Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Klarlackierungen und farb- und/oder effektgebender MehrschichtlackierungenProcess for the production of multi-layer clear coats and color and / or effect multi-layer coats
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung mehrschichtiger Klarlackierungen, insbesondere im Rahmen färb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung neue mehrschichtige Klarlackierungen.The present invention relates to the production of multi-layer clearcoats, in particular in the context of coloring and / or effect-giving multi-layer coatings. The present invention further relates to new multilayer clearcoats.
Färb- und/oder effektgebende Lackierungen von Kraftfahrzeugkarosserien, insbesondere PKW-Karosserien, bestehen heute vorzugsweise aus mehreren Lackschichten, die übereinander appliziert werden und unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.Coloring and / or effect-giving paintwork of motor vehicle bodies, in particular car bodies, today preferably consist of several layers of paint which are applied one above the other and have different properties.
Beispielsweise werden nacheinander eine elektrisch abgeschiedene Elektrotauchlackierung (ETL) als Grundierung, eine Füllerlackierung, Steinschlagschutzgrundierung oder Funktionsschicht, eine Basislackierung und eine Klarlackierung auf ein Substrat aufgebracht. Hierbei dient die ETL insbesondere dem Korossionsschutz des Blechs. Sie wird von der Fachwelt häufig auch als Grundierung bezeichnet. Die Füllerlackierung dient der Abdeckung von Unebenheiten des Untergrundes und gewährt aufgrund ihrer Elastizität die Steinschlagbeständigkeit. Gegebenenfalls kann die Füllerlackierung oder Funktionsschicht noch zur Verstärkung des Deckvermögens und zur Vertiefung des Farbtons der Lackierung dienen. Die Basislackierung steuert die Farben und/oder die optischen Effekte bei. Die Klarlackierung dient der Verstärkung der optischen Effekte und dem Schutz der Lackierung vor mechanischer und chemischer Schädigung. Basislackierung und Klarlackierung werden häufig auch zusammenfassend als Decklackierung bezeichnet. Ergänzend wird noch auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seiten 49 und 51, ,Automobillacke", verwiesen.
Es ist ein wichtiges Ziel der modernen Automobillackierung, die Kratzfestigkeit der Klarlackierungen weiter zu verbessern, ohne die sonstigen wesentlichen vorteilhaften Eigenschaften wie vorzügliche Transparenz und D.O.I (Distinctiveness of the reflected image), hohe Härte, sehr gute Chemikalienbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit und Beständigkeit gegen Vogelkot und Baumharz, sehr guten Verlauf ohne Oberflächenstörungen und vorzügliche Zwischensctachmaftung zu beeinträchtigen.For example, an electrically deposited electrodeposition coating (ETL) as a primer, a filler coating, stone chip protection primer or functional layer, a base coat and a clear coat are applied to a substrate. Here, the ETL serves in particular to protect the sheet against corrosion. It is often referred to by experts as a primer. The filler coating serves to cover unevenness in the surface and, due to its elasticity, ensures resistance to stone chips. If necessary, the filler coating or functional layer can also serve to increase the hiding power and to deepen the color tone of the coating. The base coat contributes the colors and / or the optical effects. The clear coat serves to enhance the optical effects and to protect the paint from mechanical and chemical damage. Basecoat and clearcoat are often collectively referred to as topcoat. In addition, reference is also made to Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, pages 49 and 51, "Automobillacke". It is an important goal of modern automotive painting to further improve the scratch resistance of the clearcoats without the other essential advantageous properties such as excellent transparency and DOI (Distinctiveness of the reflected image), high hardness, very good chemical resistance, weather resistance and resistance to bird droppings and tree resin , very good flow without affecting surface defects and excellent intermediate adhesion.
In neuerer Zeit wurden sogenannte Sol-Gel-Klarlacke auf Basis von siloxanhaltigen Lackformulierungen entwickelt, die durch Hydrolyse und Kondensation von Silanverbindungen erhalten werden. Diese Klarlacke, die für die Herstellung von Beschichtungen für Kunststoffen verwendet werden, werden beispielsweise in den deutschen Patentschriften DE 43 03 570 A 1, DE 3407 087 A 1, DE 40 11 045 A 1, DE 40 25 215 A 1, DE 38 28 098 A 1, DE 40 20 316 A 1 oder DE 41 22743 A 1 beschrieben.So-called sol-gel clearcoats based on siloxane-containing paint formulations, which are obtained by hydrolysis and condensation of silane compounds, have recently been developed. These clearcoats, which are used for the production of coatings for plastics, are described, for example, in German patents DE 43 03 570 A1, DE 3407 087 A1, DE 40 11 045 A1, DE 40 25 215 A1, DE 38 28 098 A 1, DE 40 20 316 A 1 or DE 41 22743 A 1.
Sol-Gel-Klarlackierungen verleihen Kunststoff-Substraten wie Brillengläsern oder Motorradhelrn-Visieren eine sehr gute Kratzfestigkeit. Der Ersatz der üblicherweise in der Automobillackierung eingesetzten Klarlacke durch Sol-Gel- Klarlacke ist indes nicht ohne weiteres möglich, weil die hieraus hergestellten Klarlackierungen zu spröde sind oder häufig nur schlechte optische Eigenschaften (Appearance) aufweisen. Vor allem sind die Sol-Gel-Klarlacke zu teuer. Der ökonomisch günstigere Einsatz einer Sol-Gel-Klarlackierung als zusätzliche Klarlackierung oder sogenannter Sealer über die bisher verwendeten Klarlackierungen ergibt Haftungsprobleme zwischen der Klarlackierung und der Sol-Gel-Klarlackierung, die insbesondere nach Steinschlag und bei Belastung durch Schwitzwasser auftreten.Sol-gel clear coats give plastic substrates such as glasses or motorcycle helmet visors very good scratch resistance. However, the replacement of the clearcoats usually used in automotive painting by sol-gel clearcoats is not readily possible because the clearcoats produced from them are too brittle or often have poor optical properties (appearance). Above all, the sol-gel clearcoats are too expensive. The economically more favorable use of a sol-gel clearcoat as an additional clearcoat or so-called sealer over the previously used clearcoats results in adhesion problems between the clearcoat and the sol-gel clearcoat, which occur particularly after stone chips and when exposed to condensation.
Es wäre daher in hohem Maße wünschenswert, ein Verfahren zur Kratzfestausrüstung von üblichen und bekannten Klarlackierungen zur Verfügung
zu haben, das ohne die Verwendung von Sol-Gel-Klarlackierungen als Sealer auskommt.It would therefore be highly desirable to have a process for scratch-proofing conventional and known clearcoats to have that works without the use of sol-gel clearcoats as a sealer.
So wurde versucht, das Eigenschaftsprofil von Klarlacken und hieraus hergestellter Klarlackierungen durch die Verwendung thermisch härtbarer Reaktivverdünner zu verbessern.Attempts have been made to improve the property profile of clearcoats and clearcoats produced from them by using thermally curable reactive thinners.
Die Verwendung polyhydroxyfunktionalisierter cyclischer und/oder acyclischer Alkane mit 9 bis 16 Kohlenstoffatomen im Molekül, wie die stellungsisomeren Diethyloctandiole, als thermisch härtbare Reaktiwerdünner in thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbaren Klarlacken wird bereits in der deutschen Patentanmeldung DE 198 09 643 A 1 beschrieben.The use of polyhydroxy-functionalized cyclic and / or acyclic alkanes with 9 to 16 carbon atoms in the molecule, such as the positionally isomeric diethyloctanediols, as thermally curable reactive thinners in thermally or thermally and with actinic radiation-clearcoats, has already been described in German patent application DE 198 09 643 A1.
Die Verwendung von hyperverzweigten Verbindungen mit einer tefrafunktionellen Zentralgruppe als thermisch härtbare Reaktiwerdünner in thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbaren Klarlacken wird bereits in der deutschen Patentanmeldung DE 198 40 405 A 1 beschrieben.The use of hyperbranched compounds with a tefrafunctional central group as thermally curable reactive diluents in thermally or thermally and with actinic radiation clearcoats has already been described in German patent application DE 198 40 405 A1.
Die Verwendung von hydroformylierten und hydrierten Oligomeren, erhältlich durch Metathese von acyclischen Monoolefinen und cyclischen Monoolefinen, Hydroformylierung der resultierenden Oligomeren und anschließender Hydrierung, als thermisch härtbare Reaktivverdünner in thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbaren Klarlacken wird bereits in der deutschen Patentanmeldung DE 198 05 421 A 1 beschrieben.The use of hydroformylated and hydrogenated oligomers, obtainable by metathesis of acyclic monoolefins and cyclic monoolefins, hydroformylation of the resulting oligomers and subsequent hydrogenation, as thermally curable reactive diluents in thermally or thermally and with actinic radiation clearcoats, is already described in German patent application DE 198 05 421 A 1 described.
Die entsprechenden Klarlacke liefern Klarlackierungen mit guter Kratzfestigkeit, guter Härte und gutem Reflow- Verhalten. Die Verwendung der bekannten Klarlackierungen als Sealer im Rahmen von mehrschichtigen Klarlackierungen wird in den Patentanmeldungen DE 198 09 643 A 1, DE 198 40 405 A 1 oder DE 198 05 421 A 1 weder beschrieben noch nahegelegt.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 09 465 A 1 sind thermisch härtbare Klarlacke auf der Basis hydroxylgruppenhaltiger Bindemittel und Vernetzungsmittel, welche mit Hydroxylgruppen reaktive funktioneile Gruppen enthalten, bekannt. Sie weisen nach ihrer Aushärtung einen Speichermodul E' im gummielastischen Bereich von mindestens 10^,5 pa und einen Verlustfaktor tanδ bei 20°C von maximal 0,10 auf, wobei der Speichermodul E' und der Verlustfaktor mit der Dynamisch-Mechanischen Thermo-Analyse an freien Filmen mit einer Schichtdicke von 40 + 10 μm gemessen wurden. Als Bindemittel werden inter alia (Meth)Acrylatcpolymerisate verwendet, die 4- Hydroxybutylmethacrylat einpolymerisiert enthalten. Die aus den bekannten Klarlacke hergestellten Klarlackierungen sind kratzfest und chemikalienstabil. Indes muß das bereits erreichte Niveau der Kratzfestigkeit für besonders anspruchsvolle Verwendungszwecke, beispielsweise in der Serien- und - reparaturlackierung von besonders hochwertigen Automobilen der Oberklasse weiter verbessert werden. Außerdem sollten die bekannten Beschichtungen noch besser polierbar sein. Des weiteren schränkt die Höhe des Speichermoduls E' die Auswahl der Bestandteile des Beschichtungsstoffe notwendigerweise ein. Die Verwendung der bekannten Klarlackierungen als Sealer im Rahmen von mehrschichtigen Klarlackierungen wird in dem deutschen Patent DE 197 09 467 C 2 oder der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 09 465 A 1 weder beschrieben noch nahegelegt.The corresponding clear coats provide clear coats with good scratch resistance, good hardness and good reflow behavior. The use of the known clearcoats as sealers in the context of multi-layer clearcoats is neither described nor suggested in patent applications DE 198 09 643 A1, DE 198 40 405 A1 or DE 198 05 421 A1. Thermally curable clear lacquers based on binders and crosslinking agents containing hydroxyl groups and containing functional groups reactive with hydroxyl groups are known from German published patent application DE 197 09 465 A1. After curing, they have a memory module E 'in the rubber-elastic range of at least 10 ^ .5 p a and a loss factor tan δ at 20 ° C of a maximum of 0.10, the memory module E' and the loss factor using the dynamic mechanical thermal Analysis of free films with a layer thickness of 40 + 10 μm were measured. Inter alia (meth) acrylate polymers which contain 4-hydroxybutyl methacrylate in copolymerized form are used as binders. The clearcoats produced from the known clearcoats are scratch-resistant and chemical-stable. However, the level of scratch resistance that has already been achieved must be further improved for particularly demanding uses, for example in the series and refinishing of particularly high-quality automobiles of the upper class. In addition, the known coatings should be easier to polish. Furthermore, the height of the storage module E 'necessarily limits the selection of the constituents of the coating materials. The use of the known clearcoats as a sealer in the context of multi-layer clearcoats is neither described nor suggested in German patent DE 197 09 467 C 2 or German patent application DE 197 09 465 A1.
In der deutschen Patentanmeldung DE 198 50 210 A 1 wird die Verwendung von 2-Methyl-propan-l,3-diol-mono(meth)acrylat für die Herstellung von (Meth)Acrylatcopolymerisaten beschrieben. Die betreffendenGerman patent application DE 198 50 210 A1 describes the use of 2-methyl-propane-1,3-diol-mono (meth) acrylate for the production of (meth) acrylate copolymers. The concerned
(Meth)Acrylatcopolymerisate dienen der Herstellung von Klarlacken. Die Klarlacke liefern kratzfeste und chemikalienbeständige Klarlackierungen. Die Verwendung der bekannten Klarlackierungen als Sealer im Rahmen von
mehrschichtigen Klarlackierungen wird in der deutschen Patentanmeldung DE 198 50 210 A 1 weder beschrieben noch nahegelegt.(Meth) acrylate copolymers are used for the production of clear lacquers. The clear coats deliver scratch-resistant and chemical-resistant clear coats. The use of the known clearcoats as a sealer in the context of Multi-layer clear coats are neither described nor suggested in German patent application DE 198 50 210 A1.
In der deutschen Patentanmeldung DE 196 52 886 A 1 werden Klarlacke beschrieben, die hydroxyfunktionelle Bindemittel undThe German patent application DE 196 52 886 A 1 describes clear lacquers, the hydroxy-functional binders and
Tris(alkoxycarbonylamino)triazine als Vernetzungsmittel enthalten. Die Kratzfestigkeit der aus diesen bekannten Klarlacken hergestellten Klarlackierungen genügt nicht den Anforderungen, die an einen Sealer gestellt werden. Demgemäß wird die Verwendung der bekannten Klarlackierungen als Sealer im Rahmen von mehrschichtigen Klarlackierungen in der deutschen Patentanmeldung DE 196 52 886 A 1 weder beschrieben noch nahegelegt.Tris (alkoxycarbonylamino) triazines contain as crosslinking agents. The scratch resistance of the clearcoats produced from these known clearcoats does not meet the requirements placed on a sealer. Accordingly, the use of the known clearcoats as sealers in the context of multi-layer clearcoats is neither described nor suggested in German patent application DE 196 52 886 A1.
In der nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldung DE 198 50 243 werden (Meth)Acrylatcopolymerisate beschrieben, die durch radikalische Copolymerisation von olefinisch ungesättigten Monomeren in flüssigen, Ihermisch vernetzbaren Reaktivverdünnern hergestellt werden. Die (Meth)acrylatcopolymerisate bzw. deren flüssige Mischungen mit den besagten Reaktiwerdünnern können in Klarlackierungen verwendet werden. Die resultierenden Klarlackierungen sind thermostabil, witterungsbeständig, kratzfest und lichtbeständig. Die Verwendung der Klarlackierungen als Sealer im Rahmen von mehrschichtigen Klarlackierungen wird in der nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldung DE 198 50 243 nicht beschrieben.In the unpublished German patent application DE 198 50 243 describes (meth) acrylate copolymers which are prepared by radical copolymerization of olefinically unsaturated monomers in liquid, thermally crosslinkable reactive diluents. The (meth) acrylate copolymers or their liquid mixtures with the said reactive diluents can be used in clearcoats. The resulting clear coats are thermostable, weather-resistant, scratch-resistant and light-resistant. The use of the clearcoats as a sealer in the context of multilayer clearcoats is not described in the unpublished German patent application DE 198 50 243.
In der deutschen Patentanmeldung DE 198 50 254 A 1 werden Sealer für mehrschichtige Klarlackierungen beschrieben, die aus Klarlacken hergestellt werden, die als Bindemittel mindestens ein hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylat, welches mindesten ein Polysiloxanmakromonomer einpolymerisiert enthält, und als Vernetzungsmittel mindestens emTris(alkoxycarbonylamino)triazin enthalten. Die Verwendung von thermisch härtbaren hydroxylgruppenhaltigen Reaktiwerdünnern wird in der deutschen Patentanmeldung DE 198 50 254 A 1
nicht beschrieben. Nachteilig für die bekannten Sealer ist, daß sie zur Eintrübung neigen, in manchen Fällen eine nicht ausreichende Transparenz aufweisen und häufig keine Verklebung der Automobiltypenschilder mehr gestatten.German patent application DE 198 50 254 A1 describes sealers for multilayer clearcoats which are produced from clearcoats which contain at least one hydroxyl-containing polyacrylate which contains at least one polymerized polysiloxane macromonomer as binder and at least emTris (alkoxycarbonylamino) triazine as crosslinking agent. The use of thermally curable hydroxyl-containing reactive diluents is described in German patent application DE 198 50 254 A1 not described. A disadvantage of the known sealers is that they tend to cloud, in some cases have insufficient transparency and often do not allow the nameplate to be glued anymore.
In der nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldung DE 199 38 759 werden ebenfalls Sealer für mehrschichtige Klarlackierungen beschrieben, die aus Klarlacken hergestellt werden, die als Bindemittel mindestens ein hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylat, das ein Polysiloxanmakromonomer, enthaltend im statistischen Mittel mindestens 3,0 Doppelbindungen pro Molekül, einpolymerisiert enthält, und als Vernetzungsmittel einThe non-prepublished German patent application DE 199 38 759 also describes sealers for multilayer clearcoats which are produced from clearcoats which, as binders, contain at least one hydroxyl-containing polyacrylate which contains a polysiloxane macromonomer, containing a statistical average of at least 3.0 double bonds per molecule , and as a crosslinking agent
Tris(alkoxycarbonylamino)triazin enthalten.Tris (alkoxycarbonylamino) triazine included.
In der nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldung DE 100 04 750.5 werden ebenfalls Sealer für mehrschichtige Klarlackierungen beschrieben, die aus Klarlacken hergestellt werden, die als Zusatzstoff Tricyclodecandimethanol (TCD) und als Vernetzungsmittel TAGT enthalten.The non-prepublished German patent application DE 100 04 750.5 also describes sealers for multilayer clearcoats which are produced from clearcoats which contain tricyclodecanedimethanol (TCD) as an additive and TAGT as a crosslinking agent.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Klarlackierung, insbesondere im Rahmen färb- und/oder effektgebender Mehrschichlackierungen, auf grundierten oder ungrundierten Substraten zu finden, das die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweist, sondern ohne die Verwendung von Sol-Gel-Klarlacken, ohne Zwischenschleifen, ohne die Zugabe spezieller Zusatzstoffe wie TCD zu den Klarlacken und ohne die Verwendung von (Meth)Acrylatcopolymerisaten, die Polysiloxanmakromonomere einpolymerisiert enthalten, auskommt und mehrschichtige hochkratzfeste Klarlackierungen liefert, die außerdem noch eine hohe Härte, Flexibilität, Witterungsstabilität und Che ikalienbeständigkeit, einen hervorragenden Verlauf, eine sehr gute ZwischenscMchtiiaftung, einen hervorragenden optischen Gesamteindruck und eine sehr gute Polierbarkeit haben.
Demgemäß wurde das neue Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Klarlackierung auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat durchThe object of the present invention is to find a new process for producing multilayer clearcoat, in particular in the context of coloring and / or effect-giving multicoat paint systems, on primed or unprimed substrates, which no longer has the disadvantages of the prior art, but rather without the use of Sol-gel clearcoats, without intermediate sanding, without the addition of special additives such as TCD to the clearcoats and without the use of (meth) acrylate copolymers which contain polymerized polysiloxane macromonomers, and which provides multilayered, high-scratch-resistant clearcoats which also have a high hardness, flexibility, Weather stability and chemical resistance, an excellent flow, a very good intermediate adhesion, an excellent overall optical impression and a very good polishability. Accordingly, the new process for producing a multi-layer clear coat on a primed or unprimed substrate was carried out
(I) Applikation mindestens eines ersten Klarlacks auf das grundierte oder ungrundierte Substrat,(I) application of at least a first clearcoat to the primed or unprimed substrate,
(II) Trocknen der resultierenden ersten Klarlackschicht(en), ohne sie dabei zu härten, oder - alternativ - Härtung der ersten Klarlackschicht(en),(II) drying the resulting first clear coat layer (s) without curing it, or - alternatively - curing the first clear coat layer (s),
(III) Applikation mindestens eines zweiten, vom ersten Klarlack stofflich verschiedenen Klarlacks und(III) application of at least a second clear coat which is different from the first clear coat and
(IN) gemeinsame Härtung der ersten und zweiten Klarlackschicht(en) oder - alternativ - Härtung der zweiten Klarlackschicht(en) für sich alleine,(IN) curing the first and second clear coat layers together or - alternatively - curing the second clear coat layer (s) on their own,
gefunden, bei dem die zweiten Klarlacke als Bindemittelfound the second clearcoats as a binder
(A) mindestens ein siloxangruppenfreies (Mefh)Acrylatcopolymerisat, das, bezogen auf das siloxangruppenfreie (Meth)Acrylatcopolymerisat (A), bis zu 90 Gew.-% an hydroxylgruppenhaltigen olefinisch ungesättigten(A) at least one siloxane group-free (Mefh) acrylate copolymer which, based on the siloxane group-free (meth) acrylate copolymer (A), contains up to 90% by weight of hydroxyl-containing olefinically unsaturated
Monomeren (a) einpolymerisiert enthält, wovonPolymerized monomers (a) contains, of which
(al) 10 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das siloxangruppenfreie (Meth)Acrylatcopolymerisat (A), 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat und/oder 2-Alkyl-propan-l ,3-diol-mono(meth)acrylat und(al) 10 to 90 wt .-%, based on the siloxane group-free (meth) acrylate copolymer (A), 4-hydroxybutyl (meth) acrylate and / or 2-alkyl-propane-l, 3-diol-mono (meth) acrylate and
(a2) 0 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das siloxangruppenfreie (Meth)Acrylatcopolymerisat (A), sonstige hydroxylgruppenhaltige olefinisch ungesättigte Monomere darstellen;
und als Nernetzungsmittel(a2) 0 to 45% by weight, based on the siloxane-free (meth) acrylate copolymer (A), represent other hydroxyl-containing olefinically unsaturated monomers; and as a wetting agent
(B) mindestens ein Tris(alkoxycarbonylamino)triazin(B) at least one tris (alkoxycarbonylamino) triazine
enthalten, wobei die ersten und die zweiten Klarlacke kein Tricyclodecandimethanol (TCD) enthalten.included, the first and the second clearcoats containing no tricyclodecanedimethanol (TCD).
Außerdem wurde das neue Nerfahren zur Herstellung einer färb- und oder effektgebenden Mehrschichtlackierung auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat durchIn addition, the new Ner process for producing a color and or effect-giving multi-layer coating on a primed or unprimed substrate was carried out
(I) Applikation mindestens eines färb- und/oder effektgebenden Lacks auf das grundierte oder ungrundierte Substrat,(I) application of at least one coloring and / or effect paint to the primed or unprimed substrate,
(II) Trocknen der resultierenden färb- und/oder effektgebenden Lackschicht, ohne diese zu härten, oder - alternativ - Härten der färb- und/oder effektgebenden Lackschicht, wodurch die färb- und/oder effektgebende Lackierung resultiert,(II) drying the resulting color and / or effect paint layer without curing it, or - alternatively - hardening the color and / or effect paint layer, resulting in the color and / or effect paint,
(III) Applikation mindestens eines ersten Klarlacks auf die färb- und/oder effektgebende Lackschicht oder Lackierung,(III) application of at least a first clear lacquer to the coloring and / or effect lacquer layer or lacquer,
(TV) Trocknen der ersten Klarlackschicht(en), ohne sie hierbei zu härten, oder - alternativ - Härtung der ersten Klarlackschicht(en) für sich alleine oder gemeinsam mit der färb- und/oder effektgebenden Lackschicht,(TV) drying the first clear lacquer layer (s) without hardening it, or - alternatively - hardening the first clear lacquer layer (s) on its own or together with the coloring and / or effect lacquer layer,
(N) Applikation mindestens eines zweiten, von dem ersten Klarlack stofflich verschiedenen Klarlacks auf die erste Klarlackschicht oder die erste Klarlackierung und
(NI) Härtung der zweiten Klarlackschicht(en) für sich alleine, gemeinsam mit der oder den ersten Klarlackschicht(en) oder gemeinsam mit der farb- und/oder effektgebenden Lackschicht und mit der oder den ersten(N) application of at least a second clear lacquer materially different from the first clear lacquer to the first clear lacquer layer or the first clear lacquer and (NI) curing of the second clear coat layer (s) on its own, together with the first clear coat layer (s) or together with the color and / or effect coating layer and with the first one or more
Klarlackschicht(en), wodurch die färb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung resultiert,Clear coat layer (s), which results in the coloring and / or effect-giving multi-layer coating,
gefunden, bei dem die zweiten Klarlacke als Bindemittelfound the second clearcoats as a binder
(A) mindestens ein siloxangruppenfreies (Meth)Acrylatcopolymerisat, das, bezogen auf das siloxangruppenfreie (Meth)Acrylatcopolymerisat (A), bis zu 90 Gew.-% an hydroxylgruppenhaltigen olefinisch ungesättigten Monomeren (a) einpolymerisiert enthält, wovon(A) at least one siloxane group-free (meth) acrylate copolymer which, based on the siloxane group-free (meth) acrylate copolymer (A), contains up to 90% by weight of hydroxyl-containing olefinically unsaturated monomers (a) in copolymerized form, of which
(al) 10 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das siloxangruppenfreie (Mefh)Acrylatcopolymerisat (A), 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat und/oder 2-Alkyl-propan-l,3-diol-mono(meth)acrylat und(al) 10 to 90% by weight, based on the siloxane group-free (Mefh) acrylate copolymer (A), 4-hydroxybutyl (meth) acrylate and / or 2-alkyl-propane-1,3-diol-mono (meth) acrylate and
(a2) 0 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das siloxangruppenfreie (Meth)Acrylatcopolymerisat (A), sonstige hydroxylgruppenhaltige olefinisch ungesättigte Monomere darstellen;(a2) 0 to 45% by weight, based on the siloxane-free (meth) acrylate copolymer (A), represent other hydroxyl-containing olefinically unsaturated monomers;
und als Nemetzungsmitteland as a wetting agent
(B) mindestens ein Tris(alkoxycarbonylamino)triazin(B) at least one tris (alkoxycarbonylamino) triazine
enthalten, wobei die ersten und die zweiten Klarlacke kein Tricyclodecandimethanol (TCD) enthalten.included, the first and the second clearcoats containing no tricyclodecanedimethanol (TCD).
Im folgenden werden das neue Nerfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Klarlackierung auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat und das neue
Nerfahren zur Herstellung einer färb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung auf einem grundierten oder ungrundierten Substrat zusammenfassend als „erfindungsgemäße Nerfahren" bezeichnet.The following are the new ner process for producing a multilayer clear coat on a primed or unprimed substrate and the new one Ner process for producing a color and / or effect multi-layer coating on a primed or unprimed substrate collectively referred to as "ner process according to the invention".
5 Weitere erfindungsgemäße Gegenstände ergeben sich aus der Beschreibung.5 Further objects according to the invention result from the description.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „physikalische Härtung" die Härtung einer Schicht aus einem Beschichtungsstoff durch Verfilmung durch Lösemittelabgabe aus dem Beschichtungsstoff, wobei dieIn the context of the present invention, the term “physical hardening” means the hardening of a layer of a coating material by filming by solvent release from the coating material, the
10 Verknüpfung innerhalb der Beschichtung über Schlaufenbildung der Polymermoleküle der Bindemittel (zu dem Begriff vgl. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Bindemittel«, Seiten 73 und 74) erfolgt. Oder aber die Verfilmung erfolgt über die Koaleszenz von Bindemittelteilchen (vgl. Römpp Lexikon Lacke und10 Linking within the coating via loop formation of the polymer molecules of the binders (for the term cf. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Binders", pages 73 and 74). Or the filming takes place via the coalescence of binder particles (cf. Römpp Lexikon Lacke and
15 Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Härtung«, Seiten 274 und 275). Üblicherweise sind lήerfür keine Vernetzungsmittel notwendig. Gegebenenfalls kann die physikalische Härtung durch Luftsauerstoff, Hitze oder durch Bestrahlen mit aktinischer Strahlung unterstützt werden.15 printing colors, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Hardening", pages 274 and 275). Usually no crosslinking agents are necessary. If necessary, the physical hardening can be supported by atmospheric oxygen, heat or by exposure to actinic radiation.
20 Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff „selbstvernetzend" die Eigenschaft eines Bindemittels mit sich selbst Vemetzungsreaktionen einzugehen. Voraussetzung erfür ist, daß in den Bindemitteln bereits beide Arten von komplementären reaktiven funktionellen Gruppen enthaltend sind, die für eine Vernetzung notwendig sind. Als fremdvernetzend werden dagegen solcheIn the context of the present invention, the term "self-crosslinking" denotes the property of a binder to undergo crosslinking reactions with itself. A prerequisite for this is that the binders already contain both types of complementary reactive functional groups which are necessary for crosslinking. As external crosslinking become such
25 Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen bezeichnet, worin die eine Art der komplementären reaktiven funktioneilen Gruppen in dem Bindemittel, und die andere Art in einem Härter oder Vernetzungsmittel vorliegen. Ergänzend wird hierzu auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Härtung«, Seiten 274 bis 276, insbesondere Seite25 coating materials, adhesives and sealants referred to, wherein one type of complementary reactive functional groups in the binder, and the other type in a hardener or crosslinking agent. In addition, Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Hardening", pages 274 to 276, especially page
30 275, unten, verwiesen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter aktinischer Strahlung elektromagnetische Strahlung, wie nahes Infrarot (NIR), sichtbares Licht, UV- Strahlung oder Röntgenstrahlung, insbesondere UV-Strahlung, und Korpuskularstrahlung wie Elektronenstrahlung zu verstehen.30 275, below. In the context of the present invention, actinic radiation means electromagnetic radiation, such as near infrared (NIR), visible light, UV radiation or X-rays, in particular UV radiation, and corpuscular radiation such as electron beams.
Werden die thermische und die Härtung mit aktinischem Licht gemeinsam angewandt, spricht man auch von „Dual Cure".If thermal and curing with actinic light are used together, this is also called "dual cure".
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vor allem in der Automobillackierung, der Lackierung von Bauwerken im Innen- und Außenbereich, der Lackierung von Möbeln, Türen und Fenstern und der industriellen Lackierung, inklusive Coil Coating und Container Coating und der Imprägnierung elektrotechnischer Bauteile verwendet.The method according to the invention is used primarily in automotive painting, painting of buildings indoors and outdoors, painting furniture, doors and windows and industrial painting, including coil coating and container coating and the impregnation of electrotechnical components.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht daher aus von grundierten oder ungrundierten Substraten aus Metall, Kunststoff, Glas, Holz, Textil, Leder, Natur- und Kunststein, Beton, Zement oder Verbunden dieser Materialien, wie sie üblicherweise auf den vorstehend genannten technischen Gebieten eingesetzt werden, wobei die elektrisch leitfähigen Substrate bevorzugt sind.The method according to the invention is therefore based on primed or unprimed substrates made of metal, plastic, glass, wood, textile, leather, natural and artificial stone, concrete, cement or composites of these materials, as are usually used in the technical fields mentioned above, where the electrically conductive substrates are preferred.
Im Falle elektrisch leitfähiger Substrate, insbesondere auf der Basis von Eisen, können Grundierungen verwendet werden, die in üblicher und bekannter Weise aus Elektrotauchlacken (ETL) hergestellt werden. Hierfür kommen sowohl anodische (ATL) als auch kathodische (KTL) Elektrotauchlacke, insbesondere aber KTL, in Betracht.In the case of electrically conductive substrates, in particular based on iron, primers can be used which are produced in a customary and known manner from electrocoat materials (ETL). Both anodic (ATL) and cathodic (KTL) electrodeposition coatings, but especially KTL, come into consideration for this.
Die gehärtete Elektrotauchlackierung oder die nicht oder nur partiell gehärteteThe hardened electro-dip coating or the not or only partially hardened
Elektrotauchlackschicht kann mit einem Füller überschichtet werden, der entweder für sich alleine oder gemeinsam mit der Elektrotauchlackschicht
gehärtet wird (Naß-in-naß-Verfahren). Die Überschichtung mit einem Füller erfolgt insbesondere in den Bereichen, die einer starken mechanischen Beanspruchung, wie beispielsweise durch Steinschlag, ausgesetzt sind.Electrocoating layer can be covered with a filler, either alone or together with the electrocoating layer is cured (wet-on-wet process). The overlay with a filler takes place in particular in areas that are exposed to strong mechanical stress, such as stone chips.
Beispiele geeigneter kathodischer Elektrotauchlacke sowie ggf. von Naß-in-naß- Verfahren werden in der japanischen Patentanmeldung 1975-142501 (japanische Offenlegungsschrift JP 52-065534 A 2, Chemical Abstracts Referat Nr. 87: 137427) oder den Patentschriften und -anmeldungen US 4,375,498 A 1, US 4,537,926 A 1, US 4,761,212 A 1, EP 0 529 335 A 1, DE 41 25 459 A 1, EP 0 595 186 A 1, EP 0 074 634 A 1, EP 0 505 445 A 1, DE 42 35 778 A 1, EP 0 646 420 A 1, EP 0 639 660 A 1, EP 0 817 648 A 1, DE 195 12017 C 1, EP 0 192 113 A 2, DE 41 26 476 A 1 oder WO 98/07794 beschrieben.Examples of suitable cathodic electrocoating materials and, if appropriate, wet-on-wet processes are described in Japanese Patent Application 1975-142501 (Japanese Patent Application Laid-Open JP 52-065534 A 2, Chemical Abstracts Section No. 87: 137427) or in the patent specifications and applications US 4,375,498 A 1, US 4,537,926 A 1, US 4,761,212 A 1, EP 0 529 335 A 1, DE 41 25 459 A 1, EP 0 595 186 A 1, EP 0 074 634 A 1, EP 0 505 445 A 1, DE 42 35 778 A 1, EP 0 646 420 A 1, EP 0 639 660 A 1, EP 0 817 648 A 1, DE 195 12017 C 1, EP 0 192 113 A 2, DE 41 26 476 A 1 or WO 98/07794 described.
Desgleichen sind geeignete Füller, insbesondere wäßrige Füller, die auch als Steinschlagschutzgrundierungen oder Funktionsschichten bezeichnet werden, aus den Patentschriften und -anmeldungen US 4,537,926 A 1, EP 0 529 335 A 1, EP 0 595 186 A 1, EP 0 639 660 A 1, DE 44 38 504 A 1, DE 43 37 961 A 1, WO 89,/10387, US 4,450,200 A 1, US 4,614,683 A 1 oder WO 490/26827 bekannt.Likewise, suitable fillers, in particular aqueous fillers, which are also referred to as stone chip protection primers or functional layers, from the patents and applications US 4,537,926 A1, EP 0 529 335 A1, EP 0 595 186 A1, EP 0 639 660 A1, DE 44 38 504 A1, DE 43 37 961 A1, WO 89/10387, US 4,450,200 A1, US 4,614,683 A1 or WO 490/26827 are known.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können die auf die Elektrotauchlackierung applizierten Füllerschichten auch gemeinsam mit mindestens einer weiteren, hierauf befindlichen Lackschicht gehärtet werden.In the context of the method according to the invention, the filler layers applied to the electrodeposition coating can also be cured together with at least one further coating layer located thereon.
Bei elektrisch leitfähigen Substraten auf der Basis von Aluminium wird als Grundierung vorzugsweise eine durch anodische Oxidation erzeugte Aluminiumoxidschicht verwendet.In the case of electrically conductive substrates based on aluminum, an aluminum oxide layer produced by anodic oxidation is preferably used as the primer.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die nachstehend beschriebenen Klarlacke direkt auf die vorstehend beschriebenen Substrate appliziert und
gehärtet, wobei erfindungsgemäß die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden:In the process according to the invention, the clearcoats described below are applied directly to the substrates described above and hardened, the following process steps being carried out according to the invention:
(I) Applikation mindestens eines ersten Klarlacks auf das grundierte oder ungrundierte Substrat,(I) application of at least a first clearcoat to the primed or unprimed substrate,
(II) Trocknen der resultierenden ersten Klarlackschicht(en), ohne sie dabei zu härten, oder - alternativ - Härtung der ersten Klarlackschicht(en),(II) drying the resulting first clear coat layer (s) without curing it, or - alternatively - curing the first clear coat layer (s),
(III) Applikation mindestens eines zweiten, vom ersten Klarlack stofflich verschiedenen Klarlacks und(III) application of at least a second clear coat which is different from the first clear coat and
(IV) gemeinsame Härtung der ersten und zweiten Klarlackschicht(en) oder - alternativ - Härtung der zweiten Klarlackschicht(en) für sich alleine,(IV) joint curing of the first and second clear lacquer layer (s) or - alternatively - hardening of the second clear lacquer layer (s) on their own,
wodurch die mehrschichtigen Klarlackierungen resultieren.which results in the multilayer clearcoats.
Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, die mehrschichtigen Klarlackierungen im Rahmen der Herstellung färb- und/oder effektgebender Mehrschichtlackierungen zu erzeugen, wobei erfϊndungsgemäß die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden:According to the invention, it is advantageous to produce the multilayer clearcoats as part of the production of color and / or effect multi-layer coatings, the following process steps being carried out according to the invention:
(I) Applikation mindestens eines färb- und/oder effektgebenden Lacks auf das grundierte oder ungrundierte Substrat,(I) application of at least one coloring and / or effect paint to the primed or unprimed substrate,
(II) Trocknen der resultierenden färb- und oder effektgebenden Lackschicht, ohne diese zu härten, oder - alternativ - Härten der färb- und/oder effektgebenden Lackschicht, wodurch die färb- und/oder effektgebende Lackierung resultiert,
(III) Applikation mindestens eines ersten Klarlacks auf die färb- und/oder effektgebende Lackschicht oder Lackierung,(II) drying the resulting coloring and / or effect coating layer without curing it, or - alternatively - curing the coloring and / or effect coating layer, which results in the coloring and / or effect coating, (III) application of at least a first clear lacquer to the coloring and / or effect lacquer layer or lacquer,
(IN) Trocknen der ersten Klarlackschicht(en), ohne sie hierbei zu härten, oder - alternativ - Härtung der ersten Klarlackschicht(en) für sich alleine oder gemeinsam mit der färb- und/oder effektgebenden Lackschicht,(IN) drying the first clear lacquer layer (s) without hardening it, or - alternatively - hardening the first clear lacquer layer (s) on its own or together with the coloring and / or effect lacquer layer,
(N) Applikation mindestens eines zweiten, von dem ersten Klarlack stofflich verschiedenen Klarlacks auf die erste Klarlackschicht oder die erste Klarlackierung und(N) application of at least a second clear lacquer materially different from the first clear lacquer to the first clear lacquer layer or the first clear lacquer and
(NI) Härtung der zweiten Klarlackschicht(en) für sich alleine, gemeinsam mit der oder den ersten Klarlackschicht(en) oder gemeinsam mit der farb- und/oder effektgebenden Lackschicht und mit der oder den ersten Klarlackschicht(en), wodurch die färb- und/oder effektgebende(NI) curing of the second clear coat layer (s) on its own, together with the first clear coat layer (s) or together with the color and / or effect coat layer and with the first clear coat layer (s), whereby the colored and / or effect
Mehrschichtlackierung resultiert.Multi-layer painting results.
In den allermeisten Fällen kann bei dem erfindungsgemäßen Nerfahren der erwünschte technische Effekt bereits durch eine erste Klarlackierung und eine zweite Klarlackierung erzielt werden.In the vast majority of cases, the desired technical effect can already be achieved by a first clear coat and a second clear coat in the ner driving according to the invention.
Bei dem erfindungsgemäßen Nerfahren kann die äußerste Oberfläche der ersten Klarlackierung vor der Applikation der zweiten Klarlackierung physikalisch und/oder chemisch behandelt werden. Dabei kann die physikalische Behandlung das Bestrahlen mit aktinischer Strahlung, die Behandlung mit Ultraschall und oder Wärme und oder die mechanische Behandlung, beispielsweise durch Schleifen oder Polieren, und die chemische Behandlung die Anätzung mit geeigneten Chemikalien wie Säuren oder Basen und/oder das Beflammen umfassen.
Die physikalische und/oder chemische Behandlung wird insbesondere dann angewandt, wenn die ersten und zweiten Klarlackschichten und/oder Klarlackierungen keine oder nur eine sehr geringe Anzahl an reaktiven funktioneilen Gruppen enthalten, die mit den komplementären reaktiven funktioneilen Gruppen in den jeweils anderen Klarlackschicht(en) oder Klarlackierung(en) Reaktionen eingehen können, und/oder keine der nachstehend beschriebenen organischen Verbindungen (C) enthalten.In the ner driving according to the invention, the outermost surface of the first clear coat can be treated physically and / or chemically before the second clear coat is applied. The physical treatment may include exposure to actinic radiation, treatment with ultrasound and or heat and or mechanical treatment, for example by grinding or polishing, and chemical treatment may include etching with suitable chemicals such as acids or bases and / or flame treatment. The physical and / or chemical treatment is used in particular when the first and second clearcoat layers and / or clearcoats contain no or only a very small number of reactive functional groups which match the complementary reactive functional groups in the other clearcoat layer (s). or clearcoat (s) can enter into reactions and / or contain none of the organic compounds (C) described below.
Methodisch weist die Applikation der im erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Beschichtungsstoffe keine Besonderheiten auf, sondern kann durch alle üblichen und bekannten, für den jeweiligen Beschichtungsstoff geeigneten Applikationsmethoden, wie z.B. Elektrotauchlackieren, Spritzen, Sprühen, Rakeln, Streichen, Gießen, Tauchen, Träufeln oder Walzen erfolgen. Vorzugsweise werden Spritzapplikationsmethoden angewandt, wie zum Beispiel Druckluftspritzen, Airless-Spritzen, Hochrotation, elektrostatischer Sprühauftrag (ESTA), gegebenenfalls verbunden mit Heißspritzapplikation wie zum Beispiel Hot-Air - Heißspritzen, es sei denn es handelt sich um ETL oder Pulverlacke.In terms of method, the application of the coating materials to be used in the process according to the invention has no special features, but can be carried out by all customary and known application methods suitable for the respective coating material, such as e.g. Electro dipping, spraying, spraying, knife coating, brushing, pouring, dipping, trickling or rolling. Spray application methods are preferably used, such as, for example, compressed air spraying, airless spraying, high rotation, electrostatic spray application (ESTA), optionally combined with hot spray application such as hot air - hot spraying, unless it is ETL or powder coatings.
Bei der physikalischen Härtung der applizierten Lackschichten müssen an und für sich keine besonderen Maßnahmen ergriffen werden; indes kann die physikalische Härtung durch Luftsauerstoff (Oxidative Härtung), Hitze oder durch Bestrahlen mit aktinischer Strahlung unterstützt werden.In the physical hardening of the applied lacquer layers, no special measures need to be taken per se; however, physical hardening can be supported by atmospheric oxygen (oxidative hardening), heat or by exposure to actinic radiation.
Die Härtung der im erfindungsgemäßen Verfahren angewandten Beschichtungsstoffe erfolgt im allgemeinen nach einer gewissen Ruhezeit oder Ablüftzeit. Sie kann eine Dauer von 30 s bis 2 h, vorzugsweise 1 min bis 1 h und insbesondere 1 min bis 45 min haben. Die Ruhezeit dient beispielsweise zum Verlauf und zur Entgasung der Lackschichten und zum Verdunsten von flüchtigen Bestandteilen wie gegebenenfalls noch vorhandenem Lösemittel und/oder Wasser. Die Ablüftung kann durch eine erhöhte Temperatur, die zu einer Härtung noch
nicht ausreicht, und/oder durch eine reduzierte Luftfeuchtigkeit beschleunigt werden.The coating materials used in the process according to the invention are generally cured after a certain resting time or flash-off time. It can have a duration of 30 s to 2 h, preferably 1 min to 1 h and in particular 1 min to 45 min. The rest period is used, for example, for the course and degassing of the lacquer layers and for the evaporation of volatile constituents such as any solvent and / or water still present. The ventilation can be caused by an increased temperature, which leads to hardening not sufficient, and / or accelerated by reduced humidity.
Im Rahmen des vorliegenden Verfahrens wird diese Verfahrensmaßnahme auch zum Zweck der Trocknung der applizierten Lackschichten angewandt.In the context of the present process, this process measure is also used for the purpose of drying the applied lacquer layers.
Werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit aktmischer Strahlung härtbare Beschichtungsstoffe angewandt, werden die Applikation, das Ablüften und die Trocknung unter Ausschluß von aktinischer Strahlung durchgeführt.If coating materials curable with actmic radiation are used in the process according to the invention, the application, flashing off and drying are carried out with the exclusion of actinic radiation.
Die thermische Härtung erfolgt beispielsweise Hilfe eines gasförmigen, flüssigen und/oder festen, heißen Mediums, wie heiße Luft, erhitztes Öl oder erhitzte Walzen, oder von Mikrowellenstrahlung, Infrarotlicht und/oder nahem Infrarotlicht (NIR). Vorzugsweise erfolgt das Erhitzen in einem Umluftofen oder durch Bestrahlen mit IR- und/oder NIR-Lampen. Wie bei der Härtung mit aktmischer Strahlung kann auch die thermische Härtung stufenweise erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt die thermische Härtung bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 200°C.The thermal curing takes place, for example, with the aid of a gaseous, liquid and / or solid, hot medium, such as hot air, heated oil or heated rollers, or by microwave radiation, infrared light and / or near infrared light (NIR). The heating is preferably carried out in a forced air oven or by irradiation with IR and / or NIR lamps. As with curing with actmic radiation, thermal curing can also be carried out in stages. The thermal curing advantageously takes place at temperatures from room temperature to 200.degree.
Vorzugsweise wird bei der Härtung mit aktinischer Strahlung eine Dosis von 1.000 bis 3.000, bevorzugt 1.100 bis 2.900, besonders bevorzugt 1.200 bis 2.800, ganz besonders bevorzugt 1.300 bis 2.700 und insbesondere 1.400 bis 2.600 mJ/cm2 angewandt. Gegebenenfalls kann diese Härtung mit aktinischer Strahlung von anderen Strahlenquellen ergänzt werden. Im Falle von Elektronenstrahlen wird vorzugsweise unter Inertgasatmosphäre gearbeitet. Dies kann beispielsweise durch Zuführen von Kohlendioxid und/oder Stickstoff direkt an die Oberfläche der Pulverslurry-Schicht gewährleistet werden. Auch im Falle der Härtung mit UV-Strahlung kann, um die Bildung von Ozon zu vermeiden, unter Inertgas gearbeitet werden.
Für die Härtung mit aktmischer Strahlung werden die üblichen und bekannten Strahlenquellen und optischen Hilfsmaßnahmen angewandt. Beispiele geeigneter Strahlenquellen sind Blitzlampen der Firma VISIT, Quecksilberhoch- oder - niederdruckdampflampen, welche gegebenenfalls mit Blei dotiert sind, um ein Strahlenfenster bis zu 405 nm zu öffnen, oder Elekfronensfrahlquellen. Deren Anordnung ist im Prinzip bekannt und kann den Gegebenheiten des Werkstücks und der Verfahrensparameter angepaßt werden. Bei kompliziert geformten Werkstücken, wie sie für Automobilkarosserien vorgesehen sind, können die nicht direkter Strahlung zugänglichen Bereiche (Schattenbereiche) wie Hohhäume, Falzen und anderen konstruktionsbedingte Hinterschneidungen mit Punkt-, Kleinflächen- oder Rundumstrahlern, verbunden mit einer automatischen Bewegimgseinrichtung für das Bestrahlen von Hohlräumen oder Kanten, (partiell) ausgehärtet werden.When curing with actinic radiation, a dose of 1,000 to 3,000, preferably 1,100 to 2,900, particularly preferably 1,200 to 2,800, very particularly preferably 1,300 to 2,700 and in particular 1,400 to 2,600 mJ / cm 2 is preferably used. If necessary, this hardening can be supplemented with actinic radiation from other radiation sources. In the case of electron beams, work is preferably carried out under an inert gas atmosphere. This can be ensured, for example, by supplying carbon dioxide and / or nitrogen directly to the surface of the powder slurry layer. In the case of curing with UV radiation, it is also possible to work under inert gas in order to avoid the formation of ozone. The usual and known radiation sources and optical auxiliary measures are used for curing with actmic radiation. Examples of suitable radiation sources are flash lamps from VISIT, high-pressure or low-pressure mercury vapor lamps, which may be doped with lead in order to open a radiation window up to 405 nm, or electron radiation sources. Their arrangement is known in principle and can be adapted to the conditions of the workpiece and the process parameters. In the case of workpieces of complex shape, such as those intended for automobile bodies, the areas which are not directly accessible to radiation (shadow areas), such as ceilings, folds and other undercuts due to construction, can be combined with point, small area or all-round emitters, combined with an automatic movement device for irradiating cavities or Edges to be (partially) cured.
Die Anlagen und Bedingungen dieser Härtungsmethoden werden beispielsweise in R. Holmes, UN. and E.B. Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, United Kindom 1984, beschrieben.The facilities and conditions of these hardening methods are described, for example, in R. Holmes, UN. and E.B. Curing Formulations for Printing Inks, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, United Kindom 1984.
Hierbei kann die Aushärtung stufenweise erfolgen, d. h. durch mehrfache Belichtung oder Bestrahlung mit aktinischer Strahlung. Dies kann auch alternierend erfolgen, d. h., daß abwechselnd mit UN-Strahlung und Elektronenstrahlung gehärtet wird.The curing can take place in stages, i. H. by multiple exposure or exposure to actinic radiation. This can also take place alternately, i. that is, curing alternately with UN radiation and electron radiation.
Bei Dual Cure können thermische Härtung und Härtung mit aktinischer Strahlung gleichzeitig oder nacheinander angewandt werden. Werden die beiden Härtungsmethoden nacheinander verwendet, kann beispielsweise mit der thermischen Härtung begonnen und mit der Härtung mit aktinischer Strahlung geendet werden. In anderen Fällen kann es sich als vorteilhaft erweisen, mit der Härtung mit aktinischer Sfrahlung zu beginnen und hiermit zu enden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren kommen im Grunde alle üblichen und bekannten färb- und/oder effektgebenden Lacke in Betracht. Diese sind physikalisch, thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbar. Sie sind konventionelle Basislacke, Wasserbasislacke, im wesentlichen lösemittel- und wasserfreie flüssige Basislacke (100%-Systeme), im wesentlichen lösemittel- und wasserfreie feste Basislacke (pigmentierte Pulverlacke) oder im wesentlichen lösemittelfreie pigmentierte Pulverlackdispersionen (Pulverslurry-Basislacke). Sind sie thermisch oder Dual-Cure-härtbar, sind sie selbst- oder fremdvernetzend.With Dual Cure, thermal curing and curing with actinic radiation can be used simultaneously or in succession. If the two curing methods are used in succession, thermal curing can be started, for example, and curing with actinic radiation can be ended. In other cases, it may prove advantageous to start and end the curing with actinic radiation. Basically, all customary and known color and / or effect paints are suitable for the process according to the invention. These are curable physically, thermally or thermally and with actinic radiation. They are conventional basecoats, waterborne basecoats, essentially solvent-free and water-free liquid basecoats (100% systems), essentially solvent-free and water-free solid basecoats (pigmented powder coatings) or essentially solvent-free pigmented powder coating dispersions (powder slurry basecoats). If they are thermally or dual-cure curable, they are self-curing or cross-linked.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet im wesentlichen lösemittelfrei, daß der betreffende Beschichtungsstoff einen Restgehalt an flüchtigen Lösemitteln von < 2,0 Gew.-%, bevorzugt < 1 ,5 Gew.-% und besonders bevorzugt < 1,0 Gew.-% hat. Es ist von ganz besonderem Vorteil, wenn der Restgehalt 15 unterhalb der gaschromatographischen Nachweisgrenze liegt.For the purposes of the present invention, essentially solvent-free means that the coating material in question has a residual volatile solvent content of <2.0% by weight, preferably <1.5% by weight and particularly preferably <1.0% by weight , It is of particular advantage if the residual content 15 is below the gas chromatographic detection limit.
Besonders bevorzugt werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Wasserbasislacke angewandt, wie sie aus den Patentanmeldungen EP 0 089497 A 1, EP 0 256 540 A 1, EP 0 260 447 A 1, EP 0 297 576 A 1, WO 96/12747, EP 0In the process according to the invention, water-based paints such as those from patent applications EP 0 089497 A1, EP 0 256 540 A1, EP 0 260 447 A1, EP 0 297 576 A1, WO 96/12747, EP 0 are particularly preferably used
20 523 610 A 1, EP 0 228 003 A 1, EP 0 397 806 A 1, EP 0 574 417 A 1, EP 0 531 510 A 1, EP 0 581 211 A 1, EP 0 708 788 A 1, EP 0 593 454 A 1, DE-A-43 28 092 A 1, EP 0 299 148 A 1, EP 0 394 737 A 1, EP 0 590 484 A 1, EP 0 234 362 A 1, EP 0 234 361 A 1, EP 0 543 817 A 1, WO 95/14721, EP 0 521 928 A 1, EP 0 522 420 A 1, EP 0 522 419 A 1, EP 0 649 865 A 1, EP 0 536 712 A 1, EP 0 59620 523 610 A1, EP 0 228 003 A1, EP 0 397 806 A1, EP 0 574 417 A1, EP 0 531 510 A1, EP 0 581 211 A1, EP 0 708 788 A1, EP 0 593 454 A1, DE-A-43 28 092 A1, EP 0 299 148 A1, EP 0 394 737 A1, EP 0 590 484 A1, EP 0 234 362 A1, EP 0 234 361 A1, EP 0 543 817 A1, WO 95/14721, EP 0 521 928 A1, EP 0 522 420 A1, EP 0 522 419 A1, EP 0 649 865 A1, EP 0 536 712 A1, EP 0 596
25 460 A 1, EP 0 596461 A 1, EP 0 584 818 A 1, EP 0 669 356 A 1, EP 0 634431 A 1, EP 0 678 536 A 1, EP 0 354 261 A 1, EP 0 424 705 A 1, WO 97/49745, WO 97/49747, EP 0 401 565 A 1 oder EP 0 817 684, Spalte 5, Zeilen 31 bis 45, bekannt sind.
Die vorstehend beschriebenen färb- und/oder effektgebenden Lacke können nicht nur der Herstellung von färb- und/oder effektgebenden Basislackierungen, sondern auch von färb- und/oder effektgebenden Kombinationseffektschichten dienen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist hierunter eine Lackierung zu verstehen, die in einer färb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung mindestens zwei Funktionen erfüllt. Funktionen dieser Art sind insbesondere der Schutz vor Korrosion, die Haftvermittlung, die Absorption mechanischer Energie und die Färb- und/oder Effektgebung. Vor allem dient die Kombinationseffektschicht der Absorption mechanischer Energie sowie der Farb- und/oder Effektgebung zugleich; sie erfüllt also die Funktionen einer Füllerlackierung oder Steinschlagschutzgrundierung und einer Basislackierung. Vorzugsweise hat die Kombinationseffektschicht darüber hinaus noch Korrosionsschutzwirkung und/oder haftvermittelnde Wirkung.25 460 A 1, EP 0 596461 A 1, EP 0 584 818 A 1, EP 0 669 356 A 1, EP 0 634431 A 1, EP 0 678 536 A 1, EP 0 354 261 A 1, EP 0 424 705 A 1, WO 97/49745, WO 97/49747, EP 0 401 565 A1 or EP 0 817 684, column 5, lines 31 to 45, are known. The color and / or effect coatings described above can be used not only to produce color and / or effect base coats, but also of color and / or effect combination effect layers. In the context of the present invention, this is to be understood as a coating which fulfills at least two functions in a coloring and / or effect-giving multi-layer coating. Functions of this type are in particular protection against corrosion, the imparting of adhesion, the absorption of mechanical energy and the coloring and / or effect. Above all, the combination effect layer serves to absorb mechanical energy as well as color and / or effect at the same time; it therefore fulfills the functions of a filler paint or stone chip protection primer and a base coat. The combination effect layer preferably also has a corrosion protection effect and / or an adhesion-promoting effect.
Als erste Klarlacke kommen alle üblichen und bekannten Klarlacke in Betracht. Diese sind flüssige lösemittelhaltige Klarlacke, flüssige wäßrige Klarlacke, im wesentlichen lösemittel- und wasserfreie flüssige Klarlacke (100%-Systeme), im wesentlichen lösemittelfreie feste Klarlacke (Pulverklarlacke) oder im wesentlichen lösemittelfreie Pulverklarlackdispersionen (Pulverslurry-Klarlacke). Insbesondere die Pulverklarlacke, die 100%-Systeme und die Pulverslurry- Klarlacke sind Einkomponentensysteme. Die konventionellen und die wäßrigen Klarlacke sind Einkomponentensysteme oder Mehrkomponentensysteme. Sie sind thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbar. Sind sie thermisch oder Dual-Cure-vernetzbar, sind sie selbst- oder fremdvernetzend. Außerdem enthalten sie kein Tricyclodecandimethanol (TCD).All customary and known clearcoats are suitable as the first clearcoats. These are liquid solventborne clearcoats, liquid aqueous clearcoats, essentially solvent-free and water-free liquid clearcoats (100% systems), essentially solvent-free solid clearcoats (powder clearcoats) or essentially solvent-free powder clearcoat dispersions (powder slurry clearcoats). In particular, the powder clearcoats, the 100% systems and the powder slurry clearcoats are one-component systems. The conventional and the aqueous clear coats are one-component systems or multi-component systems. They are curable thermally and / or with actinic radiation. If they can be cross-linked thermally or dual-cure, they are cross-linking themselves or externally. In addition, they do not contain tricyclodecanedimethanol (TCD).
Die ersten Klarlacke können mindestens eine der nachstehend beschriebenenThe first clear coats can be at least one of those described below
Verbindungen (C), die reaktive Gruppen aufweisen, die mit den komplementären reaktiven Gruppen der Bindemittel oder der Vernetzungsmittel in der oder den zweiten Klarlackschicht(en) oder Klarlackierung(en) Reaktionen eingehen, in den
nachstehend beschriebenen Mengen enthalten. Sofern die zweiten Klarlacke keine der nachstehend beschriebenen Verbindungen (C) enthalten, ist mindestens eine Verbindung (C) in den nachstehend beschriebenen Mengen in den ersten Klarlacken obligatorisch enthalten. Die Verbindungen (C) fungieren hier 5 überraschenderweise als Haftvermittler.Compounds (C) which have reactive groups which react with the complementary reactive groups of the binders or of the crosslinking agents in the second clear coat layer (s) or clear coat (s), in which Contained quantities described below. If the second clearcoats do not contain any of the compounds (C) described below, at least one compound (C) in the amounts described below is mandatory in the first clearcoats. The compounds (C) here surprisingly act as adhesion promoters.
Geeignete erste Klarlacke sind aus den Patentanmeldungen, Patentschriften und Veröffentlichungen DE 42 04 518 A 1, EP 0 594 068 A 1, EP 0 594 071 A 1, EP 0 594 142 A 1, EP 0 604 992 A 1, EP 0 596 460 A 1, WO 94/10211, WOSuitable first clear coats are from the patent applications, patent specifications and publications DE 42 04 518 A1, EP 0 594 068 A1, EP 0 594 071 A1, EP 0 594 142 A1, EP 0 604 992 A1, EP 0 596 460 A 1, WO 94/10211, WO
10 94/10212, WO 94/10213, WO 94/22969 oder WO 92/22615, US 5,474,811 A 1, US 5,356,669 A 1 oder US 5,605,965 A 1, DE 42 22 194 A 1, Produkt- Information der Firma BASF Lacke + Farben AG, „Pulverlacke", 1990, Firmenschrift von BASF Coatings AG „Pulverlacke, Pulverlacke für industrielle Anwendungen", Januar 2000, US 4,268,542 A 1, DE 195 40 977 A 1, DE 195 1810 94/10212, WO 94/10213, WO 94/22969 or WO 92/22615, US 5,474,811 A 1, US 5,356,669 A 1 or US 5,605,965 A 1, DE 42 22 194 A 1, product information from BASF Lacke + Farben AG, "Powder Coatings", 1990, company lettering from BASF Coatings AG "Powder Coatings, Powder Coatings for Industrial Applications", January 2000, US 4,268,542 A1, DE 195 40 977 A1, DE 195 18
15 392 A 1, DE 196 17 086 A 1, DE-A-196 13 547, DE 196 52 813 A 1, DE-A-198 14 471 A 1, EP 0 928 800 A 1, EP 0 636 669 A 1, EP 0 410 242 A 1, EP 0 783 534 A 1, EP 0 650 978 A 1, EP 0 650 979 A 1, EP 0 650 985 A 1, EP 0 540 884 A 1, EP 0 568 967 A 1, EP 0 054 505 A 1, EP 0 002 866 A 1, DE 197 09 467 A 1, DE 42 03 278 A 1, DE 33 16 593 A 1, DE 38 36 370 A 1, DE 24 36 186 A 1, DE15 392 A1, DE 196 17 086 A1, DE-A-196 13 547, DE 196 52 813 A1, DE-A-198 14 471 A1, EP 0 928 800 A1, EP 0 636 669 A1 , EP 0 410 242 A1, EP 0 783 534 A1, EP 0 650 978 A1, EP 0 650 979 A1, EP 0 650 985 A1, EP 0 540 884 A1, EP 0 568 967 A1, EP 0 054 505 A1, EP 0 002 866 A1, DE 197 09 467 A1, DE 42 03 278 A1, DE 33 16 593 A1, DE 38 36 370 A1, DE 24 36 186 A1, DE
20 20 03 579 B 1, WO 97/46549, WO 99/14254, US 5,824,373 A 1, US 4,675,234 A 1, US 4,634,602 A 1, US 4,424,252 A 1, US 4,208,313 A 1, US 4,163,810 A 1, US 4,129,488 AI, US 4,064,161 A 1, US 3,974,303 A 1, EP 0 844 286 A 1, DE 43 03 570 A I, DE 34 07 087 A 1, DE 40 11 045 A 1, DE 40 25 215 A 1, DE 38 28 098 A 1, DE 40 20 316 A 1 oder DE 41 22 743 A 1 bekannt.20 20 03 579 B 1, WO 97/46549, WO 99/14254, US 5,824,373 A 1, US 4,675,234 A 1, US 4,634,602 A 1, US 4,424,252 A 1, US 4,208,313 A 1, US 4,163,810 A 1, US 4,129,488 AI , US 4,064,161 A1, US 3,974,303 A1, EP 0 844 286 A1, DE 43 03 570 AI, DE 34 07 087 A1, DE 40 11 045 A1, DE 40 25 215 A1, DE 38 28 098 A. 1, DE 40 20 316 A 1 or DE 41 22 743 A 1.
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Die zweiten Klarlacke sind stofflich von den ersten Klarlacken verschieden. Es sind ansonsten gleichfalls flüssige lösemittelhaltige Klarlacke, flüssige wäßrige Klarlacke, im wesentlichen lösemittel- und wasserfreie flüssige Klarlacke (100%- Systeme), im wesentlichen lösemittelfreie feste Klarlacke (Pulverklarlacke) oderThe second clearcoats are different in material from the first clearcoats. Otherwise, they are also liquid solvent-based clearcoats, liquid aqueous clearcoats, essentially solvent-free and water-free liquid clearcoats (100% systems), essentially solvent-free solid clearcoats (powder clearcoats) or
30 im wesentlichen lösemittelfreie Pulverklarlackdispersionen (Pulverslurry-
Klarlacke). Insbesondere die Pulverklarlacke, die 100%-Systeme und die Pulverslurry-Klarlacke sind Einkomponentensysteme. Die konventionellen und die wäßrigen Klarlacke sind Einkomponentensysteme oder Mehrkomponentensysteme. Sie sind thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbar. Vorzugsweise werden konventionelle Einkomponentensysteme eingesetzt. Außerdem enthalten sie kein Tricyclodecandimethanol (TCD).30 essentially solvent-free powder clear coat dispersions (powder slurry Clearcoats). In particular the powder clearcoats, the 100% systems and the powder slurry clearcoats are one-component systems. The conventional and the aqueous clear coats are one-component systems or multi-component systems. They are thermally or thermally curable with actinic radiation. Conventional one-component systems are preferably used. In addition, they do not contain tricyclodecanedimethanol (TCD).
Der erste wesentliche Bestandteil der erfindungsgemäß zu verwendenden zweiten Klarlacke sind die Bindemittel (A). Hierbei handelt es sich um mindestens ein spezielles, siloxangruppenfreies (Meth)Acrylatcopolymerisat (A).The first essential constituent of the second clearcoats to be used according to the invention are the binders (A). This is at least one special (meth) acrylate copolymer (A) free of siloxane groups.
Vorzugsweise weist das erfindungsgemäß zu verwendende(Meth)Acrylatcopolymerisat (A)The (meth) acrylate copolymer (A) to be used according to the invention preferably has
- eine OH-Zahl von 130 bis 200, vorzugsweise 135 bis 190, bevorzugt 140 bis 185 und insbesondere 145 bis 180 mg KOH/g,an OH number of 130 to 200, preferably 135 to 190, preferably 140 to 185 and in particular 145 to 180 mg KOH / g,
eine Glasübergangstemperatur von -35 bis +60, insbesondere -20 bis +40°C,a glass transition temperature of -35 to +60, in particular -20 to + 40 ° C,
ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 1.000 bis 5.000 Dalton, insbesondere 2.000 bis 4.500 Dalton, unda number average molecular weight of 1,000 to 5,000 daltons, in particular 2,000 to 4,500 daltons, and
ein massenmittleres Molekulargewicht von 2.000 bis 20.000 Dalton, insbesondere 4.000 bis 16.000 Dalton, auf.a mass average molecular weight of 2,000 to 20,000 daltons, in particular 4,000 to 16,000 daltons.
Das (Meth)Acrylatcoporymerisat (A) enthält, jeweils bezogen auf (A), bis zu 90, vorzugsweise bis zu 88, bevorzugt bis zu 86, besonders bevorzugt bis zu 84, ganz besonders bevorzugt bis zu 82 und insbesondere bis zu 80 Gew.-% an
hydroxylgruppenhaltigen olefimsch ungesättigten Monomeren (a) einpolymerisiert, wovonThe (meth) acrylate copolymer (A) contains, based in each case on (A), up to 90, preferably up to 88, preferably up to 86, particularly preferably up to 84, very particularly preferably up to 82 and in particular up to 80% by weight. -% on copolymerized olefin-unsaturated monomers (a) containing hydroxyl groups, of which
(al) 10 bis 90, vorzugsweise 12 bis 80, bevorzugt 20 bis 70 und insbesondere 30 bis 60 Gew.-%, jeweils bezogen auf das (Meth)Acrylatcopolymerisat(al) 10 to 90, preferably 12 to 80, preferably 20 to 70 and in particular 30 to 60% by weight, in each case based on the (meth) acrylate copolymer
(A), 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat und/oder 2-Alkyl-propan-l,3-diol- mono(meth)acrylat und(A), 4-hydroxybutyl (meth) acrylate and / or 2-alkyl-propane-l, 3-diol mono (meth) acrylate and
(a2) 0 bis 45, vorzugsweise 5 bis 40 und insbesondere 15 bis 37 Gew.-%, jeweils bezogen auf das (Meth)Acrylatcopolymerisat (A), sonstige hydroxylgruppenhaltige olefinisch ungesättigte Monomere darstellen.(a2) 0 to 45, preferably 5 to 40 and in particular 15 to 37% by weight, based in each case on the (meth) acrylate copolymer (A), are other hydroxyl-containing olefinically unsaturated monomers.
Beispiele geeigneter 2-Alkyl-propan-l,3-diol-mono(meth)acrylate (al) sind 2- Methyl-, 2-Ethyl-, 2-Propyl-, 2-Isopropyl- oder 2-n-Butyl-propan-l,3-diol- mono(meth)acrylat, wovon 2-Methyl-propan-l,3-diol-mono(meth)acrylat besonders vorteilhaft ist und erfindungsgemäß bevorzugt verwendet wird.Examples of suitable 2-alkyl-propane-1,3-diol-mono (meth) acrylates (al) are 2-methyl, 2-ethyl, 2-propyl, 2-isopropyl or 2-n-butyl-propane -1,3-diol-mono (meth) acrylate, of which 2-methyl-propane-1,3-diol-mono (meth) acrylate is particularly advantageous and is preferably used according to the invention.
Beispiele geeigneter sonstiger hydroxylgruppenhaltiger olefinisch ungesättigter Monomere (a2) sind Hydroxyalkylester der Acrylsäure, Mefhacrylsäure oder einer anderen alpha,beta-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure, die (i) sich von einem Alkylenglykol ableiten, der mit der Säure verestert ist, oder (ii) durch Umsetzung der Säure mit einem Alkylenoxid wie Ethylenoxid oder Propylenoxid erhältlich sind, insbesondere Hydroxyalkylester der Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure oder Ethacrylsäure, in denen die Hydroxyalkylgruppe bis zu 20 Kohlenstoffatome enthält, wie 2-Hydroxyethyl-, 3-Hydroxypropyl-, 3- Hydroxybutylmefhacrylat, -ethacrylat oder -crotonat; 1,4-Examples of suitable other hydroxyl-containing olefinically unsaturated monomers (a2) are hydroxyalkyl esters of acrylic acid, methacrylate or another alpha, beta-ethylenically unsaturated carboxylic acid which (i) are derived from an alkylene glycol which is esterified with the acid, or (ii) by reaction the acid can be obtained with an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide, in particular hydroxyalkyl esters of acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid or ethacrylic acid, in which the hydroxyalkyl group contains up to 20 carbon atoms, such as 2-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl, 3-hydroxybutylmefhacrylate, ethacrylate or crotonate; 1,4-
Bis(hydroxymethyl)cyclohexan- oder Octahydro-4,7-methano-lH-inden- dimethanolmonoacrylat, -monomethacrylat, -monoethacrylat oder -monocrotonat; oder Umsetzungsprodukte aus cyclischen Estern, wie z.B. epsilon-Caprolacton und diesen Hydroxyalkylestern; oder olefinisch ungesättigte Alkohole wie
Allylalkohol; oder Polyole wie Trimethylolpropanmono- oder diallylether oder Pentaeiythritmono-, -di- oder -triallylether. Diese höherfiinktionellenBis (hydroxymethyl) cyclohexane or octahydro-4,7-methano-1H-indenedimethanol monoacrylate, monomethacrylate, monoethacrylate or monocrotonate; or reaction products from cyclic esters, such as, for example, epsilon-caprolactone and these hydroxyalkyl esters; or olefinically unsaturated alcohols such as allyl alcohol; or polyols such as trimethylolpropane mono- or diallyl ether or pentaeiythritol mono-, di- or triallyl ether. These higher functional
Monomeren (a2) werden im allgemeinen nur in untergeordneten Mengen verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind hierbei unter untergeordneten Mengen an höherfunktionellen Monomeren (a2) solche Mengen zu verstehen, welche nicht zur Vernetzung oder Gelierung der (Meth)Acrylatcopolymerisate (A) führen, es sei denn, sie sollen in der Form von vernetzten Mikrogelteilchen vorliegen.Monomers (a2) are generally only used in minor amounts. In the context of the present invention, minor amounts of higher-functional monomers (a2) are to be understood as amounts which do not lead to the crosslinking or gelling of the (meth) acrylate copolymers (A), unless they should be in the form of crosslinked microgel particles ,
Des weiteren kommt ethoxylierter und/oder propoxylierter AUylakohol, der von der Firma Arco Chemicals vertrieben wird, oder 2-Hydroxyalkylallylether, insbesondere 2-Hydroxyethylallylether, als Monomere (a2) in Betracht. Sofern verwendet, werden sie vorzugsweise nicht als alleinige Monomere (a2), sondern in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das (Meth)Acrylatcopolymerisat (A), eingesetzt.Furthermore, ethoxylated and / or propoxylated AUyl alcohol, which is sold by Arco Chemicals, or 2-hydroxyalkylallyl ether, in particular 2-hydroxyethylallyl ether, are suitable as monomers (a2). If used, they are preferably not used as sole monomers (a2), but in an amount of 0.1 to 10% by weight, based on the (meth) acrylate copolymer (A).
Des weiteren kommen Umsetzungsprodukte aus Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit dem Glycidylester einer in alpha-Stellung verzweigten Mono- carbonsäure mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen je Molekül, insbesondere eine Versatic®-Säure, oder anstelle der Umsetzungsprodukte eine äquivalenten Menge Acryl- und/oder Methacrylsäure, die dann während oder nach der Polymerisationsreaktion mit dem Glycidylester einer in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäure mit 5 bis 18 C-Atomen je Molekül, insbesondere einer Versatic®-Säure (vgl. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Versatic®-Säuren«, Seiten 605 und 606), umgesetzt wird.In addition, there are reaction products of acrylic acid and / or methacrylic acid with the glycidyl ester of a monocarboxylic acid with 5 to 18 carbon atoms per molecule, in particular a Versatic® acid, or an equivalent amount of acrylic and / or methacrylic acid instead of the reaction products which then during or after the polymerization reaction with the glycidyl ester of a monocarboxylic acid with 5 to 18 carbon atoms per molecule branched in the alpha position, in particular one Versatic® acid (cf.Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Versatic® acids«, pages 605 and 606).
Darüber hinaus enthalten die (Meth)Acrylatcopolymerisate (A) weitere olefinisch ungesättigte Monomere (a3), deren Anteil an (A) mindestens 10, vorzugsweise mindestens 12, bevorzugt mindestens 14, besonders bevorzugt mindestens 16,
ganz besonders bevorzugt mindestens 18 und insbesondere mindestens 20 Gew.- % beträgt.In addition, the (meth) acrylate copolymers (A) contain further olefinically unsaturated monomers (a3), the proportion of (A) of which is at least 10, preferably at least 12, preferably at least 14, particularly preferably at least 16, is very particularly preferably at least 18 and in particular at least 20% by weight.
Beispiele geeigneter Monomere (a3) sindExamples of suitable monomers (a3) are
Monomere (a31):Monomers (a31):
Im wesentlichen säuregruppenfreie (Meth)acrylsäureester wie (Meth)Acrylsäurealkyl- oder -cycloalkylester mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, insbesondere Methyl-, Ethyl-, Propyl-, n-Butyl-, sec.-Butyl-, tert.- Butyl-, Hexyl-, Ethylhexyl-, Stearyl- und Laurylacrylat oder -methacrylat; cycloaliphatische (Meth)acrylsäureester, insbesondere Cyclohexyl-, Isobornyl-, Dicyclopentadienyl-, Octahydro-4,7-methano-lH-inden-methanol- oder tert.- Butylcyclohexyl(meth)acrylat; (Meth)Acrylsäureoxaalkylester oder oxacycloalkylester wie Ethyltriglykol(meth)acrylat und Methoxyoligoglykol(meth)acrylat mit einem Molekulargewicht Mn von vorzugsweise 550 Dalton oder andere ethoxylierte und/oder propoxylierte hydroxylgruppenfreie (Meth)Acrylsäurederivate (weitere Beispiele geeigneter Monomere (a2) dieser Art sind aus der Offenlegungsschrift DE 196 25 773 A 1, Spalte 3, Zeile 65, bis Spalte 4, Zeile 20, bekannt). Diese können in untergeordneten Mengen höherfiinktionelle (Meth)Acrylsäurealkyl- oder - cycloalkylester wie Ethylengylkol-, Propylenglykol-, Diethylenglykol-, Dipropylenglykol-, Butylenglykol-, Pentan-l,5-diol-, Hexan- 1,6-diol-, Octahydro-4,7-methano-lH-inden-dimethanol- oder Cyclohexan-1,2-, -1,3- oder - l,4-diol-di(meth)acrylat; Trimethylolpropan-di- oder -tri(meth)acrylat; oder Pentaerythrit-di-, -tri- oder -tetra(meth)acrylat enthalten. Hinsichtlich der Mengen an höherfünktionellen Monomeren (a31) gilt das vorstehend bei den Monomeren (a2) Gesagte.Essentially acid group-free (meth) acrylic acid esters such as (meth) acrylic or alkyl cycloalkyl esters with up to 20 carbon atoms in the alkyl radical, in particular methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, tert.-butyl , Hexyl, ethylhexyl, stearyl and lauryl acrylate or methacrylate; cycloaliphatic (meth) acrylic acid esters, especially cyclohexyl, isobornyl, dicyclopentadienyl, octahydro-4,7-methano-1H-indene methanol or tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate; (Meth) acrylic acid oxaalkyl esters or oxacycloalkyl esters such as ethyl triglycol (meth) acrylate and methoxy oligoglycol (meth) acrylate with a molecular weight Mn of preferably 550 daltons or other ethoxylated and / or propoxylated hydroxyl group-free (meth) acrylic acid derivatives (further examples of suitable monomers (a2) of this type are from the published patent application DE 196 25 773 A1, column 3, line 65, to column 4, line 20, is known). These can be used in minor amounts of higher functional (meth) acrylic or alkyl cycloalkyl esters such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, pentane-1, 5-diol, hexane-1,6-diol, octahydro- 4,7-methano-1H-indene-dimethanol or cyclohexane-1,2-, 1,3- or -1,4-diol-di (meth) acrylate; Trimethylolpropane di- or tri (meth) acrylate; or pentaerythritol di-, tri- or tetra (meth) acrylate. With regard to the amounts of higher functional monomers (a31), what has been said above with regard to the monomers (a2) applies.
Monomere (a32):
Mindestens eine Säuregruppe, vorzugsweise eine Carboxylgruppe, pro Molekül tragende ethylenisch ungesättigte Monomere oder ein Gemisch aus solchen Monomeren. Als Komponente (a32) werden besonders bevorzugt Acrylsäure und/oder Methacrylsäure eingesetzt. Es können aber auch andere ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren mit bis zu 6 C-Atomen im Molekül verwendet werden. Beispiele für solche Säuren sind Efhacrylsäure, Crόtonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure. Weiterhin können ethylenisch ungesättigte Sulfon- oder Phosphonsäuren, bzw. deren Teilester, als Komponente (a32) verwendet werden. Als Monomere (a32) kommen desweiteren Maleinsäuremo- no(meth)acryloyloxyethylester, Bernsteinsäuremono(meth)acryloyloxyethylester und Phthalsäuremono(meth)acryloyloxyethylester sowie Vinylbenzoesäure (alle Isomere), alpha-Methylvinylbenzoesäure (alle Isomere) oderMonomers (a32): At least one acid group, preferably a carboxyl group, per molecule carrying ethylenically unsaturated monomers or a mixture of such monomers. Acrylic acid and / or methacrylic acid are particularly preferably used as component (a32). However, other ethylenically unsaturated carboxylic acids with up to 6 carbon atoms in the molecule can also be used. Examples of such acids are Efhacrylic acid, Crόtonsäure, maleic acid, fumaric acid and itaconic acid. Furthermore, ethylenically unsaturated sulfonic or phosphonic acids or their partial esters can be used as component (a32). Monomers (a32) are furthermore maleic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester, succinic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester and phthalic acid mono (meth) acryloyloxyethyl ester as well as vinylbenzoic acid (all isomers), alpha-methylvinylbenzoic acid (all isomers) or
Vinylbenzsolsulfonsäure (alle Isomere), in Betracht. Weitere Beispiele säuregruppenhaltiger Monomere (a32) sind aus der Offenlegungsschrift DE 196 25 773 A 1, Spalte 2, Zeile 58, bis Spalte 3, Zeile 8, oder aus der internationalen Patentanmeldung WO 98/49205, Seite 3, Zeilen 23 bis 34, bekannt.Vinylbenzenesulfonic acid (all isomers). Further examples of monomers containing acid groups (a32) are known from published patent application DE 196 25 773 A1, column 2, line 58 to column 3, line 8, or from international patent application WO 98/49205, page 3, lines 23 to 34 ,
Monomere (a33):Monomers (a33):
Ninylester von in alpha-Stellung verzweigten Monocarbonsäuren mit 5 bis 18 C-Atomen im Molekül. Die verzweigten Monocarbonsäuren können erhalten werden durch Umsetzung von Ameisensäure oder Kohlenmonoxid und Wasser mit Olefinen in Anwesenheit eines flüssigen, stark sauren Katalysators; die Olefine können Crack-Produkte von paraffinischen Kohlenwasserstoffen, wie Mineralölfraktionen, sein und können sowohl verzweigte wie geradkettige acyclische und/oder cycloaliphatische Olefine enthalten. Bei der Umsetzung solcher Olefine mit Ameisensäure bzw. mit Kohlenmonoxid und Wasser entsteht ein Gemisch aus Carbonsäuren, bei denen die Carboxylgruppen vorwiegend an einem quaternären Kohlenstoffatom sitzen. Andere olefinische Ausgangsstoffe sind z.B. Propylenfrimer, Propylentetramer und Diisobutylen. Die Ninylester können aber auch auf an sich bekannte Weise aus den Säuren hergestellt werden,
z.B. indem man die Säure mit Acetylen reagieren läßt. Besonders bevorzugt werden - wegen der guten Verfügbarkeit - Vinylester von gesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren mit 9 bis 11 C-Atomen, die am alpha-C-Atom verzweigt sind, eingesetzt.Vinyl esters of monocarboxylic acids with 5 to 18 carbon atoms in the molecule, branched in the alpha position. The branched monocarboxylic acids can be obtained by reacting formic acid or carbon monoxide and water with olefins in the presence of a liquid, strongly acidic catalyst; the olefins can be cracked products of paraffinic hydrocarbons, such as mineral oil fractions, and can contain both branched and straight-chain acyclic and / or cycloaliphatic olefins. When such olefins are reacted with formic acid or with carbon monoxide and water, a mixture of carboxylic acids is formed in which the carboxyl groups are predominantly located on a quaternary carbon atom. Other olefinic starting materials are, for example, propylene frimer, propylene tetramer and diisobutylene. However, the vinyl esters can also be prepared from the acids in a manner known per se, for example, by allowing the acid to react with acetylene. Because of the good availability, vinyl esters of saturated aliphatic monocarboxylic acids having 9 to 11 carbon atoms which are branched on the alpha carbon atom are particularly preferably used.
Monomere (a34):Monomers (a34):
N,N-Diethylamino-alpha-methylstyrol (alle Isomere), N,N-Diethylaminostyrol (alle Isomere), Allylamin, Crotylamin, 2-Amino- oder 2-N-Methyl-, 2-N,N- Dimethyl-, 2-N-Ethyl-, 2-N,N-Diethyl-, 2-N-Propyl-, 2-N,N-Dipropyl-, 2-N- Butyl-, 2-N,N-Dibutyl-, 2-N-Cyclohexyl- oder 2-N,N-Cyclohexyl-methyl-amino- oder 2-N,N,N,N-Teframethylammonium- oder 2-N,N-Dimethyl-N,N- diethylammonium-, 2-Tetramethylphosphonium- oder 2-Triethylsulfonium- ethylacrylat, -ethylmethacrylat, -propylacrylat oder -propylmethacrylat oder 3- Amino- oder 3-N-Methyl-, 3-N,N-Dimethyl-, 3-N-Ethyl-, 3-N,N-Diethyl-, 3-N- Propyl-, 3-N,N-Dipropyl-, 3-N-Butyl-, 3-N,N-Dibutyl-, 3-N-Cyclohexyl- oder 3- N,N-Cyclohexyl-methyl-amino- oder 3-N,N,N,N-Tetramethylammomum- oder 3- N,N-Dimethyl-N,N-diethylammomum-, 3-Tetramethylphosphomum- oder 3- Triethylsulfonium-propylacrylat oder -propylmethacrylat.N, N-diethylamino-alpha-methylstyrene (all isomers), N, N-diethylaminostyrene (all isomers), allylamine, crotylamine, 2-amino- or 2-N-methyl-, 2-N, N-dimethyl-, 2 -N-ethyl, 2-N, N-diethyl, 2-N-propyl, 2-N, N-dipropyl, 2-N-butyl, 2-N, N-dibutyl, 2-N -Cyclohexyl- or 2-N, N-cyclohexyl-methyl-amino- or 2-N, N, N, N-teframethylammonium- or 2-N, N-dimethyl-N, N-diethylammonium-, 2-tetramethylphosphonium- or 2-triethylsulfonium ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate or propyl methacrylate or 3-amino or 3-N-methyl, 3-N, N-dimethyl, 3-N-ethyl, 3-N, N-diethyl -, 3-N-Propyl-, 3-N, N-dipropyl-, 3-N-butyl-, 3-N, N-dibutyl-, 3-N-cyclohexyl- or 3-N, N-cyclohexyl-methyl -amino- or 3-N, N, N, N-tetramethylammomum- or 3- N, N-dimethyl-N, N-diethylammomum-, 3-tetramethylphosphomum- or 3-triethylsulfonium propyl acrylate or propyl methacrylate.
Monomere (a35):Monomers (a35):
Diarylethylene, insbesondere solche der allgemeinen Formel I:Diarylethylenes, in particular those of the general formula I:
J^R^CR (I),J ^ R ^ CR (I),
worin die Reste R1, R2 , R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoffatome oder substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Cycloalkylalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Cycloalkylaryl- Arylalkyl- oder Arylcycloalkylreste stehen, mit der Maßgabe, daß mindestens zwei der Variablen R1, R2 , R3 und R4 für substituierte oder unsubstituierte Aryl-, Arylalkyl- oder Arylcycloalkyheste, insbesondere substituierte oder
unsubstituierte Arylreste, stehen. Beispiele geeigneter Alkylreste sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, iso-Butyl, tert. -Butyl, Amyl, Hexyl oder 2- Ethylhexyl. Beispiele geeigneter Cycloalkylreste sind Cyclobutyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl. Beispiele geeigneter Alkylcycloalkylreste sind Mefhylencyclohexan, Ethylencyclohexan oder Propan-l,3-diyl-cyclohexan. Beispiele geeigneter Cycloalkylalkylreste sind 2-, 3- oder 4-Methyl-, -Ethyl-, - Propyl- oder -Butylcyclohex-1-yl. Beispiele geeigneter Arylreste sind Phenyl, Naphthyl oder Biphenylyl, vorzugsweise Phenyl und Naphthyl und insbesondere Phenyl. Beispiele geeigneter Alkylarylreste sind Benzyl oder Ethylen- oder Propan-l,3-diyl-benzol. Beispiele geeigneter Cycloalkylaryheste sind 2-, 3- oder 4-Phenylcyclohex-l-yl. Beispiele geeigneter Arylalkylreste sind 2-, 3- oder 4- Methyl-, -Ethyl-, -Propyl- oder -Butylphen-1-yl. Beispiele geeigneter Arylcycloalkylreste sind 2-, 3- oder 4-Cyclohexylphen-l-yl. Vorzugsweise handelt es sich bei den Arylresten R1, R2, R3 und/oder R4 um Phenyl- oder Naphthylreste, insbesondere Phenyheste. Die in den Resten R1, R2, R3 und/oder R4 gegebenenfalls vorhandenen Substituenten sind elekfronenziehende oder elektronenschiebende Atome oder organische Reste, insbesondere Halogenatome, Nitril-, Nitro-, partiell oder vollständig halogenierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkylcycloalkyl-, Cycloalkylalkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Cycloalkylaryl- Arylalkyl- und Arylcycloalkylreste; Aryloxy-, Alkyloxy- und Cycloalkyloxyreste; Arylthio-, Alkylthio- und Cycloalkylthioreste und/oder primäre, sekundäre und/oder tertiäre Amionogruppen. Besonders vorteilhaft sind Diphenylethylen, Dinaphthalinethylen, eis- oder frans- Stilben, Vinyliden-bis(4-N,N- dimethylaminobenzol), Vmyliden-bis(4-aminobenzol) oder Vinyliden-bis(4- nifrobenzol), insbesondere Diphenylethylen (DPE), weswegen sie bevorzugt verwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Monomeren (a35) eingesetzt, um die Copolymerisation in vorteilhafter Weise derart zu regeln, daß auch eine radikalische Copolymerisation in Batch-Fahrweise möglich ist.
Monomere (a36):wherein the radicals R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent hydrogen atoms or substituted or unsubstituted alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl, cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals with the proviso that at least two of the variables R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted aryl, arylalkyl or arylcycloalkyl radicals, in particular substituted or unsubstituted aryl residues. Examples of suitable alkyl radicals are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, iso-butyl, tert. -Butyl, amyl, hexyl or 2-ethylhexyl. Examples of suitable cycloalkyl radicals are cyclobutyl, cyclopentyl or cyclohexyl. Examples of suitable alkylcycloalkyl radicals are methylene cyclohexane, ethylene cyclohexane or propane-1,3-diylcyclohexane. Examples of suitable cycloalkylalkyl radicals are 2-, 3- or 4-methyl-, ethyl-, propyl- or butylcyclohex-1-yl. Examples of suitable aryl radicals are phenyl, naphthyl or biphenylyl, preferably phenyl and naphthyl and in particular phenyl. Examples of suitable alkylaryl radicals are benzyl or ethylene or propane-1,3-diyl-benzene. Examples of suitable cycloalkylaryl radicals are 2-, 3- or 4-phenylcyclohex-l-yl. Examples of suitable arylalkyl radicals are 2-, 3- or 4-methyl-, ethyl-, propyl- or butylphen-1-yl. Examples of suitable arylcycloalkyl radicals are 2-, 3- or 4-cyclohexylphen-l-yl. The aryl radicals R 1 , R 2 , R 3 and / or R 4 are preferably phenyl or naphthyl radicals, in particular phenyl radicals. The substituents optionally present in the radicals R 1 , R 2 , R 3 and / or R 4 are electron-withdrawing or electron-donating atoms or organic radicals, in particular halogen atoms, nitrile, nitro, partially or completely halogenated alkyl, cycloalkyl, alkylcycloalkyl , Cycloalkylalkyl, aryl, alkylaryl, cycloalkylaryl, arylalkyl and arylcycloalkyl radicals; Aryloxy, alkyloxy and cycloalkyloxy radicals; Arylthio, alkylthio and cycloalkylthio residues and / or primary, secondary and / or tertiary amino groups. Diphenylethylene, dinaphthaleneethylene, eis or frans stilbene, vinylidene-bis (4-N, N-dimethylaminobenzene), vmylidene-bis (4-aminobenzene) or vinylidene-bis (4-nifrobenzene), in particular diphenylethylene (DPE), are particularly advantageous which is why they are preferred. In the context of the present invention, the monomers (a35) are used in order to regulate the copolymerization advantageously in such a way that a free-radical copolymerization in batch mode is also possible. Monomers (a36):
Cyclische und/oder acyclische Olefine wie Ethylen, Propylen, But-l-en, Pent-1- en, Hex-l-en, Cyclohexen, Cyclopenten, Norbonen, Butadien, Isopren, Cylopentadien und/oder Dicyclopentadien.Cyclic and / or acyclic olefins such as ethylene, propylene, but-1-ene, pent-1-ene, hex-1-ene, cyclohexene, cyclopentene, norbornene, butadiene, isoprene, cyclopentadiene and / or dicyclopentadiene.
Monomere (a37 :Monomers (a37:
Amidogruppenhaltige Monomere wie (Meth)Acrylsäxxreamide wie (Meth)Acrylsäureamid, N-Methyl-, N,N-Dimethyl-, N-Ethyl-, N,N-Diethyl-, N- Propyl-, N,N-Diρroρyl-, N-Butyl-, N,N-Dibutyl-, N-Cyclohexyl-, N,N- Cyclohexy 1-methyl- und/oder N-Methylol-, N,N-Dimethylol-, N-Methoxymefhyl- , N,N-Di(methoxymethyl)-, N-Ethoxymethyl- xmd oder N,N-Di(ethoxyethyl)- (meth)acrylsäureamid; carbamatgruppenhaltige Monomere wieMonido-containing monomers such as (meth) acrylic acid amide such as (meth) acrylic acid amide, N-methyl, N, N-dimethyl, N-ethyl, N, N-diethyl, N-propyl, N, N-diρroρyl, N -Butyl-, N, N-dibutyl-, N-cyclohexyl-, N, N- cyclohexy 1-methyl- and / or N-methylol-, N, N-dimethylol-, N-methoxymefethyl-, N, N-Di (methoxymethyl) -, N-ethoxymethyl-xmd or N, N-di (ethoxyethyl) - (meth) acrylic acid amide; monomers containing carbamate groups such as
(Meth)Acryloyloxyethylcarbamat oder (Meth)Acryloyloxypropylcarbamat; oder hamstoffgruppenhaltige Monomere wie Ureidoacrylat oder -methacrylat.(Meth) acryloyloxyethyl carbamate or (meth) acryloyloxypropyl carbamate; or urea group-containing monomers such as ureido acrylate or methacrylate.
Monomere (a38):Monomers (a38):
Epoxidgruppen enthaltende Monomere wie der Glycidylester der Acrylsäure,Monomers containing epoxy groups, such as the glycidyl ester of acrylic acid,
Methacrylsäure, Ethacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und/oderMethacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid and / or
Itaconsäure.Itaconic acid.
Monomere (a39):Monomers (a39):
Vinylaromatische Kohlenwasserstoffe wie Styrol, Vinyltoluol, Diphenylethylen oder alpha-Alkylstyrole, insbesondere alpha-Methylstyrol.Vinylaromatic hydrocarbons such as styrene, vinyltoluene, diphenylethylene or alpha-alkylstyrenes, especially alpha-methylstyrene.
Monomere (a310):Monomers (A310):
Nitrile wie Acrylnitril und/oder Methacrylnitril.Nitriles such as acrylonitrile and / or methacrylonitrile.
Monomere (a311):Monomers (A311):
Vinylverbindungen, insbesondere Vinyl- und oder Vinylidendihalogenide wie Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidendichlorid oder Vinylidendifluorid; N-
Vinylamide wie Vinyl-N-methylformamid, N-Vinylcaprolactam oder N- Vinylpyrrolidon; 1-Vmylimidazol; Vinylether wie Ethylvinylether, n- Propylvinylether, Isopropylvinylether, n-Butylvinylether, Isobutylvinylether und/oder Vinylcyclohexylether; xmd/oder Vinylester wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylpivalat und/oder der Vinylester der 2-Methyl- 2-ethylheptansäure.Vinyl compounds, especially vinyl and / or vinylidene dihalides such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene dichloride or vinylidene difluoride; N- Vinylamides such as vinyl-N-methylformamide, N-vinylcaprolactam or N-vinylpyrrolidone; 1-Vmylimidazol; Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether and / or vinyl cyclohexyl ether; xmd / or vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate and / or the vinyl ester of 2-methyl-2-ethylheptanoic acid.
Monomere (a312):Monomers (a312):
Allylverbindungen, insbesondere Allylether xmd -ester wie Allylmethyl-, -ethyl-, -propyl- oder -buty lether oder Allylacetat, -propionat öder -butyrat.Allyl compounds, especially allyl ether xmd esters such as allylmethyl, ethyl, propyl or butyl ether or allyl acetate, propionate or butyrate.
Die Monomeren (al) und (a3) sowie ggf. (a2) werden so ausgewählt, daß die vorstehend angegebenen OH-Zahlen und Glasübergangstemperaturen resultieren. Außerdem werden die Monomeren (a3), die reaktive funktioneile Gruppen enthalten, nach Art und Menge so ausgewählt, daß sie die Vernetzungsreaktionen der Hydroxylgruppen mit den nachstehend beschriebenen Vernetzungsmitteln (B) nicht inhibieren oder völlig verhindern.The monomers (al) and (a3) and optionally (a2) are selected so that the OH numbers and glass transition temperatures given above result. In addition, the monomers (a3) which contain reactive functional groups are selected according to their type and amount such that they do not inhibit or completely prevent the crosslinking reactions of the hydroxyl groups with the crosslinking agents (B) described below.
Die Auswahl der Monomeren (a) zur Einstellung der Glasübergangstemperaturen kann vom Fachmann unter Zuhilfenahme der folgenden Formel von Fox, mit der die Glasübergangstemperaturen von Poly(meth)acrylaten näherungsweise berechnet werden können, vorgenommen werden:The person skilled in the art can select the monomers (a) to adjust the glass transition temperatures with the aid of the following formula from Fox, with which the glass transition temperatures of poly (meth) acrylates can be approximately calculated:
Tg = Glasübergangstemperatur des Poly(meth)acrylats; Wn = Gewichtsanteil des n-ten Monomers;
Tgn = Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus dem n-tenTg = glass transition temperature of the poly (meth) acrylate; W n = weight fraction of the nth monomer; Tg n = glass transition temperature of the homopolymer from the nth
Monomer und x = Anzahl der verschiedenen Monomeren.Monomer and x = number of different monomers.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden (Meth)Acrylatcopolymerisate (A) weist auch keine verfahrenstechnischen Besonderheiten auf, sondern erfolgt mit Hilfe der auf dem Kunststoffgebiet üblichen und bekannten Methoden der kontinuierlichen oder diskontinuierlichen radikalisch initiierten Copolymerisation in Masse, Lösung, Emulsion, Miniemulsion oder Mikroemulsion unter Normaldruck oder Überdruck in Rührkesseln, Autoklaven, Rohrreaktoren, Schlaufenreaktoren oder Taylorreaktoren bei Temperaturen von 50 bis 200°C.The production of the (meth) acrylate copolymers (A) to be used according to the invention also has no special procedural features, but takes place with the aid of the methods known and known in the plastics field of continuous or discontinuous radical-initiated copolymerization in bulk, solution, emulsion, miniemulsion or microemulsion Normal pressure or overpressure in stirred tanks, autoclaves, tubular reactors, loop reactors or Taylor reactors at temperatures from 50 to 200 ° C.
Beispiele geeigneter Copolymerisationsverfahren werden in den Patentanmeldungen DE 197 09 465 A 1, DE 197 09 476 A 1, DE 28 48 906 A 1, DE 195 24 182 A 1, DE 198 28 742 A 1, DE 196 28 143 A 1, DE 19628 142 A 1, EP 0 554 783 A 1, WO 95/27742, WO 82/02387 oder WO 98/02466 beschrieben. Die Copolymerisation kann indes auch in den nachstehend beschriebenen Polyolen (C) als Reaktionsmedium durch geführt werden, wie dies beispielsweise in der nicht vorveröffentlichen Patentanmeldung DE 198 50 243 beschrieben wird.Examples of suitable copolymerization processes are described in patent applications DE 197 09 465 A1, DE 197 09 476 A1, DE 28 48 906 A1, DE 195 24 182 A1, DE 198 28 742 A1, DE 196 28 143 A1, DE 19628 142 A1, EP 0 554 783 A1, WO 95/27742, WO 82/02387 or WO 98/02466. The copolymerization can, however, also be carried out in the polyols (C) described below as the reaction medium, as is described, for example, in the unpublished patent application DE 198 50 243.
Beispiele geeigneter radikalischer Initiatoren sind Dialkylperoxide, wie Di-tert- Butylperoxid oder Dicumylperoxid; Hydroperoxide, wie Cumolhydroperoxid oder tert.- Butylhydroperoxid; Perester, wie tert.-Butylperbenzoat, tert- Butylperpivalat, tert.-Butylper-3,5,5-trimethyl-hexanoat oder tert.-Butylper-2- ethylhexanoat; Peroxodicarbonate; Kalium-, Natrium- oderExamples of suitable free-radical initiators are dialkyl peroxides, such as di-tert-butyl peroxide or dicumyl peroxide; Hydroperoxides, such as cumene hydroperoxide or tert-butyl hydroperoxide; Peresters, such as tert-butyl perbenzoate, tert-butyl perpivalate, tert-butyl per-3,5,5-trimethyl hexanoate or tert-butyl per-2-ethyl hexanoate; peroxodicarbonates; Potassium, sodium or
Ammoniumsperoxodisulfat; Azoinitiatoren, beispielsweise Azodinitrile wie Azobisisobutyronitril; C-C-spaltende Initiatoren wie Benzpinakolsilylether; oder eine Kombination eines nicht oxidierenden Initiators mit Wasserstoffperoxid. Es
können auch Kombinationen der vorstehend beschriebenen Initiatoren eingesetzt werden.ammonium peroxodisulfate; Azo initiators, for example azo dinitriles such as azobisisobutyronitrile; CC-cleaving initiators such as benzpinacol silyl ether; or a combination of a non-oxidizing initiator with hydrogen peroxide. It Combinations of the initiators described above can also be used.
Weitere Beispiele geeigneter Initiatoren werden in der deutschen Patentanmeldung DE 196 28 142 A 1, Seite 3, Zeile 49, bis Seite 4, Zeile 6, beschrieben.Further examples of suitable initiators are described in German patent application DE 196 28 142 A1, page 3, line 49, to page 4, line 6.
Vorzugsweise werden vergleichsweise große Mengen an radikalischem Initiator zugegeben, wobei der Anteil des Initiators am Reaktionsgemisch, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Monomeren (a) und des Initiators, besonders bevorzugt 0,2 bis 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.-% und insbesondere 1,0 bis 10 Gew.-% beträgt.Comparatively large amounts of free-radical initiator are preferably added, the proportion of the initiator in the reaction mixture, based in each case on the total amount of the monomers (a) and the initiator, particularly preferably 0.2 to 20% by weight, very particularly preferably 0.5 is up to 15 wt .-% and in particular 1.0 to 10 wt .-%.
Des weiteren können Thiocarbonylthio-Verbindungen oder Mercaptane wie Dodecylmercaptan als Kettenübertragungsmittel oder Molekulargewichtsregler verwendet werden.Furthermore, thiocarbonylthio compounds or mercaptans such as dodecyl mercaptan can be used as chain transfer agents or molecular weight regulators.
Vorzugsweise werden die (Meth)Acrylacopolymerisate (A) nach Art und Menge so ausgewählt, daß die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe, -klebstoffeund- dichtungsmassen nach ihrer Aushärtung einen Speichermodul E' im gummielastischen Bereich von mindestens 10^, pa un einen Verlustfaktor tanδ bei 20 °C von maximal 0,10 aufweisen, wobei der Speichermodul E' und der Verlustfaktor mit der Dynamisch-Mechanischen Thermo-Analyse an freien Filmen mit einer Schichtdicke von 40 + 10 μm gemessen worden sind (vgl. hierzu das deutsche Patent DE 197 09 467 C 2).The (meth) acrylic copolymers (A) are preferably selected according to their type and quantity so that the coating materials, adhesives and sealants according to the invention, after they have hardened, have a storage module E 'in the rubber-elastic range of at least 10 ^, p a and a loss factor tan δ at 20 ° C of a maximum of 0.10, the storage module E 'and the loss factor having been measured with dynamic mechanical thermal analysis on free films with a layer thickness of 40 + 10 μm (cf. the German patent DE 197 09 467 C 2).
Die (Meth)Acrylatcopolymerisate (A) der zweiten Dual-Cure-Klarlacke enthalten außer den Hydroxylgruppen im statistischen Mittel noch mindestens eine, vorzugsweise mindestens zwei, Gruppe(n) mit mindestens einer mit aktinischer Sfrahlxxng aktivierbaren Bindung(en) pro Molekül.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer mit aktinischer Sfrahlung aktivierbaren Bindung eine Bindung verstanden, die bei Bestrahlen mit aktinischer Sfrahlung reaktiv wird und mit anderen aktivierten Bindungen ihrer Art Polymerisationsreaktionen und/oder Vernetzungsreaktionen eingeht, die nach radikalischen und/oder ionischen Mechanismen ablaufen. Beispiele geeigneter Bindungen sind KoMenstoff-Wasserstoff-Einzelbindungen oder Kohlenstoff- Kohlenstoff-, Kohlenstoff-Sauerstoff-, Kohlenstoff-Stickstoff-, Kohlenstoff- Phosphor -oder Kohlenstoff-Silizium-Einzelbindungen oder -Doppelbindungen. Von diesen sind die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen besonders vorteilhaft und werden deshalb erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt verwendet. Der Kürze halber werden sie im folgenden als „Doppelbindungen" bezeichnet.In addition to the hydroxyl groups, the (meth) acrylate copolymers (A) of the second dual-cure clearcoats contain, on average, at least one, preferably at least two, group (s) with at least one bond (s) which can be activated with actinic radiation per molecule. In the context of the present invention, a bond which can be activated with actinic radiation is understood to mean a bond which becomes reactive when irradiated with actinic radiation and which undergoes polymerization reactions and / or crosslinking reactions with other activated bonds of its kind which take place according to radical and / or ionic mechanisms. Examples of suitable bonds are single carbon-hydrogen bonds or carbon-carbon, carbon-oxygen, carbon-nitrogen, carbon-phosphorus or carbon-silicon single bonds or double bonds. Of these, the carbon-carbon double bonds are particularly advantageous and are therefore used with very particular preference according to the invention. For the sake of brevity, they are referred to below as "double bonds".
Demnach enthält die erfindungsgemäß bevorzugte Gruppe eine Doppelbindung oder zwei, drei oder vier Doppelbindungen. Werden mehr als eine Doppelbindung verwendet, können die Doppelbindungen konjugiert sein. Erfindungsgemäß ist es indes von Vorteil, wenn die Doppelbindungen isoliert, insbesondere jede für sich endständig, in der hier in Rede stehenden Gruppe vorliegen. Erfindungsgemäß ist es von besonderem Vorteil zwei, insbesondere eine, Doppelbindung zu verwenden.Accordingly, the group preferred according to the invention contains one double bond or two, three or four double bonds. If more than one double bond is used, the double bonds can be conjugated. According to the invention, however, it is advantageous if the double bonds are isolated, in particular each individually in the group in question here. According to the invention, it is particularly advantageous to use two, in particular one, double bond.
Das Dual-Cure-Bindemittel (A) enthält im statistischen Mittel mindestens eine der vorstehend beschriebenen mit aktinischer Strahlung aktivierbaren Gruppen. Dies bedeutet, daß die Funktionalität des Bindemittels in dieser Hinsicht ganzzahlig, d.h., beispielsweise gleich zwei, drei, vier, fünf oder mehr ist, oder nicht ganzzahlig, d.h., beispielsweise gleich 2,1 bis 10,5 oder mehr ist.
Werden im statistischen Mittel mehr als eine mit aktinischer Strahlung aktivierbare Gruppe pro Molekül angewandt, sind die Gruppen strukturell voneinander verschieden oder von gleicher Stπiktur.On a statistical average, the dual-cure binder (A) contains at least one of the groups described above which can be activated with actinic radiation. This means that the functionality of the binder in this regard is an integer, that is, for example, two, three, four, five or more, or is not an integer, that is, for example, 2.1 to 10.5 or more. If, on average, more than one group that can be activated with actinic radiation is used per molecule, the groups are structurally different from one another or of the same structure.
Sind sie strukturell voneinander verschieden, bedeutet dies im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß zwei, drei, vier oder mehr, insbesondere aber zwei, mit aktinischer Sfrahlung aktivierbare Gruppen verwendet werden, die sich von zwei, drei, vier oder mehr, insbesondere aber zwei, Monomerklassen ableiten.If they are structurally different from one another, this means within the scope of the present invention that two, three, four or more, but in particular two, groups which can be activated with actinic radiation and which differ from two, three, four or more, in particular two, are used. Derive monomer classes.
Beispiele geeigneter Gruppen sind (Meth)Acrylat-, Ethacrylat-, Crotonat-, Cinnamat-, Vinylether-, Vinylester-, Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylgruppen; Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylethergruppen oder Dicyclopentadienyl-, Norbornenyl-, Isoprenyl-, Isopropenyl-, Allyl- oder Butenylestergruppen, insbesondere aber Acrylatgruppen.Examples of suitable groups are (meth) acrylate, ethacrylate, crotonate, cinnamate, vinyl ether, vinyl ester, dicyclopentadienyl, norbornenyl, isoprenyl, isopropenyl, allyl or butenyl groups; Dicyclopentadienyl, norbornenyl, isoprenyl, isopropenyl, allyl or butenyl ether groups or dicyclopentadienyl, norbornenyl, isoprenyl, isopropenyl, allyl or butenyl ester groups, but especially acrylate groups.
Vorzugsweise sind die Gruppen über Urethan-, Harnstoff-, Allophanat-, Ester-, Ether- xmd/oder Amidgruppen, insbesondere aber über Estergruppen, an die jeweiligen Grundstrukturen der Bindemittel gebunden. Üblicherweise geschieht dies durch übliche und bekannte polymeranaloge Reaktionen wie etwa die Reaktion von seitenständigen Glycidylgruppen mit den vorstehend beschriebenen olefinisch ungesättigten Monomeren, die eine Säuregruppe enthalten, von seitenständigen Hydroxylgruppen mit den Halogeniden dieser Monomeren, von Hydroxylgruppen mit Doppelbindungen enhaltenden Isocyanaten wie Vinylisocyanat, Methacryloylisocyanat und/oder l-(l-Isocyanato-l-methylethyl)- 3-(l-methylethenyl)-benzol (TMI® der Firma CYTEC) oder von Isocanatgruppen mit den vorstehend beschriebenen hydroxylgruppenhaltigen Monomeren.
Es können in den zweiten Dual-Cure-Klarlacken indes auch Gemische aus rein thermisch härtbaren (Meth)Acrylatcopolymerisaten (A) und rein mit aktinischer Sfrahlung härtbaren Bindemitteln angewandt werden.The groups are preferably bonded to the respective basic structures of the binders via urethane, urea, allophanate, ester, ether xmd / or amide groups, but in particular via ester groups. This is usually done by customary and known polymer-analogous reactions, such as the reaction of pendant glycidyl groups with the above-described olefinically unsaturated monomers which contain an acid group, of pendant hydroxyl groups with the halides of these monomers, of isocyanates containing hydroxyl groups with double bonds, such as vinyl isocyanate, methacryloyl isocyanate and / or l- (l-isocyanato-l-methylethyl) - 3- (l-methylethenyl) benzene (TMI® from CYTEC) or of isocanate groups with the above-described monomers containing hydroxyl groups. However, mixtures of purely thermally curable (meth) acrylate copolymers (A) and binders curable purely with actinic radiation can also be used in the second dual-cure clearcoats.
Der Gehalt der erfindungsgemäß zu verwendenden zweiten Klarlacke an den vorstehend beschriebenen (Meth)Acrylatcopolmerisaten (A) kann breit variieren. Der Gehalt richtet sich insbesondere nach der Funktionalität der Bindemittel einerseits und und der Funktionalität der nachstehend beschriebenen Ve etzungsmittel (B) andererseits. Vorzugsweise liegt der Gehalt bei 5,0 bis 90, bevorzugt 6,0 bis 85, besonders bevorzugt 7,0 bis 80, ganz besonders bevorzugt 8,0 bis 75 und insbesondere 9,0 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Festkörper der zweiten Klarlacke.The content of the (meth) acrylate copolymer (A) described above in the second clearcoats to be used according to the invention can vary widely. The content depends in particular on the functionality of the binders on the one hand and the functionality of the crosslinking agents (B) described below on the other. The content is preferably 5.0 to 90, preferably 6.0 to 85, particularly preferably 7.0 to 80, very particularly preferably 8.0 to 75 and in particular 9.0 to 70% by weight, in each case based on the Solid of the second clear coats.
Der zweite wesentliche Bestandteil des zweiten Klarlacks ist mindestens ein Tris(alkoxycarbonylannno)triazin (TAGT) der allgemeinen Formel II,The second essential component of the second clearcoat is at least one tris (alkoxycarbonylannno) triazine (TAGT) of the general formula II,
(II)(II)
00
das als Vernetzungsmittel (B) dient.which serves as a crosslinking agent (B).
Beispiele geeigneter Tris(alkoxycarbonylarnino)triazine (B) werden in den Patentschriften US 4,939,213 A 1 oder US 5,084,541 A 1 oder den
Patentanmeldungen EP 0 624 577 A loder EP 0 604 922 A 1 beschrieben. Insbesondere werden die Tris(methoxy-, Tris(butoxy- und/oder Tris(2- ethymexoxycarbonylamino)triazine verwendet.Examples of suitable tris (alkoxycarbonylarnino) triazines (B) are described in US Pat. Nos. 4,939,213 A1 or 5,084,541 A1 or US Pat Patent applications EP 0 624 577 A1 or EP 0 604 922 A1 described. In particular, the tris (methoxy-, tris (butoxy- and / or tris (2-ethymexoxycarbonylamino) triazines are used.
Von Vorteil sind die Methyl-Butyl-Mischester, die Butyl-2-Ethylhexyl-Mi- schester und die Butylester. Diese haben gegenüber dem reinen Methylester den Vorzug der besseren Löslichkeit in Polymerschmelzen und neigen auch weniger zum Auskristallisieren.The methyl-butyl mixed esters, the butyl-2-ethylhexyl mixed esters and the butyl esters are advantageous. Compared to the pure methyl ester, these have the advantage of better solubility in polymer melts and also have less tendency to crystallize out.
TACT ist oder sind in den zweiten Klarlacken vorzugsweise in einer Menge von 1,0 bis 60, bevorzugt 2,0 bis 55, besonders bevorzugt 3,0 bis 50, ganz besonders bevorzugt 4,0 bis 50 und insbesondere 5,0 bis 45 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Festkörper der zweiten Klarlacke, enthalten.TACT is or are in the second clear lacquers preferably in an amount of 1.0 to 60, preferably 2.0 to 55, particularly preferably 3.0 to 50, very particularly preferably 4.0 to 50 and in particular 5.0 to 45% by weight .-%, each based on the solids of the second clearcoat.
Die ersten und/oder die zweiten Klarlacke können mindestens eine der nachstehend beschriebenen Verbindungen (C), die reaktive Gruppen aufweisen, die mit den komplementären reaktiven Gruppen der Bindemittel oder der Vernetzungsmittel in den jeweils anderen Klarlackschicht(en) oder Klarlackierung(en) Reaktionen eingehen, in den nachstehend beschriebenen Mengen enthalten.The first and / or the second clearcoats can have at least one of the compounds (C) described below which have reactive groups which react with the complementary reactive groups of the binders or the crosslinking agents in the respective other clearcoat layer (s) or clearcoat (s) , contained in the amounts described below.
Beispiele geeigneter komplementärer reaktiver funktioneller Gruppen für die Verbindxingen (C) und die Bindemittel und Vernetzungsmittel sind in der folgenden Übersicht zusammengestellt. In der Übersicht steht die Variable R5 für einen acyclischen oder cyclischen aliphatischen, einen aromatischen und/oder einen aromatisch-aliphatischen (araliphatischen) Rest; die Variablen R6 und R7 stehen für gleiche oder verschiedene aliphatische Reste oder sind miteinander zu einem aliphatischen oder heteroaliphatischen Ring verknüpft.
Übersicht: Beispiele komplementärer funktioneller GruppenExamples of suitable complementary reactive functional groups for the compounds (C) and the binders and crosslinking agents are compiled in the following overview. In the overview, the variable R 5 stands for an acyclic or cyclic aliphatic, an aromatic and / or an aromatic-aliphatic (araliphatic) radical; the variables R 6 and R 7 represent the same or different aliphatic radicals or are linked to one another to form an aliphatic or heteroaliphatic ring. Overview: Examples of complementary functional groups
Bmdemittel und Vernetzungsmittel oder Vernetzungsmittel und BindemittelAgents and crosslinking agents or crosslinking agents and binders
-SH -C(O)-OH-SH -C (O) -OH
-NH2 -C(O)-O-C(O)--NH 2 -C (O) -OC (O) -
-OH -NH-C(O)-OR5 -OH -NH-C (O) -OR 5
-O-(CO)-NH-(CO)-NH2 -CH2-OH-O- (CO) -NH- (CO) -NH 2 -CH 2 -OH
-O-(CO)-NH2 -CH2-OR5 -O- (CO) -NH 2 -CH 2 -OR 5
>NH -NH-CH2-OR5 > NH -NH-CH 2 -OR 5
-NH-CH2-OH-NH-CH 2 -OH
-NCONCO
-N(-CH2-OR5)2 -N (-CH 2 -OR 5 ) 2
-NH-C(O)-CH(-C(O)-OR5)2 -NH-C (O) -CH (-C (O) -OR 5 ) 2
-NH-C(O)-CH(-C(O)-OR5)(-C(O)-R5)
-NH-C (O) -CH (-C (O) -OR 5 ) (- C (O) -R 5 )
O / \O / \
-CH-CH2 -CH-CH 2
-N=ON--N = ON
-C(O)-N(CH2-CH2-OH)2 -C (O) -N (CH 2 -CH 2 -OH) 2
Die Auswahl der jeweiligen komplementären Gruppen richtet sich zum einen danach, daß sie bei der Herstellung, der Lagerung, und der Applikation ersten und/oder zweiten Klarlacke keine unerwünschten Reaktionen, insbesondere keine vorzeitige Vernetzung, eingehen und/oder gegebenenfalls die Härtung mit akt nischer Strahlung nicht stören oder inhibieren dürfen, und zum anderen danach, in welchem Temperaturbereich die Vernetzung stattfinden soll.The selection of the respective complementary groups depends on the one hand on the fact that they do not undergo any undesirable reactions, in particular no premature crosslinking, during the production, storage and application of first and / or second clearcoats, and / or, if appropriate, curing with actinic radiation must not disturb or inhibit, and on the other hand in which temperature range the crosslinking should take place.
Vorzugsweise werden bei den thermisch oder thermisch und mit aktinischerPreferably, the thermally or thermally and with actinic
Sfrahlung härtbaren ersten und/oder zweiten Klarlacken Vernetzungstemperaturen von 60 bis 180°C angewandt. Es werden daher vorzugsweise Thio-, Hydroxyl-, N-Methylolamino- N-Alkoxymemylamino-, Imino-, Carbamat-, AUophanat-
und oder Carboxylgruppen, bevorzugt Hydroxylgruppen, einerseits und vorzugsweise Anhydrid-, Carboxyl-, Epoxy-, blockierten Isocyanat-, Urethan- oder Ajj oxycarbonylamino-Gruppen (vgl die allgemeine Formel II), Methylol-, Methylolether-, Carbonat-, Amino-, Hydroxy- und/oder beta- Hydroxyalkylamidgruppen, bevorzugt Urethan- oder Alkoxycarbonylamino- Gruppen, andererseits angewandt.Radiation curable first and / or second clearcoats crosslinking temperatures of 60 to 180 ° C applied. It is therefore preferred to use thio, hydroxyl, N-methylolamino, N-alkoxymemylamino, imino, carbamate, AUophanat- and or carboxyl groups, preferably hydroxyl groups, on the one hand and preferably anhydride, carboxyl, epoxy, blocked isocyanate, urethane or Ajj oxycarbonylamino groups (see general formula II), methylol, methylol ether, carbonate, amino, Hydroxy and / or beta-hydroxyalkylamide groups, preferably urethane or alkoxycarbonylamino groups, used on the other hand.
Die vorstehend beschriebenen komplementären ftinktionellen Gruppen können zusätzlich zu den Hydroxylgruppen in den Bindemitteln (A) und zusätzlich zu den Alkoxycarbonylaminogruppen in den Vernetzungsmitel (B) enthalten sein.The above-described complementary functional groups can be contained in the binders (A) in addition to the hydroxyl groups and in the crosslinking agents (B) in addition to the alkoxycarbonylamino groups.
Als Verbindxxngen (C) kommen im Grunde alle organischen Verbindungen in Betracht, die die vorstehend beschriebenen Voraussetzungen erfüllen und mindestens zwei der vorstehend beschriebenen reaktiven funktioneilen Gruppen tragen,.Basically, all organic compounds that meet the requirements described above and carry at least two of the reactive functional groups described above are suitable as compounds (C).
Beispiele gut geeeigneter Verbindungen (C) sind Polythiole, Polyole, Polyaniine, Polythiol-Polyole, PolytMol-Poylamine, Polyamin-Polyole, Polyttool-Polyamin- Polyole, Polycarbamate, Polyurethane oder Poly(alkoxycarbonylamino)frazine oder -pyrimidine, Polyallophanate oder Polycarbonsäuren.Examples of suitable compounds (C) are polythiols, polyols, polyaniines, polythiol polyols, PolytMol polyamines, polyamine polyols, polytool polyamine polyols, polycarbamates, polyurethanes or poly (alkoxycarbonylamino) frazines or pyrimidines, polyallophanates or polycarboxylic acids.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Hydroxylgruppen in Polyolen (C) und die Alkoxycarbonylamino-Gruppen in mindestens einem der vorstehend beschriebenen Tris(alkoxycarbonylamino)triazine (B) vorliegen.Particular advantages result if the hydroxyl groups in polyols (C) and the alkoxycarbonylamino groups are present in at least one of the tris (alkoxycarbonylamino) triazines (B) described above.
Beispiele geeigneter Polyole (C) sind die cyclischen und oder acyclischen C9- C16-Alkane, die mit mindestens zwei Hydroxylgruppen funktionalisiert sind („funktionalisierte Alkane"), wie die stellungsisomeren Diethyloctandiole, wie sie in der deutschen Patentanmeldung DE 198 09 643 A 1 beschrieben werden.
Vorteilhafte funktionalisierte Alkane (C) leiten sich ab von verzweigten acyclischen Alkanen mit 9 bis 16 Kohlenstoffatomen, welche jeweils das Grundgerüst bilden.Examples of suitable polyols (C) are the cyclic and or acyclic C 9 -C 16 alkanes which are functionalized with at least two hydroxyl groups (“functionalized alkanes”), such as the positionally isomeric diethyloctanediols, as described in German patent application DE 198 09 643 A 1 are described. Advantageous functionalized alkanes (C) are derived from branched acyclic alkanes with 9 to 16 carbon atoms, which each form the basic structure.
Beispiele geeigneter Alkane mit 9 Kohlenstoffatomen sind 2-Methyloctan, 4- Methyloctan, 2,3-Dimethyl-heptan, 3,4-Dimethyl-heptan, 2,6-Dimethyl-heptan, 3,5-Dimethyl-heptan, 2-Methyl-4-ethyl-hexan oder Isopropyl-cyclohexan.Examples of suitable alkanes with 9 carbon atoms are 2-methyloctane, 4-methyloctane, 2,3-dimethyl-heptane, 3,4-dimethyl-heptane, 2,6-dimethyl-heptane, 3,5-dimethyl-heptane, 2-methyl -4-ethyl hexane or isopropyl cyclohexane.
Beispiele geeigneter Alkane mit 10 Kohlenstoffatomen sind 4-Ethyloctan, 2,3,4,5- Tetramethyl-hexan, 2,3-Diethyl-hexan oder l-Methyl-2-n-propyl-cyclohexan.Examples of suitable alkanes with 10 carbon atoms are 4-ethyloctane, 2,3,4,5-tetramethyl-hexane, 2,3-diethyl-hexane or 1-methyl-2-n-propyl-cyclohexane.
Beispiele geeigneter Alkane mit 11 Kohlenstoffatomen sind 2,4,5,6-Tetramethyl- heptan oder 3-Methyl-6-ethyl-octan.Examples of suitable alkanes with 11 carbon atoms are 2,4,5,6-tetramethyl-heptane or 3-methyl-6-ethyl-octane.
Beispiele geeigneter Alkane mit 12 Kohlenstoffatomen sind 4-Methyl-7-ethyl- nonan, 4,5-Diethyl-octan, 1 '-Ethyl-butyl-cyclohexan, 3,5-Diethyl-octan oder 2,4- Diethyl-octan.Examples of suitable alkanes with 12 carbon atoms are 4-methyl-7-ethyl-nonane, 4,5-diethyl-octane, 1'-ethyl-butyl-cyclohexane, 3,5-diethyl-octane or 2,4-diethyl-octane.
Beispiele geeigneter Alkane mit 13 Kohlenstoffatomen sind 3,4-Dimethyl-5- ethyl-nonan oder 4,6-Dimethyl-5-ethyl-nonan.Examples of suitable alkanes with 13 carbon atoms are 3,4-dimethyl-5-ethyl-nonane or 4,6-dimethyl-5-ethyl-nonane.
Ein Beispiel eines geeigneten Alkans mit 14 Kohlenstoffatomen ist 3,4-Dimethyl- 7-ethyl-decan.An example of a suitable alkane with 14 carbon atoms is 3,4-dimethyl-7-ethyl-decane.
Beispiele geeigneter Alkane mit 15 Kohlenstoffatomen sind 3,6-Diethyl-undecan oder 3,6-Dimethyl-9-ethyl-xxndecan.Examples of suitable alkanes with 15 carbon atoms are 3,6-diethyl-undecane or 3,6-dimethyl-9-ethyl-xxndecane.
Beispiele geeigneter Alkane mit 16 Kohlenstoffatomen sind 3,7-Diethyl-dodecan oder 4-Ethyl-6-isopropyl-undecan.
Von diesen Grundgerüsten sind die Alkane mit 10 bis 14 und insbesondere 12 Kohlenstoffatomen besonders vorteilhaft und werden deshalb bevorzugt verwendet. Von diesen sind wiederum die Octanderivate ganz besonders vorteilhaft.Examples of suitable alkanes with 16 carbon atoms are 3,7-diethyl-dodecane or 4-ethyl-6-isopropyl-undecane. Of these basic structures, the alkanes with 10 to 14 and in particular 12 carbon atoms are particularly advantageous and are therefore used with preference. Of these, the octane derivatives are particularly advantageous.
Für die vorliegende Erfindung ist es vorteilhaft, daß die funktionalisierten Alkane (C), welche sich von diesen verzweigten, cyclischen oder acyclischen Alkanen als Grundgerüsten ableiten, bei Raumtemperatur flüssig sind. Somit können entweder einzelne flüssige funktionalisierte Alkane (C) verwendet werden oder flüssige Gemische dieser Verbindungen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn fxxnktionalisierte Alkane (C) verwendet werden, welche wegen ihrer hohen Anzahl an Kohlenstoffatomen im Alkan-Grundgerüst als einzelne Verbindungen fest sind. Der Fachmann kann daher die entsprechenden funktionalisierten Alkane (C) in einfacher Weise auswählen.It is advantageous for the present invention that the functionalized alkanes (C), which are derived from these branched, cyclic or acyclic alkanes as basic structures, are liquid at room temperature. Either single liquid functionalized alkanes (C) or liquid mixtures of these compounds can thus be used. This is particularly the case when functionalized alkanes (C) are used which, because of their high number of carbon atoms in the alkane backbone, are solid as individual compounds. The person skilled in the art can therefore select the corresponding functionalized alkanes (C) in a simple manner.
Für die Erfindung ist es außerdem wesentlich, daß die funktionalisierten Alkane (C) einen Siedepunkt von über 200, vorzugsweise 220 und insbesondere 240 °C aufweisen. Darüberbinaus sollen sie eine niedrige Verdampfungsrate haben.It is also essential for the invention that the functionalized alkanes (C) have a boiling point above 200, preferably 220 and in particular 240 ° C. In addition, they should have a low evaporation rate.
Erfindungsgemäß ist es außerdem von Vorteil, wenn die funktionalisierten Alkane (C) acyclisch sind.According to the invention, it is also advantageous if the functionalized alkanes (C) are acyclic.
Die funktionalisierten Alkane (C) weisen primäre und/oder sekundäre Hydroxlgruppen auf. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn primäre und sekundäre Gruppen dieser Art in einem funktionalisierten Alkan (C) vorhanden sind.The functionalized alkanes (C) have primary and / or secondary hydroxyl groups. According to the invention, it is advantageous if primary and secondary groups of this type are present in a functionalized alkane (C).
Die funktionalisierten Alkane (C) können einzeln oder gemeinsam als Gemische verwendet werden. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Polyole (B2)
Diole und/oder Triole, insbesondere aber Diole, sind. Sie werden deshalb ganz besonders bevorzugt verwendet.The functionalized alkanes (C) can be used individually or together as mixtures. There are particular advantages if the polyols (B2) Diols and / or triols, but especially diols. They are therefore used with particular preference.
Ganz besonders vorteilhafte Diole (C) sind die stellungsisomere Dialkyloctandiole, insbesondere Diethyloctandiole. Hiervon ist insbesondere 2,4- Diethyl-octandiol-1,5 hervorzuheben.Diols (C) which are particularly advantageous are the positionally isomeric dialkyloctanediols, in particular diethyloctanediols. Of these, 2,4-diethyl-octanediol-1,5 is particularly noteworthy.
Die vorstehend beschriebenen Polyole (C) sind an sich bekannte Verbindungen und können mit Hilfe üblicher und bekannter Synthesemethoden der Organischen Chemie wie die basenkatalysierte Aldolkondensation hergestellt werden oder sie fallen als Nebenprodukte chemischer Großsynthesen wie der Herstellung von 2- Ethyl-hexanol an.The polyols (C) described above are compounds known per se and can be prepared using customary and known synthesis methods in organic chemistry, such as base-catalyzed aldol condensation, or they are obtained as by-products of large-scale chemical syntheses, such as the preparation of 2-ethylhexanol.
Weitere Beispiele geeigneter Polyole (C) sind hyperverzweigte Verbindungen mit einer tefrafunktionellen Zentralgruppe, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 198 40 405 A 1 beschrieben werden.Further examples of suitable polyols (C) are hyperbranched compounds with a tefrafunctional central group, as are described, for example, in German patent application DE 198 40 405 A1.
Besonders gut geeignet sind Polyole (C) sind hyperverzweigte Verbindungen mit einer tefrafunktionellen Zentralgruppe, abgeleitet von Ditrimethylolpropan, Diglycerin und/oder Ditrimethylolethan, oder einer tefrafunktionellen Zenfralgruppe der allgemeinen Formel III,Particularly suitable are polyols (C) are hyperbranched compounds with a tefrafunctional central group, derived from ditrimethylolpropane, diglycerol and / or ditrimethylolethane, or a tefrafunctional zenfral group of the general formula III,
C [-Aq-X-]m [-Ar-X-]n [-As-X-]0 [-At-X-]p (III),C [-A q -X-] m [-A r -X-] n [-A s -X-] 0 [-A t -X-] p (III),
worin die Indices und die Variablen die folgende Bedeutung haben:where the indices and the variables have the following meaning:
m + n + o + p = 4; mit m = eine ganze Zahl von 1 bis 3 und n, o und p = 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3;
q, r, s und t = eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei q > r, s, t, insbesondere q > r, s, t;m + n + o + p = 4; with m = an integer from 1 to 3 and n, o and p = 0 or an integer from 1 to 3; q, r, s and t = an integer from 1 to 5, where q> r, s, t, in particular q> r, s, t;
X = -O-, -S- oder -NH-;X = -O-, -S- or -NH-;
A = -C(R8)2-; mitA = -C (R 8 ) 2 -; With
R8 = -H, -F, -CL -Br, -CN, -NO2, C1-C3-Alkyl- oder -R 8 = -H, -F, -CL -Br, -CN, -NO 2 , C 1 -C 3 alkyl- or -
Haloalkyl- oder C Cs-Alkoxyrest oder - für q, r, s und oder t = mindestens 2 - R = ein C2-C - Alkandiyl- und/oder -Oxaalkandiylrest, welcher 2 bisHaloalkyl or C Cs alkoxy or - for q, r, s and or t = at least 2 - R = a C 2 -C - alkanediyl and / or -Oxaalkandiylrest, which 2 to
5 Kohlenstoffatome und/oder ein Sauerstoffatom -O-, welches 3 bis 5 Kohlenstoffatome des Restes -A- überbrückt, aufweist.5 carbon atoms and / or an oxygen atom -O-, which bridges 3 to 5 carbon atoms of the radical -A-.
Unter dem Begriff „abgeleitet" ist hierbei die gedankliche Abstraktion der Wasserstoffatome von den Hydroxylgruppen der Tetrole zu verstehen.The term “derived” is to be understood here as the conceptual abstraction of the hydrogen atoms from the hydroxyl groups of the tetrols.
Erfindungsgemäß sind die Zentralgruppen III von Vorteil und werden deshalb besonders bevorzugt verwendet.According to the invention, the central groups III are advantageous and are therefore used with particular preference.
In der allgemeinen Formel III bezeichnen die Indizes q, r, s und t ganze Zahlen von 1 bis 5. Hierbei kann der Index q gleich den Indizes r, s und t sein. Unter dieser Rahmenbedingung resultieren symmetrische Zentralgruppen III.In the general formula III, the indices q, r, s and t denote integers from 1 to 5. Here, the index q can be equal to the indices r, s and t. Under this framework, symmetrical central groups III result.
Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender symmetrischer Zentralgruppen III leiten sich ab von symmetrischen Tetrolen wie Pentaeryxfrrit, Tefrakis(2-hydroxyethyl)methan oder Tetrakis(3-hydroxypropyl)methan.Examples of suitable symmetrical central groups III to be used according to the invention are derived from symmetrical tetrols such as pentaeryxfrit, tefrakis (2-hydroxyethyl) methane or tetrakis (3-hydroxypropyl) methane.
Erfindxmgsgemäß sind Zenfralgruppen III, worin der Index q größer als die Indizes r, s und t ist und daher einen Wert von mindestens 2 hat, von Vorteil und
werden deshalb ganz besonders bevorzugt verwendet. Unter dieser Rahmenbedingung resultieren asymmetrische Zenfralgruppen III.According to the invention, Zenfralgruppen III, in which the index q is larger than the indices r, s and t and therefore has a value of at least 2, are advantageous and are therefore used with particular preference. Under this framework, asymmetrical Zenfral groups III result.
In der allgemeinen Formel III addieren sich dann die Indizes m, n, o und p auf 4. Der Index m ist stets größer als 0 und steht für eine ganze Zahl von 1 bis 3, insbesondere für 1.In the general formula III, the indices m, n, o and p add up to 4. The index m is always greater than 0 and stands for an integer from 1 to 3, in particular for 1.
Die Indizes n, o und p haben unter Beachtung der vorstehenden Randbedingung den Wert 0 oder stehen für eine ganze Zahl von 1 bis 3. Dies bedeutet, daß nicht jeder dieser Indizes den Wert 0 annehmen kann.The indices n, o and p have the value 0 in consideration of the above boundary condition or stand for an integer from 1 to 3. This means that not each of these indices can assume the value 0.
Erfindungsgemäß sind folgende Wertekombinationen der Indizes von Vorteil:According to the invention, the following value combinations of the indices are advantageous:
m = 1 und n, o, p = 1 ; m = l, n = 2, o, p = 1; m = l, n = 2, o = l und p = 0; m= l, n = 3, o, p = 0;m = 1 and n, o, p = 1; m = 1, n = 2, o, p = 1; m = 1, n = 2, o = 1 and p = 0; m = 1, n = 3, o, p = 0;
m = 2, = 1, o = 1 und p = 0; m = 2, n = 2 und o, p = 0;m = 2, = 1, o = 1 and p = 0; m = 2, n = 2 and o, p = 0;
m = 3, n = 1 und o, p = 0.m = 3, n = 1 and o, p = 0.
Von diesen sind die Zahlenkombinationen von besonderem Vorteil, in denen m = 1.Of these, the number combinations in which m = 1 are particularly advantageous.
Erfindungsgemäß sind folgende Zahlenkombinationen der Indizes von Vorteil:The following number combinations of the indices are advantageous according to the invention:
q = 2, r, s und/oder t = 1; q = 3, r, s und/oder t = 1 und/oder 2;
q = 4, r, s und/oder t = 1, 2 und/oder 3; q = 5, r, s und/oder t = 1, 2, 3 und/oder 4.q = 2, r, s and / or t = 1; q = 3, r, s and / or t = 1 and / or 2; q = 4, r, s and / or t = 1, 2 and / or 3; q = 5, r, s and / or t = 1, 2, 3 and / or 4.
Die Variable -X- in der allgemeinen Formel III bezeichnet zweibindige Sauerstoffatome -O- oder Schwefelatome -S- oder eine sekundäre Aminogruppe - NH-. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn -X- für -O- steht.The variable -X- in the general formula III denotes double-bonded oxygen atoms -O- or sulfur atoms -S- or a secondary amino group - NH-. According to the invention, it is advantageous if -X- stands for -O-.
Die Variable -A- in der Formel III bedeutet einen zweibindigen Rest -C(R )2-.The variable -A- in formula III means a double-bond radical -C (R) 2 -.
Der Rest R7 steht hierin für Wasserstoffatome -H, Fluoratome -F, Chloratome - Cl, Bromatome -Br, Nitrilgruppen -CN, Nitrogruppen -NO2, CrCrAlkyl- oder - Haloalkylgruppen oder Cι-C3-Alkoxygruppen. Beispiele geeigneter Gruppen dieser Art sind Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Trifluormethyl-, Trichlormethyl-, Perfluorethyl-, Perfluorpropyl-, Methoxy-, Ethoxy- oder Propoxygruppen.The radical R 7 here stands for hydrogen atoms -H, fluorine atoms -F, chlorine atoms - Cl, bromine atoms -Br, nitrile groups -CN, nitro groups -NO 2 , CrCralkyl or - haloalkyl groups or -C-C 3 alkoxy groups. Examples of suitable groups of this type are methyl, ethyl, propyl, trifluoromethyl, trichloromethyl, perfluoroethyl, perfluoropropyl, methoxy, ethoxy or propoxy groups.
Erfindungsgemäß von Vorteil sind Wasserstoffatome oder Methylgruppen, welche daher bevorzugt verwendet werden. Insbesondere werden Wasserstoffatome verwendet. Bei den erfindungsgemäß besonders bevorzugten Variablen -A- handelt es sich demnach um Methylengruppen.According to the invention, hydrogen atoms or methyl groups are advantageous, which are therefore used with preference. In particular, hydrogen atoms are used. The variables -A- which are particularly preferred according to the invention are accordingly methylene groups.
Steht in der allgemeinen Formel III mindestens einer der Indices q, r, s und/oder t mindestens für die Zahl 2 kann der Rest R auch für einen C2-C -Alkandiyl- und/oder Oxaalkandiylrest stehen, welcher 2 bis 5 Kohlenstoffatome des Restes - A- cyclisch überbrückt. Der Rest -R8- kann indes auch für ein Sauerstoffatom - O- stehen, welches 3 bis 5 Kohlenstoffatome des Restes -A- cyclisch überbrückt. Hierdurch werden Cyclopentan-1 ,2- oder -1,3-diyl-Gruppen, Tefrahydrofuran-2,3- , -2,4-, -2,5- oder -3,4-diyl-Gruppen, Cyclohexan-1,2-, -1,3- oder -1,4-diyl- Gruppen oder Tetrahydropyran-2,3-, 2,4-, 2,5- oder 2,6-diylgruppen, indes keine Epoxidgruppen, gebildet.
Beispiele erfindungsgemäß ganz besonders vorteilhafter Zentralgruppen III leiten von den nachstehend beschriebenen Tefrolen der allgemeinen Formel IIIA ab:If in the general formula III at least one of the indices q, r, s and / or t is at least the number 2, the radical R can also be a C 2 -C -alkanediyl and / or oxaalkanediyl radical which has 2 to 5 carbon atoms of the Rest - A cyclically bridged. The radical -R 8 - can, however, also represent an oxygen atom - O-, which cyclically bridges 3 to 5 carbon atoms of the radical -A-. As a result, cyclopentane-1, 2- or -1,3-diyl groups, tefrahydrofuran-2,3-, -2,4-, -2,5- or -3,4-diyl groups, cyclohexane-1, 2-, -1,3- or -1,4-diyl groups or tetrahydropyran-2,3-, 2,4-, 2,5- or 2,6-diyl groups, but no epoxy groups. Examples of central groups III which are particularly advantageous according to the invention are derived from the tefrols of the general formula IIIA described below:
C [-Aq-XH]m [-Ar-XH]n [-AS-XH]0 [-At-XH]P (IIIA),C [-A q -XH] m [-A r -XH] n [-A S -XH] 0 [-A t -XH] P (IIIA),
In der allgemeinen Formel Va haben die Indizes und die Variablen dieselbe Bedeutung wie vorstehend bei der allgemeinen Formel III angegeben. Erfindungsgemäß ist es von besonderem Vorteil, wenn die Variable X ein Sauerstoffatom -O- darstellt.In the general formula Va, the indices and the variables have the same meaning as given above for the general formula III. According to the invention, it is particularly advantageous if the variable X represents an oxygen atom -O-.
Demgemäß sind für die Herstellxmg der Zenfralgruppe III bzw. der erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen die Tefrole der allgemeinen Formel IIIA von besonderem Vorteil und werden deshalb besonders bevorzugt verwendet. Im folgenden werden sie der Kürze halber als „Tefrole IIIA" bezeichnet.Accordingly, the tefroles of the general formula IIIA are of particular advantage for the preparation of the zenfral group III or of the compounds to be used according to the invention and are therefore used with particular preference. For the sake of brevity, they are referred to below as "Tefrole IIIA".
Beispiele ganz besonders gut geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender Tefrole IIIA sind die symmetrischen Tefrole Pentaeiythrit, Tetrakis(2- hydroxyethyl)methan oder Tetrakis(3-hydroxypropyl)methan oder die asymmetrischen Tefrole (IIIA1) bis (IIIA10):Examples of very particularly suitable tefrole IIIA to be used according to the invention are the symmetrical tefrole pentaeiythritol, tetrakis (2-hydroxyethyl) methane or tetrakis (3-hydroxypropyl) methane or the asymmetrical tefrole (IIIA1) to (IIIA10):
HO-(-CH2-)2-C(-CH2-OH)3, (IIIA1)HO - (- CH 2 -) 2 -C (-CH 2 -OH) 3 , (IIIA1)
HO-(-CH2-)3-C(-CH2-OH)3, (IIIA2)HO - (- CH 2 -) 3 -C (-CH 2 -OH) 3 , (IIIA2)
HO-(-CH2-)4-C(-CH2-OH)3, (IHA3)
HO-(-CH2-)5-C(-CH2-OH)3, (IIIA4)HO - (- CH 2 -) 4 -C (-CH 2 -OH) 3 , (IHA3) HO - (- CH 2 -) 5 -C (-CH 2 -OH) 3 , (IIIA4)
[HO-(-CH2-)2-]2C(CH2-OH)2, (IIIA5)[HO - (- CH 2 -) 2 -] 2 C (CH 2 -OH) 2 , (IIIA5)
[HO-(-CH2-)2-]3C-CH2-OH, (HIA6)[HO - (- CH 2 -) 2 -] 3 C-CH 2 -OH, (HIA6)
HO-(-CH2-)3-C[-(-CH2-)2-OH]3, (IIIA7)HO - (- CH 2 -) 3 -C [- (- CH 2 -) 2 -OH] 3 , (IIIA7)
HO-(-CH2-)3-C[-(-CH2-)2-OH]2(-CH2-OH), (IIIA8)HO - (- CH 2 -) 3 -C [- (- CH 2 -) 2 -OH] 2 (-CH 2 -OH), (IIIA8)
HO-(-CH2-)4-C(-CH2-OH) [-(-CH2-)2-OH] [-(-CH2-)3-OH] oder (IIIA9)HO - (- CH 2 -) 4 -C (-CH 2 -OH) [- (- CH 2 -) 2 -OH] [- (- CH 2 -) 3 -OH] or (IIIA9)
HO-(- CH2-)5-C (-CH2-OH) [-(-CH2-)4-OH] 2 (IIIAIO).HO - (- CH 2 -) 5 -C (-CH 2 -OH) [- (- CH 2 -) 4 -OH] 2 (IIIAIO).
Von diesen ist das Tefrol (IIIA1) (2,2-Bis-hydroxymethyl-butandiol-(l,4); Homopentaerythrit) besonders hervorzuheben, weisl es ganz besonders vorteilhafte Eigenschaften aufweist. Es wird deshalb ganz besonders bevorzugt verwendet.Of these, the tefrol (IIIA1) (2,2-bis-hydroxymethyl-butanediol- (1,4); homopentaerythritol) is particularly noteworthy because it has very particularly advantageous properties. It is therefore used with very particular preference.
In den besonders bevorzugten Polyolen (IIIA) sind die vorstehend beschriebenenThe most preferred polyols (IIIA) are those described above
Variablen -X- über Abstandshaltergruppen mit jeweils einer Hydroxylgruppe verbunden. Dies gilt sinngemäß auch für die Zenfralgruppen, welche sich von den Tefrolen Ditrimethylolpropan, Diglycerin oder Ditiimethylolethan ableiten, deren
Sauerstoffatome der Variablen -X- entsprechen. Die nachfolgende Beschreibung der Abstandshaltergruppen gilt daher auch für diese von den Zentralgruppen III verschiedenen Zenfralgruppen.Variables -X- linked to a hydroxyl group via spacer groups. This applies mutatis mutandis to the Zenfralgruppen, which are derived from the tefrolene ditrimethylolpropane, diglycerol or ditiimethylolethane, their Oxygen atoms correspond to the variable -X-. The following description of the spacer groups therefore also applies to these Zenfral groups, which differ from central groups III.
Als Abstandshaltergruppen sind alle zweibindigen organischen Reste geeignet.All double-bonded organic residues are suitable as spacer groups.
Beispiele gut geeigneter zweibindiger organischer Reste sind solche, welche sich von den folgenden Verbindungen ableiten:Examples of highly suitable double-bonded organic radicals are those which are derived from the following compounds:
(i) einem Alkan, Alken, Cycloalkan, Cycloalken, Alkylcycloalkan, Alkylcycloalken, Alkenylcycloalkan, oder Alkenylcycloalken, Aromaten und Heteroamaten sowie einem Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenyl-, Alkylcyloalkyl-, Alkylcycloalkenyl-, Alkenylcycloalkyl- oder Alkenylcycloalkenyl-substitiuierten Aromaten oder Heteroaromaten; oder von(i) an alkane, alkene, cycloalkane, cycloalkene, alkylcycloalkane, alkylcycloalkene, alkenylcycloalkane, or alkenylcycloalkene, aromatics and heteroamates as well as an alkyl, alkenyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, alkylcycloalkyl, alkylcycloalkenyl, alkenyl or alkenyl alkenyl or alkenyl alkenyl or alkenyl alkenyl or alkenyl Aromatics or heteroaromatics; or from
(i) einem vorstehend genannten Rest, welcher mindestens ein Heteroatom in der Kette und/oder im Rest enthält; oder von(i) an abovementioned radical which contains at least one heteroatom in the chain and / or in the radical; or from
(iii) einem unter (i) oder (ii) genannten Rest, dessen Kette und/oder Ring substituiert ist.(iii) a radical mentioned under (i) or (ii), the chain and / or ring of which is substituted.
Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender Substituenten für die zweibindigen organischen Reste sind alle organischen Reste, welche im wesentlichen inert sind, d. h., daß sie keine Reaktionen mit den Verbindungen eingehen, welche für den Aufbau der besonders bevorzugten Polyole (C) verwendet werden, insbesondere Halogenatome, Nifrogruppen, Nitrilgruppen oder Alkoxygruppen.
Die Abstandshaltergruppen sind insbesondere über Carbonylgruppen mit den Zenfralgruppen III oder den Zentralgruppen, welche sich von den anderen genannten Tefrolen ableiten, verbunden.Examples of suitable substituents for the double-bonded organic radicals to be used according to the invention are all organic radicals which are essentially inert, ie that they do not undergo any reactions with the compounds which are used for the construction of the particularly preferred polyols (C), in particular halogen atoms, Nifro groups, nitrile groups or alkoxy groups. The spacer groups are connected in particular via carbonyl groups to the zenfral groups III or the central groups which are derived from the other tefrols mentioned.
Beispiele von organischen Verbindungen, welche sich für die Herstellung dieser Abstandshaltergruppen besonders gut eignen, sind epsilon-Caprolacton, Hexahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Phthalsäure,Examples of organic compounds which are particularly suitable for the preparation of these spacer groups are epsilon-caprolactone, hexahydrophthalic acid, hexahydrophthalic anhydride, phthalic acid,
Phthalsäureanhydrid, Hexahydroterephthalsäure, Terephthalsäxire, Fumarsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure, Itaconsäureanhydrid, Oxalsäure, Malonsäure, Malonsäureanhydrid, Bernsteinsäxxre, Bemstemsäureanhydrid, Glutarsäure, Glutarsäureanhydrid, Adipinsäure, Adipinsäureanhydrid, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure oder Decan-, Undecan- oder Dodecandicarbonsäure. Von diesen sind epsilon-Caprolacton, Maleinsäure oder Maleinsäxireanhydrid xxnd Hexahydrophthalsäureanhydrid besonders gut geeignet und werden deswegen besonders bevorzugt verwendet.Phthalic anhydride, hexahydroterephthalic acid, terephthalic acid, fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, oxalic acid, malonic acid, malonic acid anhydride, succinic acid, succinic acid anhydride, peanutic acid, adipic acid, adipic acid, adipic acid, adipic acid, adipic anhydride Of these, epsilon-caprolactone, maleic acid or maleic anhydride and hexahydrophthalic anhydride are particularly suitable and are therefore used with particular preference.
Bei der Herstellung der besonders bevorzugten, erfindungsgemäß zu verwendenden Polyole (C) werden die Tefrole IIIA oder die anderen genannten Tefrolen mit den vorstehend genannten difünktionellen Verbindungen zu einem Zwischenprodukt umgesetzt, in das die Hydroxylgruppen emgeführt werden können.In the production of the particularly preferred polyols (C) to be used according to the invention, the tefrole IIIA or the other tefrolene mentioned are reacted with the above-mentioned functional compounds to form an intermediate product into which the hydroxyl groups can be introduced.
Hierfür kommen alle organischen Verbindungen in Betracht, welche mit den Zwischenprodukten unter Bildung einer Hydroxylgruppe oder unter Erhalt einer Hydroxylgruppe reagieren können. Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, eine Verbindung zu verwenden, welche mit den Zwischenprodukten unter Bildung einer Hydroxylgruppe reagiert.All organic compounds which can react with the intermediates to form a hydroxyl group or to obtain a hydroxyl group are suitable for this purpose. According to the invention, it is advantageous to use a compound which reacts with the intermediates to form a hydroxyl group.
Beispiele gut geeigneter organischer Verbindungen / dieser Art sind epoxidgruppenhaltige, insbesondere glycidylgruppenhaltige, Verbindungen.
Beispiele gut geeigneter epoxidgruppenhaltiger, insbesondere glycidylgruppenhaltiger, Verbindungen sind Ethylenoxid, Propylenoxid, EpicMorhydrin, Glycidol, Glycidylether, insbesondere Aryl- und Alkylglycidylether, oder Glycidylester, insbesondere die Glycidylester von tertiären, stark verzweigten, gesättigten Monocarbonsäuren, welche unter dem Handelsnamen Versatic®-Säuren von der Firma Deutsche Shell Chemie vertrieben werden. Von diesen sind die Versatic®-Säureglycidylester ganz besonders vorteilhaft und werden deshalb ganz besonders bevorzugt verwendet.Examples of highly suitable organic compounds / of this type are compounds containing epoxy groups, in particular those containing glycidyl groups. Examples of highly suitable epoxy group-containing, in particular glycidyl group-containing, compounds are ethylene oxide, propylene oxide, EpicMorhydrin, glycidol, glycidyl ether, in particular aryl and alkyl glycidyl ether, or glycidyl esters, in particular the glycidyl esters of tertiary, highly branched, saturated monocarboxylic acids, which are sold under the trade name Versatic® are distributed by Deutsche Shell Chemie. Of these, the Versatic ® acid glycidyl esters are particularly advantageous and are therefore used with very particular preference.
Für die vorliegende Erfindung ist es vorteilhaft, daß die vorstehend beschriebenen Polyole (C) bei Raumtemperatur flüssig sind. Somit können entweder einzelne flüssige hyperverzweigte Verbindungen (C) verwendet werden oder flüssige Gemische dieser Verbindungen (C). Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn hyperverzweigte Verbindungen (C) verwendet werden, welche wegen ihres hohen Molekulargewichts und/oder ihrer Symmetrie als einzelne Verbindungen fest sind. Der Fachmann kann daher die entsprechenden hyperverzweigten Verbindungen (C) in einfacher Weise auswählen.It is advantageous for the present invention that the polyols (C) described above are liquid at room temperature. Either single liquid hyperbranched compounds (C) or liquid mixtures of these compounds (C) can thus be used. This is particularly the case when hyperbranched compounds (C) are used which are solid as individual compounds because of their high molecular weight and / or their symmetry. The person skilled in the art can therefore select the corresponding hyperbranched compounds (C) in a simple manner.
Die Herstellung der besonders bevorzugten Polyole (C) kann nach den üblichen und bekannten Methoden der Herstellung hyperverzweigter und dendrimerer Verbindungen erfolgen. Geeignete Synthesemethoden werden beispielsweise in den Patentanmeldungen WO 93/17060 oder WO 96/12754 oder in dem Buch von G. R. Newkome, C. N. Moorefield und F. Vögtle, "Dendritic Molecules, Concepts, Syntheses, Perspectives", VCH, Weinheim, New York, 1996, beschrieben.The particularly preferred polyols (C) can be prepared by the customary and known methods of producing hyperbranched and dendrimeric compounds. Suitable synthetic methods are described, for example, in patent applications WO 93/17060 or WO 96/12754 or in the book by GR Newkome, CN Moorefield and F. Vögtle, "Dendritic Molecules, Concepts, Syntheses, Perspectives", VCH, Weinheim, New York, 1996 , described.
Weitere Beispiele geeigneter Polyole (C) sind hydroformylierte und hydrierteFurther examples of suitable polyols (C) are hydroformylated and hydrogenated
Oligomere, erhältlich durch Metathese von acyclischen Monoolefinen und cy- clischen Monoolefinen, Hydroformylierung der resultierenden Oligomeren und
anschließender Hydrierung, wie sie in der deutschen Patentanmeldung DE 198 05 421 A 1 beschrieben werden.Oligomers, obtainable by metathesis of acyclic monoolefins and cyclic monoolefins, hydroformylation of the resulting oligomers and subsequent hydrogenation, as described in German patent application DE 198 05 421 A1.
Die Polyole (C) der genannten Art werden erhalten, indem Oligomere der Formel TV,
The polyols (C) of the type mentioned are obtained by oligomers of the formula TV,
worin R — (-CH2-)W-, worin der Index w eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeutet, oderwherein R - (-CH 2 -) W -, where the index w is an integer from 1 to 6, or
worin W = -CH2- oder ein Sauerstoff atom;where W = -CH 2 - or an oxygen atom;
R10, Rπ, R12 und R13 unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder Alkyl; undR 10 , R π , R 12 and R 13 independently of one another are hydrogen atoms or alkyl; and
Index v eine ganze Zahl von 1 bis 15;Index v is an integer from 1 to 15;
hydroformyliert und die hierbei resultierenden aldehydgruppenhaltigen Produkte IN zu den Polyolen IN (C) reduziert werden, welche gegebenenfalls teilweise oder vollständig hydriert werden.hydroformylated and the resulting products containing aldehyde groups IN are reduced to the polyols IN (C), which are optionally partially or completely hydrogenated.
Der Index v in der Formel IN steht für die Anzahl der zweiwertigen Reste R , welche in die von cyclischen Olefϊnen wie beispielsweise Cyclopropen,
Cyclopenten, Cyclobuten, Cyclohexen, Cyclohepten, Norbonen, 7-Oxanorbonen oder Cycloocten abgeleiteten Oligomere NI durch ringöffnende Metathesereaktion emgeführt wurden. Vorzugsweise weisen die Oligomergemische IV bei einem möglichst großen Anteil, wie z.B. mindestens 40 Gew.-% (ermittelt durch die Flächenintegration der Gaschromatogramme; Gerät: Hewlett Packard; Detektor: Flammenionisations-Detektor; Säule; DB 5,30 m x 0,32 mm, Belegung lμ; Temperaturprogramm: 60° C 5 min, isotherm, Heizrate 10° C/min Max: 300° C), einen Wert von v > 1 auf. Der Wert v und somit der Grad der ringöffhenden Metathese kann durch die Aktivität des verwendeten Metathesekatalysators beeinflußt werden.The index v in the formula IN stands for the number of divalent radicals R which are included in those of cyclic olefins such as, for example, cyclopropene, Cyclopentene, cyclobutene, cyclohexene, cycloheptene, norbornene, 7-oxanorbone or cyclooctene-derived oligomers NI were carried out by ring-opening metathesis reaction. The oligomer mixtures IV preferably have the largest possible proportion, such as, for example, at least 40% by weight (determined by the area integration of the gas chromatograms; device: Hewlett Packard; detector: flame ionization detector; column; DB 5.30 mx 0.32 mm, Assignment lμ; temperature program: 60 ° C 5 min, isothermal, heating rate 10 ° C / min max: 300 ° C), a value of v> 1. The value v and thus the degree of ring-opening metathesis can be influenced by the activity of the metathesis catalyst used.
Die Reste R10, R11, R12 und R13 stehen unabhängig voneinander für Wasserstoff oder Alkyl, wobei der Ausdruck „Alkyi" geradkettige und verzweigte Alkylgruppen umfaßt.The radicals R 10 , R 11 , R 12 and R 13 independently of one another represent hydrogen or alkyl, the term “alkyi” encompassing straight-chain and branched alkyl groups.
Vorzugsweise handelt es sich dabei um geradekettige oder verzweigte C1-C15- Alkyl-, bevorzugt Ci-do-Alkyl, insbesondere bevorzugt Ci-Cs-Alkylgruppen. Beispiele für Alkylgruppen sind insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl, 1- Methylethyl, Butyl, 1-Methylpropyl, 2-Mefhylpropyl 1,1-Dimethylethyl. n- Pentyl, 1-Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 1-2-Dimethylρroρyl, 1,1- Dimefhylpropyl, 2,2-Dimethylpropyl, l-Ethylpropyl, n-Hexyl, 1-Methylpentyl, 2- Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3- Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 1,1-Dimethylpropyl, 1,2,2-Trimethylpropyl. 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, l-Ethyl-2-Methylρropyl, n-Heptyl, 1-Methylhexyl, 1- Ethylpentyl, 2-Ethylpentyl, 1-Propylbutyl, Octyl, Decyl, Dodecyl, etc.These are preferably straight-chain or branched C1-C15-alkyl, preferably Ci-do-alkyl, particularly preferably Ci-Cs-alkyl groups. Examples of alkyl groups are in particular methyl, ethyl, propyl, 1-methylethyl, butyl, 1-methylpropyl, 2-methylpropyl, 1,1-dimethylethyl. n-pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 1-2-dimethylρroρyl, 1,1-dimethylpropyl, 2,2-dimethylpropyl, l-ethylpropyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1,2-dimethylbutyl, 1,3-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2,2-trimethylpropyl. 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1-ethyl-2-methylpropyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, 1-ethylpentyl, 2-ethylpentyl, 1-propylbutyl, octyl, decyl, dodecyl, etc.
Der Verzweigxxngsgrad xmd die Anzahl der Kohlenstoffatome der endständigenThe degree of branching xmd the number of carbon atoms in the terminal
Alkylreste R10, R11, R12 xmd R13 hängen von der Struktur der acyclischenAlkyl residues R 10 , R 11 , R 12 xmd R 13 depend on the structure of the acyclic
Monoolefine des verwendeten Kohlenwasserstoffgemisches und der Aktivität des Katalysators ab, der den Grad der Kreuzmetathese (Selbstmetathese) der
acyclischen Olefine unter Bildung stmkturell neuer Olefine beeinflußt, in die sodann formal Cyclopenten im Sinne einer ringöffhenden Metathesepolymerisation insertiert wird.Monoolefins of the hydrocarbon mixture used and the activity of the catalyst, which determines the degree of cross-metathesis (self-metathesis) of the acyclic olefins influenced with the formation of structurally new olefins, into which cyclopentene is then formally inserted in the sense of a ring-opening metathesis polymerization.
Norzugsweise werden Oligomerengemische eingesetzt, die einen erhöhten Anteil an Oligomeren mit nur einer terminalen Doppelbindung aufweisen. Das Oligomer wird vorzugsweise hergestellt, indem man ein ein cyclisches Monoolefin wie Cyclopropen, Cyclobuten, Cyclopenten, Cyclohexen, Cyclohepten, Cycloocten, Νorbonen oder 7-Oxanorbonen sowie acyclische Monoolefine enthaltendes Kohlenwasserstoffgemisches aus der Erdölverarbeitung durch Cracken (C5- Sclinitt) in einer homogenen oder heterogenen Metathesereaktion umsetzt.Oligomer mixtures are usually used which have an increased proportion of oligomers with only one terminal double bond. The oligomer is preferably produced by mixing a hydrocarbon mixture from petroleum processing by cracking (C 5 -clinitt) in a homogeneous or heterogeneous metathesis reaction implemented.
Die Metathesereaktion umfaßt formalThe metathesis reaction includes formal
a) die Disproportionierung der acyclischen Monoolefine des Kohlenwasserstoffgemisches durch Kreuzmetathese,a) the disproportionation of the acyclic monoolefins of the hydrocarbon mixture by cross metathesis,
b) die Oligomerisation des cyclischen Monoelefins durch ringöffnende Metathese,b) the oligomerization of the cyclic monoelefin by ring-opening metathesis,
c) den Kettenabbruch durch Umsetzung der Oligomere aus b) mit einem acyclischen Olefin des Kohlenwasserstoffgemisches oder eines Produktes aus a),c) chain termination by reacting the oligomers from b) with an acyclic olefin of the hydrocarbon mixture or a product from a),
wobei die Schritte a) und/oder b) und/oder c) mehrmals für sich alleine oder in Kombination durchlaufen werden können.wherein steps a) and / or b) and / or c) can be carried out several times alone or in combination.
Schritt a)
Die Kreuzmetathese der acyclischen Monoolefine soll am Beispiel der Metathese von 1-Penten und 2-Penten erläutert werden:Step a) The cross metathesis of acyclic monoolefins will be explained using the example of the metathesis of 1-pentene and 2-pentene:
CH2=CH-C3H7 CH 2 = CH-C 3 H 7
Propen + 1 -Buten + 2-Hexen + 3 HeptenPropene + 1-butene + 2-hexene + 3 heptene
CH3-CH=CH-C2H5 CH 3 -CH = CH-C 2 H 5
Durch Kombination aus Kreuzmetathese verschiedener und Selbstmethathese gleicher acyclischer Olefine, wie z.B. der Selbstmetathese von 1-Penten zu Ethen und 4-Octen sowie durch mehrmaliges Durchlaufen dieser Reaktion werden eine Vielzahl von Monoolefinen mit unterschiedlicher Struktur und Kohlenstoffatomanzahl erhalten, die die Endgruppen der Oligomeren IV bilden. Über den Anteil an Kreuzmetatheseprodukten, die mit steigender Aktivität des verwendeten Katalysators zunimmt, wird auch der Doppelbindungsanteil der Oligomeren beeinflußt. So wird z.B. bei der zuvor beschriebenen Selbstmethathese von 1-Penten Ethen freigesetzt, welches gegebenenfalls gasförmig entweichen kann, wobei ein Doppelbindungsäquivalent der Umsetzung entzogen wird. Gleichzeitig steigt der Anteil an Oligomeren ohne terminale Doppelbindungen. So wird in dem obigen Beispiel z.B. durch Insertion von cyclischem Monoolefϊn in 4-Octen ein Oligomer ohne teπninale Doppelbindungen gebildet.By combining cross metathesis of different and self-methathesis of the same acyclic olefins, e.g. the self-metathesis of 1-pentene to give ethene and 4-octene and by running this reaction several times, a large number of monoolefins with different structures and number of carbon atoms are obtained, which form the end groups of the oligomers IV. The double bond fraction of the oligomers is also influenced by the proportion of cross-metathesis products, which increases with increasing activity of the catalyst used. For example, in the previously described self-methathesis of 1-pentene, ethene is released, which can optionally escape in gaseous form, a double bond equivalent being removed from the reaction. At the same time, the proportion of oligomers without terminal double bonds increases. So in the above example e.g. an oligomer without terminal double bonds is formed by insertion of cyclic monoolefins in 4-octene.
Schritt b)Step b)
Die durchschnittliche Anzahl an Insertionen des cyclischen Monoolefins in die wachsende Kette im Sinne einer ringöffnenden Metathesepolymerisation bestimmt das mittlere Molekulargewicht des gebildeten Oligomerengemisches IN. Norzugsweise werden durch das erfindungsgemäße
Nerfahren Oligomerengemische JN mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 274 g pro Mol gebildet, was einer durchschnittlichen Anzahl von drei Einheiten eines cyclischen Monoolefins pro Oligomer entspricht.The average number of insertions of the cyclic monoolefin into the growing chain in the sense of a ring-opening metathesis polymerization determines the average molecular weight of the oligomer mixture IN formed. Most preferably, the invention Nerfahr oligomer mixtures JN with an average molecular weight of at least 274 g per mole formed, which corresponds to an average number of three units of a cyclic monoolefin per oligomer.
Schritt c)Step c)
Der Kettenabbruch erfolgt durch Umsetzung von Oligomeren, welche noch ein aktives Kettenende in Form eines Katalysatorkomplexes (Alkylidenkomplexes) aufweisen, mit einem acyclischen Olefϊn, wobei im Idealfall ein aktiver Katalysatorkomplex zurückgewonnen wird. Dabei kann das acyclische Olefϊn unverändert aus dem ursprünglich zur Reaktion eingesetzten Kohlenwasserstoffgemisch stammen oder zuvor in einer Kreuzmetathese nach Stufe a) modifiziert worden sein.The chain termination takes place by reacting oligomers which still have an active chain end in the form of a catalyst complex (alkylidene complex) with an acyclic olefin, ideally recovering an active catalyst complex. The acyclic olefin can originate unchanged from the hydrocarbon mixture originally used for the reaction or can have been modified beforehand in a cross-metathesis according to stage a).
Das Verfahren eignet sich ganz allgemein zur Herstellung von Oligomeren IV aus Kohlenwasserstoffgemischen, die acyclische und cyclische Monoolefine enthalten. Monoolefine wie z.B. Cyclobuten, Cyclopenten, Cyclohexen, Cyclohepten, Νorbonen oder 7-Oxanorbonen, insbesondere Cyclopenten. Varianten dieses Verfahrens werden beispielsweise in dem Artikel von M. Schuster und S. Bleckert in Angewandte Chemie, 1997, Band 109, Seiten 2124 bis 2144, beschrieben.The process is generally suitable for the production of oligomers IV from hydrocarbon mixtures which contain acyclic and cyclic monoolefins. Mono-olefins such as Cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, Νorbonen or 7-oxanorbonen, in particular cyclopentene. Variants of this method are described, for example, in the article by M. Schuster and S. Bleckert in Angewandte Chemie, 1997, volume 109, pages 2124 to 2144.
Vorzugsweise wird ein bei der Erdölverarbeitung großtechnisch anfallendes Kohlenwasserstoffgemisch verwendet, das gewünschtenfalls zur Entfernung von Dienen zuvor einer katalytischen Teilhydrierung unterzogen werden kann. Besonders geeignet für die Verwendung im vorliegenden Verfahren ist z.B. ein an gesättigten und ungesättigten Cs-Kohlenwasserstoffen angereichertes Gemisch (Cs-Schnitt). Zur Gewinnung des Cs-Schnittes kann z.B. beim Steamcracken von Νaphtha anfallendes Pyrolysebenzin zuerst einer Selektivhydrierung unterzogen werden, um die enthaltenen Diene und Acetylene selektiv in die entsprechenden
Alkane und Alkene zu überführen xmd anschließend einer fraktionierten Destillation unterworfen werden, wobei zum einen der für weitere chemische Synthesen wichtige C6-C8-Schnitt, der die aromatischen Kohlenwasserstoffe enthält, als auch der für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete C5-Schnitt anfallen.A hydrocarbon mixture obtained on a large industrial scale in petroleum processing is preferably used, which, if desired, can be subjected to a catalytic partial hydrogenation beforehand to remove dienes. For example, a mixture enriched in saturated and unsaturated Cs hydrocarbons (Cs cut) is particularly suitable for use in the present process. To obtain the Cs cut, pyrolysis gasoline obtained during steam cracking of Νaphtha can first be subjected to a selective hydrogenation in order to selectively convert the dienes and acetylenes contained into the corresponding ones To convert alkanes and alkenes xmd are then subjected to a fractional distillation, the C 6 -C 8 cut , which contains the aromatic hydrocarbons, which is important for further chemical syntheses, and the C 5 cut used for the process according to the invention.
Der C5-Schmtt weist im allgemeinen einen Gesamtolefingehalt von mindestens 30 Gew.-%, bevorzugt mindestens 40 Gew.-%, insbesondere mindestens 50 Gew.-%, auf.The C 5 slurry generally has a total olefin content of at least 30% by weight, preferably at least 40% by weight, in particular at least 50% by weight.
Geeignet sind dabei Cs-Kohlenwasserstoffgemische mit einem Cyclopentengesamtgehalt von mindestens 5 Gew.-%, bevorzugt mindestens 10 Gew.-%, insbesondere mindestens 12 Gew.-%, und im allgemeinen nicht mehr als 30 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 20 Gew.-%.Cs-hydrocarbon mixtures with a total cyclopentene content of at least 5% by weight, preferably at least 10% by weight, in particular at least 12% by weight, and generally not more than 30% by weight, preferably not more than 20, are suitable wt .-%.
Des weiteren weisen geeignete Cs-Kohlenwasserstoffgemische einen Anteil von Pentenisomeren an den acyclichen Monoolefinen von mindestens 70 -Gew.-%, bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, insbesondere mindestens 90 Gew.-%, auf.In addition, suitable Cs-hydrocarbon mixtures have a pentene isomer content of the acycyclic monoolefins of at least 70% by weight, preferably at least 80% by weight, in particular at least 90% by weight.
Das Herstellungsverfahren kann auch als großtechnisch anfallender Cs-Schnitt mit einem Gesamtolefinanteil von z.B. 50 bis 60 Gew.-%, einen Cyclopentenanteil von z.B. 10 bis 20 Gew.-% und einem Anteil an Pentenisomeren von z.B. 33 bis 43 Gew.-% ausgeführt werden, wobei sich die Gewichtsprozente zu 100 Gew.-% addieren.The manufacturing process can also be a large-scale Cs cut with a total olefin content of e.g. 50 to 60% by weight, a cyclopentene content of e.g. 10 to 20% by weight and a proportion of pentene isomers of e.g. 33 to 43% by weight are carried out, the weight percentages adding up to 100% by weight.
Nach einer speziellen Ausführungsform wird bei dem Herstellungsverfahren ein Kohlenwasserstoffgemisch verwendet, welches den Cs-Schnitt und eine acyclische C4-Olefine enthaltende Erdölfraktion (Raffinat-2) umfaßt.
Nach einer anderen speziellen Ausfiihrungsform des Herstellungsverfahrens wird ein Kohlenwasserstoffgemisch verwendet, welches den Cs-Schnitt und Ethen umfaßt. Dabei werden Oligomerengemische TV mit einem erhöhten Doppelbindungsanteil erhalten. Dies wird zum einen durch Efhenolyse der im C5- Sclinitt enthaltenen acyclischen n- und iso-Pentene zu kürzerkettigen α-Olefinen, wie Propen und 1 -Buten, erreicht, die mit Cyclopenten in einer ringöffnenden Metathesereaktion unter Bildung von Oligomeren IN mit jeweils einer terminalen Doppelbindung reagieren. In Gegenwart von Ethen wird auch die Selbstmetathese der acyclischen Olefine unter Bildung weiteren Efhens, wie z.B. die Selbstmetathese von 1-Penten zu Ethen und 4-Octen, welches als Kettenabbruchreagenz zu Produkten ohne terminale Doppelbindungen führt, unterdrückt. Zum anderen wird eine weitere Erhöhung des Doppelbindungsanteils durch die Ethenolyse von Cyclopenten mit Ethen zu 1,6-Heptadien erzielt. Dabei entstehen Oligomerenfolgen, die jeweils über zwei tenninale Doppelbindungen verfügen. Norzugsweise resultieren bei einer Verwendung der so erhaltenen Oligomerengemische IN mit erhöhtem Doppelbindungsanteil zur Funktionalisierung Oligomerengemische IN mit erhöhter Funktionalitätsdichte.According to a special embodiment, a hydrocarbon mixture is used in the production process, which comprises the Cs cut and a petroleum fraction (raffinate-2) containing acyclic C 4 olefins. According to another special embodiment of the production process, a hydrocarbon mixture is used which comprises the Cs cut and ethene. This gives TV oligomer mixtures with an increased double bond content. This is achieved on the one hand by efhenolysis of the acyclic n- and iso-pentenes contained in the C 5 -clinitt to shorter-chain α-olefins, such as propene and 1-butene, which, with cyclopentene in a ring-opening metathesis reaction with the formation of oligomers IN with one each terminal double bond react. In the presence of ethene, the self-metathesis of the acyclic olefins is also suppressed to form further efenes, such as the self-metathesis of 1-pentene to give ethene and 4-octene, which leads to products without terminal double bonds as a chain termination reagent. On the other hand, the double bond content is further increased by the ethenolysis of cyclopentene with ethene to 1,6-heptadiene. This results in oligomer sequences, each of which has two tenninal double bonds. When the oligomer mixtures IN thus obtained with an increased double bond content are used for functionalization, oligomer mixtures IN with an increased density of functionality normally result.
Geeignete Katalysatoren für die Metathese sind nach dem Stand der Technik bekannt und umfassen homogene und heterogene Katalysatorsysteme. Im allgemeinen basieren die für das Herstellungsverfahren geeigneten Katalysatoren auf einem Übergangsmetall der 6., 7. oder 8. Νebengruppe des Periodensystems, wobei vorzugsweise Katalysatoren auf Basis von Mo, W, Re und Ru verwendet werden.Suitable catalysts for metathesis are known in the prior art and include homogeneous and heterogeneous catalyst systems. In general, the catalysts suitable for the production process are based on a transition metal of the 6th, 7th or 8th subgroup of the periodic table, preference being given to using catalysts based on Mo, W, Re and Ru.
Geeignete homogene Katalysatorsysteme werden z.B. von R. H. Grubbs in Comprehensive Organometallic Chemistry, Pergamon Press, Ltd., New York, Band 8, Seite 499 ff. (1982), von R. R. Schrock in Accounts of Chemical Research, Band 23, Seite 158 ff. (1990), in Angewandte Chemie, Band 107, Seiten 2179 ff. (1995), in Journal of the American Chemical Society, Band 118,
Seite 100 ff. (1996) sowie in Journal of the Chemical Society, Chemical Commununications, Seite 1127 ff. (1995) beschrieben.Suitable homogeneous catalyst systems are described, for example, by RH Grubbs in Comprehensive Organometallic Chemistry, Pergamon Press, Ltd., New York, Volume 8, page 499 ff. (1982), by RR Schrock in Accounts of Chemical Research, Volume 23, page 158 ff. ( 1990), in Angewandte Chemie, volume 107, pages 2179 ff. (1995), in Journal of the American Chemical Society, volume 118, Page 100 ff. (1996) and in Journal of the Chemical Society, Chemical Communications, page 1127 ff. (1995).
Geeignete heterogene Katalysatorsysteme umfassen im allgemeinen eine Übergangsmetallverbindung auf einem inerten Träger, die befähigt ist ohneSuitable heterogeneous catalyst systems generally comprise a transition metal compound on an inert support which is capable of without
Cokatalysator, durch Reaktion mit den Olefinedukten einen katalytischen aktivenCocatalyst, a catalytic active by reaction with the olefin ducts
Alkylidenkomplex zu bilden. Bevorzugt werden Re2O7 und CH3ReO3 verwendet.To form alkylidene complex. Re 2 O 7 and CH 3 ReO 3 are preferably used.
Geeignete anorganische Träger sind die hierfür üblichen Oxide, insbesondere Silicium- und Aluminiumoxide, Alumosilikate, Zeolithe, Carbide, Nitride, etc. xmd deren Mischungen. Bevorzugt werden als Träger Al2O3, SiO2 und deren Mischungen, gegebenenfalls in Kombination mit B2O3 und Fe2O3 verwendet.Suitable inorganic carriers are the oxides customary for this, in particular silicon and aluminum oxides, aluminosilicates, zeolites, carbides, nitrides, etc. xmd their mixtures. Al 2 O 3 , SiO 2 and mixtures thereof, optionally in combination with B 2 O 3 and Fe 2 O 3 , are preferably used as carriers.
Die Reaktionstemperatur liegt der Metathese liegt bei -20 bis 200°C, bevorzugt 0 bis 100° C, insbesondere 20 bis 80° C.The reaction temperature of the metathesis is from -20 to 200 ° C, preferably 0 to 100 ° C, in particular 20 to 80 ° C.
Die Metathese kann bei einem erhöhten Druck von bis zu 20 bar, bevorzugt bis zu 10 bar, oder insbesondere bei Umgebungsdruck durchgeführt werden.The metathesis can be carried out at an increased pressure of up to 20 bar, preferably up to 10 bar, or in particular at ambient pressure.
Die verfahrenstechnische Ausführung des Herstellungsverfahrens kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen. Geeignete Reaktionsapparaturen sind dem Fachmann bekannt und werden z.B. in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 1, Seite 743 ff. (1951) beschrieben. Dazu zählen für das diskontinuierliche Nerfahren z.B. Rührkessel xmd für das kontinuierliche Nerfahren z.B. Rohrreaktoren.The process engineering execution of the manufacturing process can take place both continuously and discontinuously. Suitable reaction apparatuses are known to the person skilled in the art and are e.g. in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume 1, page 743 ff. (1951). For discontinuous driving, these include e.g. Mixing kettle xmd for continuous ner driving e.g. Tubular reactors.
Die Auffrennung des Metathesegemischs erfolgt nach üblichen Nerfahren. Dazu zählt z.B. die fraktionierte Destillation, gegebenenfalls unter vermindertemThe metathesis mixture is broken up according to normal ner methods. This includes e.g. fractional distillation, if appropriate with reduced
Druck, oder die Trennung bei erhöhten Temperaturen und Normaldruck in einem Fallfilmverdampfer. Dabei können leichtsiedende Fraktionen, die noch nicht
umgesetzte Olefine enthalten, gewünschtenfalls in die Reaktionsapparatur zurückgeführt werden. Norteilhafterweise wird bei dem Herstellxmgsverfahren eine weitergehende Umsetzung der im Cs-Schnitt enthaltenen Olefine zu Oligomeren NI erzielt, so daß die abgetrennten Leichtsieder ein C5- Kohlenwasserstoffgemisch mit überwiegend gesättigten cyclischen und acyclischen Verbindungen umfassen.Pressure, or separation at elevated temperatures and normal pressure in a falling film evaporator. Low-boiling fractions that are not yet contain converted olefins, if desired, be returned to the reaction apparatus. Disadvantageously, a further conversion of the olefins contained in the Cs cut to oligomers NI is achieved in the manufacturing process, so that the separated low boilers comprise a C 5 hydrocarbon mixture with predominantly saturated cyclic and acyclic compounds.
Vorzugsweise liegt die Iodzahl der Oligomeren IN bei mindestens 250 g I2/100 g Oligomere NI, bevorzugt bei mindestens 300 g I2/100 g Oligomere NI.Preferably, the iodine number of the oligomers is at least 250 g I 2/100 g NI oligomers, preferably at least 300 g I 2/100 g NI oligomers.
Das mittlere Molekulargewicht dieser von cyclischen Monoolefinen, insbesondere Cyclopenten, abgeleiteten Oligomere IN beträgt mindestens 274 g/mol, was einem mittleren Umsatz von drei Cyclopenten-Einheiten pro Oligomer NI entspricht, wobei in diesem Fall ein Kettenabbruch durch ein acyclisches Penten (und nicht durch ein Kreuzmetatheseprodukt) angenommen wird.The average molecular weight of these oligomers IN derived from cyclic monoolefins, in particular cyclopentene, is at least 274 g / mol, which corresponds to an average conversion of three cyclopentene units per oligomer NI, in this case chain termination by an acyclic pentene (and not by a Cross metathesis product) is assumed.
Zur Herstellung der Polyole IN (C) werden die vorstehend im Detail beschriebenen Oligomere IN in üblicher und bekannter Weise hydroformyliert. Im allgemeinen werden hierbei die Oligomeren IN in Gegenwart von geeignete Übergangsmetalle enthaltenden Katalysatoren mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid unter Normaldruck oder unter erhöhtem Druck bei Temperaturen von 50 bis 150°C zu aldehydgruppenhaltigen Produkten IN umgesetzt.To prepare the polyols IN (C), the oligomers IN described above in detail are hydroformylated in a customary and known manner. In general, the oligomers IN are reacted in the presence of suitable transition metal-containing catalysts with hydrogen and carbon monoxide under normal pressure or under elevated pressure at temperatures from 50 to 150 ° C. to products IN containing aldehyde groups.
Ein Beispiel für ein geeignetes Übergangsmetall ist Rhodium.An example of a suitable transition metal is rhodium.
Die so erhaltenen Polyaldehyde IN werden isoliert und in üblicher und bekannterThe polyaldehydes IN thus obtained are isolated and in the usual and known
Weise zu den erfindungsgemäß zu verwendenden Reaktiverdünnern reduziert.Reduced way to the reactive diluents to be used according to the invention.
Hierfür kommen alle Reduktionsmittel in Betracht, mit denen Aldehydgruppen zu Hydroxylgruppen reduziert werden können. Beispiele geeigneter
Reduktionsmittel sind Borhydride wie Natriumtefrahydroboranat oder Wasserstoff in Gegenwart von Hydrierxmgskatalysatoren.All reducing agents with which aldehyde groups can be reduced to hydroxyl groups are suitable for this. Examples of more suitable Reducing agents are borohydrides such as sodium tefrahydroboranate or hydrogen in the presence of hydrogenation catalysts.
Beispiele geeigneter Hydroformylierxmgs- und Reduktionsverfahren werden in der europäischen Patentanmeldung EP 0 502 839 A 1 beschrieben.Examples of suitable hydroformylation and reduction processes are described in European patent application EP 0 502 839 A1.
Die Polyole IN (C) können in üblicher und bekannter Weise teilweise oder vollständig hydriert werden. Hierfür kommen u.a. die vorstehend genannten Reduktionsmittel in Betracht.The polyols IN (C) can be partially or completely hydrogenated in a customary and known manner. This includes the above-mentioned reducing agents.
Die besonders vorteilhaften Polyole IN (C) weisen eine Hydroxylzahl (OHZ) von 200 bis 650, insbesondere 250 bis 450, auf. Dir mit Hilfe der Gelpermeationschromatographie mit Polystyrol als internem Standard ermitteltes zahlemnittleres Molekulargewicht Mn liegt im Bereich von 400 bis 1.000, insbesondere 400 bis 600. Ihr mit Hilfe der Gelpermeationschromatographie und Polystyrol als internem Standard ermitteltes massenmittleres Molekulargewicht Mw liegt im Bereich von 600 bis 2.000, insbesondere 600 bis 1.100. Die Uneinheitlichkeit Mn Mw liegt bei 1,4 bis 3, insbesondere 1,7 bis 1,9.The particularly advantageous polyols IN (C) have a hydroxyl number (OHZ) of 200 to 650, in particular 250 to 450. The number average molecular weight M n determined with the aid of gel permeation chromatography with polystyrene as the internal standard is in the range from 400 to 1,000, in particular 400 to 600. The average molecular weight M w determined with the aid of gel permeation chromatography and polystyrene as the internal standard is in the range from 600 to 2,000 , in particular 600 to 1,100. The inconsistency M n M w is 1.4 to 3, in particular 1.7 to 1.9.
Des weiteren kommen als Polyole (C) lineare aliphatische Polyesterdiole in Betracht, die primäre Hydroxylendgruppen aufweisen. Polyesterpolole, insbesondere Diole, sie bekannte Nerbindungen und werden beispielsweise unter der Marke K-Flex® (z.B. K-Flex® 148 oder 188) von der Firma King Industries vertrieben.Also suitable as polyols (C) are linear aliphatic polyester diols which have primary hydroxyl end groups. Polyester polols, in particular diols, they are known compounds and are sold, for example, by the King Industries company under the K-Flex® brand (e.g. K-Flex® 148 or 188).
Überraschenderweise entfalten die vorstehend beschriebenen Nerbindungen (C) im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine vorzügliche Wirkung als Haftvermittler.
Der Gehalt der zweiten Klarlacke und/oder der ersten Klarlacke an den vorstehend beschriebenen Polyolen (C) kann sehr breit variieren. Der Gehalt richtet sich insbesondere nach der Funktionalität der Polyole (C) einerseits sowie nach der Menge und der Funktionalität der Bindemittel (A) und der Vernetzungsmittel (B) andererseits. Vorzugsweise liegt der Gehalt bei 1,0 bis 70, bevorzugt 2,0 bis 60, besonders bevorzugt 3,0 bis 50, ganz besonders bevorzugt 4,0 bis 40 und insbesondere 5,0 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Festkörper der zweiten und/oder ersten Klarlacke.Surprisingly, the above-described compounds (C) have an excellent effect as an adhesion promoter in the process according to the invention. The content of the above-described polyols (C) in the second clearcoats and / or the first clearcoats can vary very widely. The content depends in particular on the functionality of the polyols (C) on the one hand and on the amount and functionality of the binders (A) and the crosslinking agents (B) on the other. The content is preferably 1.0 to 70, preferably 2.0 to 60, particularly preferably 3.0 to 50, very particularly preferably 4.0 to 40 and in particular 5.0 to 30% by weight, in each case based on the Solids of the second and / or first clearcoats.
Die ersten und/oder die zweiten Klarlacke können außerdem übliche und bekannte Zusatzstoffe (D) in wirksamen Mengen enthalten. Wesentlich ist, daß sie nicht die Vemetzungsreaktionen inhibieren oder völlig verhindern und oder die Transparenz der Klarlacke verringern oder aufheben.The first and / or the second clearcoats can also contain customary and known additives (D) in effective amounts. It is essential that they do not inhibit or completely prevent the crosslinking reactions and or reduce or eliminate the transparency of the clearcoats.
Beispiele geeigneter Zusatzstoffe (D) sind organische und anorganische, transparente Füllstoffe, Nanopartikel, mit aktinischer Sfrahlung härtbare Reaktiverdünner, niedrig siedende organische Lösemittel und hochsiedende organische Lösemittel („lange Lösemittel"), Wasser, UV-Absorber, Lichtschutzmittel, Radikalfänger, thermolabile radikalische Initiatoren, Photoinitiatoren und -Comitiatoren, sonstige zusätzliche Bindemittel, zusätzliche Vernetzungsmittel, wie sie in Einkomponentensystemen oder Mehrkomponentensystemen verwendet werden, Katalysatoren für die thermische Vernetzung, Entlüftungsmittel, Slipadditive, Polymerisationsinhibitoren, Entschäumer, Emulgatoren, Netz- und Dipergiermittel, Haftvermittler, Verlautmittel, filmbildende Hilfsmittel, Sag confrol agents (SCA), rheologiesteuemde Additive (Verdicker), Flammschutzmittel, Sikkative, Trockungsmittel,Examples of suitable additives (D) are organic and inorganic, transparent fillers, nanoparticles, reactive thinners curable with actinic radiation, low-boiling organic solvents and high-boiling organic solvents (“long solvents”), water, UV absorbers, light stabilizers, free radical scavengers, thermolabile free-radical initiators , Photoinitiators and initiators, other additional binders, additional crosslinking agents, such as those used in one-component or multicomponent systems, catalysts for thermal crosslinking, deaerating agents, slip additives, polymerization inhibitors, defoamers, emulsifiers, wetting agents and diperging agents, coupling agents, sealants, film-forming aids, Sag confrol agents (SCA), rheology control additives (thickeners), flame retardants, siccatives, drying agents,
Haulv'erliinderungsmittel, Korrosionsinhibitoren, Wachse, Mattierungsmittel oder Vorstufen organisch modifizierter Kerarnikmaterialien.
Beispiele geeigneter organischer und anorganischer Füllstoffe (D) sind die in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 250 ff, »Füllstoffe«, beschriebenen, wenn sie die vorstehend genannten Bedingungen der Verwendung in Klarlacken erfüllen.Release agents, corrosion inhibitors, waxes, matting agents or precursors of organically modified ceramic materials. Examples of suitable organic and inorganic fillers (D) are those described in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, pages 250 ff, "Füllstoffe", if they meet the above-mentioned conditions of use in clear lacquers.
Beispiele geeigneter mit aktinischer Sfrahlung härtbarer Reaktiwerdünner (D) sind die in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, auf Seite 491 unter dem Stichwort »Reaktivverdünner« beschriebenen.Examples of suitable reactive thinners (D) curable with actinic radiation are those described in Rompp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, on page 491 under the keyword “reactive thinners”.
Beispiele geeigneter niedrigsiedender organischer Lösemittel (D) und hochsiedender organischer Lösemittel (D) („lange Lösemittel") sind Ketone wie Methylethlyketon oder Methylisobutylketon, Ester wie Ethylacetat oder Butylacetat, Ether wie Dibutylether oder Ethylenglykol-, Diethylenglykol-, Propylenglykol-, Dipropylenglykol-, Butylenglykol- oderExamples of suitable low-boiling organic solvents (D) and high-boiling organic solvents (D) (“long solvents”) are ketones such as methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone, esters such as ethyl acetate or butyl acetate, ethers such as dibutyl ether or ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, Butylene glycol or
Dibütylenglykoldimethyl-, -diethyl- oder -dibutylether, N-Methylpyrrolidon oder Xylole oder Gemische aromatischer Kohlenwasserstoffe wie Solventnaphtha® oder Solvesso®.Dibutylene glycol dimethyl, diethyl or dibutyl ether, N-methylpyrrolidone or xylenes or mixtures of aromatic hydrocarbons such as Solventnaphtha® or Solvesso®.
Beispiele geeigneter thermolabiler radikalischer Initiatoren (D) sind organische Peroxide, organische Azoverbindungen oder C-C-spaltende Initiatoren wie Dialkylperoxide, Peroxocarbonsäuren, Peroxodicarbonate, Peroxidester, Hydroperoxide, Ketonperoxide, Azodinitrile oder Benzpinakolsilylether.Examples of suitable thermolabile free radical initiators (D) are organic peroxides, organic azo compounds or C-C-cleaving initiators such as dialkyl peroxides, peroxocarboxylic acids, peroxodicarbonates, peroxide esters, hydroperoxides, ketone peroxides, azodinitriles or benzpinacol silyl ethers.
Beispiele geeigneter Katalysatoren (D) für die Vernetzung sind Dibutylzinndilaurat, Lithiumdecanoat oder Zinkoctoat.Examples of suitable catalysts (D) for crosslinking are dibutyltin dilaurate, lithium decanoate or zinc octoate.
Beispiele geeigneter Photoinitiatoren und Coinitiatoren (D) werden in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1998, Seiten 444 bis 446, beschrieben.
Beispiele geeigneter sonstiger zusätzlicher Bindemittel (D), die auch komplementäre reaktive ftinktionelle Gruppen beisteuern können (vgl. die Übersicht), sind oligomere und polymere, thermisch und/oder mit aMinischer Sfrahlung härtbare, lineare und oder verzweigte und/oder blockartig, kammartig und/oder statistisch aufgebaute (Co)Polymerisate von ethylenisch ungesättigten Monomeren, oder Polyadditionsharze xmd/oder Polykondensationsharze, wie sie in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seite 457: »Polyaddition« und »Polyadditionsharze (Polyaddukte)«, Seiten 463 und 464: »Polykondensate«, »Polykondensation« und »Polykondensationsharze«, sowie Seiten 73 und 74: »Bindemittel«, beschrieben werden. Weitere Beispiele geeigneter sonstiger zusätzlicher Bindemittel (D) sind die in der Patentschrift DE 197 36 535 A 1 beschriebenen Poly(meth)acrylate oder Acrylatcopolymerisate, Polyester, insbesondere die in den Patentschriften DE 40 09 858 A 1 oder DE 44 37 535 A 1 beschriebenen, Alkyde, acrylierte Polyester, Polylactone, Polycarbonate, Polyether, Epoxiά arz-Amin-Addukte, (Meth)Acrylatdiole, partiell verseifte Polyvinylester, Polyurethane und acrylierte Polyurethane, wie die in den Patentschriften EP 0 521 928 A 1, EP 0 522420 A 1, EP 0 522 419 A 1, EP 0 730 613 A 1 oder DE 44 37 535 A 1 beschriebenen, oder Polyharnstoffe.Examples of suitable photoinitiators and coinitiators (D) are described in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1998, pages 444 to 446. Examples of suitable other additional binders (D) which can also contribute complementary reactive functional groups (cf. the overview) are oligomeric and polymeric, linear and / or branched and / or block-like, comb-like and / or curable with amine radiation. or statistically constructed (co) polymers of ethylenically unsaturated monomers, or polyaddition resins xmd / or polycondensation resins, as described in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, page 457: "Polyaddition" and "Polyadditionharze (polyadducts ) «, Pages 463 and 464:» polycondensates «,» polycondensation «and» polycondensation resins «, as well as pages 73 and 74:» binders «. Further examples of suitable other additional binders (D) are the poly (meth) acrylates or acrylate copolymers described in the patent DE 197 36 535 A1, polyesters, in particular those described in the patents DE 40 09 858 A1 or DE 44 37 535 A1 , Alkyds, acrylated polyesters, polylactones, polycarbonates, polyethers, epoxy amine adducts, (meth) acrylate diols, partially saponified polyvinyl esters, polyurethanes and acrylated polyurethanes, such as those in the patents EP 0 521 928 A 1, EP 0 522420 A 1 , EP 0 522 419 A1, EP 0 730 613 A1 or DE 44 37 535 A1, or polyureas.
Beispiele geeigneter zusätzlicher Vernetzungsmittel (D), die auch komplementäre reaktive ftinktionelle Gruppen beisteuern können (vgl. die Übersicht), sind Aminoplastharze, wie sie beispielsweise in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seite 29, »Aminoharze«, dem Lehrbuch „Lackadditive" von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, Seiten 242 ff, dem Buch „Paints, Coatings and Solvente", second completely revised edition, Edit. D. Stoye und W. Freitag, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, Seiten 80 ff., den Patentschriften US 4 710 542 A 1 oder EP-B-0 245 700 A 1 sowie in dem Artikel von B. Singh und Mitarbeiter
"Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry", in Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991, Band 13, Seiten 193 bis 207, beschrieben werden, Carboxylgruppen enthaltende Verbindungen oder Harze, wie sie beispielsweise in der Patentschrift DE 196 52 813 A 1 beschrieben werden, Epoxidgruppen enthaltende Verbindungen oder Harze, wie sie beispielsweise in den Patentschriften EP 0 299 420 A 1, DE 22 14 650 B 1, DE 27 49 576 B 1, US 4,091,048 A 1 oder US 3,781,379 A 1 beschrieben werden, blockierte Polyisocyanate, wie sie beispielsweise in den Patentschriften US 4,444,954 A 1, DE 196 17 086 A 1, DE 196 31 269 A 1, EP 0 004 571 A 1 oder EP 0 582 051 A 1 beschrieben werden, und/oder unblockierte Polyisocyanate wie sie beispielsweise in den Literaturstellen, die vorstehend zu den Wasserbasislacken zitiert werden, beschrieben werden.Examples of suitable additional crosslinking agents (D) which can also contribute complementary reactive functional groups (see the overview) are amino resins, as described, for example, in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, page 29, "Aminoharze", the Textbook "Lackadditive" by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, pages 242 ff, the book "Paints, Coatings and Solvente", second completely revised edition, Edit. D. Stoye and W. Freitag, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, pages 80 ff., The patents US 4,710,542 A1 or EP-B-0 245 700 A1 as well as in the article by B. Singh and employees "Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry", described in Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991, Volume 13, pages 193 to 207, compounds or resins containing carboxyl groups, as described, for example, in the patent specification DE 196 52 813 A 1, epoxy group-containing compounds or resins, as are described, for example, in the patents EP 0 299 420 A 1, DE 22 14 650 B1, DE 27 49 576 B1, US 4,091,048 A1 or US 3,781,379 A1, blocked polyisocyanates, as described, for example, in the patents US 4,444,954 A1, DE 196 17 086 A1, DE 196 31 269 A1, EP 0 004 571 A1 or EP 0 582 051 A1, and / or unblocked polyisocyanates such as they are described, for example, in the literature references cited above for waterborne basecoats.
Beispiele für geeignete Entlüftungsmittel (D) sind Diazadicycloundecan oder Benzoin.Examples of suitable venting agents (D) are diazadicycloundecane or benzoin.
Beispiele geeigneter Emulgatoren (D) sind nicht ionische Emulgatoren, wie alkoxylierte Alkanole, Polyole, Phenole und Alkylphenole, oder anionische Emulgatoren wie Alkalisalze oder Ammoniumsalze von Alkancarbonsäuren, Alkansulfonsäuren und Sulfosäuren von alkoxylierten Alkanolen, Polyolen, Phenolen und Alkylphenolen.Examples of suitable emulsifiers (D) are nonionic emulsifiers, such as alkoxylated alkanols, polyols, phenols and alkylphenols, or anionic emulsifiers, such as alkali metal salts or ammonium salts of alkane carboxylic acids, alkane sulfonic acids and sulfonic acids of alkoxylated alkanols, polyols, phenols and alkylphenols.
Beispiele geeigneter Netzmittel (D) sind Siloxane, fluorhaltige Verbindungen, Carbonsäurehalbester, Phosphorsäureester, Polyacrylsäuren und deren Copolymere oder Polyurethane.Examples of suitable wetting agents (D) are siloxanes, fluorine-containing compounds, carboxylic acid half-esters, phosphoric acid esters, polyacrylic acids and their copolymers or polyurethanes.
Beispiele für geeignete filmbildende Hilfsmittel (D) sind Cellulose-Derivate wie Celluloseacetobutyrat (CAB).
Beispiele geeigneter Sag confrol agents (D) sind Harnstoffe, modifizierte Harnstoffe und/oder Kieselsäuren, wie sie beispielsweise in den Literaturstellen EP 0 192 304 A 1, DE 23 59 923 A 1, DE 18 05 693 A 1, WO 94/22968, DE 27 51 761 C 1, WO 97/12945 oder "färbe + lack", 11/1992, Seiten 829 ff., beschrieben werden.Examples of suitable film-forming auxiliaries (D) are cellulose derivatives, such as cellulose acetobutyrate (CAB). Examples of suitable sag confrol agents (D) are ureas, modified ureas and / or silicas, as described, for example, in references EP 0 192 304 A1, DE 23 59 923 A1, DE 18 05 693 A1, WO 94/22968, DE 27 51 761 C 1, WO 97/12945 or "färbe + lack", 11/1992, pages 829 ff.
Beispiel geeigneter rheologiesteuemder Additive (D) sind die aus den Patentschriften WO 94/22968, EP 0 276 501 A 1, EP 0 249 201 A 1 oder WO 97/12945 bekannten; vernetzte polymere Mikroteilchen, wie sie beispielsweise in der EP 0 008 127 A 1 offenbart sind; anorganische Schichtsilikate wie Alurninium-Magnesium-Silikate, Natrium-Magnesium- undExamples of suitable rheology control additives (D) are those known from the patent specifications WO 94/22968, EP 0 276 501 A1, EP 0 249 201 A1 or WO 97/12945; crosslinked polymeric microparticles, as disclosed, for example, in EP 0 008 127 A1; inorganic layered silicates such as aluminum-magnesium-silicates, sodium-magnesium and
Natrium-Magnesium-Fluor-Lithixim-Schichtsilikate des Montmorillonit-Typs; Kieselsäuren wie Aerosile; oder synthetische Polymere mit ionischen und/oder assoziativ wirkenden Gruppen wie Polyvinylalkohol, Poly(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure, Polyvmylpyrrolidon, Styrol-Maleinsäureanhydrid- oder Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Derivate oder hydrophob modifizierte ethoxylierte Urethane oder Polyacrylate;Montmorillonite-type sodium-magnesium-fluor-lithixime layered silicates; Silicas such as aerosils; or synthetic polymers with ionic and / or associative groups such as polyvinyl alcohol, poly (meth) acrylamide, poly (meth) acrylic acid, polyvinyl pyrrolidone, styrene-maleic anhydride or ethylene-maleic anhydride copolymers and their derivatives or hydrophobically modified ethoxylated urethanes or polyacrylates;
Ein Beispiel für ein geeignetes Mattierungsmittel (D) ist Magnesiumstearat.An example of a suitable matting agent (D) is magnesium stearate.
Beispiele geeigneter Vorstufen (D) für organisch modifizierte Keramikmaterialien sind hydrolysierbare metallorganische Verbindungen insbesondere von Silizium und Aluminium.Examples of suitable precursors (D) for organically modified ceramic materials are hydrolyzable organometallic compounds, in particular of silicon and aluminum.
Weitere Beispiele für die vorstehend aufgeführten Zusatzstoffe (D) sowie Beispiele geeigneter UV-Absorber, Radikalfänger, Verlaufmittel,Further examples of the additives (D) listed above and examples of suitable UV absorbers, radical scavengers, leveling agents,
Flammschutzmittel, Sikkative, Trocknungsmittel, Haux^erhinderungsmittel, Korrosionsinhibitoren und Wachse (D) werden in dem Lehrbuch »Lackadditive« von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, im Detail beschrieben.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden zweiten Klarlacke weist keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt in üblicher und bekannter Weise durch Vermischen der vorstehend beschriebenen Bestandteile in geeigneten Mischaggregaten wie Rührkessel, Dissolver, Rührwerksmühlen oder Extruder.Flame retardants, desiccants, drying agents, flame retardants, corrosion inhibitors and waxes (D) are described in detail in the textbook "Lackadditive" by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998. The production of the second clearcoats to be used according to the invention has no special features, but is carried out in a customary and known manner by mixing the components described above in suitable mixing units such as stirred kettles, dissolvers, agitator mills or extruders.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es besonders vorteilhaft, wenn die ersten und die zweiten Klarlacke, Klarlackschichten und/oder Klarlackierungen reaktive funktionelle Gruppen enthalten, die mit den komplementären reaktiven funktioneilen Gruppen in den jeweils anderen Klarlackschichten oder Klarlackierungen Reaktionen eingehen können.For the process according to the invention it is particularly advantageous if the first and the second clearcoats, clearcoat layers and / or clearcoats contain reactive functional groups which can react with the complementary reactive functional groups in the other clearcoat layers or clearcoats.
Erfindungsgemäß kann dies in verschiedenen bevorzugten Varianten verwirklicht werden.According to the invention, this can be implemented in various preferred variants.
In einer ersten besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten die ersten Klarlacke, Klarlackschichten und/oder Klarlackierungen und/oder die zweiten Klarlacke, Klarlackschichten und/oder Klarlackierungen mindestens ein Bindemittel (A), mindestens ein sonstiges zusätzliches Bindemittel (D), mindestens ein Vernetzungsmittel (B) und/oder mindestens ein sonstiges zusätzliches Vernetzxmgsmittel (D), die reaktive funktioneile Gruppen aufweisen, die mit komplementären reaktiven funktioneilen Gruppen mindestens eines Bindemittels (A), mindestens eines sonstigen zusätzlichen Bindemittels (D), mindestens eines Vernetzungsmittels (B) und/oder mindestens eines sonstigen zusätzlichen Vernetzungsmittels (D) der zweiten Klarlacke, Klarlackschichten und/oder Klarlackierungen reagieren können.In a first particularly preferred variant of the process according to the invention, the first clearcoats, clearcoat layers and / or clearcoats and / or the second clearcoats, clearcoat layers and / or clearcoats contain at least one binder (A), at least one other additional binder (D), at least one crosslinking agent (B) and / or at least one other additional crosslinking agent (D) which have reactive functional groups which have complementary reactive functional groups of at least one binder (A), at least one other additional binder (D), at least one crosslinking agent (B) and / or at least one other additional crosslinking agent (D) of the second clearcoats, clearcoat layers and / or clearcoats can react.
In einer zweiten besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten
(i) die ersten Klarlacke, Klarlackschichten und/oder Klarlackierungen einen stöchiometrischen Überschuß an reaktiven funktioneilen Gruppen der Bindemittel (A) über die komplentären reaktiven funktionellen Gruppen der Vernetzungsmittel (B), so daß überschüssige reaktive ftinktionelle Gruppen der ersten Klarlacke, Klarlackschichten und/oderContained in a second particularly preferred variant of the method according to the invention (i) the first clearcoats, clearcoat layers and / or clearcoats have a stoichiometric excess of reactive functional groups of the binders (A) over the complementary reactive functional groups of the crosslinking agents (B), so that excess reactive functional groups of the first clearcoats, clearcoat layers and / or
Klarlackierungen mit komplentären reaktiven funktioneilen Gruppen der Vernetzxmgsmittel (B) der zweiten Klarlacke, Klarlackschichten und/oder Klarlackierungen reagieren können;Clearcoats can react with complementary reactive functional groups of the crosslinking agents (B) of the second clearcoats, clearcoat layers and / or clearcoats;
oder enthaltenor included
(ii) die ersten Klarlacke, Klarlackschichten und/oder Klarlackierungen einen stöchiometrischen Überschuß an reaktiven funktioneilen Gruppen der Vernetzxmgsmittel (B) über die komplentären reaktiven tunktionellen Gruppen der Bindemittel (A), so daß überschüssige reaktive funktioneile(ii) the first clearcoats, clearcoat layers and / or clearcoats have a stoichiometric excess of reactive functional groups of the crosslinking agents (B) over the complementary reactive functional groups of the binders (A), so that excess reactive functional parts
Gruppen der ersten Klarlacke, Klarlackschichten und/oder Klarlackierungen mit komplentären reaktiven funktioneilen Gruppen der Vernetzungsmittel (B) der zweiten Klarlacke, Klarlackschichten und/oder Klarlackierungen reagieren können.Groups of the first clearcoats, clearcoat layers and / or clearcoats can react with complementary reactive functional groups of the crosslinking agents (B) of the second clearcoats, clearcoat layers and / or clearcoats.
In einer dritten besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten die ersten und/oder die zweiten Klarlacke mindestens eine Verbindung (C), ausgenommen Tricyclodecandimethanol (TCD), die reaktive funktioneile Gruppen aufweist, die mit den komplementären reaktiven funktionellen Gruppen der Bindemittel oder der Vernetzxmgsmittel in den jeweils anderen Klarlackschichten oder Klarlackierungen Reaktionen eingehen können.
Die einzelnen Lackierungen innerhalb der in erfindungsgemäßer Verfahrensweise hergestellten erfindungsgemäßen mehrschichtigen Klarlackierungen und farb- und oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen weisen vorzugsweise die folgenden Trockenschichtdicken auf:In a third particularly preferred variant of the process according to the invention, the first and / or the second clearcoats contain at least one compound (C), with the exception of tricyclodecanedimethanol (TCD), which has reactive functional groups which react with the complementary reactive functional groups of the binders or of the crosslinking agents in the other clearcoat layers or clearcoats can react. The individual lacquers within the multi-layer clearcoats and color and or effect multi-layer lacquers produced according to the inventive method preferably have the following dry layer thicknesses:
Elekfrotauchlackierung: 5 bis 40, bevorzugt 10 bis 35, besonders bevorzugt 12 bis 30 und insbesondere 15 bis 25 μm,Electro-dip coating: 5 to 40, preferably 10 to 35, particularly preferably 12 to 30 and in particular 15 to 25 μm,
Füllerlackierung, Steinschlagschutzgrundierung oder Funktionslackierung: 10 bis 60, bevorzugt 11 bis 55, besonders bevorzugt 12 bis 50 und insbesondere 13 bis 45,Filler paint, stone chip protection primer or functional paint: 10 to 60, preferably 11 to 55, particularly preferably 12 to 50 and in particular 13 to 45,
Basislackierung: 5 bis 50, bevorzugt 5 bis 40, besonders bevorzugt 5 bis 30 und insbesondere 10 bis 25 μm,Basecoat: 5 to 50, preferably 5 to 40, particularly preferably 5 to 30 and in particular 10 to 25 μm,
Kombinationseffektschicht: 10 bis 100, bevorzugt 15 bis 90, besonders bevorzugt 20 bis 80, ganz besonders bevorzugt 25 bis 70 und insbesondere 30 bis 60 μm,Combination effect layer: 10 to 100, preferably 15 to 90, particularly preferably 20 to 80, very particularly preferably 25 to 70 and in particular 30 to 60 μm,
- Erste und zweite Klarlackierung insgesamt: 10 bis 100, bevorzugt 15 bis- First and second clear coat in total: 10 to 100, preferably 15 to
80, besonders bevorzugt 20 bis 75 und insbesondere 25 bis 70 μm, wobei die Schichtdicke 2 zweiten Klarlackierung vorzugsweise rnindestens 5, bevorzugt mindestens 10, besonders bevorzugt mindestens 15, ganz besonders bevorzugt rnindestens 20 und insbesondere mindestens 25% der Gesamtschichtdicke 1 + 2 der ersten und zweiten Klarlackierung ausmacht.80, particularly preferably 20 to 75 and in particular 25 to 70 μm, the layer thickness 2 of the second clearcoat preferably at least 5, preferably at least 10, particularly preferably at least 15, very particularly preferably at least 20 and in particular at least 25% of the total layer thickness 1 + 2 of the first and second clear coat.
Vorzugsweise hat in der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung die Funktionslackierung nur eine Schichtdicke von 20 bis 50% der Gesamtschichtdicke von Funktionslackierung und Basislackierung.
Die in erfindungsgemäßer Verfahrensweise hergestellten erfindungsgemäßen mehrschichtigen Klarlackierungen und färb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen sind hochkratzfest und sehr gut polierbar. Außerdem besitzen sie eine hohe Härte, Flexibilität, Witterungsstabilität und Chemikalienbeständigkeit, einen hervorragenden Verlauf ohne Oberflächenstörungen, eine sehr gute Zwischenschichtnaflung und einen hervorragenden optischen Gesamteindruck.In the multilayer coating according to the invention, the functional coating preferably has only a layer thickness of 20 to 50% of the total layer thickness of the functional coating and basecoat. The multi-layer clearcoats and color and / or effect multi-layer coatings according to the invention produced in the procedure according to the invention are highly scratch-resistant and very easy to polish. They also have a high level of hardness, flexibility, weather stability and chemical resistance, an excellent flow without surface defects, a very good interlayer stitching and an excellent overall optical impression.
BeispieleExamples
Herstellbeispiele 1 bis 7Production Examples 1 to 7
1. Die Herstellung eines Methacrylatcopolymerisats (A) für den zweiten Klarlack1. The preparation of a methacrylate copolymer (A) for the second clear coat
In einem Laborreaktor mit einem Nutzvolumen von 4 1, ausgestattet mit einem Rührer, zwei Tropftrichtern für die Monomermischung resp. Initiatorlösung, Stickstoffeinleitungsrohr, Thermometer und Rückflußkühler, wurden 640,6 g einer Fraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe mit einem Siedebereich von 158 - 172°C eingewogen. Das Lösemittel wurde auf 140 °C aufgeheizt. Nach Erreichen von 140 °C wurden eine Monomermischung aus 597 g Ethylhexylacrylat, 173,2 g Hydroxyethylmethacrylat (entsprechend 13,5 Gew.-%, bezogen auf (A)), 128,4 g Styrol und 385,2 g 4-Hydroxybutylacrylat (entsprechend 30 Gew.-%, bezogen auf (A)) innerhalb von 4 Stunden und eine Initiatorlösung von 25,6 g t- Butylperethylhexanoat in 50 g des beschriebenen aromatischen Lösemittels innerhalb von 4,5 Stunden gleichmäßig in den Reaktor dosiert. Mit der Dosierung der Monomermischung und der Initiatoranlösung wxirde gleichzeitig begonnen. Nach Beendigung der lnitiatordosierung wurde die Reaktionsmischung zwei weitere Stunden bei 140 °C gehalten und danach abgekühlt. Die resultierende
Polymerlösung hatte einen Feststoffgehalt von 65%, bestimmt in einem Umluftofen 1 h bei 130 °C.In a laboratory reactor with a useful volume of 4 1, equipped with a stirrer, two dropping funnels for the monomer mixture resp. Initiator solution, nitrogen inlet tube, thermometer and reflux condenser, 640.6 g of a fraction of aromatic hydrocarbons with a boiling range of 158-172 ° C were weighed out. The solvent was heated to 140 ° C. After reaching 140 ° C., a monomer mixture of 597 g of ethyl hexyl acrylate, 173.2 g of hydroxyethyl methacrylate (corresponding to 13.5% by weight, based on (A)), 128.4 g of styrene and 385.2 g of 4-hydroxybutyl acrylate ( corresponding to 30 wt .-%, based on (A)) within 4 hours and an initiator solution of 25.6 g of t-butyl perethylhexanoate in 50 g of the aromatic solvent described evenly metered into the reactor within 4.5 hours. The metering of the monomer mixture and the initiator solution was started simultaneously. After the initiator metering had ended, the reaction mixture was kept at 140 ° C. for a further two hours and then cooled. The resulting one Polymer solution had a solids content of 65%, determined in a forced air oven at 130 ° C. for 1 h.
2. Die Herstellung eines Methacrylatcopolymerisats (A) als Reibharz2. The production of a methacrylate copolymer (A) as a rubbing resin
55
In einem Laborreaktor mit einem Nutzvolumen von 4 1, ausgestattet mit einem Rührer, zwei Tropftrichtem für die Monomermischung resp. Initiatorlösung, Stickstoffeinleitungsrohr, Thermometer und Rückflußkühler, wurden 720 g einer Fraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe mit einem Siedebereich von 158 - 172In a laboratory reactor with a useful volume of 4 1, equipped with a stirrer, two dropping funnels for the monomer mixture or. Initiator solution, nitrogen inlet tube, thermometer and reflux condenser were 720 g of a fraction of aromatic hydrocarbons with a boiling range of 158-172
10 °C eingewogen. Das Lösemittel wurde auf 140 °C aufgeheizt. Nach Erreichen von 140 °C wurden eine Monomermischung aus 450 g 2-Ethyl-hexylmethacrylat, 180 g n-Butylmethacrylat, 210 g Styrol, 180 g Hydroxyethylacrylat (entsprechend 12 Gew.-%, bezogen auf (A)), 450 g 4-Hydroxybutylacrylat (entsprechend 30 Gew.- %, bezogen auf (A))und 30 g Acrylsäure innerhalb von 4 Stunden und eineWeighed in at 10 ° C. The solvent was heated to 140 ° C. After 140 ° C. had been reached, a monomer mixture of 450 g of 2-ethyl-hexyl methacrylate, 180 g of n-butyl methacrylate, 210 g of styrene, 180 g of hydroxyethyl acrylate (corresponding to 12% by weight, based on (A)), 450 g of 4- Hydroxybutyl acrylate (corresponding to 30% by weight, based on (A)) and 30 g of acrylic acid within 4 hours and one
15 mitiatorlösung von 150 g t-Butylperethylhexanoat in 90 g des beschriebenen aromatischen Lösemittels innerhalb von 4,5 Stunden gleichmäßig in den Reaktor dosiert. Mit der Dosierung der Monomermischung und der Initiatoranlösung wurde gleichzeitig begonnen. Nach Beendigung der Initiatordosierung wurde die Reaktionsmischung zwei weitere Stunden bei 140 °C gehalten und danach15 mitiator solution of 150 g of t-butyl perethyl hexanoate in 90 g of the aromatic solvent described evenly metered into the reactor within 4.5 hours. The metering of the monomer mixture and the initiator solution was started simultaneously. After the initiator had ended, the reaction mixture was kept at 140 ° C. for two more hours and then
20 abgekühlt. Die resultierende Polymerlösung hatte einen Feststoffgehalt von 65%, bestimmt in einem Umluftofen 1 h bei 130 °C, eine Säurezahl von 15 und eine Viskosität von 3 dPas (gemessen an einer 60%igen Anlösung der Polymerlösung in dem beschriebenen aromatischen Lösemittel unter Verwendung eines ICI Platte-Kegel Viskosimeters bei 23 °C).20 cooled. The resulting polymer solution had a solids content of 65%, determined in a forced air oven at 130 ° C. for 1 h, an acid number of 15 and a viscosity of 3 dPas (measured on a 60% solution of the polymer solution in the aromatic solvent described using an ICI Plate-cone viscometers at 23 ° C).
2525
Die Herstellung einer ThixotropierpasteThe production of a thixotropic paste
In einer Laborrührwerksmühle der Firma Vollrath werden 800 g Mahlgut, bestehend aus 323.2 g des Polyacrylats gemäß Herstellbeispiel 2, 187.2 g Butanol,In a laboratory agitator mill from Vollrath, 800 g of regrind consisting of 323.2 g of the polyacrylate according to Preparation Example 2, 187.2 g of butanol,
30 200.8 g Xylol und 88.8 g Aerosil® 812 (Degussa AG, Hanau), zusammen mit
1100 g Quarzsand (Korngröße 0.7 - 1 mm) eingewogen und unter Wasserkühlung 30 Minuten angerieben.30 200.8 g xylene and 88.8 g Aerosil® 812 (Degussa AG, Hanau), together with Weighed in 1100 g quartz sand (grain size 0.7 - 1 mm) and rubbed under water cooling for 30 minutes.
4. Die Herstellung eines Vernetzungsmittels4. The preparation of a crosslinking agent
In einem 41-Edelstahlreaktor mit Rührer, Rückflxißkühler, Thermometer, Ölheizung und einem Zulaufgefäß für das Blockierungsmittel wurden 41,76 Gewichtsteile VestanatR 1890 (Isocyanurat auf der Basis von Isophorondiisocyanat der Firma Creanova) und 20,76 Gewichtsteile Solventnaphtha eingewogen und auf 50 °C erhitzt. Innerhalb von vier Stunden wurden 23,49 Gewichtsteile Diethylmalonat, 5,81 Gewichtsteile Acetessigsäureethylester und 0,14 Gewichtsteile Katalysatorlösung (Natriximethylhexanoat) gleichmäßige zudosiert. Nach Beendigung des Zulaufs wurden nochmals 0,14 Gewichtsteile Katalysatorlösung hinzugegeben. Im Anschluß daran wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht. Bei Erreichen eines Isocyanat-Äquivalentgewichts von 5900 bis 6800 wurden 0,9 Gewichtsteile 1,4- Cyclohexandimethanol während 30 Minuten bei 80 °C unter Rühren zugegeben. Nach Erreichen eines Isocyanat-Äquivalentgewichts von > 13.000 wurden 5 Gewichtsteile n-Butanol zugegeben. Die Temperatur wurde dabei auf 50 °C gesenkt, und das resultierende blockierte Polyisocyanat wurde mit 2 Gewichtsteilen n-Butanol auf einen theoretischen Festkörpergehalte von 68 Gew.- % angelöst. Das so erhaltene blockierte Polyisocyanat wies einen Festkörpergehalt von 74,5 Gew.-% (eine Stunde; 130 °C) und eine Original- Viskosität von 41,6 dPas auf.41.76 parts by weight of Vestanat R 1890 (isocyanurate based on isophorone diisocyanate from Creanova) and 20.76 parts by weight of solvent naphtha were weighed into a 41 stainless steel reactor with stirrer, reflux condenser, thermometer, oil heater and an inlet vessel for the blocking agent and weighed at 50 ° C. heated. In the course of four hours, 23.49 parts by weight of diethyl malonate, 5.81 parts by weight of ethyl acetoacetate and 0.14 part by weight of catalyst solution (natriximethylhexanoate) were metered in uniformly. After the feed had ended, a further 0.14 parts by weight of catalyst solution were added. The temperature was then raised to 80 ° C. When an isocyanate equivalent weight of 5900 to 6800 was reached, 0.9 part by weight of 1,4-cyclohexanedimethanol was added over 30 minutes at 80 ° C. with stirring. After an isocyanate equivalent weight of> 13,000 was reached, 5 parts by weight of n-butanol were added. The temperature was lowered to 50 ° C., and the resulting blocked polyisocyanate was dissolved with 2 parts by weight of n-butanol to a theoretical solids content of 68% by weight. The blocked polyisocyanate thus obtained had a solids content of 74.5% by weight (one hour; 130 ° C.) and an original viscosity of 41.6 dPas.
5. Die Herstellung eines Methacrylatcopolymerisats (A) für den ersten Klarlack5. The preparation of a methacrylate copolymer (A) for the first clear coat
In einem Laborreaktor mit einem Nutzvolumen von 4 1, ausgestattet mit einem Rührer, zwei Tropftrichtern für die Monomermischung resp. Initiatorlösung,
Stickstoffeinleitungsrohr, Thermometer und Rückflußkühler, wurden 720 g einer Fraktion aromatischer Kohlenwasserstoffe mit einem Siedebereich von 158 - 172 °C eingewogen. Das Lösemittel wurde auf 140 °C aufgeheizt. Nach Erreichen von 140 °C wurden eine Monomermischung aus 427,5 g n-Butylacrylat, 180 g n- Butylmethacrylat, 450 g Styrol, 255 g Hydroxyethylacrylat (entsprechend 17 Gew.-%, bezogen auf (A)), 165 g 4-Hydroxybutylacrylat (entsprechend 11 Gew.- %, bezogen auf (A)) und 22,5 g Acrylsäure innerhalb von 4 Stunden und eine Initiatorlösung von 120 g t-Butylperethylhexanoat in 90 g des beschriebenen aromatischen Lösemittels innerhalb von 4,5 Stunden gleichmäßig in den Reaktor dosiert. Mit der Dosierung der Monomermischung und der Initiatoranlösung wurde gleichzeitig begonnen. Nach Beendigung der Initiatordosierung wurde die Reaktionsmischung zwei weitere Stunden auf 140 °C gehalten und danach abgekühlt. Die resultierende Polymerlösung hatte einen Feststoffgehalt von 60%, bestimmt in einem Umluftofen 1 h bei 130 °C, eine Säurezahl von 13 mg KOH/g, eine OH-Zahl von 116 mg KOH/g, eine Glasübergangstemperatur Tg von 3,23 °C und eine Viskosität von 9 dPas (gemessen an der 60%igen Polymerlösung in dem beschriebenen aromatischen Lösemittel unter Verwendung eines ICI Platte-Kegel Viskosimeters bei 23 °C).In a laboratory reactor with a useful volume of 4 1, equipped with a stirrer, two dropping funnels for the monomer mixture resp. Initiator solution Nitrogen inlet tube, thermometer and reflux condenser, 720 g of a fraction of aromatic hydrocarbons with a boiling range of 158-172 ° C were weighed out. The solvent was heated to 140 ° C. After reaching 140 ° C., a monomer mixture of 427.5 g of n-butyl acrylate, 180 g of n-butyl methacrylate, 450 g of styrene, 255 g of hydroxyethyl acrylate (corresponding to 17% by weight, based on (A)), 165 g of 4- Hydroxybutyl acrylate (corresponding to 11% by weight, based on (A)) and 22.5 g of acrylic acid within 4 hours and an initiator solution of 120 g of t-butyl perethylhexanoate in 90 g of the aromatic solvent described within 4.5 hours evenly in the Reactor metered. The metering of the monomer mixture and the initiator solution was started simultaneously. After the initiator metering had ended, the reaction mixture was kept at 140 ° C. for two more hours and then cooled. The resulting polymer solution had a solids content of 60%, determined in a forced air oven for 1 h at 130 ° C., an acid number of 13 mg KOH / g, an OH number of 116 mg KOH / g, a glass transition temperature Tg of 3.23 ° C. and a viscosity of 9 dPas (measured on the 60% polymer solution in the aromatic solvent described using an ICI plate-cone viscometer at 23 ° C.).
6. Die Herstellung eines ersten Einkomponentenklarlacks6. The production of a first one-component clear coat
Ein erster Einkomponentenklarlack wurde aus den in der Tabelle 1 aufgeführten Bestandteilen durch Vermischen hergestellt.A first one-component clearcoat was prepared from the components listed in Table 1 by mixing.
Tabelle 1: Zusammensetzung des ersten EinkomponentenklarlacksTable 1: Composition of the first one-component clearcoat
Bestandteile GewichtsteileIngredients parts by weight
Copolymerisat gemäß
Herstellbeispiel 5 43,4Copolymer according to Preparation Example 5 43.4
Vernetzungsmittel 9,0 gemäß Herstellbeispiel 4Crosslinking agent 9.0 according to preparation example 4
Handelsübliches Butanol- 16,0 verethertes Melarnin-Form- aldehyd-Harz (60%-ig inCommercial butanol-16.0 etherified melamine-formaldehyde resin (60% in
Butanol/Xylol)Butanol / xylene)
Setalux® C91756 13,5Setalux® C91756 13.5
(handelsübliches(Commercial
ThixotiOpierungsmittel der Firma Akzo)Akzo thixotope)
Substituiertes Hydroxy- 0,6 phenyltriazin (65 %ig in Xylol)Substituted hydroxy-0.6 phenyltriazine (65% in xylene)
(Cyagard® 1164 L)(Cyagard® 1164 L)
Aminoethermodifizierter 0,8Amino ether modified 0.8
-2,2,6,6-Tetramethyl- piperydinylester (Tinuvin® 123 der Firma Ciba)-2,2,6,6-tetramethylpiperydinyl ester (Tinuvin® 123 from Ciba)
Byk® 390 (Byk Chemie) 0,05Byk® 390 (Byk Chemie) 0.05
Byk® 310 (Byk Chemie) 0,15Byk® 310 (Byk Chemie) 0.15
Tego® LAG 502 0,2Tego® LAG 502 0.2
Butanol 11,4
Solventnaphtha® 2,5Butanol 11.4 Solventnaphtha® 2.5
Xylol 0,9Xylene 0.9
Butyldiglykolacetat 1,5Butyl diglycol acetate 1.5
K-Flex® 188 der FirmaK-Flex® 188 from the company
King Industries 6,0King Industries 6.0
SUMME 106TOTAL 106
Der erste Klarlack wies im DIN4-Becher bei 21 °C eine Auslaufzeit von 51,5 s auf. Für die Applikation wurde er mit 10 Gewichtsteilen eines Verdünners (organisches Lösemittelgemisch) auf eine Auslaufzeit von 28 s eingestellt.The first clear coat had a run-out time of 51.5 s in the DIN4 cup at 21 ° C. For the application, it was set to an outflow time of 28 s with 10 parts by weight of a thinner (organic solvent mixture).
7. Die Herstellung eines zweiten Klarlacks7. The production of a second clear coat
Der zweite Klarlack wurden durch Vermischen der in der Tabelle 2 angegebenen Bestandteile hergestellt.The second clear coat was prepared by mixing the ingredients shown in Table 2.
Tabelle 2: Zusammensetzung des zweiten KlarlacksTable 2: Composition of the second clear coat
Bestandteile GewichtsteileIngredients parts by weight
Bindemittel Copolymerisat gemäßBinder copolymer according to
Herstellbeispiel 1 50,0Preparation Example 1 50.0
Thixotropie aste gemäß Herstellbeispiel 3 3,0
VernetzungsmittelThixotropy aste according to preparation example 3 3.0 crosslinking agent
TACT 26,6TACT 26.6
Weitere Bestandteile Substit. Hydroxyphenyl- 1,0 benztriazol (95%-ig inOther ingredients Substit. Hydroxyphenyl-1.0 benzotriazole (95% in
Xylol) (Tinuvin® 292 der FirmaXylene) (Tinuvin® 292 from the company
Ciba)Ciba)
A inoethermodifizierter 1,2 -2,2,6,6-Tetramethyl- piperydinylester(Tinuvin® 400 der Firma Ciba)A ether-modified 1,2 -2,2,6,6-tetramethylpiperydinyl ester (Tinuvin® 400 from Ciba)
Handelsübliche Lösung eines 1,4 polyethermodifizierten Polydimethylsiloxans (5 %ig in Xylol)Commercial solution of a 1.4 polyether modified polydimethylsiloxane (5% in xylene)
Byk® 310 (Byk Chemie)Byk® 310 (Byk Chemie)
Butyldiglykolacetat 5,5Butyl diglycol acetate 5.5
Butylglykolacetat 5,5Butyl glycol acetate 5.5
Solvesso® 150 5,8Solvesso® 150 5.8
SUMME 100TOTAL 100
TACT = handelsübliches Tris(alkoxycarbonylamino)triazin von der FirmaTACT = commercial tris (alkoxycarbonylamino) triazine from the company
CYTECCYTEC
Der Überzugsklarlack wies im DIN4-Becher bei 21 °C eine Auslaufeeit von 28 s auf.The clear coat of coating had a spill time of 28 s in the DIN4 cup at 21 ° C.
Beispiel 1
Die Herstellung einer färb- und effektgebenden Mehrschichtlackierung in erfindungsgemäßer Verfahrensweiseexample 1 The production of a color and effect-giving multi-layer coating in the procedure according to the invention
Zur Herstellung der Prüftafeln wurden nacheinander ein Elektrotauchlack (Trockenschichtdicke 22 μm) und ein Wasserfüller (FU63-9400 der Firma BASF Coatings AG) appliziert und eingebrannt (Trockenschichtdicke 30 μm). Hierbei wurde der Elektrotauchlack während 20 Minuten bei 170°C und der Füller während 20 Minuten bei 160°C eingebrannt. Anschließend wurde ein blauer Wasserbasislack (Wasser-Percolor-Basislack FW 05-513P der Firma BASF Coatings AG mit einer Schichtdicke von 15 - 18 μm aufgetragen und 10 Minuten bei 80°C abgelüftet.To produce the test panels, an electro dip coating (dry layer thickness 22 μm) and a water filler (FU63-9400 from BASF Coatings AG) were applied and baked in (dry layer thickness 30 μm). The electrodeposition paint was baked at 170 ° C. for 20 minutes and the filler at 160 ° C. for 20 minutes. A blue waterborne basecoat (water percolor basecoat FW 05-513P from BASF Coatings AG was then applied with a layer thickness of 15-18 μm and flashed off at 80 ° C. for 10 minutes.
Anschließend wurden der erste Klarlack des Herstellbeispiels 6 (vgl. Tabelle 1) naß-in-naß appliziert und während 30 Minuten bei 135 °C eingebrannt, so daß Trockenschichtdicken von 35 μm resultierten.The first clearcoat material from Preparation Example 6 (see Table 1) was then applied wet-on-wet and baked at 135 ° C. for 30 minutes, so that dry film thicknesses of 35 μm resulted.
Die so erhaltenen Prüftafeln wurden ohne Zwischenschliff mit dem zweiten Klarlack des Herstellbeispiels 7 (vgl. Tabelle 2) überschichtet. Die resultierenden Klarlackschichten wurden während 20 Minuten bei 140°C eingebrannt, so daß Trockenschichtdicken von 20 μm resultierten.The test panels thus obtained were overcoated without intermediate sanding with the second clearcoat of Preparation 7 (see Table 2). The resulting clear lacquer layers were baked at 140 ° C. for 20 minutes, so that dry layer thicknesses of 20 μm resulted.
Die resultierende Mehrschichtlackierung wies eine sehr hohe Kratzfestigkeit, eine sehr gute Polierbarkeit, einen hervorragenden optischen Gesamteindruck, einen sehr guten Verlauf, einen sehr hohen Glanz, eine hohe Härte und Flexibilität, auch ohne Zwischenschliff eine sehr gute ZwischenscMchthaftung und kein Weißanlaufen nach der Belastung im Schwitzwasserkonstantklima, eine sehr gute Stabilität gegen Chemikalien, Vogelkot und Baumharz und eine hohe Witterungsstabilität auf.
The resulting multi-layer coating showed a very high scratch resistance, very good polishability, an excellent overall optical impression, a very good flow, a very high gloss, a high level of hardness and flexibility, even without intermediate sanding, a very good intermediate adhesion and no whitening after exposure in a constant condensation water climate , a very good stability against chemicals, bird droppings and tree resin and a high weather stability.