DE2539104C3

DE2539104C3 - Lösungsmittelarme Einbrennlacke

Info

Publication number: DE2539104C3
Application number: DE2539104A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Sander
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-09-03
Filing date: 1975-09-03
Publication date: 1986-07-10
Also published as: DE2539104B2; US4102847A; DE2539104A1; SE7609667L; FR2322911B1; FR2322911A1; GB1550409A; SE416057B; IT1064916B

Description

1. einem Bindemittel, hergestellt durch Mischen von

A 40 bis 85 Gew.-% hydroxylgruppenhaltigem Acrylatharz mit einem Molekulargewicht zwischen 1000 und 3000 und/oder hydroxylgruppenhaltigem Polyester mit einem Molekulargewicht zwischen 250 und 1000,
B 10 bis 55Gew.-% Amin/Formaldehyd-Harzen und

C 5 bis 35 Gew.-% mindestens eines aliphatisehen und/oder cycloaüphatischen Poiyisocyanats auf Basis von Derivaten des Hexamethylendiisocyanats auf Basis von Derivaten des Hexamethylendiisocyanats, Tris-(isocyanatohexyI)-biuret oder ein Gemisch aus Tri-(isocyanatohexyl)-isocyanurat mit Bis-(isocyanatöhexyl)-uretdion oder ein biuretgruppenhaltiges Polyisocyanat. welches durch Umsetzung von Hexamethylendiisocyanat mit 33'-DimethyI-4,4'-diaminodicyclohexylmethan hergestellt worden ist, wobei die Summe der unter A, B und C genannten Prozentzahlen 100 ist. sowie
'»(. Zusatzstoffen, wie

D 0 bis 15Gew.-% ein- oder zweiwertigen Alkoholen.

E 0 bis 35 Gew.-% Lösungsmitteln,
F 0 bis 65 Gew.-% Pigmenten und Füllstoffen,

G 0 bis 3 Gew.-% Vernetzungskatalysatoren, wobei sich die unter D bis G genannten Prozentzahlen auf die Gesamtmenge der Komponenten A bis G beziehen, und die Viskosität dieser Einbrennlacke zwischen 20 und 300 DIN-Sekunden, gemessen im DIN-Becher 4, beträgt.

2. Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Äquivalentverhältnis von Hydroxylgruppen der Komponenten A + D zu Isocyanatgruppen der Komponente C größer als 1.2 :1 ist.

3. Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Viskosität zwischen 30 und 100 haben.

4. Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymeren der Komponente A Hydroxylzahlen zwischen 60 und 400 haben.

5. Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A ein Copolymerisat ist aus

60

a) 10 bis 90 Gew.-% eines Esters der (Methacrylsäure mit einem einwertigen aliphatischen Alkohol mit I bis 8 Kohlenstoffatomen.

b) 10 bis 50Gew.-% eines Monoesters der (Meth)-acrylsäure mit einem aliphatischen mehrwertigen Alkohol mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen.

c) 0 bis 60 Gew.-% eines Vinyl- oder Isopropenyl-

Aromaten mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen,
d) 0 bis 20 Gew.-% weiteren olefinisch ungesättigten Monomeren.

6. Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Komponente A ein Polyester ist aus gesättigten Dicarbonsäuren bzw. deren Derivaten, aliphatischen zweiwertigen Alkoholen und/ oder aliphatischen drei bis fünfwertigen Alkoholen.

7. Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente B ein mindestens teilweise veräthertes Vorkondensat aus Formaldehyd und Melamin oder Harnstoff ist, welches bei Raumtemperatur flüssig ist

8. Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente D ein ein- oder zweiwertiger aliphatischer Alkohol mit einem Siedepunkt oberhalb von 120⁰C und einem Molekulargewicht unterhalb von 200 ist

9. Einbrennlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente D ein Esterdiol mit einem Molekulargewicht zwischen 204 und 500 ist, welches eine Estergruppe und zwei Hydroxylgruppen trägt

Die Erfindung betrifft vernetzbare Oberzugsmassen mit hohem Feststoffgehalt auf Basis von hydroxylgruppenhaltigen Polymeren und einer Kombination von Amin/Formaldehyd-Harzen und Polyisocyanaten als Vernetzer.

Lösungsmittelarme Überzugsmassen aus hydroxylgruppenhaltigen Polymeren und Polyisocyanaten als Vernetzer sind bekannt z. B. aus der DE-AS 23 04 893 oder der DE-OS 23 14 044. Aufgrund ihres hohen Polyisocyanat-Gehaltes sind derartige Lacke recht teuer. Damit sie in der Praxis, z. B. durch Spritzen, verarbeitet werden können, müssen sie eine verhältnismäßig niedrige Viskosität haben. Diese wird durch Zusatz von niedermolekularen Alkoholen als reaktiven Verdünnern erzielt. Dadurch erhöht sich die Hydroxylzahl des Systems sehr stark, was wiederum eine Erhöhung der Polyisocyanat-Menge notwendig macht.

Nach der DE-OS 23 14 044 können alternativ zu Polyisocyanaten auch Amin/Formaldehyd-Harze als Vernetzer verwendet werden. Derartige Lacke zeigen jedoch unbefriedigende mechanische Eigenschaften: für viele Anwendungszwecke sind sie zu spröde, außerdem sind sie sehr empfindlich gegen Unter- und Überbrennen: Wird die optimale Einbrenntemperatur auch nur geringfügig unter- oder überschritten, dann erhält man entweder zu weiche oder zu spröde Überzüge.

Aus der DE-OS 17 20 265 war bekannt, der Kombination aus Polyisocyanat und hydroxylgruppenhaltigen Polymeren gegebenenfalls weitere Lackkomponenten, z. B. wärmehärtbare Harnstoff- bzw. Melamin-Formaldehyd-Harze, Phenolharze, Epoxidharze oder Vinylpolymerisate, in untergeordneten Mengen zuzusetzen. Die in dieser DE-OS beschriebenen Lacke eignen sich jedoch aufgrund ihres Viskositätsverhaltens nicht als lösungsmittelarme Lacke.

Das gleich gilt für die DE-OS 20 54 239, in der die eventuelle Mitverwendung von reaktiven Melamin/ Formaldehyd-Harzen in Mengen bis zu 10Gew.-% erwähnt wird.

Das in der DE-OS 20 28 180 beschriebene wärme-

härtbare Acrylharzgemisch besteht aus hydroxylgruppenhaltigem Acrylharz und speziellen langkettigen, plastifizierend wirkenden Polyisocyanaten, wie Dimerylisocyanat, und kann zusätzlich ein Aminoplast-Vernetzungsmittel enthalten. Eine Nacharbeitung von Beispiel 1 dieser DE-OS hat jedoch ergeben, daß das hier beschriebene hydroxylgruppenhaltige Acrylharz eine für lösungsmittelarme Lacke zu hohe Viskosität aufweist

Desgleichen weisen die nach JA 72/18 349 zu verwendenden Polyesterurethanpolyole im Vergleich zu PoIyesterpolyolen und hydroxylgruppenhaltigen Acrylharzen viel zu hohe Viskositäten auf, um für lösungsmittelarme Lacke geeignet zu sein. Aus dem hier angegebenen NCO/OH-Verhältnis von 0,95 :1 geht außerdem hervor, daß es sich um verhältnismäßig hochmolekulare Produkte mit niedriger OH-Zahl handelt, mit denen nur weiche Oberzüge zu erhalten sind.

Die JA-Patentanmeldungen 72/17 897 und 74/011 278 beziehen sich auf Kombinationen, in denen nur geblockte Polyisocyanate verwendet werden, die somit bei höheren Temperaturen eingebrannt werden müssen und infolge der Abgabe von Spaltprodukten nicht umweltfreundlich sind. Da die hier beschriebenen Systeme außerdem höhere Viskositäten aufweisen, sind sie ebenfalls nicht für lösungsmittelarme Lacke geeignet.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, verhältnismäßig preiswerte lösungsmittelarme Einbrennlacke zu entwickeln, die niedrigviskos und damit gut spritzbar sind und harte, beständige Überzüge mit guten mechanischen Eigenschaften ergeben.

Gegenstand der Erfindung sind Einbrennlacke auf Basis eines Bindemittels aus hydroxylgruppenhaltigen Polymeren, Amin/Formaldehyd-Harzen und Polyisocyanaten sowie gegebenenfalls üblichen Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie bestehen aus

I. einem Bindemittel, hergestellt durch Mischen von
A 40 bis 85 Gew.-% hydroxylgruppenhaltigem Acrylatharz mit einem Molekulargewicht zwischen 1000 und 3000 und/oder hydroxylgruppenhaltigem Polyester mit einem Molekulargewicht zwischen 250 und 1000,

B 10 bis 55 Gew.-% Amin/Formaldehyd-Harzen und

C 5 bis 35 Gew.-% mindestens eines aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyisocyanats auf Basis von Derivaten des Hexamethylendiisocyanats, Tris-(isocyanatohexyl)-biuret oder ein Gemisch aus Tri-(isocyanatohexyl)-isocyanurat mit Bis-(isocyanatohexyl)-uretdion oder ein biuretgruppenhaltiges Polyisocyanat, welches durch Umsetzung von Hexamethylendiisocyanat mit 33'-Dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethan hergestellt worden ist,

wobei die Summe der unter A, B und C genannten Prozentzahlen 100 ist, sowie

II. Zusatzstoffen, wie

D 0 bis 15 Gew.-% ein- oder zweiwertigen Alkoholen,

E 0 bis 35 Gew.-% Lösungsmitteln,
F 0 bis 65 Gew.-% Pigmenten und Füllstoffen,
G 0 bis 3 Gew.-°/o Vernetzungskatalysatoren,
wobei sich die unter D bis G genannten Prozentzahlen auf die Gesamtmenge der Komponenten A bis G beziehen, und die Viskosität dieser Einbrennlacke zwischen 20 und 300 DIN-Sekunden, gemessen im DIN-Becher 4, beträgt.

Zu den einzelnen Komponenten ist folgendes zu sagen:

A Komponente A ist ein hydroxylgruppenhaltiges Polymeres, vorzugsweise mit einer Hydroxylzahl zwischen 60 und 400, insbesondere zwischen 80 und 300. Es können verwendet werden: hydroxylgruppenhaltige Polyacrylate, Polyester, Alkydharze oder Ricinusöl sowie deren Mischungen. Besonders bevorzugt sind hydroxylgruppenhaltige Polyacrylate mit Molekulargewichten zwischen 1000 und 3000; insbesondere Copolymerisate aus:

a) 10 bis 90 Gew.-% eines Esters der (Meth)-acrylsäure mit einem einwertigen aliphatischen Alkohol mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,

b) 10 bis 50Gew.-% eines Monoesters der (Meth)-acrylsäure mit einem aliphatischen mehrwenigen Alkohol mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen.

c) 0 bis 60 Gew.-% eines Vinyl- oder Isopropenylaromaten mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen und

d) 0 bis 20 Gew.-% weiteren olefinisch ungesättigten Monomeren.

Die Copolymerisate bestehen aus:

a) 10 bis 90% eines Esters der (Methacrylsäure mit einem einwertigen aliphatischen Alkohol mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise (Methjacrylsäure-a-butylester, Acrylsäureäthylester, Methacrylsäuremethylester, Acrylsäureäthylhexylester, Isooctylacrylat. Besonders bevorzugt sind n-Butylacrylatund ten.- Butylacrylat.

b) 10 bis 40% eine Monoesters der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit aliphatischen mehrwertigen Alkoholen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, d. h. Estern von aliphatischen Polyolen, vorzugsweise Diolen, bei denen nur eine Hydroxylgruppe mit dem Acryl- oder Methacryli est verbunden ist. Bevorzugte Verbindungen dieser Art sind Äthylenglykolmonoacrylat und -monomethaerylat, Butandiol-1,4-monoacrylat. 2-Hydroxypropylacrylat.

c) 0 bis 50% eines Vinyl- oder Isopropenylaromaten mit 8 bis 14 Atomen. Geeignete Verbindungen dieser Art sind Styrol, Λ-Methylstyrol, Vinyltoluole wie p-Vinyltoluol. Besonders bevorzugt ist Styrol.

d) 0 bis 20% weiterer olefinisch ungesättigter Monomerer. Geeignete derartige Monomere sind beispielsweise Vinylester von Alkanmonocarbonsäuren mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie Vinylacetat oder Vinylpropionat, Nitrile olefinisch ungesättigter Carbonsäuren, wie Acrylnitril oder Methacrylnitril; ^-monoolefinisch ungesättigte Mono- und/ oder Dicarbonsäuren, wie Acrylsäure, Fumarsäure können ebenfalls in geringen Mengen bis 3% einpolymerisiert werden.

Copolymerisate, welche 50 bis 90 Gew.-% tert.-Butylacrylat einpolymerisiert enthalten, zeigen eine besonders günstige niedrige Viskosität bei verhältnismäßig hohem Erweichungspunkt.

Die Herstellung der Acrylesterpolymerisate A kann in Abwesenheit von Lösungsmitteln erfolgen durch Polymerisation in Gegenwart von radikalbildenden Katalysatoren, wie Azobiscarbonsäureamiden oder Azobiscarbonsäurenitrilen, z. B. Azodiisobutyronitril, oder von Peroxiden, wie tert.-Butylperoxid, bei Temperaturen

von 80 bis 160, vorzugsweise von 110 bis 140° C, gegebenenfalls in Gegenwart von üblichen Reglern. Als Regler, die im allgemeinen in Mengen von 0,5 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise von 3 bis 6 Gew.-°/o. bezogen auf die Monomeren, eingesetzt werden, kommen z. B. tert.- oder n-Dodecylmeracaptan, Thioäthanol oder Diisopropylxanthogendisulfid in Frage. Die Polymerisation wird vorzugsweise zumindest zeitweise unter vermindertem Druck, meist bei 200 bis 800, vorzugsweise 400 bis 600 mbar durchgeführt, wobei zweckmäßigerweise unter Siedekühlung, d. h. unter Rückfluß von Monomeren und gegebenenfalls Lösungsmittel, gearbeitet wird.

Eine weitere Möglichkeit der Herstellung der Acrylestercopolymerisate besteht darin, daß die Polymerisation in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels auf übliche Weise, d.h. ohne Siedekühlung, durchgeführt wird, wobei das Lösungsmittel anschließend jranz oder teilweise entfernt wird. Als Lösungsmittel kommen hierbei die in der Lackindustrie üblicherweise verwendeten organischen Lösungsmittel in Betracht, die gegenüber Isocyanaten inert sein sollen. Geeignete Lösungsmittel sind z. B. Ester, wie Äthyiglyko'lacetat, oder aromatische Kohlenwasserstorfe, wie Xylol oder Toluol. Es ist auch möglich und in manchen Fällen sogar zweckmäßig, das Acrylester-Polymerisat A in Gegenwart der Alkohole D herzustellen.

Besonders geeignet sind Copolymerisate A mit Molekulargewichten unter 2000, mit Erweichungsbereichen unterhalb von 80⁰C. vorzugsweise unterhalb von 60"C, mit K-Werten nach H. Fikentscher. Cellulosechemie 13 (1932), S. 58. (2%ig in Dimethylformamid) unterhalb von 20, vorzugsweise unterhalb von 16, sowie Viskositäten unterhalb von 40 see im Auslaufbecher 4 mm nach DlN 53 211, gemessen in 50%iger Lösung in Äthylglykolacetat.

Ferner sind hydroxylgruppenhaltige Polyester gut geeignet, insbesondere solche mit Molekulargewichten zwischen 250 und 1000, hergestellt durch übliche Schmelzkondensation aus gesättigten Dicarbonsäuren bzw. deren Derivaten, aliphatischen zweiwertigen Alkoholen und/oder aliphatischen drei- bis fünfwertigen Alkoholen.

Als Dicarbonsäuren sind z. B. geeignet: Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Tetrahydrophthalsäure. Hexahydrophthalsäure, Oxalsäure oder Adipinsäure. Besonders geeignet sind Phthalsäureanhydrid) und Adipinsäure.

Als Diole sind z. B. geeignet: Äthylenglykol, Propylenglykol. Butandiol. Hexandiol. Neopentylglykol. Bevorzugt ist Äthylengiykol.

Als höherwertige Alkohole sind z. B. geeignet: Glycerin. Trimethylolpropan, Hexantriol. Trimethyloläthan oder Pentaerythrit. Bevorzugt ist Trimethylolpropan.

Die Polyester sind höherviskose Flüssigkeiten bzw. Weichharze.

Die Komponente A ist in den erfindungsgemäßen Einbrennlacken in Mengen zwischen 40 und 85, vorzugsweise zwischen 50 und 70 Gew.-% enthalten.

B Komponente B ist ein Amin/Formaldehyd-Harz, vorzugsweise ein mindestens teilweise veräthertes Vorkondensat aus Formaldehyd und Melamin oder Harnstoff. Flüssige, lösungsmittelfreie Produkte sind besonders geeignet, um Lacke mit hohem Festkörpergehalt gut auftragen zu können. Es können aber auch die üblichen lösungsmittelhaltigen Amin/Formaldehyd-Harze eingesetzt werden. Als Amine sind auch andere Triii/ine. Triazole. Diazine, Guanidine oder Guanamine verwendbar, z. B. N.N'-Dimcthylharnstoff, Aeetyleiidiharnstoff, Dicyanamid, Benzoguanamin oder alkylsubstituierte Melamine. Mindestens ein Teil, vorzugsweise alle Alkylolgruppen der Vorkondensate, sind verethert Dazu können beliebige Alkohole verwendet werden, wie z. B. Methanol, Äthanol, Propanol, n-Butanol oder Benzylalkohol. Das Amin/Formaldehyd-Harz wird in bekannter Weise hergestellt durch saure katalysierte Kondensation, wobei bevorzugt wäßriger Formaldehyd verwendet wird. Einzelheiten finden sich z. B. in Houben-

;o Weyl, »Methoden der organischen Chemie« (1963), Band 14/2, S. 319 ff.

Die Komponente B ist in Mengen von 10 bis 55, vorzugsweise von 15 bis 35 Gew.-°/o enthalten.
C Komponente C ist mindestens ein aliphatisches und/oder cycloaliphatisches Polyisocyanat auf Basis von Derivaten des Hexamethylendiisocyanats, Tris-(isocyanatohexyl)-biuret oder ein Gemisch aus Tri-(isocyanatohexyl)-isocyanurat mit Bis-(isocyanatohexyl)-uretdion oder ein biuretgruppenhaltiges Polyisocyanat, welches durch Umsetzung von Hexamethylendiisocyanat mit 33'-Dimethyl-4,4'-diaminodicyclch:xylmethan hergestellt wurde.

Die Komponente C ist in Mengen von 5 bis 35, vorzugsweise von 10 bis 30 Gew.-% enthalten.

D Komponente D ist ein ein- oder zweiwertiger Alkohol der gegebenenfalls als reaktiver Verdünner zur Erniedrigung der Viskosität des Systems mitverwendet werden kann. Die Alkohole reagieren beim Einbrennen mit den Vernetzungsmitteln und werden so in den Überzug eingebaut. Sie sollen beim Eit.-brennen möglichst nicht flüchtig sein; ihr Siedepunkt liegt deshalb vorzugsweise oberhalb von 120⁰C, insbesondere oberhalb von 150⁰C. Bevorzugt sind ein- oder zweiwertige gesättigte aliphatische Alkohole mit Molekulargewichten unter

200, z. B. Butandiol-1,4,2-Äthylhexanol, Äüthylenglykol, Propandiol, Butyldiglykol oder Neopentylglykol. Ferner sind Estc.-dioie geeignet, die ein Molekulargewicht zwischen 204 und 500 haben und eine Estergruppe, sowie zwei Hydroxylgruppen aufweisen. Ein bevorzugtes Esterdiol ist Hydroxypivalinsäureneopentylglykolester. Andere Esterdiole sind in den DE-OS 25 00 310, z5 00 311 und 25 00 312 beschrieben. Sie haben die allgemeine Formel:

R¹

R² O

R⁴ R⁵ R⁷

HO-CH-C— C-O-CH-C-CH-OH (I)

R³

R⁶

wobei R¹ bis R⁷ Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, sein können, und R² bis R³ sowie R⁵ mit R⁶ auch in Form eines Cycloalkylringes mit 5 bis 8 Itohlenstoffatomen verbunden sein können, mit der Maßgabe, daß in den Gruppen R¹ bis R³ einerseits und R⁴ bis R⁷ andererseits jeweils mindesteris zwei Reste Alkylreste sind.

Die Komponente D kann in Mengen von 0 bis 15, vorzugsweise von 0 bis 10Gew.-% enthalten sein. Zur Isocyanat-Ersparnis wird angestrebt, diese Menge möglichst niedrig zu halten,

E Komponente E ist ein Lösungsmittel, in manchen Fällen kann es zweckmäßig oder erforderlich sein, dem Einbrennlack solche Lösungsmittel zuzusetzen, welche beim Einbrennen aus dem Lack entfernt werden. Sie dienen im wesentlichen ebenfalls zur Erniedrigung der Viskosität; in manchen Füllen kommen sie als Lösungsmittel für andere Zusatzstoffe in den Lack hinein. Aus

Gründen des Umweltschutzes soll ihre Menge ebenfalls möglichst gering gehalten werden. Geeignet sind z. B. n-Butylacetat, Äthylglykolacetat, Methyläthylketon oder Xylol. Bevorzugt sind inerte Lösungsmittel, es können jedoch auch niedrigsiedende alkoholische Lösungsmittel mitverwendet werden, ohne daß die Vernetzung merklich beeinträchtigt wird. An dieser Stelle sollen auch die anderen üblichen Zusatzstoffe für Lacke genannt werden, wie Celluloseester, Verlaufsmittel, Weichmacher, Silikonöle oder Thixotropiermittel.

Die Komponente E kann in Mengen von 0 bis 35. vorzugsweise von 0 bis 25 und insbesondere von 5 bis 20 Gew.-% enthalten sein.

F Komponente F sind übliche Pigmente und Füllstoffe, wie z. B. Titandioxid, Ruß. organische oder anorganische Buntpigmente, Talkum oder Schwerspat. Sie können in Mengen von 0 bis 65, vorzugsweise von 0 bis 50 Gew.-% enthalten sein.

G Komponente G sind Vernetzungskatalysatoren, einmal für uie Kuiiueriiaiion der Hydröxylgiüppcii dci Komponente A mit den Methyloläthergruppen der Komponete B und zum anderen für die Addition der Hydroxylgruppen an die Isocyanatgruppen der Komponete C. Beispiele für geeignete Katalysatoren sind einmal organische Sulfonsäuren, wie p-Toluolsulfonsäure; zum anderen organische Zinnverbindungen, wie Dibutylzinndilaurat.

Die Komponente G ist in Mengen von 0 bis 3. vorzugsweise von 0 bis 1.0 Gew.-% enthalten.

Bei den erfindungsgemäßen Einbrennlacken handelt es sich im allgemeinen um Zweikomponentensysteme. Polyisocyanat C und eine Mischung der übrigen Komponenten werden getrennt gelagert und vor dem Auftragen miteinander vermischt. Die Reaktionsmischung ist einige Stunden bis mehrere Tage haltbar, ohne daß bei Raumtemperatur Vernetzung eintritt.

Die Viskosität der Einbrennlacke liegt zwischen 20 und 300, VOrZu⁰SWeJSe zwischen 20 und 100 DIN-Sekunden. Die erfindungsgemäßen Überzugsmassen können auf beliebige Substrate, wie Metall, Holz, keramische Materialien und Kunststoffe nach den üblichen Methoden aufgetragen werden, z. B. durch Aufsprühen. Aufstreichen, Aufgießen. Aufwalzen oder Tauchen. Besonder« geeignet sind sie für die Lackierung von Automobilteilen.

Die Aushärtung der Überzugsmassen auf dem Substrat wird im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 80 und 180° C, vorzugsweise zwischen 120 und 150"' C vorgenommen. Sie dauert — in Abhängigkeit von der Härtungstemperatur — 10 bis 120, insbesondere 20 bis 40 Minuten.

Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

Ein Acrylatharz wird hergestellt durch Lösungspolymerisation von 35% Hydroxypropylacrylat, 55% tert-Butylacrylat und 10% n-Butylacrylat. Das Harz (79%ig in Äthylengiykolacetat) hat einen K-Wert von 14 (2%ig in Dimethylformamid), ein Molekulargewicht von etwa 1300, eine Hydroxylzahl von 150 (bezogen auf Fest harz) und eine Viskosität von 1850 m Pas bei 50° C.

104 Teile des Acrylatharzes (79%ig) werden mit 119.7 Teilen Titandioxid pigmentiert. Dazu werden 18,6 Teile eines lösungsmittelfreien, mit Methanol verätherten Melamin/Fornialdehyd-Harzes, 19,6 Teile eines Gemisches eines biuretgruppenhaltigen Polyisocyanats mit einem Isocyanat-Gehali von 23.5%. welches hergestellt wurde durch Umsetzung von Hexamethylendiisocyanat und 3.3-Dimethyl-4.4-diaminodicyclohexylmethan. 53 Teile Äthylglykolacciai, 0,18 Teile p-Toluolsulfonsäure (20%ig in Buiylacetat). gegeben. Die Lacklösung hat eine Viskosität von 99 Sekunden im DIN-Becher4 und einen Feststoffgehalt von 79.2%.

Ein Lackfilm mit einer Dicke von 75 μηι wurde hergestellt durch halbstündiges Einbrennen bei 150^;C. Eigenschäften:

Pendelhärte nach König (DIN 53 157): 120 Sekunden.
F.richsen\vert(DIN53 15b): 8.1.

Glanz nach Gardner (ASTM D 523/67): 74.
Gitterschnitt (DIN 53 151):0.
Biegeprobe und Kratzfestigkeit: in Ordnung.

Beispiel 2

87.5 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Polyacrylats werden mit 120 Teilen Titandioxid pigmentiert. Dazu kommen: 30,9 Teile Melamin/Formaldehyd-Harz nach Beispiel 1. 19.6 Teile Polyisocyanat nach Beispiel 1, 62 Teile Äthylglykolacetat sowie 1,5% p-Toluol-sulfonsäurc, bezogen auf das Malaminharz.

Die Lacklösung hat eine Viskosität von 69 Sekunden und einen Festgehalt von 78.7%.

Durch halbstündiges Einbrennen bei 120°C wird ein 72 um starker Lackfilm hergestellt mit folgenden Eigenschaften:

Glanz: 87.

Pendelhärte: 104 Sekunden.
Erichsenwert:7.1.

Biegeprobe und Kratzfestigkeit: in Ordnung.

Beispiel 3

122 Teile Acrylatharz nach Beispiel ! werden mit 120 Teilen Titandioxid pigmentiert. Dazu werden gegeben: 30.9 Teile Tetrabutoxymethvlacenlendiharnstoff. 47 Teile Äthylglykolacetat und 2.5% p-Toluolsulfonsäure. bezogen auf das Harnstoffderivat, sowie 19.6 Teile Polyisocyanat nach Beispiel 1.

Ein Lackfilm mit einer Dicke von 60 μιτι wurde hergestellt durch halbstündiges Einbrennen bei 140^?C. Eigenschaften:

Verlauf: sehr gut.

Glanz: 80.

Pendelhärte: 151 Sekunden.
Erichsenwert:7.7.
Biegeprobe und Kratzfestigkeit: in Ordnung.

Beispiel 4

88.7 Teile Acrylatharz nach Beispiel 1.18.6 Teile Melamin/Formaldehyd-Harz nach Beispiel 1 und 12 Teile Esterdiol 260 (2-Methyl-2-propylpropandiol-(L3)-mono-(2-methyl-2-propyl-3-hydroxypropionat) werden mit 120 Teilen Titandioxid pigmentiert. Dazu werden gegeben: 19,6 Teile Tris-isocyanatohexyl-biuret (mit einem Isocyangehalt von 23,5%). 46 Teile Äthylglykolacetat und 0.2% p-Toluolsulfonsäure. bezogen auf das Malaminharz.

Die Lacklösung weist eine Viskosität von 88 Sekunden und einen Festgehalt von 80,8% auf.

Ein Lackfilm mit einer Schichtdicke von 64 um wurde hergestellt durch halbstündiges Einbrennen bei 160'C. Eigenschaften:

Verlauf: sehr gut.

Glanz: 84,

Pendelhärte: 154 Sekunden.

Erichsenwert:6.0,

Biegeprobe und Kratzfestigkeit: in Ordnung.

Beispiel 5

a) 87.5 Teile Acrylatharz nach Beispiel 1 werden mit 120 Teilen Titandioxid pigmentiert. Nach Zugabe von 52,6 Teilen mit n-Butanol verathertem MeIamin/Formaldehyd-Harz (57%ig in Xylol/Butanol) und 19,5 Teilen Polyisocyanat nach Beispiel 1 und 46 Teilen Äthylglykolacetat erhält man eine Lackiübuiig iViii einem Fettgehalt von 75% und einer Viskosität von 80 Sekunden.

Ein Lackfilm mit einer Schichtdicke von 74 iim wurde hergestellt durch halbstündiges Erhitzen auf 130^: C. Eigenschaften:

Verlauf: sehr gut.

Glanz: 82,

Pendelhärte: 126 Sekunden.

Erichsenwert:6.1.

Gitterschnitt: 0.

Biegeprobe: in Ordnung.

b) Beispiel 5a wird wiederholt, jedoch ohne Polyisocyanat-Zusatz. Eigenschaften des Lackfilms:

Glanz: 82,

Pendelhärte: UO Sekunden.

Erichsenwert: 3,8,

Gitterschnitt: 4.

Biegeprobe: nicht in Ordnung.

Der Überzug zeigt wesentlich schlechtere Flexibilität und Haftung.

Beispiel 6

Ein Polyester wurde durch übliche Polykondensation aus 11.7 Mol Adipinsäure. 6.3 Mol Phthalsäureanhydrid, Mol Äthylenglykol und 9 Mol Trimethylolpropan hergestellt. Er hat eine Hydroxylzahl von 324. eine Säurezahl von 3.2 und eine Viskosität von 310 m Pas bei 75^:C.

Teile dieses Polyesters werden mit 141.6 Teilen Titandioxid angerieben. Anschließend werden 31 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Melamin/Formaldehyd-Harzes, 41.6 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Polyisocyanats. 40 Teile Äthylglykolacetat und 2,5% p-ToIuolsulfonsäure (bezogen auf das Melaminharz) zugegeben.

Man erhält eine Lacklösung mit einer Auslaufzeit von Sekunden und einem Festgehalt von 825%.

Durch halbstündiges Einbrennen bei 130" C wird ein μπι dicker Lackfilm hergestellt. Eigenschaften:

Glanz: 93.

Verlauf: gut. b5

Pendelhärte: 138 Sekunden.

Gitterschnitt: 0.

Erichsenwert: 6.3.

Biegeprobe und Kratzfestigkeit: in Ordnung.
Beispiel 7

Ein Acrylatharz wird hergestellt durch Lösungspolymerisation von 23% Hydroxypropylacrylat. 45% Styrol. 32% n-Butylacrylat. Das Harz. 75%ig in Äthylglykolacetat, hat einen K-Wert von 16,5, eine Hydroxylzahl von 100 (bezogen auf Festharz) und eine Viskosität von 2200 m Pas bei 50" C.

Zu 70 Teilen des Acrylatharzes (75%ig) werden 30,0 Teile eines lösungsmittelfreien, methanolverätherten Melamin/Formaldehyd-Harzes, 5,6 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Polyisocyanats, 20 Teile Äthylglykolacetat und 0,2% p-Toluolsulfonsäure (bezogen auf Melamin/Formaldehyd-Harz) gegeben. Die Lacklösung hat eine Viskosität von 99 Sekunden im DIN-Becher4 und einen Feststoffgehalt von 70%. Ein hochglänzender Lackfilm mit einer Schichtdicke von 35 um wurde hergestellt durch halbstündiges Einbrennen bei 140°C. Eigenschaften:

Pendelhärte: 165 Sekunden,
Erichsenwert: 9,4,
r> Gitterschnitt: 0.

Biegeprobe und Kratzfestigkeit: in Ordnung.

Beispiel 8

Ein Acrylatharz, bestehend aus 23% Hydroxypropylacrylat, 35% Styrol, 36% n-Butylacrylat, 5% Äthylhexylacrylat, 1% Acrylsäure wird hergestellt durch Lösungspolymerisation in Äthylglykolacetat. Festgehalt: 75%ig; K-Wert 16: Viskosität 170 m Pas bei 5O⁰C. Hy-

3ä droxylzahl: 100.

Herstellung der Lacklösung

Zu 93,0 Teilen des Acrylatharzes werden gegeben: 30 Teile eines lösungsmittelfreien, methanolverätherten Melamin/Formaldehyd-Harzes, 5,5 Teile Tris-(isocyanatohexyl)-biuret (mit einem Isoxyanatgehalt von 23,5%), 24.3 Teile Äthylglykolacetat und 0,4% p-ToluoIsulfonsäure (bezogen auf Melamin/Formaldehyd-Harz).
Die Lacklösung hat eine Viskosität von 95 Sekunden im DIN-Becher 4 und einen Feststoffgehalt von 70%.

Ein hochglänzender Lackfilm mit einer Schichtdicke von 38 um wurde hergestellt durch halbstündiges Erhitzen auf 130°C. Eigenschaften:

50 Pendelhärte: 137 Sekunden,
Erichsenwert: 8,2,
Gitterschnitt: 0,
Biegeprobe: in Ordnung.

Claims

Patentansprüche:

1. Einbrennlacke auf Basis eines Bindemittels aus hydroxylgruppenhaltigen Polymeren, Amin/Formaldehyd-Harzen und Polyisocyanaten sowie gegebenenfalls üblichen Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie bestehen aus