DE10130069A1 - Physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbare, lösemittelhaltige Gemische, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung - Google Patents

Physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbare, lösemittelhaltige Gemische, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung

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DE10130069A1
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Hubert Baumgart
Peter Mayenfels
Andreas Pyttlik
Beckmann Helmut Kleine
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BASF Coatings GmbH
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Abstract

Verwendung eines aromatenfreien Lösemittelgemisches, das DOLLAR A (A) mindestens ein niedrigsiedendes organisches Lösemittel und DOLLAR A (B) mindestens ein organisches Lösemittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus hochsiedenden und mittelsiedenden organischen Lösemitteln, DOLLAR A enthält oder hieraus besteht, wobei DOLLAR A (1) mindestens eines der organischen Lösemittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter delta (HSP) zwischen 10,5 und 12,0 (cal/cm·3·)·1/2· und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen -15 und -20 und DOLLAR A (2) mindestens eines der organischen Lösungsmittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter delta (HSP) zwischen 8 und 9,7 (cal/cm·3·)·1/2· und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen 0 und 12 aufweist; DOLLAR A zur Verbesserung des Eigenschaftsprofils von physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren, lösemittelhaltigen Gemischen und der hieraus hergestellten Produkte, sowie ein physikalisch oder thermisch und/oder aktinischer Strahlung härtbares Gemisch, das das aromatenfreie Lösemittelgemisch enthält.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft neue, physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbare, lösemittelhaltige Gemische. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung von physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren, lösemittelhaltigen Gemischen. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der neuen, physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren, lösemittelhaltigen Gemische als Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen.
  • Physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbare, lösemittelhaltige Gemische sind seit langem bekannt. Die bekannten lösemittelhaltigen Gemische können pigmentiert oder nicht pigmentiert sein. Sie werden als pigmentierte und nicht pigmentierte Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen, insbesondere aber als pigmentierte und nicht pigmentierte Beschichtungsstoffe, verwendet.
  • Die pigmentierten und nicht pigmentierten Beschichtungsstoffe können den unterschiedlichsten Verwendungen zugeführt werden. Beispielsweise können sie der Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien und Teilen hiervon, von Kraftfahrzeugen im Innen- und Außenbereich, Bauwerke im Innen- und Außenbereich, Türen, Fenstern und Möbeln sowie im Rahmen der industriellen Lackierung der Beschichtung von Coils, Container, Emballagen, Kleinteilen, elektrotechnischen Bauteilen und von weißer Ware dienen.
  • Besonders hohe Ansprüche werden an die pigmentierten und nicht pigmentierten Beschichtungsstoffe bei ihrer Verwendung zur Erstlackierung von Kraftfahrzeugkarosserien und Teilen hiervon (OEM) und zur Reparaturlackierung von Kraftfahrzeugen im Innen- und Außenbereich gestellt. Dabei werden die allerhöchsten Ansprüche bei der Erstlackierung und Reparaturlackierung von Automobilen der Oberklasse gestellt. Generell gelten die Automobillacke als die Spitzenprodukte der Lackindustrie (vgl. Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Automobillacke", Seiten 49 und 50).
  • Im Rahmen der Lackierung von Automobilen können die pigmentierten Beschichtungsstoffe zur Herstellung von Füllerlackierungen und Steinschlagschutzgrundierungen, Unidecklackierungen und Basislackierungen dienen. Die nicht pigmentierten Beschichtungsstoffe dienen der Herstellung von Klarlackierungen.
  • Die besonders hochwertigen Lackierungen moderner Automobile insbesondere der Oberklasse enthalten heutzutage mindestens eine Füllerlackierungen oder Steinschlagschutzgrundierung, mindestens eine Basislackierung und mindestens eine Klarlackierung. Diese Mehrschichtlackierung wird hier und im folgenden als farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung bezeichnet.
  • Da die Klarlackierungen die äußerste Schicht bilden, schützen sie die darunterliegenden Lackierungen und prägen den optischen Gesamteindruck (Appearance) der farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierung, indem sie die optische Wirkung der Basislackierung vertiefen. Insbesondere sind die Klarlackierungen verantwortlich für optische, mechanische und chemische Eigenschaften, wie Glanz, Abbildungsunterscheidbarkeit (D.O.I.), Härte, Kratzfestigkeit, Witterungsstabilität, Chemikalienstabilität und Etchbeständigkeit.
  • Damit die Klarlacke, d. h. die nicht pigmentierten Beschichtungsstoffe, überhaupt Klarlackierungen dieses anwendungstechnischen Eigenschaftprofils liefern können, müssen sie bei der Applikation und der Härtung einen sehr guten Verlauf und eine sehr geringe Läuferneigung aufweisen, damit von Oberflächenstörungen freie Klarlackschichten entstehen. Diese dürfen bei der Härtung nicht zur Bildung von Kochern, Nadelstichen, Rissen und Orangenhautstrukturen neigen.
  • Die bisher bekannten lösemittelhaltigen Klarlacke auf der Basis von Gemischen aromatischer Kohlenwasserstoffe, die sich beispielsweise unter den Marken Solventnaphtha® oder Solvesso® im Handel befinden, können diese hohen Anforderungen in einem gewissen Umfang erfüllen. In vielen Fällen ist es aber notwendig, die Bindemittel und/oder Vernetzungsmittel der Klarlacke zu optimieren, um eine Verbesserung zu erzielen. Eine solche Optimierung ist aber aufwendig und bringt u. U. nachteilige Wechselwirkungen mit den Basislackschichten bzw. Basislackierungen mit sich.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, neue physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbare, lösemittelhaltige, pigmentierte und nicht pigmentierte Gemische bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweisen, sondern die sich hervorragend als pigmentierte und nicht pigmentierte Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen, insbesondere pigmentierte und nicht pigmentierte Beschichtungsstoffe, oder zu deren Herstellung verwenden lassen.
  • Die pigmentierten Beschichtungsstoffe sollen sich als Füller, Unidecklacke oder Basislacke hervorragend zur Herstellung von farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen eignen, die Füllerlackierungen oder Steinschlagschutzgrundierungen und Unidecklackierungen oder Füllerlackierungen oder Steinschlagschutzgrundierungen, Basislackierungen und Klarlackierungen umfassen.
  • Die nicht pigmentierten Beschichtungsstoffe sollen sich vor allem hervorragend als Klarlacke zur Herstellung von farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen eignen. Insbesondere sollen sich die Klarlacke für die Herstellung dieser farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen nach integrierten Naß-in-naß-Verfahren einsetzen lassen, bei denen zumindest eine getrocknete, indes nicht vollständig gehärtete Basislackschicht mit einer Klarlackschicht überschichtet wird, wonach die beiden Schichten gemeinsam gehärtet werden.
  • Die Füller, Unidecklacke, Basislacke und Klarlacke, insbesondere aber die Klarlacke, sollen bei der Applikation und der Härtung einen hervorragenden Verlauf und ein hervorragendes Ablaufverhalten auch an senkrechten Flächen aufweisen und störungsfreie Lackschichten bilden, die die Lackschichten des Standes der Technik übertreffen.
  • Die resultierenden Füllerlackierungen oder Steinschlagschutzgrundierungen, Unidecklackierungen, Basislackierungen und Klarlackierungen, insbesondere aber die Klarlackierungen, sollen eine hervorragende störungsfreie Oberfläche ohne Kocher, Nadelstiche, Risse und Orangenhautstrukturen aufweisen. Vor allem die Klarlackierungen sollen einen höheren Glanz, eine höhere Abbildungsunterscheidbarkeit (D.O.I.) und eine bessere Appearance als die Klarlackierungen des Standes der Technik aufweisen. Darüber hinaus sollen die Klarlackierungen in ihrer Härte, Kratzfestigkeit, Witterungsstabilität, Chemikalienstabilität und Etch-Beständigkeit den Klarlackierungen des Standes der Technik entsprechen.
  • Dies alles soll ohne eine aufwendige Variationen und Optimierung von Bindemitteln und/oder Vernetzungsmitteln, sondern durch einfachere Maßnahmen möglich sein, die sich aber universell anwenden lassen und nicht nur auf ein System beschränkt sind.
  • Demgemäß wurde die neue Verwendung eines aromatenfreien Lösemittelgemischs, das
    • A) mindestens ein niedrigsiedendes organisches Lösemittel und
    • B) mindestens ein organisches Lösemittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus hochsiedenden und mittelsiedenden organischen Lösemitteln,
    enthält oder hieraus besteht, wobei
    • 1. mindestens eines der organischen Lösemittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 10,5 und 12,0 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen -15 und -20 und
    • 2. mindestens eines der organischen Lösungsmittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 8 und 9,7 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen 0 und 12 aufweist;
    zur Verbesserung des Eigenschaftprofils von physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren, lösemittelhaltigen Gemischen und der hieraus hergestellten Produkte.
  • Im folgenden wird die neue Verwendung des aromatenfreien Lösemittelgemischs als "erfindungsgemäße Verwendung" bezeichnet.
  • Außerdem wurde das neue, physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbare, lösemittelhaltige Gemische gefunden, enthaltend ein aromatenfreies Lösemittelgemisch, das
    • A) mindestens ein niedrigsiedendes organisches Lösemittel und
    • B) mindestens ein organisches Lösemittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus hochsiedenden und mittelsiedenden organischen Lösemitteln,
    enthält oder hieraus besteht, wobei
    • 1. mindestens eines der organischen Lösemittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 10,5 und 12,0 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen -15 und -20 und
    • 2. mindestens eines der organischen Lösungsmittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 8 und 9,7 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen 0 und 12 aufweist.
  • Im folgenden wird das neue, physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbare, lösemittelhaltige Gemische als "erfindungsgemäßes Gemisch" bezeichnet.
  • Weitere Erfindungsgegenstände gehen aus der Beschreibung hervor.
  • Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, daß die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde lag, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verwendung gelöst werden konnte. Noch mehr überraschte, daß das erfindungsgemäß zu verwendende aromatenfreie Lösemittelgemisch in vollem Umfang die üblicherweise verwendeten aromatischen Lösemittel ersetzen konnte. Noch mehr überraschte, daß dieser Ersatz zu einer signifikanten Verbesserung wichtiger anwendungstechnischer Eigenschaften, wie dem Verlauf und der Läufersicherheit, von physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren Beschichtungsstoffen, Klebstoffen und Dichtungsmassen führte.
  • Insbesondere überraschte, daß die erfindungsgemäße Verwendung nicht nur auf ein System beschränkt war, sondern auf dem Gebiet der physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren, lösemittelhaltigen Gemische praktisch universell anwendbar war.
  • Vor allem überraschte, daß die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen, die das erfindungsgemäß zu verwendende aromatenfreien Lösemittelgemische enthielten, Beschichtungen, Klebschichten und Dichtungen mit sehr guten bis hervorragenden anwendungstechnischen Eigenschaften lieferten. Insbesondere wiesen die erfindungsgemäßen Beschichtungen hervorragende störungsfreie Oberflächen ohne Kocher, Nadelstiche, Risse und Orangenhautstrukturen auf.
  • Speziell die erfindungsgemäßen Klarlackierungen zeigten überraschenderweise einen höheren Glanz, eine höhere Abbildungsunterscheidbarkeit (D.O.I.) und eine bessere Appearance als die Klarlackierungen des Standes der Technik. Darüber hinaus entsprachen die erfindungsgemäßen Klarlackierungen in ihrer Härte, Kratzfestigkeit, Witterungsstabilität, Chemikalienstabilität und Etchbeständigkeit in vollem Umfang den Klarlackierungen des Standes der Technik.
  • Insgesamt überraschte, daß die erfindungsgemäße Verwendung die Möglichkeit der wirtschaftlichen Herstellung und Verwendung von toxikologisch und ökologisch unbedenklichen erfindungsgemäßen Gemischen bot, die weitgehend oder völlig frei von aromatischen Lösemitteln waren.
  • Hier und im folgenden bedeutet "aromatenfrei", daß in den erfindungsgemäß zu verwendenden aromatenfreien Lösemittelgemischen der Gehalt an aromatischen Lösemitteln unter 1,0 Gew.-%, vorzugsweise unter 0,1 Gew.-% und insbesondere unterhalb der gaschromatographischen Nachweisgrenze liegt.
  • Hier und im folgenden bedeutet "völlig frei von aromatischen Lösemitteln", daß die erfindungsgemäßen Gemische, bezogen auf ihre Gesamtmenge, weniger als 1,0 Gew.-% und insbesondere weniger als 0,1 Gew.-% an aromatischen Lösemitteln enthalten. Insbesondere liegt der Gehalt an aromatischen Lösemitteln unterhalb der gaschromatographischen Nachweisgrenze. "Im wesentlichen frei von aromatischen Lösemitteln" bedeutet, daß die erfindungsgemäßen Gemische zwar einen gewissen Gehalt an aromatischen Lösemitteln enthalten können, der bezogen auf seine Gesamtmenge, > 1,0 Gew.-% ist, wobei dieser Gehalt aber nicht auf die erfindungsgemäß zu verwendenden aromatenfreien organischen Lösemittel zurückgeht, sondern auf aromatische Lösemittel, die durch die übrigen Bestandteile der erfindungsgemäßen Gemische, wie Bindemittel oder Vernetzungsmittel, zwangsweise "eingeschleppt" werden.
  • Hier und im folgenden bedeutet "aktinische Strahlung" elektromagnetische Strahlung, wie nahes Infrarot (NIR), sichtbares Licht, UV-Strahlung und Röntgenstrahlung, insbesondere UV-Strahlung, und Korpuskularstrahlung, wie Elektronenstrahlung.
  • Der Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) [(cal/cm3)1/2] ist in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Löslichkeitsparameter", Seiten 361 bis 365, definiert.
  • Der Hydrogen Bonding Index (HBI) beschreibt die Fähigkeit eines Lösemittelmoleküls Wasserstoffbrückenbindungen auszubilden. Dabei weisen Donoren einen negativen HBI und Akzeptoren einen positiven HBI auf. Der HBI wird anhand der Verschiebung der Infrarotbande der RO-H-Streckschwingung ermittelt. Zu den Einzelheiten wird auf den Artikel von R. C. Nelson, R. W. Hemwall und G. D. Edwards, Journal of Paint Technology, "Treatment of Hydrogen Bonding In Predicting Miscibility", Band 42, Nr. 550, November 1970, Seiten 636 bis 643, verwiesen.
  • Unter "physikalischer Härtung" wird die Härtung einer Schicht des erfindungsgemäßen Gemischs durch Verfilmung verstanden, wobei die 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 und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Härtung", Seiten 274 und 275). Üblicherweise sind hierfür keine Vernetzungsmittel notwendig. Gegebenenfalls kann die physikalische Härtung durch Luftsauerstoff, Hitze oder durch Bestrahlen mit aktinischer Strahlung unterstützt werden.
  • Die erfindungsgemäßen Gemische können desweiteren thermisch härtbar sein. Hierbei können sie selbstvernetzend oder fremdvernetzend sein.
  • Der Begriff "selbstvernetzend" bezeichnet die Eigenschaft eines Bindemittels mit sich selbst Vernetzungsreaktionen einzugehen. Voraussetzung hierfür ist, daß in den Bindemitteln der erfindungsgemäßen Gemische bereits beide Arten von komplementären reaktiven funktionellen Gruppen, die für eine thermische Vernetzung notwendig sind, oder reaktive funktionelle Gruppen, die "mit sich selbst" reagieren, enthalten sind. Als fremdvernetzend werden dagegen solche erfindungsgemäßen Gemische, bezeichnet, worin eine Art der komplementären reaktiven funktionellen 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 Seite 275, unten, verwiesen.
  • Die erfindungsgemäßen Gemische können mit aktinischer Strahlung härtbar sein. Hierbei erfolgt die Härtung über Gruppen, die Bindungen enthalten, die mit aktinischer Strahlung aktivierbar sind.
  • Die erfindungsgemäßen Gemische können thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbar sein.
  • Werden die thermische und die Härtung mit aktinischer Strahlung bei einem erfindungsgemäßen Gemisch gemeinsam angewandt, spricht man auch von "Dual Cure" und "Dual-Cure-Gemisch".
  • Die erfindungsgemäßen Gemische können Einkomponenten(1K)-Systeme sein.
  • Unter Einkomponenten(1K)-Systemen werden thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtende erfindungsgemäße Gemische verstanden, bei denen das Bindemittel und das Vernetzungsmittel nebeneinander vorliegen. Voraussetzung hierfür ist, daß die beiden Bestandteile erst bei höheren Temperaturen und/oder bei Bestrahlen mit aktinischer Strahlung miteinander vernetzen.
  • Die erfindungsgemäßen Gemische können Zwei- oder Mehrkomponentensysteme sein.
  • Bei diesen Systemen werden die Bindemittel und die Vernetzungsmittel wegen ihrer hohen Reaktivität bis kurz vor der Anwendung der erfindungsgemäßen Gemische getrennt voneinander gelagert.
  • Das erfindungsgemäß zu verwendende aromatenfreie Lösemittelgemisch enthält mindestens ein, insbesondere ein, niedrigsiedendes organisches Lösemittel (A) und mindestens ein organisches Lösemittel (B), insbesondere zwei organische Lösemittel (B), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus hochsiedenden und mittelsiedenden organischen Lösemitteln, oder es besteht aus diesen organischen Lösemitteln.
  • Somit können die erfindungsgemäß zu verwendenden aromatenfreien Lösemittelgemische
    • - niedrigsiedende Lösemittel (A) und hochsiedende Lösemittel (B),
    • - niedrigsiedende Lösemittel (A) und mittelsiedende Lösemittel (B) und
    • - niedrigsiedende Lösemittel (A) und mittelsiedende und hochsiedende Lösemittel (B)
    enthalten oder hieraus bestehen. Bevorzugt werden niedrigsiedende Lösemittel (A) und mittelsiedende Lösemittel (B) verwendet.
  • Unter niedrigsiedenden organischen Lösemitteln (A) werden hier und im folgenden Lösemittel verstanden, die bei Normaldruck unterhalb 120°C sieden.
  • Unter mittelsiedenden organischen Lösemitteln (B) werden hier und im folgenden Lösemittel verstanden, die bei Normaldruck zwischen 120°C und 190°C sieden.
  • Unter hochsiedenden organischen Lösemitteln (B) werden hier und im folgenden Lösemittel verstanden, die bei Normaldruck oberhalb 190°C sieden.
  • Das aromatenfreie Lösemittelgemisch kann noch von den organischen Lösemitteln (A) und (B) verschiedene, nichtaromatische organische Lösemittel in untergeordneten Mengen enthalten. Unter untergeordneten Mengen ist ein Anteil < 50, bevorzugt < 40, besonders bevorzugt < 30, ganz besonders bevorzugt < 20 und insbesondere < 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge des aromatenfreien Lösemittelgemischs, zu verstehen. Dieser Anteil variiert lediglich die Löseeigenschaften des aromatenfreien Lösemittelgemischs, prägt sie aber nicht entscheidend. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn das aromatenfreie Lösemittelgemisch aus den organischen Lösemitteln (A) und (B) besteht.
  • Das Gewichtsverhältnis von organischen Lösemitteln (A) zu organischen Lösemitteln (B) kann sehr breit variieren und richtet sich vor allem nach den Löslichkeitseigenschaften der sonstigen Bestandteile der erfindungsgemäßen Gemische und dem für eine problemlose Applikation und Verfilmung notwendigen Abdunstsverhalten. Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis (A) : (B) bei 1 : 15 bis 2 : 1, bevorzugt 1 : 10 bis 1,5 : 1, besonders bevorzugt 1 : 9 bis 1,3 : 1, ganz besonders bevorzugt 1 : 8 bis 1,2 : 1 und insbesondere 1 : 7 bis 1,1 : 1.
  • Für das aromatenfreie Lösemittelgemisch ist es wesentlich, daß
    • 1. mindestens eines der organischen Lösemittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 10,5 und 12,0 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen -15 und -20 und
    • 2. mindestens eines der organischen Lösungsmittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 8 und 9,7 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen 0 und 12 aufweist.
  • Vorzugsweise weisen die niedrigsiedenden organischen Lösemittel (A) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 10,5 und 12,0 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen -15 und -20 auf.
  • Vorzugsweise weisen die mittelsiedenden und die hochsiedenden organischen Lösemittel (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 8 und 9,7 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen 0 und 12 auf.
  • Beispiele gut geeigneter niedrigsiedender organischer Lösemittel (A) (Niedrigsieder) gehen aus der Zusammenstellung 1 hervor. Zusammenstellung 1

  • Von diesen wird n-Butanol bevorzugt verwendet.
  • Beispiele gut geeigneter mittelsiedendender organischer Lösemittel (B) (Mittelsieder) gehen aus der Zusammenstellung 2 hervor. Zusammenstellung 2



  • Von diesen werden Glykolsäurebutylester (GB-Ester), Butylacetat 98/100%, Ethoxypropylacetat (EPA), Ethylethoxypropionat (EEP) und Methylamylketon (MAK) bevorzugt verwendet.
  • Beispiele gut geeigneter hochsiedender organischer Lösemittel (B) (Hochsieder), die die vorstehend genannte Bedingung erfüllen, gehen aus der Zusammenstellung 3 hervor. Zusammenstellung 3



  • Hiervon werden Isotridecylalkohol (ITA), Dibasic Ester (DBE), Butyldiglykolacetat (BDGA) und 2,4-Dimethyl-1,5-octandiol (DEOD) bevorzugt verwendet.
  • Überraschenderweise führt die erfindungsgemäße Regel für die Auswahl der organischen Lösemittel (A) und (B) zu erfindungsgemäß zu verwendenden aromatenfreien Lösemittelgemischen, die nicht nur in vollem Umfang übliche und bekannte aromatische Lösemittel ersetzen können und bei der Substitution der aromatischen Lösemittel auch noch das Eigenschaftsprofil der betreffenden physikalisch, thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren, lösemittelhaltigen Gemische und der hieraus hergestellten Produkte signifikant verbessern, sondern auch toxikologisch und ökologisch weitgehend oder völlig unbedenklich sind.
  • Der Gehalt der erfindungsgemäßen Gemische an den erfindungsgemäß zu verwendenden aromatenfreien Lösemittelgemischen kann sehr breit variieren und richtet sich insbesondere nach der Löslichkeit der übrigen Bestandteile der erfindungsgemäßen Gemische, der Viskosität, die für die Verarbeitung, insbesondere die Applikation, der erfindungsgemäßen Gemische notwendig ist, und das Abdunstsverhalten, das für einen bestimmten Verwendungszweck eingestellt werden soll. Vorzugsweise liegt der Gehalt der erfindungsgemäßen Gemische an den aromatenfreien Lösemittelgemischen bei 5 bis 95, bevorzugt 6 bis 90, besonders bevorzugt 7 bis 85, ganz besonders bevorzugt 8 bis 80 und insbesondere 9 bis 75 Gew.-%, jeweils bezogen auf das erfindungsgemäße Gemisch.
  • Die erfindungsgemäßen Gemische sind außerordentlich breit anwendbar. Besonders bevorzugt werden sie als Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen oder zu deren Herstellung verwendet.
  • Die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen können physikalisch, thermisch, mit aktinischer Strahlung und thermisch und mit mit aktinischer Strahlung (Dual-Cure) härtbar sein.
  • Die erfindungsgemäßen Gemische, insbesondere die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen, können außer den erfindungsgemäß zu verwendenden aromatenfreien Lösemittelgemischen beispielsweise
    • - die in der deutschen Patentanmeldung DE 199 24 171 A1, Seite 5, Zeile 47, bis Seite 9, Zeile 32,
    • - die in dem deutschen Patent DE 197 09 467 C1, Seite 4, Zeile 27, bis Seite 6, Zeile 30, oder
    • - die in der deutschen Patentanmeldung DE 199 20 799 A1, Seite 3, Zeile 58, bis Seite 10, Zeile 23,
    im Detail beschriebenen Bestandteile enthalten.
  • Die Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen können durch die
    • - in der deutschen Patentanmeldung DE 199 24 171 A1, Seite 9, Zeilen 33 bis 54, oder
    • - in der deutschen Patentanmeldung DE 199 20 799 A1,
    beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
  • Beispiele geeigneter Substrate und Applikationsverfahren werden
    • - in der deutschen Patentanmeldung DE 199 24 171 A1, Seite 9, Zeile 55, bis Seite 10, Zeile 23, oder
    • - in der deutschen Patentanmeldung DE 199 20 799 A1, Seite 3, Zeilen 41 bis 58, und Seite 10, Zeilen 38 bis 65,
    beschrieben.
  • Beispiele geeigneter Verfahren für die thermische Härtung und die Härtung mit aktinischer Strahlung sind beispielsweise aus
    • - der internationalen Patentanmeldung WO 98/40170, Seite 17, Zeile 18, bis Seite 19, Zeile 20,
    • - der deutschen Patentanmeldung DE 199 20 799 A1, Seite 10, Zeile 66, bis Seite 11, Zeile 41, oder
    • - der deutschen Patentanmeldung DE 198 18 713 A1, Spalte 10, Seite 31, bis Spalte 11, Zeile 33,
    bekannt.
  • Die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe werden insbesondere als Klarlacke und/oder als farb- und/oder effektgebende Beschichtungsstoffe für die Herstellung von Klarlackierungen sowie ein- und der mehrschichtiger, farb- und/oder effektgebender, elektrisch leitfähiger, magnetisch abschirmender und/oder fluoreszierender Beschichtungen verwendet werden.
  • Die Stabilität der erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen unter statischen und dynamischen Bedingungen, insbesondere die Ringleitungsstabilität, sowie das Ablaufverhalten bei der Applikation und der Härtung sind hervorragend.
  • Demnach sind die erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen hervorragend für die Beschichtung, das Verkleben und das Abdichten von Kraftfahrzeugkarosserien, Teilen von Kraftfahrzeugkarosserien, Kraftfahrzeugen im Innen- und Außenbereich, Bauwerken im Innen- und Außenbereich, Türen, Fenstern und Möbeln sowie für das Lackieren, Verkleben und Abdichten im Rahmen der industriellen Lackierung beispielsweise von Kleinteilen, wie Muttern, Schrauben, Felgen oder Radkappen, von Coils, Container, Emballagen, elektrotechnischen Bauteilen, wie Motorwicklungen oder Transformatorwicklungen, und von weißer Ware, wie Haushaltsgeräte, Heizkessel und Radiatoren, geeignet.
  • Die aus den erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffen hergestellten erfindungsgemäßen Beschichtungen sind hart, kratzfest, witterungsstabil, chemikalienstabil und vor allem von einer außerordentlich hohen Brillanz.
  • Die aus den erfindungsgemäßen Klebstoffen hergestellten Klebschichten verbinden auf Dauer die unterschiedlichsten hiermit verklebten Substrate. Es tritt auch unter klimatisch extremen Bedingungen und/oder stark schwankenden Temperaturen kein Verlust der Klebkraft ein.
  • Die aus den erfindungsgemäßen Dichtungsmassen hergestellten Dichtungen dichten auf Dauer die hiermit abgedichteten Substrate auch in der Gegenwart stark aggressiver Chemikalien ab.
  • Somit sind die mit den erfindungsgemäßen Beschichtungen beschichteten, mit den erfindungsgemäßen Klebschichten verklebten und/oder mit den erfindungsgemäßen Dichtungen abgedichteten Substrate von einer außerordentlich langen Lebensdauer und einem besonders hohen Gebrauchswert, was sie bei der Herstellung und Anwendung besonders wirtschaftlich macht.
    • Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsversuch V1 Die Herstellung erfindungsgemäßer Klarlacke und Klarlackierungen (Beispiele 1 bis 4) und eines nicht erfindungsgemäßen Klarlacks und einer nicht erfindungsgemäßen Klarlackierung (Vergleichsversuch V1)
  • Die erfindungsgemäßen Klarlacke 1 bis 4 und der nicht erfindungsgemäße Klarlack V1 wurden durch Vermischen der in der Tabelle 1 angegebenen Bestandteile und Homogenisieren der resultierenden Mischungen hergestellt. Tabelle 1 Die stoffliche Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Klarlacke 1 bis 4 und des nicht erfindungsgemäßen Klarlacks V1





  • Die Klarlacke der Tabelle 1 waren lagerstabil und ließen sich problemlos mit Hilfe der elektrostatischen Spritzlackierung (ESTA) applizieren.
  • Zur Beurteilung des Ablaufverhaltens (Anzahl und Länge der Läufer) sowie des Verlaufs, des Glanzes und der Brillanz wurden die Klarlacke der Tabelle 1 in Keilform auf übliche und bekannte, vertikale Lochtafeln mit diagonaler Lochreihe appliziert und während 30 Minuten bei 130°C in vertikaler Stellung eingebrannt.
  • Die Läuferlängen bei einer Schichtdicke von 55 µm lagen bei
    • - 17 mm (Beispiel 1),
    • - 16 mm (Beispiel 2),
    • - 19 mm (Beispiel 3),
    • - 17 mm (Beispiel 4) und
    • - 25 mm (Vergleichsversuch V1).
  • Dies zeigte, daß das Ablaufverhalten der erfindungsgemäßen Klarlacke 1 bis 4 dasjenige des nicht erfindungsgemäßen Klarlacks V1 übertraf.
  • Der Verlauf, die Glätte der Oberfläche, der Glanz und die Brillanz der erfindungsgemäßen Klarlackierungen 1 bis 4 und der nicht erfindungsgemäßen Klarlackierung V1 wurden bei hohen und niederen Schichtdicken visuell beurteilt.
  • Der Verlauf, die Glätte der Oberfläche, der Glanz und die Brillanz der erfindungsgemäßen Klarlackierungen 1 bis 4 waren hervorragend; sie übertrafen in dieser Hinsicht die nicht erfindungsgemäße Klarlackierung V1.
  • Innerhalb der Reihe der erfindungsgemäßen Klarlackierungen 1 bis 4 ergab sich auf diesem hervorragenden Niveau in der Qualität noch die folgende Abstufung (Ranking):
    • Hohe Schichtdicken
  • Beispiel 3 > Beispiel 4 > Beispiel 2 > Beispiel 1
    • Niedere Schichtdicken
  • Beispiel 3 > Beispiel 4 > Beispiel 1 > Beispiel 2
  • Ansonsten waren die erfindungsgemäßen Klarlackierungen 1 bis 4, insbesondere was Härte, Kratzfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Witterungsstabilität und Etch-Beständigkeit betraf, der nicht erfindungsgemäßen Klarlackierung V1 ebenbürtig.

Claims (21)

1. Verwendung eines aromatenfreien Lösemittelgemischs, das
A) mindestens ein niedrigsiedendes organisches Lösemittel und
B) mindestens ein organisches Lösemittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus hochsiedenden und mittelsiedenden organischen Lösemitteln,
enthält oder hieraus besteht, wobei
1. mindestens eines der organischen Lösemittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 10,5 und 12,0 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen -15 und -20 und
2. mindestens eines der organischen Lösungsmittel (A) und/oder (6) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 8 und 9,7 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen 0 und 12 aufweist;
zur Verbesserung des Eigenschaftprofils von physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren, lösemittelhaltigen Gemischen und der hieraus hergestellten Produkte.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigsiedenden organischen Lösemittel (A) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 10,5 und 12,0 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen -15 und -20 aufweisen.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelsiedenden und die hochsiedenden organischen Lösemittel (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 8 und 9,7 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen 0 und 12 aufweisen.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hochsiedenden organischen Lösemittel (B) bei Normaldruck oberhalb 190°C sieden.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelsiedenden organischen Lösemittel (B) bei Normaldruck zwischen 120 und 190°C sieden.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigsiedenden organischen Lösemittel (A) bei Normaldruck unterhalb 120°C sieden.
7. Physikalisch oder thermisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch, enthaltend ein aromatenfreies Lösemittelgemisch, das
A) mindestens ein niedrigsiedendes organisches Lösemittel und
B) mindestens ein organisches Lösemittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus hochsiedenden und mittelsiedenden organischen Lösemitteln,
enthält oder hieraus besteht, wobei
1. mindestens eines der organischen Lösemittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 10,5 und 12,0 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen -15 und -20 und
2. mindestens eines der organischen Lösungsmittel (A) und/oder (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 8 und 9,7 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen 0 und 12 aufweist.
8. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigsiedenden organischen Lösemittel (A) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 10,5 und 12,0 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen -15 und -20 aufweisen.
9. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelsiedenden und die hochsiedenden organischen Lösemittel (B) einen Hildebrand Solubility Parameter δ (HSP) zwischen 8 und 9,7 (cal/cm3)1/2 und einen Hydrogen Bonding Index (HBI) zwischen 0 und 12 aufweisen.
10. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hochsiedenden organischen Lösemittel (B) bei Normaldruck oberhalb 190°C sieden.
11. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelsiedenden organischen Lösemittel (B) bei Normaldruck zwischen 120 und 190°C sieden.
12. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigsiedenden organischen Lösemittel (A) bei Normaldruck unterhalb 120°C sieden.
13. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hochsiedenden organischen Lösemittel (B) aus der Gruppe, bestehend aus Isotridecylalkohol (ITA), Isononanol, Dibasic Ester (DBE), Butyldiglykolacetat (BDGA) und 2,4-Dimethyl-1,5-octandiol (DEOD), ausgewählt werden.
14. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die hochsiedenden organischen Lösemittel (B) aus der Gruppe, bestehend aus Isotridecylalkohol (ITA), Dibasic Ester (DBE), Butyldiglykolacetat (BDGA) und 2,4-Dimethyl-1,5-octandiol (DEOD), ausgewählt werden.
15. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelsiedenden organischen Lösemittel (B) aus der Gruppe, bestehend aus Glykolsäurebutylester (GB-Ester), Butylacetat 98/100%, Pentylacetat, Ethoxypropylacetat (EPA), 3-Methoxybutylacetat, Ethylethoxypropionat (EEP) und Methylamylketon (MAK), ausgewählt werden.
16. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelsiedenden organischen Lösemittel (B) aus der Gruppe, bestehend aus Glykolsäurebutylester (GB-Ester), Butylacetat 98/100%, Ethoxypropylacetat (EPA), Ethylethoxypropionat (EEP) und Methylamylketon (MAK), ausgewählt werden.
17. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigsiedenden organischen Lösemittel (A) aus der Gruppe, bestehend aus n-Propanol, n-Butanol und Isobutanol, ausgewählt werden.
18. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das niedrigsiedende organische Lösemittel (A) n- Butanol ist.
19. Härtbares, lösemittelhaltiges Gemisch nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen oder völlig frei von aromatischen Lösemitteln ist.
20. Verwendung der physikalisch oder thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbaren, lösemittelhaltigen Gemische gemäß einem der Ansprüche 7 bis 19 als Beschichtungsstoffe, Klebstoffe und Dichtungsmassen oder zu deren Herstellung.
21. Verwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoffe als Füller, Unidecklacke, Basislacke und Klarlacke verwendet werden.
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