Minimum und leitet über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus &alpha;,&beta;- ethylenisch ungesättigten Monomeren in den Kolben. Das Monomerengemisch besteht aus 7,3% Methylmethacrylat, 18,9% Styrol, 4719% n-Butylmethacrylat, 1,6% Acrylsäure, 2,4% 2-Ethylhexylacrylat und 22,0% des obenbeschriebenen Polyether-Monomers. Während der Einleitung der Monomere in den Reaktionskolben führt man dem Kolben gleichzeitig über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus 10,6 Gramm Radikalinitiator (Perbenzoesäure-t-butylester) und 50 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) zu.
• Nach der Zugabe aller Monomere, des Lösungs mittels und des Initiators und Spülen der Pumpen und Zuläufe mit Propylenglykolmonopropylether hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach dreißig Minuten leitet man über einen Zeitraum von zehn Minuten ein Gemisch aus 1,2 Gramm Initiator und 35 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) in den Kolben. Nach der Zugabe des Gemischs aus Initiator und Lösungsmittel hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach ein bis zwei Stunden kühlt man ab und filtriert in eine ausgekleidete Metallflasche. Dieses Polymer besitzt bei einem nichtflüchtigen Anteil von 66,2 Gew.-% eine Viskosität zwischen 2.500 und 4.500 cPs, gemessen bei 25ºC, und eine Säurezahl von 12,5 bis 14,5 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe.
Herstellung der Komponente A - Aluminiumbasis
• Zu 60,0 g Butoxyethanol wurden 60,0 g einer handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Aluminiumpaste gegeben. Diese Mischung wurde bis zur Homogenität gerührt. Diese Dispersion wurde mit 30,0 g des obenbeschriebenen Harzes versetzt und solange gerührt, bis eine glatte, einheitliche Aufschlämmung entstanden war. Diese Aluminiumbasis enthält 39 Gew.-% flüchtige organische Lösungsmittel, 61,0 Gew.-% Feststoff, 13 Gew.-% Bindemittel sowie 26,0 Gew.-% Aluminiumflakes.
Herstellung der Komponente B - Pigmentierte Basis
• Die folgende Pigmentaufschlämmung wurde aus 12,2 g NeoCryl A-6037, 14,8 g NeoCryl A-640, 0,3 g 30%igem wäßrigem Ammoniak, 3,2 g Perrindo Maroon R-6424 von Mobay Corporation, 0,1 g eines Entschäumers und 0,05 g Surfynol 104BC von Air Products hergestellt. Die obigen Komponenten wurden miteinander vermischt und mit einer Schaufel vom Cowles-Typ vordispergiert. Anschließend wurde die Mischung in einer Sandmühle auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Das Mahlgut wurde unter Bewegung mit einer Verdünnungslösung aus 29,5 g NeoCryl A-622, 2,6 g Butoxyethanol, 1,3 g entionisiertem Wasser und 0,03 g einer 1%igen wäßrigen FC-120-Lösung versetzt. Nach der obigen Verfahrensweise kann man auch eine nicht pigmen tierte Basis herstellen, wenn man das Pigment Perrindo Maroon R-6424 wegläßt. Die Herstellung einer Wachsdispersion erfolgte durch Mahlen von 50,0 g eines Wachses, 50,0 g nicht pigmentierter Harzlösung, 50,0 g entionisiertem Wasser und 50,0 g Butoxyethanol. Diese Paste wurde nach herkömmlichen Verfahren auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Die obenbeschriebenen pigmentierten und nicht pigmentierten Basen wurden unter Rühren mit 6,0 g dieser Wachsdispersion versetzt. Die entstehende piomentierte Basis besaß einen pH-Wert von 8,6 und enthielt 37,8 Gew.-% Feststoffe, 10,6 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile, 33,3 Gew.-% Bindemittel, 5,0 Gew.-% Pigment sowie 51,6 Gew.-% Wasser. Die nicht pigmentierte Basis enthielt 34,7 Gew.-% Feststoffe, 9,4 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile sowie 55,9 Gew.-% Wasser und besaß einen pH-Wert von 8,7.
Herstellung der Komponente C - Verdünnerbasis
• Zu 1953,2 g entionisiertem Wasser wurden 31,3 g Laponite RD von Laporte Industries gegeben. Die erhaltene Lösung wurde dann eine Stunde gerührt, bis das Laponite RD vollständig dispergiert war. Diese Lösung wurde mit 8,0 g Troysol LAC von Troy Chemical Company versetzt und Minuten gerührt. Diese Lösung wurde dann mit 1953,2 g entionisiertem Wasser verdünnt. Diese Laponite-RD-Dispersion wurde mit 462,9 g NeoRez R-9637 von ICI Resins versetzt. Die entstehende Mischung enthielt 0,71 Gew.-% Laponite RD, 0,18 Gew.-% Troysol LAC, 4,2 Gew.-% in Wasser dispergierbares Polyurethan und 1,1 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile. BEISPIEL 14 - HERSTELLUNG EINES WÄSSRIGEN ROTEN METALLICBASISLACKS
• Ein roter Metallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Babis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des roten Metallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
BEISPIEL 15 - Herstellung eines wäßrigen Silbermetallic- Basislacks
• Komponente A Aluminiumbasis 16,0 g
• Komponente B Nicht pigmentierte Basis 44,0 g
• Komponente C Verdünnerbas is 95,0 g
• Ein Silbermetallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des Silbermetallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
Beispiel 16: Basislack-Herstellung
• In einem 1-Liter-Destillationskolben mit Wasserkühler und Einleitungsrohr für trockene Luft gibt man unter trockener Luft 178 Gramm meta-Isopropenyl-&alpha;,&beta;- dimethylbenzylisocyanat, 484,8 Gramm Methoxypolyethylen glykol der Formel CH&sub3;O-(CH&sub2;CH&sub2;O)n-H (Molekulargewicht: 550) 60 Gramm Methylethylketon mit Urethan-Qualität und 13,2 Gramm einer 0,5%igen Lösung von butyliertem Hydroxytoluol in Methylethylketon mit Urethan-Qualität zusammen. Nach 5 Minuten Rühren bei Raumtemperatur setzt man 0,2 Gramm Dibutylzinndiacetat zu. Man erhitzt die Mischung unter stetigem Rühren zwei Stunden auf eine Temperatur von 60ºC. Jegliche Isocyanatreste (bestimmt durch Infrarot-Spektroskopie) sollten mit der kleinstmöglichen Menge wasserfreiem Ethanol umgesetzt werden. Das Produkt kann in einer trockenen Glasflasche verschlossen aufbewahrt werden.
• In einem Einliter-Destillationskolben mit Wasserkühler legt man unter Stickstoff etwa 134 Gramm Propylenglykolmonopropylether und 5 Gramm Methylethylketon vor. Man erhitzt die Mischung zum Rückfluß (ca. 140ºC), reduziert den Stickstoffstrom auf ein Minimum und leitet über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus &alpha;,&beta;- ethylenisch ungesättigten Monomeren in den Kolben. Das Monomerengemisch besteht aus 713% Methylmethacrylat, 18,9% Styrol, 47,9% n-Butylmethacrylat, 1,6% Acrylsäure, 2,4% 2-Ethylhexylacrylat und 22,0% des obenbeschriebenen Polyether-Monomers. Während der Einleitung der Monomere in den Reaktionskolben führt man dem Kolben gleichzeitig über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus 10,6 Gramm Radikalinitiator (Perbenzoesäure-t-butylester) und 50 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) zu.
• Nach der Zugabe aller Monomere, des Lösungsmittels und des Initiators und Spülen der Pumpen und Zuläufe mit Propylenglykolmonopropylether hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach dreißig Minuten leitet man über einen Zeitraum von zehn Minuten ein Gemisch aus 1,2 Gramm Initiator und 35 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) in den Kolben. Nach der Zugabe des Gemischs aus Initiator und Lösungsmittel hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach ein bis zwei Stunden kühlt man ab und filtriert in eine ausgekleidete Metallflasche. Dieses Polymer besitzt bei einem nichtflüchtigen Anteil von 66,2 Gew.-% eine Viskosität zwischen 2.500 und 4.500 mPa (cPs), gemessen bei 25ºC, und eine Säurezahl von 12,5 bis 14,5 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe.
Herstellung der Komponente A - Aluminiumbasis
• Zu 60,0 g Butoxyethanol wurden 60,0 g einer handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Aluminiumpaste gegeben. Diese Mischung wurde bis zur Homogenität gerührt. Diese Dispersion wurde mit 30,0 g des obenbeschriebenen Harzes versetzt und solange gerührt, bis eine glatte, einheitliche Aufschlämmung entstanden war. Diese Aluminiumbasis enthält 39 Gew.-% flüchtige organische Lösungsmittel, 61,0 Gew.-% Feststoff, 13 Gew.-% Bindemittel sowie 26,0 Gew.-% Aluminiumflakes.
Herstellung der Komponente B - Pigmentierte Basis
• Die folgende Pigmentaufschlämmung wurde aus 10 12,2 g NeoCryl A-6037, 14,8 g NeoCryl A-640, 0,3 g 30%igem wäßrigem Ammoniak, 3,2 g Perrindo Maroon R-6424 von Mobay Corporation, 0,1 g eines Entschäumers und 0,05 g Surfynol 104BC von Air Products hergestellt. Die obigen Komponenten wurden miteinander vermischt und mit einer Schaufel vom Cowles-Typ vordispergiert. Anschließend wurde die Mischung in einer Sandmühle auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Das Mahlgut wurde unter Bewegung mit einer Verdünnungslösung aus 29,5 g NeoCryl A-622, 2,6 g Butoxyethanol, 1,3 g entionisiertem Wasser und 0,03 g einer 1%igen wäßrigen FC-120-Lösung versetzt. Nach der obigen Verfahrensweise kann man auch eine nicht pigmentierte Basis herstellen, wenn man das Pigment Perrindo Maroon R-6424 wegläßt. Die Herstellung einer Wachsdispersion erfolgte durch Mahlen von 50,0 g eines Wachses, 50,0 g nicht pigmentierter Harzlösung, 50,0 g entionisiertem Wasser und 50,0 g Butoxyethanol. Diese Paste wurde nach herkömmlichen Verfahren auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Die obenbeschriebenen pigmentierten und nicht pigmentierten Basen wurden unter Rühren mit 6,0 g dieser Wachsdispersion versetzt. Die entstehende pigmentierte Basis besaß einen pH-Wert von 8,6 und enthielt 37,8 Gew.-% Feststoffe, 10,6 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile, 33,3 Gew.-% Bindemittel, 5,0 Gew.-% Pigment sowie 51,6 Gew.-% Wasser. Die nicht pigmentierte Basis enthielt 34,7 Gew.-% Feststoffe, 9,4 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile sowie 55,9 Gew.-% Wasser und besaß einen pH-Wert von 8,7.
Herstellung der Komponente C - Verdünnerbasis
• Zu 1953,2 g entionisiertem Wasser wurden 31,3 g Laponite RD von Laporte Industries gegeben. Die erhaltene Lösung wurde dann eine Stunde gerührt, bis das Laponite RD vollständig dispergiert war. Diese Lösung wurde mit 8,0 g Troysol LAC von Troy Chemical Company versetzt und Minuten gerührt. Diese Lösung wurde dann mit 1953,2 g entionisiertem Wasser verdünnt. Diese Laponite-RD-Dispersion wurde mit 462,9 g NeoRez R-9637 von ICI Resins versetzt. Die entstehende Mischung enthielt 0,71 Gew.-% Laponite RD, 0,18 Gew.-% Troysol LAC, 4,2 Gew.-% in Wasser dispergierbares Polyurethan und 1,1 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile. BEISPIEL 17 - HERSTELLUNG EINES WÄSSRIGEN ROTEN METALLICBASISLACKS
• Ein roter Metallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des roten Metallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
BEISPIEL 18 - Herstellung eines wäßrigen Silbermetallic- Basislacks
• Komponente A Aluminiumbasis 16,0 g
• Komponente B Nicht pigmentierte Basis 44,0 g
• Komponente C Verdünnerbasis 95,0 g
• Ein Silbermetallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des Silbermetallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
Beispiel 19: Basislack-Herstellung
• In einem Einliter-Destillationskolben mit Wasserkühler legt man unter Stickstoff etwa 134 Gramm Propylenglykolmonopropylether und 5 Gramm Methylethylketon vor. Man erhitzt die Mischung zum Rückfluß (ca. 140ºC), reduziert den Stickstoffstrom auf ein Minimum und leitet über einen Zeitraum von zwei Stunden 454 Gramm eines Gemischs aus &alpha;,&beta;-ethylenisch ungesättigten Monomeren in den Kolben. Das Monomerengemisch besteht aus 7,2% Methylmethacrylat, 18,8% Styrol, 48,1% n-Butylmethacrylat, 1,7% Acrylsäure, 2,4% 2-Ethylhexylacrylat, 1,7% alpha-Methylstyrol und 19,9% Polyethylenglykolmonomethacrylat (mit 10 Ethylenoxideinheiten). Während der Einleitung der Monomere in den Reaktionskolben führt man dem Kolben gleichzeitig über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus 11 Gramm Radikalinitiator (Perbenzoesäure-t-butylester) und 50 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) zu.
• Nach der Zugabe aller Monomere, des Lösungsmittels und des Initiators und Spülen der Pumpen und Zuläufe mit Propylenglykolmonopropylether hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach dreißig Minuten leitet man über einen Zeitraum von zehn Minuten ein Gemisch aus 1,7 Gramm Initiator und 35 Gramm Lösungsmittel (Propylenglykolmonopropylether) in den Kolben. Nach der Zugabe des Gemischs aus Initiator und Lösungsmittel hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach ein bis zwei Stunden kühlt man ab und filtriert in eine ausgekleidete Metallflasche. Dieses Polymer besitzt bei einem nichtflüchtigen Anteil von 63,4 Gew.-% eine Viskosität zwischen 6.000 und 8.000 mPa (cPs), gemessen bei 25ºC, und eine Säurezahl von 14 bis 16 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe.
Herstellung der Komponente A - Aluminiumbasis
• Zu 60,0 g Butoxyethanol wurden 60,0 g einer handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Aluminiumpaste gegeben. Diese Mischung wurde bis zur Homogenität gerührt. Diese Dispersion wurde mit 30,0 g des obenbeschriebenen Harzes versetzt und solange gerührt, bis eine glatte, einheitliche Aufschlämmung entstanden war. Diese Aluminiumbasis enthält 39 Gew.-% flüchtige organische Lösungsmittel, 61,0 Gew.-% Feststoff, 13 Gew.-% Bindemittel sowie 26,0 Gew.-% Aluminiumflakes.
Herstellung der Komponente B - Pigmentierte Basis
• Die folgende Pigmentaufschlämmung wurde aus 12,2 g NeoCryl A-6037, 14,8 g NeoCryl A-640, 0,3 g 30%igem wäßrigem Ammoniak, 3,2 g Perrindo Maroon R-6424 von Mobay Corporation, 0,1 g eines Entschäumers und 0,05 g Surfynol 104BC von Air Products hergestellt. Die obigen Komponenten wurden miteinander vermischt und mit einer Schaufel vom Cowles-Typ vordispergiert. Anschließend wurde die Mischung in einer Sandmühle auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Das Mahlgut wurde unter Bewegung mit einer Verdünnungslösung aus 29,5 g NeoCryl A-622, 2,6 g Butoxyethanol, 1,3 g entionisiertem Wasser und 0,03 g einer 1%igen wäßrigen FC-120-Lösung versetzt. Nach der obigen Verfahrensweise kann man auch eine nicht pigmentierte Basis herstellen, wenn man das Pigment Perrindo Maroon R-6424 wegläßt. Die Herstellung einer Wachsdispersion erfolgte durch Mahlen von 50,0 g eines Wachses, 50,0 g nicht pigmentierter Harzlösung, 50,0 g entionisiertem Wasser und 50,0 g Butoxyethanol. Diese Paste wurde nach herkömmlichen Verfahren auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Die obenbeschriebenen pigmentierten und nicht pigmentierten Basen wurden unter Rühren mit 6,0 g dieser Wachsdispersion und 16,0 g NeoRez R-9637 von ICI Resins versetzt. Die entstehende pigmentierte Basis besaß einen pH-Wert von 8,4 und enthielt 38,1 Gew.-% Feststoffe, 10,5 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile, 34,2 Gew.-% Bindemittel, 4,3 Gew.-% Pigment sowie 51,4 Gew.-% Wasser. Die nicht pigmentierte Basis enthielt 35,4 Gew.-% Feststoffe, 9,5 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile sowie 55,1 Gew.-% Wasser und besaß einen pH-Wert von 8,5.
Herstellung der Komponente C - Verdünnerbasis
• Zu 1953,2 g entionisiertem Wasser wurden 31,3 g Laponite RD von Laporte Industries und 10,7 g Pluracol P1010 von BASF Corporation gegeben. Die erhaltene Lösung wurde dann eine Stunde gerührt, bis das Laponite RD vollständig dispergiert war. Diese Lösung wurde mit 1953,2 g Wasser versetzt. Die entstehende Mischung enthielt 0,79 Gew.-% Laponite RD und 0,27 Gew.-% Polypropylenglykol. BEISPIEL 20 - HERSTELLUNG EINES WÄSSRIGEN ROTEN METALLICBASISLACKS 1
• Ein roter Metallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des roten Metallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
BEISPIEL 21 - Herstellung eines wäßrigen Silbermetallic- Basislacks
• Komponente A Aluminiumbasis 16,0 g
• Komponente B Nicht pigmentierte Basis 54,0 g
• Komponente C Verdünnerbasis 85,0 g
• Ein Silbermetallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des Silbermetallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
Beispiel 22: Basislack-Herstellung
• Das hydroxylfunktionelle Acrylpoylmer wird folgendermaßen hergestellt.
• In einem Fünfliter-Destillationskolben mit Wasserkühler legt man unter Stickstoff etwa 695 Gramm Toluol und 175 Gramm Methylethylketon mit Urethan-Qualität vor. Man erhitzt die Mischung zum Rückfluß, stellt durch Zugabe von Methylethylketon auf eine Rückfluß temperatur von 100ºC ein, reduziert den Stickstoffstrom auf ein Minimum und leitet über einen Zeitraum von zwei Stunden 2215 Gramm eines Gemischs aus &alpha;,&beta;-ethylenisch ungesättigten Monomeren in den Kolben. Das Monomerengemisch besteht aus 8,1% Methylmethacrylat, 21,2% Styrol, 54,2% n-Butylmethacrylat, 2,7% Acrylsäure, 2,8% 2-Ethylhexylacrylat, 2,0% alpha-Methylstyrol und 9,1% Hydroxyethylmethacrylat. Während der Einleitung der Monomere in den Reaktionskolben führt man dem Kolben gleichzeitig über einen Zeitraum von zwei Stunden ein Gemisch aus 55 Gramm Radikalinitiator (1,1'-Azobis(isobutyronitril)) und 250 Gramm Lösungsmittel (Methylethylketon) zu.
• Nach der Zugabe aller Monomere, des Lösungsmittels und des Initiators und Spülen der Pumpen und Zuläufe mit Propylenglykolmonopropylether hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach sechzig Minuten leitet man über einen Zeitraum von fünfundsiebzig Minuten ein Gemisch aus 11 Gramm Initiator und 120 Gramm Lösungs mittel (Methylethylketon) in den Kolben. Nach der Zugabe des Gemischs aus Initiator und Lösungsmittel hält man die Reaktion am Rückfluß. Nach ein bis zwei Stunden kühlt man das Reaktionsgefäß auf eine Temperatur gerade unterhalb der Rückflußtemperatur ab und bringt unterhalb des Kühlers eine Barrett-Falle an. Man destilliert so lange Lösungsmittel ab, bis man 130 Gramm Lösungsmittel aufgefangen hat. Dann kühlt man die Lösung ab und gießt sie in eine ausgekleidete Metallflasche. Dieses Polymer besitzt eine Säurezahl von 19 bis 21 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe und einen nichtflüchtigen Anteil zwischen 66% und 69%.
• Die Herstellung des Diisocyanat-Polyether-Addukts erfolgt durch Reaktion einer Isocyanatgruppe eines Diisocyanats mit der Hydroxylgruppe eines Methoxypoly ethylenglykols der Formel CH&sub3;O-(CH&sub2;CH&sub2;O)n-H, worin n = 7 - 45. Diese Reaktion wird unter trockener Luft wie folgt durchgeführt.
• In einem 1-Liter-Destillationskolben mit Wasserkühler und Einleitungsrohr für trockene Luft gibt man unter trockener Luft 231,7 Gramm Isophorondiisocyanat, 35,9 Gramm Methylethylketon mit Urethan-Qualität und 374,5 Gramm Methoxypolyethylenglykol der Formel CH&sub3;O(CR&sub2;CH&sub2;O)n-H (Molekulargewicht: 350) zusammen. Nach 15 Minuten Rühren bei Raumtemperatur setzt man 0,2 Gramm Dibutylzinndiacetat zu. Man erhitzt die Mischung unter stetigem Ruhren zwei Stunden auf eine Temperatur von 60ºC. Der Isocyanatgehalt der Adduktlösung sollte 6,7 % - 6,9% bzw. 7,2%, bezogen auf Feststoffe, betragen.
• Zur Herstellung des fertigen Urethan-Acryl-Propfcopolymers legt man in einem Fünfliter-Destillationskolben mit Wasserkühler unter trockenem Stickstoff 610,9 Gramm des hydroxylfunktionellen Acrylpolymers, 94,6 Gramm des Diisocyanat-Polyether-Addukts und 60 Gramm Toluol vor. Die Mischung wird auf 75ºC erhitzt und zweieinhalb Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Dann erhöht man die Temperatur, bis die Lösung am Rückfluß kocht (ca. 104ºC) und hält 30 Minuten unter Rückfluß. Dann kühlt man die Lösung auf 75ºC ab und zieht im Vakuum (85 mbar Druck) etwa 100 Gramm Lösungsmittel ab. Nach Belüften mit Stickstoff gibt man 220 Gramm Ethylenglykolmonobutylether zu. Nach 10 Minuten Rühren beginnt man wieder mit dem Abziehen unter Vakuum und setzt es bei 75ºC und 85 mbar so lange fort, bis insgesamt (einschließlich der ersten 100 Gramm) 210 bis 212 Gramm Lösungsmittel abgezogen worden sind. Man kühlt die Lösung ab und filtriert in eine ausgekleidete Flasche. Die Säurezahl liegt zwischen und 17 Milligramm KOH pro Gramm Harzfeststoffe und der nichtflüchtige Anteil zwischen 66% und 69%.
Herstellung der Komponente A - Aluminiumbasis
• Zu 60,0 g Butoxyethanol wurden 60,0 g einer handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Aluminiumpaste gegeben. Diese Mischung wurde bis zur Homogenität gerührt. Diese Dispersion wurde mit 30,0 g des obenbeschriebenen Harzes versetzt und solange gerührt, bis eine glatte, einheitliche Aufschlämmung entstanden war. Diese Aluminiumbasis enthält 39 Gew.-% flüchtige organische Lösungsmittel, 61,0 Gew.-% Feststoff, 13 Gew.-% Bindemittel sowie 26,0 Gew.-% Aluminiumflakes.
Herstellung der Komponente B - Pigmentierte Basis
• Die folgende Pigmentaufschlämmung wurde aus 12,2 g NeoCryl A-6037, 14,8 g NeoCryl A-640, 0,3 g 30%igem wäßrigem Ammoniak, 3,2 g Perrindo Maroon R-6424 von Mobay Corporation, 011 g eines Entschäumers und 0,05 g Surfynol 104BC von Air Products hergestellt. Die obigen Komponenten wurden miteinander vermischt und mit einer Schaufel vom Cowles-Typ vordispergiert. Anschließend wurde die Mischung in einer Sandmühle auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Das Mahlgut wurde unter Bewegung mit einer Verdünnungslösung aus 29,5 g NeoCryl A-622, 2,6 g Butoxyethanol, 1,3 g entionisiertem Wasser und 0,03 g einer 1%igen wäßrigen FC-120-Lösung versetzt. Nach der obigen Verfahrensweise kann man auch eine nicht pigmentierte Basis herstellen, wenn man das Pigment Perrindo Maroon R-6424 wegläßt. Die Herstellung einer Wachsdispersion erfolgte durch Mahlen von 50,0 g eines Wachses, 50,0 g nicht pigmentierter Harzlösung, 50,0 g entionisiertem Wasser und 50,0 g Butoxyethanol. Diese Paste wurde nach herkömmlichen Verfahren auf die gewünschte Teilchengröße gemahlen. Die obenbeschriebenen pigmentierten und nicht pigmentierten Basen wurden unter Rühren mit 6,0 g dieser Wachsdispersion versetzt. Die entstehende pigmentierte Basis besaß einen pH-Wert von 8,6 und enthielt 37,8 Gew.-% Feststoffe, 10,6 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile, 33,3 Gew.-% Bindemittel, 5,0 Gew.-% Pigment sowie 51,6 Gew.-% Wasser. Die nicht pigmentierte Basis enthielt 34,7 Gew.-% Feststoffe, 9,4 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile sowie 55,9 Gew.-% Wasser und besaß einen pH-Wert von 8,7.
Herstellung der Komponente C - Verdünnerbasis
• Zu 1953,2 g entionisiertem Wasser wurden 31,3 g Laponite RD von Laporte Industries gegeben. Die erhaltene Lösung wurde dann eine Stunde gerührt, bis das Laponite RD vollständig dispergiert war. Diese Lösung wurde mit 8,0 g Troysol LAC von Troy Chemical Company versetzt und Minuten gerührt. Diese Lösung wurde dann mit 1953,2 g entionisiertem Wasser verdünnt. Diese Laponite-RD-Dispersion wurde mit 462,9 g NeoRez R-9637 von ICI Resins versetzt. Die entstehende Mischung enthielt 0,71 Gew.-% Laponite RD, 0,18 Gew.-% Troysol LAC, 4,2 Gew.-% in Wasser dispergierbares Polyurethan und 1,1 Gew.-% flüchtige organische Bestandteile. BEISPIEL 23 - HERSTELLUNG EINES WÄSSRIGEN ROTEN METALLICBASISLACKS
• Ein roter Metallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigen schaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des roten Metallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems
BEISPIEL 24 - Herstellung eines wäßrigen Silbermetallic- Basislacks
• Komponente A Aluminiumbasis 16,0 g
• Komponente B Nicht pigmentierte Basis 44,0 g
• Komponente C Verdünnerbasis 95,0 g
• Ein Silbermetallic-Basislack wurde nach der obigen Formel hergestellt. Die Zugabe erfolgte in der angegebenen Reihenfolge. Nach jeder Zugabe einer Komponente wurde die gesamte Lösung gerührt. Der Basislack wurde mit einem herkömmlichen Spritzgerät bis zur Deckung auf epoxidgrundierte Bleche aufgespritzt. Nach 30 Minuten Ablüften wurde der Basislack mit einem Klarlack auf Basis der Isocyanat-Technik überzogen. Die endgültigen Eigenschaften des Basislacks nach Lackierung mit einem herkömmlichen Klarlack aus Polyurethan, einschließlich der Beurteilung des Aussehens, sind nachfolgend aufgeführt. Eigenschaften des Silbermetallic-Basislacks und des Basislack-Klarlack-Systems

Claims (5)

1. Mehrkomponentensysteme zur Herstellung von wäßrigen Lackzusammensetzungen, enthaltend

A) eine Aufschlämmung von Metallpigmentflakes in einem lösungsmittelhaltigen, wasserverdünnbaren Acrylharz mit nichtionischer und Säurefunktionalität und einem oder mehreren mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln,

B) eine wäßrige pigmentierte oder nicht pigmen tierte Basis, enthaltend ein Acryllatexharz, und

C) eine Verdünnerbasis, enthaltend ein rheologiesteuerndes Mittel.

2. Mehrkomponentensysteme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lösungsmittelhaltige, wasserverdünnbare Acrylharz mit nichtionischer und Säurefunktionalität sich aus der Lösungspolymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, wobei mindestens zwei ethylenisch ungesättigte Monomere säure- und poly(ethylenoxid)-funktionell sind, zu einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von etwa -20 bis 50ºC (Tg- Berechnung nach Fox), einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1.000 bis 50.000, einer Säurezahl von 5 bis 50, einer Hydroxylzahl von 0 - 50 und einem Poly(ethylen oxid)-Endgehalt von 1 - 50 Gew.-% ergibt.

3. Mehrkomponentensysteme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lösungsmittelhaltige, wasserverdünnbare Acrylharz mit nichtionischer und Säurefunktionalität gebildet wird durch radikalisch inituerte Polymerisation von:

a) mindestens einem Monomer mit Säurefunktionalität,

b) mindestens einem Monomer mit Urethan- und nichtionischer Funktionalität, hergestellt durch Umsetzung von:

1. einem blockierten Polyether mit einem einzigen aktiven Wasserstoff mit einer Polyisocyanatverbindung zu einem teilblockierten Isocyanat-Zwischenprodukt, das dann mit einer ethylenisch ungesättigten Verbindung mit mindestens einem aktiven Wasserstoff zu einer ethylenisch ungesättigten Verbindung mit Urethan- und nichtionischer Funktionalität weiter umgesetzt wird, oder

2. einem blockierten Polyether mit einem einzigen aktiven Wasserstoff mit einer Polyisocyanatverbindung mit ethylenisch ungesättigter Funktionalität zu einer ethylenisch ungesättigten Verbindung mit Urethan- und nichtionischer Funktionalität, und

c) mindestens einer ethylenisch ungesättigten Verbindung.

4. Mehrkomponentensysteme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lösungsmittelhaltige, wasserverdünnbare Acrylharz mit nichtionischer und Säurefunktionalität durch Umsetzung eines Acrylharzes mit aktivem Wasserstoff mit einem Isocyanat-Addukt mit Urethan- und nichtionischer Funktionalität hergestellt wird.

5. Verwendung von Mehrkomponentensystemen nach den Ansprüchen 1 bis 4 bei der Reparaturlackierung.