説明

耐蝕性の塗装のためのコーティング剤

本発明は、以下の順序で重なり合って存在して、(1)ベースコート塗料(A)からの少なくとも1つの第一のベースコート塗装と、(2)ベースコート塗料(B)からの好ましくは1つの第二の色及び/又は効果を与えるベースコート塗装と、(3)クリヤーコート塗料(C)からの少なくとも1つの透明塗装とを含む前記複層塗装において、前記第一のベースコート塗装を形成するベースコート(A)が、少なくとも1種のバインダー(a.1)と、少なくとも1種の色及び/又は効果を与える顔料(a.2)と、芳香族ベース体(GK)を有する少なくとも1種の防蝕性の低分子の成分(a.3)であって、前記ベース体(GK)が、電子供与体特性を有する、前記(GK)に共有結合された少なくとも2つの単座の潜在アニオン性の配位子(L1)及び(L2)を有し、及び/又は前記ベース体(GK)が、電子供与体特性を有する、共有結合された少なくとも2つの単座の潜在アニオン性の配位子(L1)及び(L2)を有する前記芳香族ベース体(GK)に共有結合された置換基(SU)を有し、その際、前記配位子(L1)及び(L2)は、複層塗装の熱硬化後に変わらず錯形成可能である成分とを含有する前記複層塗装に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐蝕性の塗装のための、特に色及び/又は効果を与える複層塗装のためのコーティング剤に関する。
【0002】
従来技術
近年の自動車両は、通常、色及び/又は効果を与える複層塗装を有する。一般に、これらの複層塗装は、電着塗装、サーフェイサー塗装、耐チッピング性プライマー塗装又は機能層、色及び/又は効果を与えるベースコート塗装及びクリヤーコート塗装を含む。複層塗装は、好ましくは、いわゆるウェット・オン・ウェット法によって、乾燥されているが硬化されていないベースコート層上にクリヤーコート層を適用し、次いで少なくともベースコート層及びクリヤーコート層を一緒に熱硬化させて製造される。この方法において、電着塗装及びサーフェイサー塗装、耐チッピング性プライマー又は機能層の製造を取り入れることもできる。
【0003】
その際に、前記サーフェイサー塗装、耐チッピング性プライマー又は機能層は、ここで本質的な技術的な特性、例えば塗装全体での耐衝撃性及び光沢及び延び具合のために決定的である。従って、サーフェイサー塗装、耐チッピング性プライマー又は機能層の品質には、特に高い要求が課される。それらは、また簡単にかつ再現性に優れた様式で製造できなければならない。
【0004】
自動車産業は、更に、原料コスト及びエネルギーコストを下げるために、サーフェイサー塗装、耐チッピング性プライマー又は機能層の乾燥層厚を、複層塗装の応用技術的な特性プロフィールの悪化をさせずに、特に紫外線安定性を悪化させずに薄くすることに努めている。
【0005】
この問題の解決のために、特許出願DE4438504号A1、WO2005/021168号A1及びWO2006/062666号A1から公知の方法は、重要な貢献を果たした。前記方法では、基材は、電着塗料でコーティングされる。得られた電着コーティング層は焼き付けられる。電着コーティング層は、第一の物理的硬化又は熱硬化が可能な水性ベースコート塗料でコーティングされる。得られた第一のベースコート層は、事前に完全に硬化させることなく、第二の熱硬化が可能な水性ベースコート塗料でコーティングされる。得られた第二のベースコート層は、事前に完全に硬化させることなく、クリヤーコート塗料でコーティングされ、それによりクリヤーコート層が得られる。引き続き、第一の及び第二のベースコート層とクリヤーコート層とが一緒に焼き付けられる。第一の物理的硬化又は熱硬化が可能な水性のベースコート塗料は、バインダーとして、少なくとも1種の水希釈可能なポリウレタン樹脂、特にアクリル化ポリウレタンを含有する。前記の第一のベースコート塗料は、とりわけ、顔料として二酸化チタンを、充填剤としてタルクを、そして紫外線吸収剤を含有してよい。前記第一のベースコート塗料は、乾燥層厚35μm未満、好ましくは約15μmで、従来のサーフェイサー塗装、耐チッピング性プライマー又は機能層を、複層塗装の本質的な技術的な特性を損なうことなく代替できる、第一のベースコート塗装又は機能層を提供する。更に、紫外線吸収剤、特に紫外線吸収性の顔料の使用は、WO2005/021168号A1及びWO2006/062666号A1に記載されるように、当該複層塗装の紫外線安定性が保証されることを保証する。前記の複層塗装をストーンチッピングによる負荷にさらした場合に、その高いストーンチッピング安定性にもかかわらず、層複合物全体の剥離が発生し、それによりベアな金属基材が露出して、腐蝕による攻撃にさらされる。この腐蝕は、フクレ(すなわち複層塗装の気泡状の起伏)の形成として現れ、ストーンチッピングにより露出した表面の進行的な拡大を伴い、それは、ベアな金属基材での腐蝕に始まって複層塗装のクリープ腐蝕(korrosive Unterwanderung)によって引き起こされる。
【0006】
従って、衝撃負荷によって露出されたベアな金属基板が、既に層複合物中に存在している防蝕剤によって保護される、複層塗装のためのコーティング剤を開発することに要望があった。その際、該防蝕剤は、一方で、露出した金属基板に達するために十分に高い移動度を有さねばならず、かつ他方で、浸透圧による湿分サイクルでの余計なブリードを防ぐために層複合物中に良好に取り込まれていなければならない。電着コーティング層において通常使用される防蝕剤は、顔料の形態であり、顔料ペーストとして添加される。低分子量の防蝕剤は、これが正電荷を有する場合にのみ、析出プロセスに際して基材と塗料との間の境界面に達するため析出しうる。その際、かかる防蝕剤は、全体の塗料溜めの特性に、従って塗装の特性に大抵は悪影響を及ぼす。顔料の形態の防蝕剤は、一般に、その粒度に基づき、全く移動度を有さないか又は非常にわずかな移動度しか有さない。
【0007】
DE10300751号A1において、コーティング剤に対して5質量%までの水及び/又は溶剤を含有してよいコーティング剤であって、かかる発明によれば金属の直接的なコーティングのために、特に帯金のコーティングのために定められているが、電着塗料層上にも塗布することができるコーティング剤が記載されている。該コーティング剤は、化学線により硬化され、低分子量の有機防蝕剤を含有し、好ましくは更なる無機防蝕性顔料を含有する。防蝕剤及び/又は防蝕性顔料の他に、更に、着色顔料が前記コーティング剤中に存在してよい。冒頭に示したように、自動車量産塗装における複層塗装は記載されていない。
【0008】
電着塗料層のコーティングのために、特に自動車量産塗装で電着塗料層上に、化学線で硬化されるコーティング剤が使用されると、該電着塗料層は、光分解によって損傷を受けやすい。これは、電着塗料層の付着の明らかな低下と、さらにベアな金属基材の近くの層のクリープ腐蝕の増加をもたらす。そのことは、本発明によってまさに回避されることが望ましい。更に、DE10300751号A1に記載されるコーティング剤の適用特性は、高い費用をかけてのみ、自動車量産塗装における前記の複層塗装のために必要とされる適用条件に、特にレオロジーに関して調整可能であるにすぎない。
【0009】
本発明の課題
本発明の課題は、好ましくは金属基材上に対しての耐蝕性のコーティングのための、特に色及び/又は効果を与える複層塗装のためのコーティング剤であって、前記複層塗装が、以下の順序で重なり合って、
(1)ベースコート塗料(A)からの少なくとも1つの第一のベースコート塗装と、
(2)好ましくはベースコート塗料(B)からの少なくとも1つの第二のベースコート塗装と、
(3)クリヤーコート(C)からの少なくとも1つの透明塗装と、
を含み、好ましくは、少なくとも1種の熱硬化が可能な、好ましくは水性ベースコート塗料(A)と、好ましくは少なくとも1種の熱硬化が可能な、好ましくは水性ベースコート塗料(B)と、少なくとも1種のクリヤーコート塗料(C)とを、下塗りされていない基材上に又は好ましくは少なくとも1種の硬化されていないもしくは部分的に硬化されたプライマー(G)で少なくとも部分的にコーティングされた基材上に又は特に好ましくは少なくとも1種の完全に硬化されたプライマー(G)で少なくとも部分的にコーティングされた基材上に連続的に適用することによって製造できるものであり、先行技術の欠点をもはや有さない前記コーティング剤を提供することであった。特に、本発明による複層塗装は、隣接する塗料層に対して良好な付着性を有すると同時に、露出したベアな金属基材から始まる複層複合物のクリープ腐蝕によって引き起こされる衝撃負荷後の腐蝕の明らかな低下を示すことが望ましい。更に、耐蝕性の改善は、特にベースコート塗料(A)中に良好に組み込むことが可能な成分によって達成されるべきである。更に、物理的硬化又は熱硬化が可能な、好ましくは水性ベースコート塗料(A)は、簡単に、従来の、好ましくは水性ベースコート塗料を基礎として提供できることが望ましく、かつ約15μmの層厚でさえ従来のサーフェイサー塗装、耐チッピング性プライマー又は機能層を、複層塗装の応用技術的な特性、特に、特に耐チッピング性及び紫外線安定性に長時間曝露の後にも悪影響を及ぼさずに全面的に代替できる第一のベースコート塗装を提供することが望ましい。その際、その新規の方法は、静電的な吹き付け塗布及び気圧塗布によるベースコート塗料の適用のための既存の装置において、そのために改装を必要とすることなく実施できることが望ましい。
【0010】
本発明による解決
それに応じて、基材上の色及び/又は効果を与える複層塗装であって、前記複層塗装が、以下の順序で重なり合って、
(1)ベースコート塗料(A)からの少なくとも1つの第一のベースコート塗装と、
(2)好ましくはベースコート塗料(B)からの少なくとも1つの第二のベースコート塗装と、
(3)クリヤーコート(C)からの少なくとも1つの透明塗装と、
を含み、好ましくは、少なくとも1種の熱硬化が可能な水性ベースコート塗料(A)と、少なくとも1種の熱硬化が可能な水性ベースコート塗料(B)と、場合により少なくとも1種のクリヤーコート塗料(C)とを、下塗りされていない基材上に又は好ましくは少なくとも1種の硬化されていないもしくは部分的にのみ硬化されたプライマー(G)で少なくとも部分的にコーティングされた基材上に又は特に好ましくは少なくとも1種の完全に硬化されたプライマー(G)で少なくとも部分的にコーティングされた基材上に連続的に適用し、そして
(a)得られたベースコート塗料(A)及び(B)からの湿式層と、場合によりクリヤーコート塗料(C)とを一緒に硬化させるか、又は
(b)得られたベースコート塗料(A)及び(B)からの湿式層と、場合によりクリヤーコート塗料(C)並びに場合により硬化されていないもしくは部分的にのみ硬化されたプライマー(G)とを一緒に硬化させることによって製造でき、その際、前記ベースコート塗料(A)は、
(a.1)少なくとも1種のバインダーと、
(a.2)少なくとも1種の色又は効果を与える顔料と、
(a.3)芳香族ベース体(GK)であって、該(GK)に共有結合された電子供与体特性を有する少なくとも2つの単座の潜在アニオン性配位子(L1)及び(L2)及び/又は電子供与体特性を有する少なくとも2つの単座の潜在アニオン性配位子(L1)及び(L2)を有する、該(GK)に共有結合された置換基(SU)を有し、前記配位子(L)が前記複層塗装の熱硬化に際してそのキレート形成剤としての特性を失わない芳香族ベース体(GK)を有する少なくとも1種の防蝕性の低分子の成分と、
を含有する、前記複層塗装が見出された。
【0011】
先行技術に鑑みて、当業者には、本発明の基礎となる前記課題、つまりブリスター腐蝕の低減と同時にベースコート塗料(A)からなるベースコート塗装とプライマー(G)との間の改善された付着性もしくはベアな金属製基材に対する改善された付着性が、本発明による複層塗装を用いることによって解決できることは予見できなかった。本発明により使用される熱硬化性の水性ベースコート塗料(A)は、簡単に、従来の水性ベースコート塗料を基礎として提供でき、かつ約15μmの層厚でさえ従来のサーフェイサー塗装、耐チッピング性プライマー又は機能層を、複層塗装の応用技術的な特性、特に、特に耐チッピング性及び紫外線安定性に長時間曝露の後にも悪影響を及ぼさずに全面的に代替できる第一の色及び/又は効果を与えるベースコート塗装(A)を提供できた。その際、水性ベースコート塗料(A)は、静電的な吹き付け塗布及び気圧式吹き付け塗布によるベースコート塗料の適用のための既存の設備において、そのために改装を必要とすることなく実施できた。
【0012】
本発明による複層塗装及びその適用のための方法の詳細な説明
ベースコート塗料(A)
ベースコート塗料(A)のバインダー(a.1)
好ましくは熱硬化が可能であり、かつ特に好ましくは水性のベースコート塗料であって、以下に記載される複層塗装のために使用される塗料は、本質的な成分として、好ましくは官能基(Gr)を有する少なくとも1種のバインダー(a.1)を含有する。特に好ましい官能基(Gr)は、ヒドロキシル基、カルバメート基、エポキシ基、アミノ基及び/又はイソシアネート基であり、その際、ヒドロキシル基が官能基(Gr)として殊に好ましい。その際、原則的には、かかる特徴を有する、有機ベースコート塗料及び/又は水性ベースコート塗料に使用することについて知られている、あらゆる熱硬化が可能なバインダーを使用してよい。
【0013】
本発明によるコーティング剤で使用するのに適したバインダー(a.1)は、例えば特許出願DE4438504号A1、EP0593454号B1、DE19948004号A1、EP0787159号B1及びWO2005/021168号A1に記載されている。好ましくは、EP0593454号B1、EP0787159号B1、DE19948004号A1及び/又はWO2005/021168号A1に記載されるバインダーが使用され、その際、前記のバインダーの他に、なおも更なるバインダーを使用してよい。
【0014】
好ましくは、バインダー(a.1)は、好ましくは水希釈可能なポリエステル樹脂(a.1.1)、好ましくは水希釈可能なポリウレタン樹脂(a.1.2)及び/又は好ましくは水希釈可能なポリアクリレート樹脂(a.1.3)の群から選択される少なくとも2種の成分からの組み合わせを含有する。
【0015】
特に好ましくは、成分(a.1.1)としては、EP0593454号B1の第8頁第3行〜第9頁第42行に記載される水希釈可能なポリエステル樹脂が使用される。かかるポリエステル樹脂(a.1.1)は、
(a.1.1.1)ポリオール又はポリオールの混合物と、
(a.1.1.2)ポリカルボン酸もしくはポリカルボン酸無水物又はポリカルボン酸及び/もしくはポリカルボン酸無水物からの混合物と
を反応させて、DIN EN ISO3682による酸価20〜70、好ましくは25〜55mg KOH/g(不揮発性成分)及びDIN EN ISO4629によるヒドロキシル価30〜200、好ましくは45〜100mg KOH/g(不揮発性成分)を有するポリエステル樹脂とすることによって得られる。
【0016】
水希釈可能なポリエステル樹脂(a.1.1)の製造のために使用が好ましい成分(a.1.1.1)は、EP0593454号B1の第8頁第26行〜51行に記載され、使用が好ましい成分(a.1.1.2)は、EP0593454号B1の第8頁第52行〜第9頁第32行に記載されている。ポリエステル樹脂(a.1.1)の製造とその中和は、EP0593454号B1の第9頁第33行〜42行に記載されている。
【0017】
特に好ましくは、成分(a.1.2)としては、EP0593454号B1の第5頁第42行〜第8頁第2行に記載される水希釈可能なポリウレタン樹脂が使用される。かかるポリウレタン樹脂(a.1.2)は、
(a.1.2.1)ポリエステルポリオール及び/もしくはポリエーテルポリオール又はかかるポリエステルポリオール及び/もしくはポリエーテルポリオールからの混合物と、
(a.1.2.2)ポリイソシアネート又はポリイソシアネートからの混合物と、
(a.1.2.3)イソシアネート基に対して反応性の少なくとも1つの基及びアニオン形成が可能な少なくとも1つの基を1分子中に有する化合物又はかかる化合物からの混合物と、
(a.1.2.4)場合により、少なくとも1つのヒドロキシル基及び/又はアミノ基を有する分子量40〜600ダルトンを有する有機化合物又はかかる化合物からの混合物と、
(a.1.2.5)場合により、イソシアネート基に対して反応性の少なくとも1つの基及び少なくとも1つのポリオキシアルキレン基を1分子中に有する化合物又はかかる化合物からの混合物と
を互いに反応させ、そして生じた反応生成物を少なくとも部分的に中和させることによって得られる。こうして製造されるポリウレタン樹脂は、好ましくはDIN EN ISO3682による酸価10〜60mg KOH/g(不揮発性成分)及びDIN EN ISO4629によるヒドロキシル価5〜200、好ましくは10〜150mg KOH/g(不揮発性成分)を有する。
【0018】
水希釈可能なポリウレタン樹脂(a.1.2)の製造のために使用が好ましい成分(a.1.2.1)は、EP0593454号B1の第6頁第6行〜42行に記載され、使用が好ましい成分(a.1.2.2)は、EP0593454号B1の第6頁第43行〜第7頁第13行に記載され、その際、殊に好ましくはイソホロンジイソシアネート及びテトラメチルキシロールジイソシアネートを基礎とするポリイソシアネートが使用され、使用が好ましい成分(a.1.2.3)は、EP0593454号B1の第7頁第14行〜30行に記載され、使用が好ましい成分(a.1.2.4)は、EP0593454号B1の第7頁第31行〜53行に記載され、かつ使用が好ましい成分(a.1.2.5)は、EP0593454号B1の第7頁第54行〜58行に記載されている。ポリウレタン樹脂(a.1.1)の製造とその中和は、EP0593454号B1の第7頁第59行〜第8頁第2行に記載されている。
【0019】
成分(a.1.3)としては、例えばEP0593454号B1に記載されるような水希釈可能なポリアクリレート樹脂を使用してよい。成分(a.1.3)としては、重合可能な二重結合を有する単位を場合により有するポリウレタン−プレポリマー(a.1.3.1)の存在下で製造される水希釈可能なポリアクリレート樹脂が好ましい。
【0020】
本発明の好ましい一実施形態においては、EP0787159号B1による水希釈可能なポリウレタン変性ポリアクリレート(a.1.3)が使用される。
【0021】
かかる水希釈可能なポリウレタン変性されたポリアクリレート(a.1.3)は、好ましい一実施形態においては、第一段階において、本質的に重合可能な二重結合を有さない、ポリウレタン−プレポリマー(a.1.3.1)の溶液の存在下に、
(a.1.3.a.1)本質的にカルボキシル基不含の(メタ)アクリル酸エステル又は(メタ)アクリル酸エステルからの混合物と、
(a.1.3.a.2)少なくとも1つのヒドロキシル基を1分子当たりに有し、かつ本質的にカルボキシル基不含である、エチレン性不飽和モノマー又はかかるモノマーからの混合物と、
(a.1.3.a.3)本質的にカルボキシル基不含の、(a.1.3.a.1)及び(a.1.3.a.2)とは異なるモノマー又はかかるモノマーからの混合物と
からの混合物を重合させ、その際、前記ポリウレタン−プレポリマー(a.1.3.1)は架橋されたポリウレタン樹脂ではなく、
引き続き、第二段階において、
(a.1.3.b.1)少なくとも1つのカルボキシル基を1分子当たりに有するエチレン性不飽和モノマー又はかかるモノマーからの混合物と、
(a.1.3.b.2)本質的にカルボキシル基不含の、エチレン性不飽和モノマー又はかかるモノマーからの混合物と
からの混合物の添加後に、第一段階で添加されたモノマーの少なくとも80質量%が反応してから更に重合させ、そして
後続の段階において重合の完了後に、ポリウレタン変性ポリアクリレート(a.1.3)を中和し、引き続き水中に分散させることによって得られる。
【0022】
モノマー成分(a.1.3.a.1)、(a.1.3.a.2)、(a.1.3.a.3)、(a.1.3.b.1)及び(a.1.3.b.2)は、上述の成分から得られるポリアクリレート樹脂が、DIN EN ISO3682による酸価20〜100mg KOH/g(不揮発性成分)及びDIN EN ISO4629によるヒドロキシル価5〜200、好ましくは10〜150mg KOH/g(不揮発性成分)を有するような種類及び量で選択される。上述の成分の好ましい質量割合は、EP0787159号B1の第3頁第4〜6行に記載されている。
【0023】
水希釈可能なポリウレタン変性されたポリアクリレート樹脂(a.1.3)の製造のために使用が好ましい成分(a.1.3.1)は、EP0787159号B1の第3頁第38行〜第6頁第13行に、使用が好ましい成分(a.1.3.a.1)は、EP0787159号B1の第3頁第13〜20行に、使用が好ましい成分(a.1.3.a.2)は、EP0787159号B1の第3頁第21〜33行に、使用が好ましい成分(a.1.3.a.3)は、EP0787159号B1の第3頁第34〜37行に、使用が好ましい成分(a.1.3.b.1)は、EP0787159号B1の第6頁第33〜39行に、かつ使用が好ましい成分(a.1.3.b.2)は、EP0787159号B1の第6頁第40〜42行に記載されている。
【0024】
本発明の更なる一実施形態においては、重合可能な二重結合を有するポリウレタン−プレポリマー(a.1.3.1)の存在下で製造される、水希釈可能なポリウレタン変性されたポリアクリレート(a.1.3)が使用される。かかるグラフト混合重合体及びその製造は、例えばEP0608021号A1、DE19645761号A1、DE19722862号A1、WO98/54266号A1、EP0522419号A1、EP0522420号A2及びDE10039262号A1から公知である。
【0025】
その際、好ましくは、グラフト混合重合体を基礎とする水希釈可能なポリウレタン変性されたポリアクリレート(a.1.3)としては、DE19948004号A1に記載されるものが使用される。その際、前記ポリウレタンプレポリマー成分(a.1.3.1)は、
(1)少なくとも1つの遊離イソシアネート基を含む少なくとも1種のポリウレタンプレポリマーと、
(2)少なくとも1種のエテニルアリーレンモノイソシアネート及び少なくとも2つのイソシアネート反応性官能基を含む少なくとも1種の化合物を反応させることで得られる少なくとも1種の付加物と
を、前記付加物中に少なくとも1つのイソシアネート反応性官能基が残るように互いに反応させることによって製造される。
【0026】
上述の段階(1)での使用が好ましいポリウレタンプレポリマーは、DE19948004号A1の第4頁第19行〜第8頁第4行に記載されている。上述の段階(2)での使用が好ましい付加物は、DE19948004号A1の第8頁第5行〜第9頁第40行に記載されている。好ましくは、グラフト混合重合は、DE19948004号A1の第12頁第62行〜第13頁第48行に記載されるように、DE19948004号A1の第11頁第30行〜第12頁第60行に記載されるモノマーを用いて実施される。本発明により使用されるべき水性ベースコート塗料(A)で使用するためには、前記グラフト混合重合体(a.1.3)は、部分的に又は完全に中和され、それによって、潜在アニオン性基、すなわち酸基の一部又は全ては、アニオン性基に変換される。好適な中和剤は、DE4437535号A1の第6頁第7〜16行から又はDE19948004号A1の第7頁第4〜8行から公知である。
【0027】
ベースコート塗料(A)中のバインダー(a.1)の含有率は、非常に幅広く変化してよく、かつ個々の場合の要求に従う。好ましくは、ベースコート塗料(A)中の(a.1)の含有率は、ベースコート塗料(A)の固体に対して、10〜90質量%、特に15〜85質量%である。
【0028】
ベースコート塗料(A)の顔料(a.2)
ベースコート塗料(A)は、少なくとも1種の色又は効果を与える顔料(a.2)を含有する。好ましくは、顔料(a.2)は、有機の及び無機の、色を与える、光学的な効果を与える、色と光学的な効果を与える、蛍光性の及び燐光性の顔料からなる群から、特に有機の及び無機の、色を与える、光学的な効果を与える、色と光学的な効果を与える顔料からなる群から、又はそれらの混合物から選択することができる。殊に好ましくは、顔料(a.2)は、紫外線吸収性の成分を有する。
【0029】
色を与えることもできる好適な効果顔料の例は、金属片顔料、例えば商慣習のアルミニウムブロンズ、DE3636183号A1によるクロメート処理されたアルミニウムブロンズ及び商慣習のステンレスブロンズ並びに非金属の効果顔料、例えば真珠光沢顔料もしくは干渉顔料などの効果顔料、酸化鉄を基礎とするピンク色ないし赤褐色の色調を有する薄板状の効果顔料又は液晶効果顔料である。補足的に、Roempp Lexikon Lacke und Druckfarben,Georg Thieme出版,1998年,第176頁「効果顔料(Effektpigment)」及び第380頁及び第381頁「金属酸化物−マイカ顔料(Metalloxid−Glimmer−Pigmente)」ないし「金属顔料(Metallpigmente)」並びに特許出願及び特許のDE3636156号A1、DE3718446号A1、DE3719804号A1、DE3930601号A1、EP0068311号A1、EP0264843号A1、EP0265820号A1、EP0283852号A1、EP0293746号A1、EP0417567号A1、US4,828,826号A又はUS5,244,649号Aを援用する。
【0030】
好適な無機の色を与える顔料のための例は、白色顔料、例えば亜鉛白、硫化亜鉛又はリトポン;黒色顔料、例えばカーボンブラック、鉄マンガン黒又はスピネルブラック;着色顔料、例えば酸化クロム、酸化クロム水和物グリーン、コバルトグリーン又はウルトラマリングリーン、コバルトブルー、ウルトラマリンブルー又はマンガンブルー、ウルトラマリンバイオレット又はコバルトバイオレット及びマンガンバイオレット、酸化鉄レッド、カドミウムスルホセレニド、モリブデンレッド又はウルトラマリンレッド;酸化鉄ブラウン、ミックスブラウン、スピネル相及びコランダム相又はクロムオレンジ;又は酸化鉄イエロー、ニッケルチタンイエロー、クロムチタンイエロー、硫化カドミウム、硫化カドミウム亜鉛、クロムイエロー又はバナジン酸ビスマスである。
【0031】
好適な有機の色を与える顔料のための例は、モノアゾ顔料、ビスアゾ顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、キノフタロン顔料、ジケトピロロピロール顔料、ジオキサジン顔料、インダントロン顔料、イソインドリン顔料、イソインドリノン顔料、アゾメチン顔料、チオインジゴ顔料、金属錯体顔料、ペリノン顔料、ペリレン顔料、フタロシアニン顔料又はアニリンブラックである。
【0032】
補足的に、Roempp Lexikon Lacke und Druckfarben,Georg Thieme出版,1998年,第180頁及び第181頁「紺青顔料(Eisenblau−Pigmente)」ないし「酸化鉄黒(Eisenoxidschwarz)」、第451頁〜第453頁「顔料(Pigmente)」ないし「顔料容量濃度(Pigmentvolumenkonzentration)」、第563頁「チオインジゴ顔料(Thioindigo−Pigmente)」、第567頁「二酸化チタン顔料(Titandioxid−Pigmente)」、第400頁及び第467頁「天然産生顔料(Natuerlich vorkommende Pigmente)」、第459頁「多環式顔料(Polycyclisch Pigmente)」、第52頁「アゾメチン顔料(Azomethin−Pigmente)」、「アゾ顔料(Azopigmente)」、及び第379頁「金属錯体顔料(Metallkomplex−Pigmente)」を援用する。
【0033】
蛍光性の及び燐光性の顔料(昼光顔料(Tagesleuchtpigmente))のための例は、ビス(アゾメチン)顔料である。
【0034】
ベースコート塗料(A)中の顔料(a.2)の含有率は、非常に幅広く変化してよく、かつ第一に、調整されるべき効果の強度に、特に光学的効果の強度に及び/又は色相に従う。
【0035】
好ましくは、ベースコート塗料(A)中の顔料(a.2)は、ベースコート塗料(A)の固体に対して、0.5〜60質量%の、好ましくは0.5〜45質量%の、特に好ましくは0.5〜40質量%の、殊に好ましくは0.5〜35質量%の、特に0.5〜30質量%の量で含まれている。
【0036】
好ましくは、顔料(a.2)は、ベースコート塗料(A)中への組み込み可能性を容易にするために、バインダー(a.1)の少なくとも1種の上記成分と一緒に磨砕される。特に好ましくは、バインダー(a.1)の上記成分(a.1.2)は磨砕のために使用される。
【0037】
特に好ましくは、ベースコート塗料(A)は、少なくとも1種の紫外線吸収性の顔料(a.2.1)を含有する。好ましくは、前記の紫外線吸収性の顔料(a.2.1)は、二酸化チタン顔料及びカーボンブラック顔料からなる群から選択される。ベースコート塗料(A)中の紫外線吸収性の顔料、特に二酸化チタン顔料及び/又はカーボンブラック顔料(a.2.1)の含有率は、非常に幅広く変化してよく、かつ個々の場合の要求に、特にベースコート塗料(A)中の及び/又は本発明による複層塗装の他の層中の他の顔料によって引き起こされる、紫外線の透過率の度合いに従う。好ましくは、ベースコート塗料(A)中の二酸化チタン顔料(a.2.1)の含有率は、ベースコート塗料(A)の固体に対して、0.1〜50質量%、特に0.5〜40質量%である。好ましくは、ベースコート塗料(A)中のカーボンブラック顔料(a.2.1)の含有率は、ベースコート塗料(A)の固体に対して、0.005〜5質量%、特に0.01〜2質量%である。
【0038】
ベースコート塗料(A)の防蝕性の成分(a.3)
防蝕性の成分(a.3)は、芳香族ベース体(GK)であって、電子供与体特性を有する、前記(GK)に共有結合された少なくとも2つの単座の潜在アニオン性の配位子(L1)及び(L2)を有し、前記配位子(L1)及び(L2)が前記芳香族ベース体(GK)の好ましくは1,2−位、1,3−位もしくは1,4−位に存在する芳香族ベース体(GK)、及び/又は芳香族ベース体(GK)であって、電子供与体特性を有する、共有結合された少なくとも2つの単座の潜在アニオン性の配位子(L1)及び(L2)を有する前記芳香族ベース体(GK)に共有結合された置換基(SU)を有し、前記配位子(L1)及び(L2)が前記置換基(SU)の好ましくは1,2−位、1,3−位もしくは1,4−位に存在する芳香族ベース体(GK)を有し、その際、前記配位子(L)は、金属基材に対する良好な付着を可能にし、基材の腐蝕に際して遊離される金属イオンとキレートを形成することができ("キレート"と同等のものは、Roemppオンライン,Georg Thieme出版,シュトゥットガルト,ニューヨーク,2005年,チャプター"キレート(Chelate)")、かつ前記配位子(L)は、複層塗装の熱硬化に際してそのキレート結合剤としての特性を失わず、好ましくはベース体(GK)から、副次的な割合でのみ、特に配位子(L)全体に対して25モル%未満の割合でしか開裂しない。
【0039】
前記配位子(L)は、錯形成及び/又は金属表面を覆うことによって、金属表面の腐蝕に至りうる部分を減らすことにより腐蝕を抑え、かつ/又は金属表面に形成される半電池の電気化学ポテンシャルのシフトをもたらす。更に、成分(a.3)は、付加的に緩衝作用によって、腐蝕に必要な水性媒体のpH値のシフトを金属との境界面で抑えることができる。
【0040】
成分(a.3)のために好ましい芳香族ベース体(GK)は、C6〜C14−芳香族化合物、例えば特にベンゼン及びナフタリン並びに芳香族系中に5〜10個の原子を有する複素芳香族化合物、例えば特にピリジン、ピリミジン、ピラゾール、ピロール、チオフェン、フラン、ベンズイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、キノリン、イソキノリン、インダン、インデン、ベンゾピロンであり、特に好ましくはトリアジン、もしくは上述のベース体の組み合わせであり、その際、第一のベース体(GK1)は1つもしくは更なるベース体(GKn)を置換基として有してよい。
【0041】
配位子(L1)は、好ましくは、ヒドロキシル基、チオール基及び/又はアミノ基並びにエーテル基及び/又はチオエーテル基の群から選択され、その際、特に1,2−位、1,3−位及び/又は1,4−位で好ましくは配位子(L2)として遊離の電子対を有する更なる基、例えば特にヒドロキシル基、チオール基及び/又はアミノ基及び/又はカルボニル基、チオカルボニル基及び/又はイミノ基及び/又はヘテロ原子、例えば特に窒素原子及び酸素原子及び/又はカルベン基及び/又はアセチレン基がベース体(GK)に存在する。さらに、芳香族ベース体(GK)に対して共有結合された置換基(SU)であって、共有結合された少なくとも2つの単座の潜在アニオン性のヒドロキシル基、チオール基及び/又はアミノ基並びにエーテル基及び/又はチオエーテル基の群から選択される配位子(L1)を有し、かつ配位子(L2)として遊離の電子対を有する更なる基、例えば特にヒドロキシル基、チオール基及び/又はアミノ基及び/又はカルボニル基、チオカルボニル基及び/又はイミノ基を有する置換基(SU)が好ましく、その際、前記配位子(L1)及び(L2)は、好ましくは前記置換基(SU)の1,2−位、1,3−位又は1,4−位に存在する。本発明の更なる好ましい一実施形態において、上述の配位子(L1)及び(L2)は、芳香族ベース体(GK)の1,2−位、1,3−位及び/又は1,4−位に配置されても、置換基(SU)の1,2−位、1,3−位及び/又は1,4−位に配置されもよい。
【0042】
特に好ましい成分(a.3)は、1,2−位でカルボニル基で置換されたアニリン又は特に場合により更なる置換基を有してよいフェノール及び/又はチオフェノール又はアルコキシ置換基を有し、2位もしくは3位にさらなるヒドロキシ基もしくはメルカプト基を有する芳香族化合物、例えば殊に好ましくは場合により置換された2−メトキシフェノール又は2−メトキシチオフェノールであって、さらに1つのアルデヒド基もしくはケト基を3位もしくは4位に有してよいもの、場合により置換された2−ヒドロキシフェニルメチルケトン又は2−メルカプトフェニルメチルケトン、又は場合により置換されたトリフェニルトリアジンであって、少なくとも1つのフェニル置換基にアルコキシ基を有し、2位もしくは3位にさらなるヒドロキシ基もしくはメルカプト基を有するものである。
【0043】
成分(a.3)は、必要に応じて、公知のように親水性変性されていてよい。このために、特に付加的なイオン性置換基及び/又は非イオン性置換基をベース体(GK)及び/又は置換基(SU)へと導入する。特に、前記置換基は、付加的なアニオン性の置換基の場合に、フェノレート基、カルボキシレート基、ホスホネート基又はホスフェート基、チオレート基、スルホネート基及び/又はスルフェート基であり、付加的なカチオン性の置換基の場合に、アンモニウム基、スルホニウム基及び/又はホスホニウム基であり、そして付加的な非イオン性の基の場合に、オリゴアルコキシル化又はポリアルコキシル化された、特に好ましくはエトキシル化された置換基であり、その際、前記置換基は、また付加的な配位子(Ln)としても機能しうる。
【0044】
成分(a.3)は、ベースコート塗料(A)中に、それぞれベースコート塗料(A)の全質量に対して、0.1〜20質量%の量で、有利には0.2〜10質量%の量で、特に好ましくは0.5〜5質量%の量で含まれている。
【0045】
更なる成分及びベースコート塗料(A)の製造
本発明の更なる一実施形態において、ベースコート塗料(A)は、タルク成分(a.4)を含有する。タルク(a.4)の含有率は、非常に幅広く変化してよく、かつ個々の場合の必要量に従う。好ましくは、成分(a.4)の含有率は、ベースコート塗料(A)の固体に対して、0.1〜5質量%、特に0.5〜2質量%である。
【0046】
更に、ベースコート塗料(A)は、少なくとも1種の慣用の及び公知の添加剤(a.5)を有効量で含有してよい。好ましくは、1種以上の添加剤(a.5)は、異なる架橋剤、バインダー(a.1)とは異なるオリゴマーの及びポリマーのバインダー、成分(a.2)ないし(a.4)とは異なる有機の及び無機の、有色の、透明な、乳白色の、有機顔料及び無機顔料、充填剤及びナノ粒子、有機溶剤、乾燥剤、沈殿防止剤、紫外線吸収剤、光保護剤、ラジカル捕捉剤、脱気剤、スリップ助剤、重合抑制剤、消泡剤、乳化剤、湿潤剤、付着助剤、均展剤、皮膜形成助剤並びにレオロジー調節添加剤及び難燃剤からなる群から選択される。好適な添加剤(a.5)の例は、ドイツ特許出願DE19948004号A1の第14頁第32行〜第17頁第5行に記載されており、その際、好ましくはアミノプラスト樹脂は、主たる又は唯一の架橋剤としてベースコート塗料(A)中に、DE19948004号A1の第16頁第6行〜14行に記載される、それぞれベースコート塗料(A)の全質量に対して0.1〜30質量%の量で、好ましくは0.3〜20質量%の量で、特に好ましくは0.5〜10質量%の量で含まれている。方法上、本発明によるコーティング剤の製造は、特殊性を有さず、好ましくは上記の成分を混合して、得られた混合物を、慣用の及び公知の混合法及び装置、例えば特に撹拌槽、撹拌ミル、ウルトラツラックス(Ultraturrax)、インラインディゾルバ、スタティックミキサ、リングギア分散機(Zahnkranzdispergator)、圧力解放ノズル(Druckentspannungsduese)及び/又はマイクロフルイダイザを用いて均質化することによって行われる。
【0047】
本発明による複層塗装の適用
本発明による複層塗装は、液状のコーティング物質の適用のためのあらゆる慣用の及び公知の方法を用いて適用できるが、本発明による複層塗装の製造方法のためには、ベースコート塗料(A)を、静電的吹き付け塗布(ESTA)によって、好ましくは高速回転ベルを用いて適用することが好ましい。好ましくは、ベースコート塗料(A)は、ベースコート塗料(A)から得られた塗料層の硬化後に、6〜25μmの、好ましくは7〜20μmの、特に好ましくは8〜18μmの乾燥層厚が得られるような湿式層厚で適用される。
【0048】
複層塗装の好ましい製造方法において、ベースコート塗料(A)は、直ちに、熱硬化性の、好ましくは水性のベースコート塗料(B)でコーティングされる。特に好ましくは本発明によるコーティング剤からなるベースコート層はまずフラッシュオフ又は乾燥されるが、その際に、硬化させないか又は部分的にのみ硬化させ、引き続き熱硬化性の、好ましくは水性のベースコート塗料(B)でコーティングされる。
【0049】
好ましくは、前記の熱硬化性の、水性ベースコート塗料(B)は、慣用の及び公知の水性のベースコート塗料であり、前記塗料は、例えば特許出願WO2005/021168号A1の第24頁第11行〜28行から公知の塗料などである。
【0050】
本発明の特に好ましい一実施形態において、水性のベースコート塗料(B)は、ベースコート塗料(A)と同様に、成分(a.3)を、それぞれベースコート塗料(B)の全質量に対して、0.1〜20質量%の量で、好ましくは0.2〜10質量%の量で、特に好ましくは0.5〜5質量%の量で含有する。
【0051】
前記ベースコート塗料(B)は、液状のコーティング物質の適用のためのあらゆる慣用の及び公知の方法を用いて適用できるが、本発明による方法のためには、ESTA 高回転を用いて適用することが好ましい。好ましくは、前記塗料は、得られたベースコート塗料(B)の硬化後に、4〜25μmの、好ましくは5〜15μmの、特に好ましくは6〜10μmの乾燥層厚が得られるような湿式層厚で適用される。好ましくは、ベースコート塗料(A)及びベースコート塗料(B)は、硬化後に、ベースコート塗料(A)及びベースコート塗料(B)の全体で10〜50μmの、好ましくは12〜35μmの、特に好ましくは14〜28μmの全乾燥層厚が得られるような湿式層厚で適用される。
【0052】
好ましい本発明による複層塗装は、ベースコート塗料(A)を、好ましくは少なくとも1種の熱硬化性の、好ましくは水性のベースコート塗料(B)及び少なくとも1種のクリヤーコート塗料(C)を、
(i)下塗りされていない基材上に、
(ii)好ましくは少なくとも1種の硬化されていない又は部分的にのみ硬化されたプライマー(G)上に、
(iii)特に好ましくは少なくとも1種の完全に硬化されたプライマー(G)でコーティングされた基材上に、
連続的に適用し、そして
(a)ベースコート塗料(A)とベースコート塗料(B)とクリヤーコート塗料(C)とから得られた湿式層、又は
(b)本発明によるコーティング剤とベースコート塗料(B)とクリヤーコート塗料(C)並びに場合により硬化されていないもしくは部分的にのみ硬化されたプライマー(G)とから得られた湿式層
を一緒に硬化させることによって製造される。
【0053】
この種類の方法は、例えばドイツ特許出願DE4438504号A1の第4頁第62行〜第5頁第20行及び第5頁第59行〜第6頁第9行から並びにドイツ特許出願DE19948004号A1の第17頁第59行〜第19頁第22行及び第22頁第13行〜31行から、第21頁の第1表と組み合わせて知られている。
【0054】
好ましい本発明による方法では、ベースコート塗料(A)又は好ましくはベースコート塗料(B)からのコーティングは、直ちに、クリヤーコート塗料(C)でコーティングされる。又は、前記塗料はまずフラッシュオフ又は乾燥されるが、その際、硬化されないか又は部分的にのみ硬化されて、引き続きクリヤーコート塗料(C)でコーティングされる。
【0055】
クリヤーコート塗料(C)は、透明な、特に光学的に澄明な、熱硬化性の及び/又は化学線で硬化可能なコーティング物質である。クリヤーコート塗料(C)としては、あらゆる慣用の及び公知の1成分系(1K)の、2成分系(2K)の、又は多成分系(3K,4K)のクリヤーコート塗料、粉末クリヤーコート塗料、粉末スラリーのクリヤーコート塗料又は紫外線硬化性のクリヤーコート塗料が該当する。本発明による方法のために選択されるクリヤーコート塗料(C)は、クリヤーコート塗料(C)の物質状態(液状又は粉末状)に適合された慣用の及び公知の適用法を用いて適用される。好適なクリヤーコート塗料及びその適用法は、例えば特許出願WO2005/021168号A1の第25頁第27行〜第28頁第23行から公知である。
【0056】
基材は、非常に様々な材料から、及び材料の組み合わせから構成されていてよい。好ましくは、前記基材は、少なくとも部分的に、金属からなり、その際に、空間的に金属製の基材の他にプラスチック基材が配置されていてよく、それは例えば、金属製ボディーと組み合わされたプラスチック製のボディー部品がそれに該当する。
【0057】
殊に好ましくは、前記基材は、金属、特に鋼から構成されている。
【0058】
前記基材は、非常に様々な使用目的を有してよい。好ましくは、前記基材は、車両、特に乗用車、オートバイ、トラック及びバスのボディー並びにその部品;工業的小部品;コイル、コンテナ及び日用品である。特に、前記基材は、自動車のボディー及びその部品である。
【0059】
プライマー(G)としては、あらゆる公知の無機の及び/又は有機のプライマー、特に金属又はプラスチック用のプライマーを使用することができる。好ましくは、慣用の及び公知の電着塗装がプライマー(G)として使用される。電着塗装(G)は、慣用の及び公知のように、電気泳動的に、特にカソード的に析出可能な電着塗料から製造される。得られる電着塗料層(G)は、好ましくはベースコート(A)の適用の前に熱硬化される。しかしながら、前記層は、単に乾燥させてもよいし、その際に硬化させなくても又は部分的にのみ硬化させてもよく、その後に、前記層は、本発明によるコーティング剤と、好ましくはベースコート塗料(B)及びクリヤーコート塗料(C)からなる他の層と一緒に硬化させてよい。
【0060】
好ましい本発明による方法では、ベースコート塗料(A)とベースコート塗料(B)とクリヤーコート塗料(C)とからなる適用された層は、一緒に熱硬化される。クリヤーコート塗料(C)がさらにまた化学線により硬化可能である場合には、さらに化学線による照射による後硬化が行われる。プライマー(G)がまだ硬化されていない場合に、それは前記の方法工程で一緒に硬化される。
【0061】
硬化は、所定の休止時間(フラッシュオフとも呼ばれる)後に、場合によりプライマーと、ベースコート塗料(A)と、ベースコート塗料(B)と、引き続いてのクリヤーコート塗料(C)の塗工の間及びその後に行われる。休止時間は、30秒〜2時間の期間、好ましくは1分〜1時間の期間、特に1〜45分の期間を有してよい。この休止時間は、例えば塗料層の均展及び脱気のために、又は揮発成分の蒸発のために用いられる。この休止時間は、この場合に、塗料層の損傷又は変化が生じない限り、例えば早すぎる完全な架橋が生じない限り、90℃までの比較的高い温度の適用により及び/又は<10g水/kg空気まで低減された、特に<5g/kg空気まで低減された空気湿度により、促進及び/又は短縮することができる。
【0062】
この熱硬化は、方法的な特殊性を有さず、慣用の及び公知の方法、例えば循環空気炉中での加熱又は赤外線ランプを用いた照射により行われる。この場合に、熱的硬化は段階的に行うこともできる。他の好ましい硬化方法は、近赤外線(NIR線)を用いた硬化である。特に好ましくは、この構成成分の水を急速に湿式層から除去する方法が使用される。この種の適当な方法は、例えばRoger Talbert著Industrial Paint & Powder,04/01、第30〜33頁、「NIRによる数秒での硬化(Curing in Seconds with NIR)」又はGalvanotechnik、第90(11)巻、第3098〜3100頁、「塗装技術、液体塗料と粉末塗料における秒刻みでのNIR乾燥(Lackiertechnik,NIR−Trocknung im Sekundentakt von Fluessig− und Pulverlacken)」に記載されている。
【0063】
好ましくは、熱硬化は、50〜170℃、特に有利には60〜165℃、特に80〜150℃の温度で、1分〜2時間、特に有利には2分〜1時間、特に3〜45分の時間の間行われる。
【0064】
得られた塗装は、優れた自動車品質を有する。この品質は、優れた耐チッピング性の他に、プライマー(G)への卓越した付着性と後続の塗料層に対する卓越した付着性を示すと同時に、特に複層複合物の、特にストーンチッピングによって生じたようなベアな部分におけるクリープ腐蝕と、それによって生ずるブリスター腐蝕に対する卓越した耐久性を示す。
【0065】
実施例
製造例1: ポリエステル樹脂水溶液(a.1.1)
898質量部のネオペンチルグリコールと、946質量部のヘキサン−1,6−ジオールと、570質量部のヘキサヒドロフタル酸無水物と、2107質量部のオリゴマーの脂肪酸(Pripol(登録商標)1012、Uniqema社、二量体含有率少なくとも97質量%、三量体含有率高くても1質量%、モノマー含有率高くても微量)と、946質量部のトリメリト酸無水物とから、通常の溶剤中で、DIN EN ISO 3682による酸価32mg KOH/g(不揮発性成分)及びDIN EN ISO 4629によるヒドロキシル価72mg KOH/g(不揮発性成分)を有するポリエステル(a.1.1)を製造し、脱イオン水中に導入し、ジメチルエタノールアミンでpH値7.6に調整し、更なる脱イオン水を用いて60.0質量%の不揮発性成分の割合に調整した。
【0066】
製造例2.1: 第一の水性ポリウレタン分散液(a.1.2.1)
2017質量部のヘキサン−1,6−ジオールと、1074質量部のイソフタル酸と、3627質量部のオリゴマーの脂肪酸(Pripol(登録商標)1012、Uniqema社、二量体含有率少なくとも97質量%、三量体含有率高くても1質量%、モノマー含有率高くても微量)とから、通常の溶剤中で、DIN EN ISO 3682による酸価3mg KOH/g(不揮発性成分)及びDIN EN ISO 4629によるヒドロキシル価73mg KOH/g(不揮発性成分)を有するポリエステル前駆生成物を製造し、そして不揮発性成分を73.0質量%に調整した。1891質量部の前記ポリエステル前駆生成物を、通常の溶剤中で、113質量部のジメチロールプロピオン酸、18質量部のネオペンチルグリコール及び517質量部のイソホロンジイソシアネートと一緒に加熱し、そして反応を、イソシアネート含有率が、全体の秤量に対して0.8質量%になるまで実施した。次いで、50質量部のトリメチロールプロパンを添加し、そして遊離のイソシアネート基がもはや検出できなくなるまで撹拌した。DIN EN ISO 3682による酸価25mg KOH/g(不揮発性成分)を有するポリウレタンを、脱イオン水中に導入し、溶剤を除去し、そして更なる脱イオン水並びにジメチルエタノールアミンを用いてpH値7.2及び不揮発性成分の割合27.0質量%に調整した。
【0067】
製造例2.2: 第二の水性ポリウレタン分散液(a.1.2.2)
1173質量部のネオペンチルグリコールと、1329質量部のヘキサン−1,6−ジオールと、2469質量部のイソフタル酸と、1909質量部のオリゴマーの脂肪酸(Pripol(登録商標)1012、Uniqema社、二量体含有率少なくとも97質量%、三量体含有率高くても1質量%、モノマー含有率高くても微量)とから、通常の溶剤中で、DIN EN ISO 3682による酸価3mg KOH/g(不揮発性成分)及びDIN EN ISO 4629によるヒドロキシル価75mg KOH/g(不揮発性成分)を有するポリエステル前駆生成物を製造し、そして不揮発性成分を74.0質量%に調整した。2179質量部の前記ポリエステル前駆生成物を、通常の溶剤中で、137質量部のジメチロールプロピオン酸、24質量部のネオペンチルグリコール及び694質量部のm−テトラメチルキシレンジイソシアネート(m−TMXDI;TMXDI(登録商標)(Meta)、Cytec Ind.社)と一緒に加熱し、そして反応を、イソシアネート含有率が、全体の秤量に対して1.35質量%になるまで実施した。次いで、111質量部のトリメチロールプロパンを添加し、そして遊離のイソシアネート基がもはや検出できなくなるまで撹拌した。DIN EN ISO 3682による酸価25mg KOH/g(不揮発性成分)を有するポリウレタンを、脱イオン水中に導入し、溶剤を除去し、そして更なる脱イオン水並びにジメチルエタノールアミンを用いてpH値7.4及び不揮発性成分の割合31.5質量%に調整した。
【0068】
製造例3: ポリウレタン変性されたポリアクリレートの水性分散液(a.1.3)
922質量部のネオペンチルグリコールと、1076質量部のヘキサン−1,6−ジオールと、1325質量部のイソフタル酸と、3277質量部のオリゴマーの脂肪酸(Pripol(登録商標)1012、Uniqema社、二量体含有率少なくとも97質量%、三量体含有率高くても1質量%、モノマー含有率高くても微量)とから、通常の溶剤中で、DIN EN ISO 3682による酸価3mg KOH/g(不揮発性成分)及びDIN EN ISO 4629によるヒドロキシル価78mg KOH/g(不揮発性成分)を有するポリエステル前駆生成物を製造し、そして不揮発性成分を73.0質量%に調整した。4085質量部の前記ポリエステル前駆生成物を、通常の溶剤中で、186質量部のネオペンチルグリコール及び1203質量部のm−テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI(登録商標)(Meta)、Cytec Ind.社)と一緒に加熱し、そして反応を、イソシアネート含有率が、全体の秤量に対して1.65質量%になるまで実施した。次いで、214質量部のジエタノールアミン(2,2′−イミノビスエタノール)を添加し、そして遊離のイソシアネート基がもはや検出できなくなるまで撹拌した。DIN EN ISO 3682による酸価0.1mg KOH/g(不揮発性成分)及びDIN EN ISO 4629によるヒドロキシル価49mg KOH/g(不揮発性成分)を有する前記ポリウレタン前駆生成物を、通常の溶剤中で、不揮発性成分59.5質量%まで調整した。1017質量部のポリウレタン前駆生成物の存在下で、第一段階において、通常の溶剤中で、1369質量部のn−ブチルアクリレートと、919質量部のヒドロキシエチルアクリレートと、581質量部のシクロヘキシルメタクリレートと、509質量部のスチレンとからなる混合物を、ラジカル重合のための通常の開始剤を使用して重合させた。次いで、第二段階において、273質量部のn−ブチルアクリレートと、184質量部のヒドロキシエチルアクリレートと、116質量部のシクロヘキシルメタクリレートと、225質量部のアクリル酸と、102質量部のスチレンとからなる混合物を、ラジカル重合のための通常の開始剤を使用して重合させた。DIN EN ISO 3682による酸価33.5mg KOH/g(不揮発性成分)を有するポリウレタン変性されたポリアクリレートを、脱イオン水中に導入し、そしてジメチルエタノールアミンを用いてpH値7.4に調整し、そして不揮発性成分の割合35.5質量%に調整した。
【0069】
製造例4: ベースコート塗料(A)の製造
Laporte社製の、層状構造を有する合成のナトリウム−アルミニウム−ケイ酸塩のペースト(水中3%)15.0質量部を、製造例2.1によるポリウレタン(a.1.2.1)の水性分散液25.0質量部、製造例1によるポリエステル樹脂(a.1.1)の水溶液3.0質量部、ブチルグリコール3.3質量部、商慣習のメラミン樹脂(Cytec社製のCymel 327)4.8質量部、中和溶液(ジメチルエタノールアミン、水中10%)0.3質量部、製造例3によるポリウレタン変性されたポリアクリレート(a.1.3)の分散液4.0質量部、イソプロパノール2.7質量部、エチルヘキサノール2.4質量部、触媒 Nacure 2500(パラトルエンスルホン酸 イソプロパノール中25%)0.6質量部、カーボンブラックペースト(製造例2.2によるポリウレタン(a.1.2.2)の水性分散液中で10%ランプブラックを磨砕)10質量部、白色顔料ペースト(製造例2.2によるポリウレタン(a.1.2.2)の水性分散液中で50%の二酸化チタンを磨砕)14質量部、脱イオン水5.4質量部、ポリウレタン増粘剤(Henkel社製のNopco DSX 1550)とブチルグリコールとの1:1混合物1.2質量部、脱イオン水6.3質量部及び防蝕剤(a.3.x)2.0質量部と混合した。その際、以下の化合物を使用した:
(a.3.1): 2−ヒドロキシアセトフェノン(製造元 Merck社)
(a.3.2): バニリン(3−メトキシ−4−ヒドロキシベンズアルデヒド(製造元 Merck社)
(a.3.3): Tinuvin 400(N,N′−ビス(2,4−ジメチル)フェニル−N′′−2−メチル−4−グリセリニル−3−ドデカニル−トリアジン(製造元 Ciba社)
引き続き、前記ベースコート塗料を、商慣習のレオロジー測定器(Rheomat)を用いて吹き付け粘度90〜100mPas/1000s-1に調整する。
【0070】
実施例1〜3: 本発明による複層塗装の製造及びその試験
実施例1〜3のために、防蝕性物質(a.3.1)〜(a.3.3)を含有する製造例4によるベースコート塗料(A)と、同様にそれぞれの成分(a.3.1)〜(a.3.3)をベースコート塗料(B)に対して2質量%の割合で含有する水性ベースコート塗料(B)(BASF Coatings AG社製のメタリック−水系ベースコート ブラックサファイア(Black Sapphire))と、商慣習の1成分系のクリヤーコート塗料(C)(Dupont社製のProtect 2)とを使用した。
【0071】
比較例V1のために、製造例4によるベースコート塗料(A)と、上述のベースコート塗料(B)(BASF Coatings AG社製のメタリック−水系ベースコート ブラックサファイア)とを、それぞれ成分(a.3.x)を含めず使用した。
【0072】
基材としては、亜鉛メッキされた鋼製の寸法20×20cmの試験パネルであって、プライマーとして慣用の及び公知の電着塗装で乾燥層厚20μmでコーティングされたものを使用した。
【0073】
実施例1〜3並びに比較例V1において、まず、製造例5によるベースコート塗料(A)を、静電的吹き付け塗布(ESTA)によって、硬化後に乾燥層厚15μmが得られるような湿式層厚で塗布した。前記のベースコート塗料(A)から得られた層を、4分の間フラッシュオフし、引き続き水性ベースコート塗料(B)で、気圧式吹き付け塗布によって、硬化後に乾燥層厚7μmが得られるような湿式層厚でコーティングした。ベースコート塗料(A)とベースコート塗料(B)とからなる塗料層を、80℃で10分にわたって乾燥させた。次いで、クリヤーコート塗料(C)を、硬化後に乾燥層厚40μmが得られるような湿式層厚で適用した。クリヤーコート層(C)を、5分間にわたってフラッシュオフした。引き続き、ベースコート塗料(A)と、ベースコート塗料(B)と、クリヤーコート塗料(C)とからなる層を、循環空気炉中で30分間にわたって130℃で硬化させた。
【0074】
ベースコート塗料(A)からなる層とその下にあるプライマー(G)との付着性と同様に前記層とベースコート塗料(B)からなる層との付着性は優れている。
【0075】
試験パネルの損傷(ストーンチッピングシミュレーション)は、以下の方法に従って行った:
新たに塗装された試験体は、最後の塗装過程の後に、衝撃が加えられる前に、室温で少なくとも48時間休止せねばならなかった。
【0076】
塗装された試験体への衝撃は、Erichsen社製の508型のストーンチッピング試験装置を用いてDIN55996−1に従って行った。ストーンチッピング試験装置の貫通管に、衝撃を狙い通りかつ規定通りに区切られた円形の表面に向けるために、アルミニウム管(内径3.4cmと、上方の長さ26.3cm並びに下方の長さ27.9cmと、試験体との間隔2.0〜2.3cm(管セグメントの長さは、その都度のストーンチッピング試験装置に適合される))を設置した。Eisenwerk Wuerth GmbH社(Bad Friedrichshall)製のチルド鋳鉄のブラスチング材(Hartgussstrahlmittel)である50gのDiamant 4−5mmを用いて圧力2バールで衝撃を加えた。衝撃時間を約10秒間に伸ばすために、前記ブラスチング材を相応してゆっくりと運転中のストーンチッピング装置中に入れた。
【0077】
ストーンチッピングシミュレーションの負荷後に、サンプルを、VDA−テストシート(Pruefblatt)621−415(1982年2月)による気候交換試験(Klimawechseltest)KWTに供した。その際、試験体は、15週の周期を経て、1週の周期は以下のように構成されている:
月曜日:
DIN ISO 9227による塩水噴霧試験
火曜日から金曜日:
DIN ISO 6270−2KKによる40℃での一定気候
土曜日と日曜日:
23℃及び50%の相対空気湿度での再生
ストーンチッピングによって当初損傷された表面の腐蝕に条件付けられた成長速度は、画像解析により測定した。9週間後に、週平均の成長速度を計算した。
【0078】
第1表に、結果をまとめる。本発明による成分(a.3)を使用した場合に、損傷された表面の腐蝕に条件付けられた成長速度の明らかな減少が、ストーンチッピングシミュレーションで負荷されたサンプルで生ずることが明らかである。
【0079】
第1表: 気候交換試験(KWT)の結果
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
色及び/又は効果を与える複層塗装であって、以下の順序で重なり合って存在して、
(1)ベースコート塗料(A)からの少なくとも1つの第一のベースコート塗装と、
(2)ベースコート塗料(B)からの好ましくは1つの第二の色及び/又は効果を与えるベースコート塗装と、
(3)クリヤーコート塗料(C)からの少なくとも1つの透明塗装と
を含む前記複層塗装において、前記第一のベースコート塗装を形成するベースコート塗料(A)が、
(a.1)少なくとも1種のバインダーと、
(a.2)少なくとも1種の色及び/又は効果を与える顔料と、
(a.3)芳香族ベース体(GK)を有する少なくとも1種の防蝕性の低分子の成分であって、前記ベース体(GK)が、電子供与体特性を有する、前記(GK)に共有結合された少なくとも2つの単座の潜在アニオン性の配位子(L1)及び(L2)を有し、及び/又は電子供与体特性を有する、共有結合された少なくとも2つの単座の潜在アニオン性の配位子(L1)及び(L2)を有する前記芳香族ベース体(GK)に共有結合された置換基(SU)を有し、その際、前記配位子(L1)及び(L2)は、複層塗装の熱硬化後に変わらず錯形成が可能である成分と
を含有することを特徴とする前記塗装。
【請求項2】
成分(a.3)では、配位子(L1)及び(L2)が芳香族ベース体(GK)に好ましくは1,2−位、1,3−位もしくは1,4−位で存在し、及び/又は配位子(L1)及び(L2)が電子供与体特性を有する置換基(SU)に存在し、その際、前記配位子(L1)及び(L2)は好ましくは互いに1,2−位、1,3−位もしくは1,4−位で存在することを特徴とする、請求項1に記載の複層塗装。
【請求項3】
成分(a.3)のための芳香族ベース体(GK)は、C6〜C14−芳香族化合物、例えば特にベンゼン及びナフタリン並びに芳香族系中に5〜10個の原子を有する複素芳香族化合物、例えば特にピリジン、ピリミジン、ピラゾール、ピロール、チオフェン、フラン、ベンズイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、キノリン、イソキノリン、インダン、インデン、ベンゾピロン並びに特に好ましくはトリアジンの群から選択され、その際、第一のベース体(GK1)は1つもしくは更なるベース体(GKn)を置換基として有してよいことを特徴とする、請求項1又は2に記載の複層塗装。
【請求項4】
配位子(L1)が、ヒドロキシル基、チオール基及び/又はアミノ基並びにエーテル基及び/又はチオエーテル基の群から選択され、かつ特に1,2−位、1,3−位及び/又は1,4−位で好ましくは配位子(L2)として遊離の電子対を有する更なる基、例えば特にヒドロキシル基、チオール基及び/又はアミノ基及び/又はカルボニル基、チオカルボニル基及び/又はイミノ基及び/又はヘテロ原子、例えば特に窒素原子及び酸素原子及び/又はカルベン基及び/又はアセチレン基がベース体(GK)に存在し、及び/又は芳香族ベース体(GK)に対して共有結合された置換基(SU)であって、ヒドロキシル基、チオール基及び/又はアミノ基並びにエーテル基及び/又はチオエーテル基の群から選択される配位子(L1)を有し、かつ遊離の電子対を有する更なる基、例えば特にヒドロキシル基、チオール基及び/又はアミノ基及び/又はカルボニル基、チオカルボニル基及び/又はイミノ基である配位子(L2)を有する置換基(SU)が配置されており、その際、前記配位子(L1)及び(L2)は、好ましくは前記置換基(SU)の1,2−位、1,3−位又は1,4−位に存在することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項に記載の複層塗装。
【請求項5】
ベースコート塗料(A)が水性ベースコート塗料であることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項に記載の複層塗装。
【請求項6】
バインダー(a.1)として、好ましくは水希釈可能なポリエステル樹脂(a.1.1)、好ましくは水希釈可能なポリウレタン樹脂(a.1.2)及び/又は好ましくは水希釈可能なポリアクリレート樹脂(a.1.3)から選択される少なくとも2種の成分からなる組合せ物が使用されることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項に記載の複層塗装。
【請求項7】
以下の
(1)請求項1から6までのいずれか1項に記載のベースコート塗料(A)からの少なくとも1つの第一のベースコート塗装と、
(2)ベースコート塗料(B)からの好ましくは1つの第二の色及び/又は効果を与えるベースコート塗装と、
(3)クリヤーコート塗料(C)からの少なくとも1つの透明塗装と、
を含む複層塗装の製造方法において、ベースコート塗料(A)及び(B)と、場合によりクリヤーコート塗料(C)とを、
(i)下塗りされていない基材上に、
(ii)好ましくは少なくとも1つの硬化されていないもしくは部分的にのみ硬化されたプライマー(G)でコーティングされた基材上に、又は
(iii)特に好ましくは少なくとも1つの完全に硬化されたプライマー(G)でコーティングされた基材上に、
適用し、そしてベースコート塗料(A)と、ベースコート塗料(B)と、場合によりクリヤーコート塗料(C)並びに場合により硬化されていないプライマー(G)とからなる湿式層を一緒に硬化させることによって行う前記製造方法。
【請求項8】
ベースコート塗料(A)及び(B)が、硬化後にベースコート塗料(A)及びベースコート塗料(B)の一緒の乾燥層厚が全体で10〜50μmで得られるような湿式層厚で適用されることを特徴とする、請求項7に記載の複層塗装の製造方法。
【請求項9】
ベースコート塗料(A)が、硬化後にベースコート塗料(A)の乾燥層厚が6〜25μmで得られるような湿式層厚で適用されることを特徴とする、請求項7又は8に記載の複層塗装の製造方法。
【請求項10】
ベースコート塗料(B)が、硬化後にベースコート塗料(B)の乾燥層厚が4〜25μmで得られるような湿式層厚で適用されることを特徴とする、請求項7から9までのいずれか1項に記載の複層塗装の製造方法。

【公表番号】特表2012−516766(P2012−516766A)
【公表日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−548563(P2011−548563)
【出願日】平成22年1月14日(2010.1.14)
【国際出願番号】PCT/EP2010/000146
【国際公開番号】WO2010/089015
【国際公開日】平成22年8月12日(2010.8.12)
【出願人】(390008981)ビーエーエスエフ コーティングス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (155)
【氏名又は名称原語表記】BASF Coatings GmbH
【住所又は居所原語表記】Glasuritstrasse 1, D−48165 Muenster,Germany
【Fターム(参考)】