DE2204429A1

DE2204429A1 - Thermoplastische Überzugsmassen

Info

Publication number: DE2204429A1
Application number: DE19722204429
Authority: DE
Inventors: Samuel Tarentum; Hart Donald Peter Allison Park; Seiner Jerome Allan Pittsburgh; Pa. Porter jun. (V.StA.). P
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1971-02-01
Filing date: 1972-01-31
Publication date: 1972-08-10
Also published as: CA973287A; BE768650A; GB1359330A; DE2204429B2; US3713872A; IT939896B; FR2124314B1; FR2124314A1

Description

In der Automobilindustrie sind Lacküberzüge aus thermeplastischen Acrylpolymeren seit längerem wegen ihres guten Aussehens und ihrer guten Schutzwirkung im Gebrauch.Man trägt die Überzugsmassen wie auch andere industriell verwendete Überzugsmassen in der Regel durch Aufspritzen auf.

Man stellt die thermoplastischen Acrylpolymeren dadurch her, daß man die Acrylmonomeren in einem flüchtigen (aktiven) Lösungsmittel polymerisiert, das mit dem entstehenden Acrylpolymeren verträglich ist.Man erhält die Überzugsmesse hierbei in der Form einer gebrauchefertigen Lösung.

Man gibt dieser mit einem aktiven Lösungsmittel hergestellten Lösung des thermoplastischen Acrylpolymeren dann durch Verdünnen mit anderen Lösungs- oder Verdünnungsmitteln die zum Spritzen geeignete Konsistenz.

Sin Hauptproblem liegt nun darin, daß beim Spritzen

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von Substraten, wie Autokarosaerien und anderen Werkstücken, bis heute nur ein Arbeiten unter schlechter Ausnutzung der Überzugsmassen möglich war.Das heißt, daß infolge einer zu starken Lsckzuführung und des dadurch verursachten Zurückspringen des Lacks vom Substrat nur die Hälfte der die Spritzpistole durchlaufenden Lackatoffe auf dem Substrat haftend abgelagert wird.

Da in der Praxis Überzüge, insbesondere Überzüge von gutem Aussehen und einer Gesamtstärke von mindestens etwa 0,0508 mm ( 2 mils ) verlangt werden, war es wegen der geschilderten Problem·-; bip jetzt schwierig, in der Automobilindustrie mit weniger als drei Beschichtungen LackUberzüge von der geforderten St&rke herzustellen.Das zu beschichtende Substrat mußte daher die Spritzvorrichtung mindestens dreimal durchlaufen.Man bezeichnet hier im allgemeinen als einen Arbeitsgang für die Herstellung einer Schicht eines Lacküberzuges die Vorgänge, die zwischen zwei Verdampfungsstufen des Lösungsmittels liegen·

Da das Dreischichtsystem einen bedeutenden Aufwand an Zeit und Arbeit erfordert, hat man in der Lackindustrie große Anstrengungen auf die Entwicklung eines Zweischichtsystems verwendet, d.h. eines Verfahrens, mit dem man bei nur zwei Beschichtungsvor-Sängen Überzüge erhält, die in ihrer P.tHrk^ den überzügen gleichkommen, für die bisher drei Trenchlchtungen erforderlich waren.

Es wurde nun gefunden, -Jai? man mit ein°r Lösung eines -thermoplastischen Acry!polymeren in eineTi ak-

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tiven Lösungsmittel, die unpigmentiert eine Oberflächenspannung von weniger als 25,2 Dyn/cm bei Raumtemperatur hat, mit der Spritzpistole im Zweischichtverfahren überzüge bzw. Filme herstellen kann, die in ihrer Stärke und in ihrem Aussehen den früher nach dem Dreiachichtsystem hergestellten überzügen mindestens gleich sind. nan kann auf diese Weise nicht allein Zweischichtfilme von der geforderten Starke herstellen, sondern unerwarteterweise auch etwa 50 % der bisher aufzuwendenden überzugsmasse einsparen.Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Systems lassen, sich di° Kosten für das Lackieren von Autoteilen und anderen Werkstücken drastisch senken.Gleichzeitig verringern sich auch die Gefahren oder Störungen, die mit einer zu starken Lackzufuhr verbunden sind.

Man stellt die thermoplastischen Acrylpolymeren i» allgemeinen auf die Weise her, daB man die Acryl-■onemeren in einem aktiven bzw. mit dem entstehenden Polymeren verträglichen Lösungsmittel polymerisiert.Man kann der Lösung dann weitere Lösungsmittel oder nichtlösende Verdünnungsmittel zusetzen, um ihr die zum Verspritzen erforderliche Konsistenz zu geben.Wesentlich ist, daß die nit der Spritzpistole aufzutragende Zubereitung unpigmentiert eine Oberflächenspannung von weniger als 25,2 Cyn /cm bei Raumtemperatur hat.Es wurde nämlich festgestellt, daß bei Zubereitungen mit einer Oberflächenspannung von mehr als 25»2 Dyn / cm zur Herstellung eines 0,0508 mm ( 2 mils ) starken Überzuges mit gutem Aussehen drei Beschickungen erforderlich sind, wobei ater die Überzugsmasse schlecht ausgenutzt wir3.

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Für die Messung der nach der Erfindung wesentlichen Oberflächenspannung darf das 'TberzugsÖad keine Pigmente enthalten, da der Zusatz von Pigmenten zua überzugsbad dessen Oberflächenspannung bseinfluftt.Obgleiefe Jede pigmentierte Überzugsmasse unterschiedliche Werte für die Oberflächenspannung aufweisen kann, bleibt die Beziehung zwischen der Oberflächenspannung und dem Grad der Ausnutzung der überzugsmasse und der Herstellbarkeit eines Zweischichtfilmes unverändert bestehen.Wenn folglich eine Überzugsmasse unpigmentiert eine Oberflächenspannung von 25_t2 Pyn / cm oder weniger hat, kann sie, auch wenn ihre Oberflächenspannung nach der Zugabe der Pigmente herabgesetzt wird, besser ausgenutzt und zu Überzügen von größerer Stärke aufgetragen werden.

Als thermoplastisches Acrylpolymerisat verwendet man gewöhnlich einen Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure, oder ein Copolymerisat eines solchen Esters mit einen anderen copolymerisierbaren Monomeren. Geeignet sind die'Ester von Alkoholen, die etwa 1 bis 16 Kohlenstoffatome enthalten, beispielsweise Methylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, Octylacrylat, Laurylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Stearylmethacrylat und 2-Äthoxyäthylmethacrylat.Man kann entweder Gemische dieser Ester copolymerisieren oder man kann einen oder mehrere dieser Ester mit eine'r höheren Allylester oder Amid der Acryl- oder Methacrylsäure oder mit einem anderen Monomeren, das eine copolymerisierbare Vinylgruppe enthält, copolymer!Pieren, beispielsweise einem ItaconsäureeFster, einem Maleinsäureester oder einer Allylverbindung.Die nach der Erfindung mit Vorzug verwendeten Acry!polymeren sind

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di· Alky!methacrylate und -akrylate, beispielsweise Poly (methylmethacrylat) und Copolymere dieser Monomeren, beispielsweise Copolymere aus Methylmethaorylat und Butylacrylat.Man kann auch Gemische der genannten Acrylverbindungen mit anderen Harzen, beispielsweise Epoxiden, Celluloseacetatbutyrat, nitrocellulose u.a. verwenden.In ihrer bevortugten Zusammensetzung enthalten solche Gemische mindestens etwa 40 Gew.% des Acrylpolymeren.

Man stellt die thermoplastischen Acrylpolymeren iir: allgemeinen auf die Weise her, daß man die«Acrylmonomeren in einem für die polymerisieren Monomeren aktiven Lösungsmittel polymerisiert.Unter einen! aktiven Lösungsmittel versteht man ein Lösungsmittel, das flüchtig bzw. verfluchtigbar und mit dem thermoplastischen Acrylpolymeren verträglich ist.In diesen Lösungsmitteln werden die Polymeren faktisch gelöst.

Als für die Zwecke der Erfindung geeignete aktive Lösungsmittel kann man aromatische Kohlenwasserstoffe oder sauerstoffhaltige Lösungsmittel, wie Ester, Ketone, Xther, Itheralkohole und halbgenierte Kohlenwasserstoffe verwenden.Als Beispiel aktiver Lösungsmittel selen Xthoxyäthylacetat (Cellosolve-Acetat), 2,2, 4-Trimethyl-1,J-pentandiolmonoisobutyrat, Aceton, Toluol, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Disisobutylketon, Methylisoamylketon, Diethylether, Amylacetat_t Butyacetat, Xthylenglycoldiacetat, Cyclohexanon, Trichlortrifluoräthan, Trichlormonofluormethan, 2-Nitropropan u.a. genannt.

Man setzt dem aus dem Polymeren und d'jm aktiven Lösungsmittel bestehenden Gemisch dann zur Herstellung der

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erforderlichen Spritzviskosität und der gewünschten Oberflächenspannung einen Wicht loser oder ein Verdünnungsmittel in geeigneter Menge zu.

Die be vor B\jg t verwendeten Nichtlöser enthalten Verdünnungsmittel (thinner).Einige der für die Zweck· der Erfindung verwendbaren Verdünnungsmittel sind flässige Stoffe, die mit den aktiven Lösungsmitteln mischbar sind, die Aerylpolymeren jedoch nicht in starkem Maße lösen oder mit diesen nicht vertraglich sind.Beispiele solcher Nichtlöser sind die flüssigen aliphatischen Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan, Octan, Pentan und "71"!ScP" -Ifaphthaaorten.Ferner seien Alkohole, wie Methanol, Isopropanol u.a. genannt.

Hau kann auch Gemische aus aktiven und nicht-aktiven Lösungsmitteln oder Nichtlösern verwenden.In bevorzugter Zusammensetzung enthalten solche Gemische ein Gemisch aus Toluol, Aceton und Äthoxyäthylacetat als das aktive Lösungsmittel und Hexan oder Heptan als Nichtlöser.

£s ist unbedingt erforderlich, daß die aktiven Lösungsmittel undrdiernichtaktiven Lösungsmittel oder Nichtlöser in einem so ausgewogenen Verhältnis zueinander stehen, daß das Polymere sich nicht niederschlägt und daß die aufzusprühende Polymerenlösung unpigmentiert eine Oberflächenspannung von weniger als 25,2 Dyn / cm bei Raumtemperatur hat.

Die Oberfläche Jeder flüssigen Lösung besitzt bestimmte besondere Eigenschaften, die auf die Unausgeglichenheit der an der Oberfläche wirksamen Kräfte infolge

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der molekularen Anziehung zurückzuführen sin**. Die Moleküle an der Oberfläche der Flüssigkeit werden von den anderen Molekülen der Flüssigkeit nach innen gezogen, dadurch hat die Flüssigkeit das Bestreben ihre Oberfläche soweit als möglich zu verkleinern.Die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit ( hler der polymeren Lösung } bezeichnetdie Kraft, die pro Zentimeter der Flüssigkeitsobeirf liehe der Ausdehnung dieser Oberfläche entgegenwirkt. S ie wird in Dyn pro Zentimeter ausgedruckt.

Man bestimmt die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit auf die Weise, daß man einen Βing aus Platindraht in die.Flüssigkeit eintaucht und die Kraft mißt, die erforderlich ist, den Ring von der Oberfläche der Flüssigkeit abzuheben.Hingewiesen sei hierzu auf Sears und Zemansky "University Physics", 2.Auflage, erschienen bei der Addison-Wesly Publishing Company, Cambridge, Massachusetts (1955) und auf Arthur D.Adaason "Physical Chemistry of Surfaces" 2.Auflage, erschienen bei Interscience Publishers, Hew York (1967), S.24 - 26.

Für das Messen der Oberflächenspannung der polymeren Lösungen nach der Erfindung wird die.von du Noüy entwickelte Standard-Methode nach ASTM-D 1331 angewandt.Die Messungen werden bei Raumtemperaturen (etwa 22°C ) vorgenommen, da Temperaturschwankungen die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit beeinflussen.Das du Noüy Meßgerät ist auf seiner Meßskala für destilliertes Wasser als Standardflüssigkeit auf 72 Dyn / cm eingestellt.

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Ee wurde festgestellt, daß man noch genauere .Mauerte erhalten kann, wenn man als weitere Eichnorrr reine· Xylol alt einer Oberflächenspannung von 30_f1 Dyn / ca verwendet.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Temperatur in ler Spritspistole etwa 20⁰C betragt und daß die Oberflächenspannung der Spritzmasse geringfügig größer ist als bei Bäumtemperatur.

Wan stellt die Polymerenlösung im allgemeinen dadurch auf die gewünschte niedrige Oberflächenspannung ein, daß man die Lösungsmittel und die Nichtloser in eines ausgewogenen Verhältnis verwendet. Wenn man daher einen Nicht löser mit einer niedricror· Oberflächenspannung, beispielsweise Hexan, verwendet, so verwendet «an ihn in einer Menge, die groß genug ist, die Oberflächenspannung der Lösung auf unter 25»2 Djn / cm herabzusetzen, die aber nicht ausreicht, die Lösung in eine Dispersion umzuwandeln.Es ist ferner auch möglich, die Wirkung der aktiven Lösungsmittel im Blick auf die angestrebte niedrige OberflSchenapannung der Spritzmassen dadurch zu steuern, da? man anstelle von Lösungsmitteln mit hoher Oberflächenspannung, wie Toluol und Äthoxyäthylacetat, solche alt niedrigerer Oberflächenspannung, beispielsweise Diisobutylketon, verwendet.

Man muß die Oberflächenspannung des Gemisches messen, wenn man die Lösungsmittel und die Nichtlöser in ihrer Wirkung gegeneinander abwägt, weil, wie man auf Seite 7'* des an anderer Stelle genannten Buches "Physical Chemistry of Surfaces" von Adamson nachlesen kann, die Oberflächenspannung dem Mittel der Werte für die Oberflächenspannung der einzelnen

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Komponenten nicht linear folgen muß.

Obwohl man die Massen mit niedriger Oberflächenspannung bevorzugt dadurch herstellt, daß man den PolymerenlSsungen als Nichtlöser flüssige aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe zusetzt, ist es auch möglich, aktive ^sungsmittel, die als Verdünner einen genügend großen Anteil an Diethylether oder an einen anderen aktiven Lösungsmittel mit einer niedrigen Oberflächenspannung enthalten, zu verwenden, ura die Oberflächenspannung der Zubereitung auf weniger als 25»2 Dyn / cm herabzusetzen und mit verbesserter Auftragsleietung einen Zweischichtüberzug herzustellen.

£s kann für bestimmte Zwecke wünschenswert sein, die hier verwendeten Flüssigkeiten auch im Hinblick auf andere Eigenschaften, beispielsweise einen bestimmten Viskositätsgrad oder eine bestimmte Verdampfungsgeschwindigkeit, untereinander auszulegen bzw. abzustimmen.Die wichtigste Eigenschaft ist jedoch, die niedrige Oberflächenspannung der Zubereitungen, weil sie es in der Hauptsache ermöglicht, aus Lösungen von thermoplastischen Acrylpolymeren mit erhöhter Auftrageleistung auf. Automobile brauchbare Zweischichtüberzüge aufzutragen.

In bevorzugter Form ist die überiugsmasse, allgemein gesprochen, ein aus einem Copolymeren aus Methylmethacrylat und Butylacrylat und einem Lösungsmittel bestehendes Gemisch.Im einzelnen enthält das Gemisch etwa 9 Vol.% des Acrylcopolymeren, etwa ? Vol.% Celluloseacetatbutyrat, etwa 2 Vol.?< eines Weichmachers, etwa 25,5 Vol.% Hexan, etwa 27,5 Vol.% Toluol, etwa 4 'VoL¹Jo Xthylenglycoldiacetat, etwa 21 Vol.% Athoxy-

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äthylacetat und etwa 9 Vol.% Aceton.Das Geraisch hat bei Raumtemperatur eine Oberflächenspannung von etwa 21,8 Dyn / cm.

Man kann aus unpigmentierten Gemischen dieser Art klar· Überzüge hersteilen.Bevorzugt färbt man das Gemisch Jedoch alt Pigmenten ein.Als Beispiel von geeigneten Pigmenten seien Titandioxid, RuP, rotes Eisenoxid, Phthalocyanin, Aluminiumpuder und gelter. Elsenoxid genannt.Im allgemeinen kann man der Überzugsmasse jedes in der Lackindustrie gebräuchliche Pigment oder Füllmittel zusetzen.Entscheidend .bleibt _tiedoch, daß die Oberzugsmssse die erfindungswesentliche Oberflächenspannung im unpigmentierten Zustand haben miß.

Venn die erfindungsgemäßen Gemische für Lacküberzüge von Automobilen verwendet werden sollen, ist es bei metallischen Pigmenten im allgemeinen zweckmäßig, ihnen Cellulose—Abkömmlinge, beispielsweise Celluloseacetatbutyrat oder Nitrocellulose, zuzusetzen, um die metallische Orientierung zu verbessern.Nach einer bevorzugten Ausführungeform der Erfindung setzt man der Überzugsmasse, auf. ihr Gewicht bezogen, Celluloseacetat butyrat in einer Menge von etwa 2 bis 50 Gew.?' zu.

Im allgemeinen setzt man der überzugsmasse einen äußeren Weichmacher von der für Lösungen von Acrylpolymeren gebräuchlichen Art zu.Als Beispiele solcher Weichmacher seien Dibutylphthalat, Butylbenzylphthalat, Diisooctylphthalat, Decylbutylphthalat, Diisooctyladipat, Dibutylsebacat, Butylbenzoat, Triiaooctyltrimellithat, Di-noctyl-n'-decyltrimellithat, Tricresylphoephat, sowie

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polymere Weichmacher,wie öl- modefizierte oder nicht mit öl modifizierte Polyester,genannt. Hau setzt den Lösungen von Acrylpolymeren Weichmacher dieser Art im allgemeinen in einer Menge von etwa 5 bis 35 Gew.% zu.

Die Obersufjsmaase kann mit Spritzvorrichtungen konventioneller Art auf Unterlagen beliebiger Art, wie Netall, grundiertes Metall, Holz oder Kunststoff, aufgetragen werden. -.

für die Zwecke der Automobilindustrie sind im allgemeinen thermoplastische überzüge von einer Stärke von mindestens etwa 0,05OSmOi ( 2 mils ) erforderlich, wenn daher eine Polymerenlösung eine Oberflächenspannung von weniger als 25,2 Dyn / cm hat, kann man das Substrat bei nur zwei Durchgängen durch die Spritzvorrichtung mit einer Laokschicht von einer Stärke vom mindestens 0,0508 mis Überziehen.Die bei der Autolaokierung verwendete konventionelle Spritzvorrichtung wird auf eine bestimmte Lackdurchlaufmenge eingestellt. Bei dieser Leckdurchlaufmenge kann man mit den bisher bekannten thermoplastischen Überzugsmassen auf dem Substrat, nur einen überzug von etwa 0,01778 mm ( 0,7 mils ) pro Durchgang auftragen.Da in der Automobilindustrie Lacküberzüge von etwa 0,0508 mm etlrke verlangt werden, mußte auf dem Substrat bei den bekannten Überzugsmassen eine üreifacEs'chicht aufgetragen werden.Wenn nan das Problem der Lackschichtstärke auf die Weise zu lösen versucht, daß man die Lackdurchlaufmenge derart erhöht, daß man überzüge mit der geforderten Stärke von 0,0508 mm mit nur zwei Laokauftragungen herstellen kann, erhält man überzüge von unbefriedigendem Aussehen, well die Lösung beim

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AufflieAen auf das Substrat ins Laufen kommt und "Gardinen" bildet.Man kann diesem Problem nicht dadurch bcikoeaen, daß man die Zeit für das Auftragen Jeder Saokseoloht Bit der Spritzpistole einfach verlange** _f weil die Massenfertigung in der Automobilindustrle eine Zeitbegrenzung für das Lackieren jedes Verkstftekes sub Gebote aacht, das Lackierverfahren alte nicht verlangsamt werden darf.Auch die Forderung aMh «im·· guten Aussehen des Lackiiberzuges steht dieser Verfahrensweise gegenüber.

Saoh dea Verfahren der Erfindung kann man bei normaler •mfeurgeschwindigkeit der aufzubringenden Lacklösung und bei gleicher Spritzdauer bei jedem Werkstück einen Zweischichtfilm τοη einer Starke von 0,0506 mm herstellan. Dies ist deshalb »ftflieh, weil die nach der Erfindung hergestellten Laoklösungen in ihrer Anwendung ergiebiger sind alt die bekannten Lösungen.Man stellt die Ergiebigkeit oder Effizienz des Lackes auf die Waise faat, AaB »an eine Lacklösung mit einer abgemesaeaan Hange τοη Laokfeststoffen auf ein Substrat mit dar Spritzpistole aufträgt und danaoh die aufgetragene Laokaenge »lBt.Zu« Vergleich der Ergiebigkeit der nach dar Erfindung hergestellten Lecklösungen spritzt man gleiche Hangen der jeweils die gleichen Feetetoffmenge enthaltenden Lösungen bei gleicher Zuführgeschwindigkeit auf Substrate auf und Bißt die abgelagerten Filme. Hierbei wurde festgestellt, daß die erfindung«gemäßen Lacksaaaen eine bedeutend höhere Ergiebigkeit haben als die Lacklösungen bekannter ArtJDer Vergleich seift, daß naoh dem erfindungsgemäßen Verfahren Substrate,wie Automobilteile, mit einer geringeren Lackaenge. als Ib FaI₁Ie der bekannten Lacklösungen kostensparend Bit eines gleich starken oder einem stärkeren

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Lackfll« ala in den Vergleichsfällen überzogen worden können.

Kan kann die Überzugsmassen nach der Erfindung für alle Arten von Substraten verwenden. Bevorzugt ver van sie zur Herstellung von Spritzüberzügen auf grundierten und nicht-grundierten Metallen, beispielsweise und Stahl.

Die Erfindung ist in"*flen"folgenden Beispielen an spezifischen Auftführunge formen in größeren Einzelheiton dargestellt.Sie igt jedoch auf diese Ausführungsforren nicht beschränkt, sondern auf vielfältige' Veise abwand^1- und veränderbar.Alle in der Beschreibung und in Λ on Beispielen genannten Teile und Prozentsätze sind, wenn nichts "anderes gesagt 1st, Gewichtsteile und Gewichtsprocent.

Beispiele 1 bis 7

Plan stellt eine' 35 % Feststoffe enthaltende Lösung eine· Copolymeren aus 90 % Methylmethacrylat und 10 % Butylaorylat in Toluol her und mischt 172 Teile dieser Lösung mit 20 Teilen Celluloeeacetatbutyrat und 20 Teilen Butylbenzylphthalat.Aus diesem Gemisch stellt man sodann in einem aus 55 Teilen Toluol, Teilen Aceton und 10 Teilen Cellosolve-Acetat bestehenden LfJBungeiiittelgemiach eine JO "/■ F ;ststoffe enthaltende Lösung her.

M«n versetzt sieben Proben und drei Kontrollproben

der vorstehend beschriebenen unpigmentierten Zubereitung mit je 1CX) Vol.% eines Lösungsmittelgemischeo bzw.

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dines Lösungemittels nach der folgenden Tabelle und trügt die Gemische dann mit der selben Spritzvorrichtung bei jeweils gleicher Dauer den BeschichtungsVorgangs auf Hotallplatten auf.Die Spritzgeschwindigkeit entspricht einer Zuführgeschwindigkeit von 730 cm' Xylol in der Minute.

LösunesMitt·: ( Vol.% )	L	17	2	8	β.	Beispiel 345	17	17	6	7	Kontrollversuche ABC
Toluol	25	_	_	17		25	17	17	31 -■
Cellosolve- acetat	-	20	45	25	-	-	25	25	18 -
Aceton .	-	27	-	-		-	50	-	14 -
Xylol	8	-	-	-	3	8	-	-	14 -
Ithylengly- eoldiaoetat		-	8		_	8	8	7 - -
Laotoldesti- Ut								6 -
Diaceton- alkohol	50		-	-			10 -
Hexan	-	-	-	-	-	-	_
2-Propanol	—	-	—	—	-	50	*- -. -*
2-Nitro- Propan	-	—	-	50			- 100 -
Cyclohexan		-			-	-	- - 100
Difithyl-

äther - - 50 - - - -

Trichlor-

trifluormethan- - - 50 - -

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Fortsetzung der Tabelle:

Lösungsmittel . Beiepiel Koatrollvereuche

(Vol.*) * 2/ 3/ *' 5, 6 7 i B C

2 Oberflächen-

» spannung

£ (Dyn/cm) 21,8 21,2 23^0 22,4 24,6 25,2 24,4 26,0 27,0 29,7

° Filastärke

(nun) 0,06604 0,071^2 0,06096 0,04826 0,05588 0,0508 0,0508-0,04064 0,0381 0,0279⁷I

Ergiebigkeit
Cam/cm³Lack) 0,001854 0,001829 0,00165 0,0015*9 0,001549 0,00140 0,0014 0,001067 0,001092? 0,0009^1

An« 4tn Beispielen ergibt «loh, daß die Überzugs- ma···!! sit einer Oberflächenspannung von weniger als 25»2 Dy*/c· den Überzugsmassen alt einer Oberflächen- spaniiunf vom «ehr el· 25,2 Dyn/cm in der Stärke der Aaraua heirfastelltcn Filme und in ihrer Ergiebigkeit deutlich Β*·τ1·§·η «Ind.

Beiaplel β

Han atellt eine Losung eineβ thermoplastischen Acrylpolymeren auf die Veise her, daß man 172 Teile einer 35 % Feststoffe enthaltenden lösung eines Copolymeren aua 90 % Methylmethacrylat und 10 % Butylacrylat in Toluol; 2J,5 Teile einer 85 % Peststoffe enthaltenden Xylollöaung ein·· Cocasnußglycerin-Phtbalsäure-Polyesteri mit einem Holekulargewicht von etwa 1200 als Weichmaoher 20 Teile Cellulosaacetatbutyrat miteinander miacht und dem Gemisch ein au· 17 % Toluol, 65 % Aceton und 18 /' Ithoxylthylacetat bestehendes Löeungemitteleyeteai in solcher Menge zusetzt, daß eine 30 % Feetetoffe enthaltende Lösung entsteht.

Man pigmentiert die Löaung, indem man ihr auf 333 Teile 1,5 Teile Aluminiumechuppen und 0,5 Teile blaues Phthalocyaninpigment zusetzt.Die pigmentierte Lösung hat fine metallisch blaue Farbe.

Rau «atzt dann einem Volumenteil der pigmentierten Lösung, um sie spritzbar zu machen, einen Volumenteil eines aus 50 °,^r Hexan, 17 % Toluol, 25 % Xthoxy-Bthylacatat und 8 % Äthylenglycoldiacetat bestehenden Löeungamittelsystem zu.Die erhaltene Lösung hat eine Oberflächenspannung von 21,6 Dyn/cm ( 21,8 Dyn/cm klare Lösung ).

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Die ait der erfindungsgemäßen Überzugsmasse erzielbar· Filmetirk· und die Ergiebigkeit dieser öberzugs-■aase seigen sich, wenn man die Masse mit einer gegenwärtig in der Automobilindustrie verwendeten handelsüblichen Acrylpolyeerenlösung vergleicht, die aus der in diäten Beispiel beschriebenen pigmentierten PoIy-■•rer&ösung besteht und, auf die Lösung bezogen, mit 100 % Vol.% eines 6 % Lactol-Destillata, 14 % Xylol, 31 % Teluol, 14 % Aceton, 18 % Xthoxyäthyla«etat, 10 % Diacetonalkohol und 7 % Äthylenglycol -ao«tat enthaltenden LösungBmitteleystems versetzt ist. Di· di· Spritapistole durchlaufende gebrauchsfertige Lösung .hat eine Oberflächenspannung von 23,5 Byn/cm (26,0 Dyn/c» klare Lösung).

Man trlgt di· beiden Lacke mit einer automatischen Spritxmeeohin· auf, ohne deren Einstellung beim 'Jbercang von ein·» sum anderen Lack zu ändern.Man stellt di· Spritediieen auf die Zuführung von 700 cnr Toluol pro rtinut· «in und trag die überzugsmasse bei dieser Slut ellung auf «Man trägt in beiden Fällen zwei Lackechichten «of«Die folgende Tabelle gibt die Versuchsergebni»·· wieder :

*Lok**	Viskosität Nr ι Fischer [Becher	Gesamtver- brauch an Lackfeat- etoffen	Stärke des abgelagerten Films	Aussehen des Filme
Beispie] 8	68 sek.	290 cm⁵	0,0762 mm	hervorragend
handeis üblichex Lack	56 sek.	285 cm⁵	0,0508 mm	hervorragend

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Hieran· folgt*, daß man nach Beispiel 8 einen 50 % stärkeren Film ale mit de« handelsüblichen Ltok erhält «fed daß ferner der Lackverbrauch in beiden Fill·* annähernd gleich ist.Die Ergiebigkeit der LaoklÖeung nach Beispiel 6 ist folglich um etwa 50 % höher als die de· handelsüblichen Lackes.

Beispiele 9 bis 12

Man stellt eine Lösung eines thermoplastischen Acrylpolymeren auf die Weise her, daß man 161 Teile einer 56 % Feststoffe enthaltenden Lösung eines Copolyaeren au· 90 % Methylmethacrylat und 10 % Butylacrylat in Toluol, 26 Teile einer 85 % Feststoffe enthaltenden Lösung eines polymeren Polyesters aus 60 % Glycerylphthalat und 40 % eines öle mit einem Molekulargewicht von etwa 1200 in Xylol als Weichmacher und 20 Teile Celluloseacetatbutyrat miteinander mischt.

Man setzt dieeem Polymerengemisch dann ein aus 1? % Toluol, 65 % Aceton und 18 % Cellulose-Acetat bestehende· Löeungsmit.telsystem in solcher Menge zu, daP ■an eine 30■% festetoffe enthaltende SSsung erhält.

Man pigmentiert diese Lösung, indem man ihr auf 353 Teile etwa 1,5 Teile Aluminiueechuppen und etwa 0,5 Teile blaue· Phthalocyaninpigment zusetzt.

Man versetzt vier Frohen und eine Kontrollprobe dieser pigmentierten Zubereitung mit Je 100 Vol.% eines Lösungemittelgeaisches nach der folgenden Tabelle und träge die Gemische dann unter gleichen Spritzbedingungen in zwei Schichten auf Metallplatten auf.Man erhält Filme von der in der Tabelle genannten Stärke.

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Lösungsmittel	9	·-	21,3	Beispiel	10	-	11	-	•	12	Eontroll-	-
(Vol.%)	50			-		-			versuch	-
Pent«υ	-	,05568	50	-	-	-		-	•	-
Hexan	-	-		50		.7 22,1	-	18
Heptan	-	-		-		50
Oc ta»	25	25		.25		25	31
Gellosolv·-
acetat	17	17	21,	17	17	7
Toluol
Ithylengly-	8	8	8	8	10
eoldiscetat					14
Diactton-*	-	-	14
altolfel	-	-
AOStQQ	-	-	6
Xylol
Lactol-	—	—
Destillat			25,6
Oberfllchen-
ariartmuiur	23,1	0,04064
(Dyn/c«)
?ilMtärke	0,05588 0,05588 0,05842
C-O O₁

Aus der Tabelle geht hervor, daß gegenüber dem aus einer Lacklösung mit höherer Oberflächenspannung hergestellten Kontrollfiln die aus den Lacklösungen mit niedrigerer Oberflächenspannung hergestellten Filme eine größere. Schichtstarke haben.

Beispiel 13 .

Man stellt eine Polymerenlösung nach Beispiel 9 her und pigmentiert sie durch die Zugabe von 28,7 Teilen

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TiO₂, 1,5 Teilen Indogelbpigment, 0,08 Teiler* Hu? und 0_f5 Teilen rotes Eisenoxid auf 333 Teile der LSsung.Pigmentiert hat die Lösung eine gelb-braune Farbe.

Men bereitet die pigmentierte Lösung dann durch die Zugabe τβη 100 Vol.% eines aus 50 % Hexan, 1? °/ Toluol 25 % Celloaolve^Acetat und 8 % Xthylenglycoldiacefciit bestehenden Lösungsmittelsystems für das Spritzen zu und trigt die Zubereitung dann in zwei Schichten au^f eine Metallplatte auf.Zum Vergleich trägt man ein« ηit 100 Vol.% des handelsüblichen Nichtlösers .nach Anspruch 8 versetzte zweite Probe der Zubereitung unter gleichen Spritxbedinguagen ebenfalls in 2 Schichten auf eine Metallplatte auf.Die die Lackschichten in beiden FHIlen betreffenden Vergleichewerte sind in der folgenden Tabelle rerselehnet :

Beispiel Oberflächen· verbrauchte Filmstärke •patfaung Lackfeststoffe

Dyn/cm 225 cm⁵

0,0635 mm

Kontrollversuch

25,0 Dyn/cm 200 cm

0,0^572 mm

Beispiel 14 und 15

Man stellt eine Polymerenlösung nach Beispiel 9 her und pigmentiert sie mit 1,7 Teilen Ruß auf 333 Teilen der Löeung.Die pigmentierte Lösung hat eine schwarze Farbei

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Han versetzt »wei Proben sowie drei Kontrollproben dieser pigmentierten Zubereitung mit Je 100 Vol.?< ein·» Löeungemittelgemischee bzw. eines Lösungsmittel« nach der folgenden Tabelle und trägt die Zubereitungen dean unter gleichen Spritzbedingungen in zwei Sonlchten auf Httellplatt·η auf,Die Werte für die Schicht-•tlrk· der aufgetragenen Lackfilme und die Werte für Alt Ergiebigkeit der Überzugsmassen sind in dor Tabelle ▼•r*»iehDiet :

XAtuagftaittal	Beispiel	Kontroll-	Beispiel	-	50	•	-	Kontroll RontreQi	■	i	-
(Vol.?«)	14	versuch	15 '	-	versuch voreuoH
		A			D E
Toluol *	17	35	17		V- " .1
Celloeolre-				22,8	i
aoetat	25	20	25		t
Aceton		15	-	0,04318
Xylol	-	15	-		I
Aiwm^W AVuK !■ j ooldiaoetat	8	8	8		1
Lactol-				0,0013716	100 - j
deetillat	-	7	-	100 ·*
Hexan	50 '·	-	1
2-Propanol	-	-
2-Hitro-			24,3 24,6;
propan	-	-
Cyclohexanon	-	-	0,03556 O,O33Osi
Oberflächen
spannung
(Dyn/cm)	20,2	24,3	0,001143 0,00109
Filmstarke
(mm) ·	0,05841	0,04572
Ergiebig
keit·*
*(mm/cm)**	0,0016002	0,0011684

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2α dir ii Beispiel 15 genannten Filmstärke β*»! gesagt, daJI «After« pigmentierte Zubereitungen, bei denen Iso- propamolalkohol als nicht lötendes Verdünnungeini t te 1 verwende* wird, Filmstärken ergeben, die an die nach Beispiel 14 herankommen ( vgl.Beispiel 7 ).

Ka* stellt eine Polymerenlösung nach Beispiel 9 her UÄd pigmentiert sie mit 45 Teilen TiO₂ auf 333 Teile der Lfaung.Die pigmentierte Lösung hat eine weiße Farbe.

rar set st die pigmentierte Lösung mit 100 Vol.?⁷ eimee aus 50 % Hexan, 25 % Cellosolve-Acetat, 1? f Toluol «ad β % Ithylenglycoldiacetat bestehenden Lösungsmit- tslsystems und spritzt die Zubereitung auf eine Metallplatte auf«Zum Vergleich tragt man eine mit 100 VoI.^ &·* hamdelsttbliohen Nichtlosere nach Anspruch 1 versetzte Fr«be der Zubereitung unter gleichen Spritsbedingungen aaf «ine Hetmli.pl at te auf .Die die beiden Lackschichten •♦treffendem Vergleichswerte sind in der folgenden Ta-•«lie rerseiehnet :

l#i spiel Oberflächen»- Oesamtver- Fi Im stärke Ergiebigspannung brauch an keit

Lackfeststoffen

21,3 Dyn/cm 36,8 cm⁵ 0,06096 mm O,OO16S1

cm

lontroll-

mm

versuch 23,4 Dyn/cm 40,4 cm^ 0,04064 ma 0,0009906-^L·

cnr

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Beiepieli? :

Man stellt eine PolymereniSsung auf die Weise her, daß nan 24 % eine« aus 50 % eines Methylmethecrylatpolya*ren und 50 % eines Epoxidharzes bestehenden -Iemiechee alt 76 % eines aus 50,4 Vol.# Toluol; 32,Γ "' Ithylenelykolmonäthylather; 13 Vol.% Methylethylketon 2,0 VoI ·# Iaopropanol bestehenden Lösungsmittelsystonp aischt.

Man vereetzt die erhaltene Polymerenlösung, auf 100 Volumenteile bezogen, mit 37»5 Volumenteilen eines aus 48 % Hexan, 19 % Toluol, 15 % Ithylenglycoldiacetat und 18 % Xthoxyäthylacetat bestehenden .Lösungsmittelsyetems und pigmentiert sie dann durch die Zugabe von 12 Teilen gebrannten Tonj 10 Teilen Talk; 13,6 Teilen TiO₂; 2,5 Teilen Calciumchromat und 1,7 Teilen Ruß, die Zugabe auf 100 Teile der polymeren Feststoffe bezogen.

Zum Vergleich versetzt man eine Probe der Polymerenlösung mit einem aus 34 % Toluol, 8 % Aceton, 24 % Cellosolveacetat, 9 % Ithylenglycoldiacetat, 9 % Lactol- Testillat und 16 % Xylol bestehenden handelsüblichen Lösungsmittelgemisch'in solcher Menge, daß die Zubereitung ^l'5-Vol.% Feststoffe enthält.Man trägt die beiden Zubereitungen unter gleichen Spritzbedingungen auf Substrate auf.Die Werte für die Stärke der nach einem einmaligen Auftrag erhaltenen Lackfilme aowit andere di· Filme betreffende Angaben können der nachstehenden Tabelle entnommen werden :

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220ΑΛ29

Beispiel Oberfl&chen- FilraetSrke Verbrach an nicht-

•pftfmung reduzierten Laclcfest-

stoffen

17 21._t4 Dyn/cm 0,02286 mm 109 cm⁵

Kontroll- . ;

vereuoh 24,6 Dyn/cm 0,0^524 mm "107 cm⁵

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Claims

1. überzugsmasse, die ein thermoplastisches Acrylpolymerisat gelöst in einem Lösungsmittelsyrfcem enthält, das ein flüchtiges und alt dem Acrylpolymerisat vertragliches Lösungsmittel enthält, dadurch gekennzeichne , dafl die Lösung des Acrylpolymerisats im von Pigmenten freien Zustand eine Oberflächenspannung von weniger als 25,2 Dyn/ca bei Raumtemperatur hat.

2. Überzugsmasse,nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelsystem ein Gemisch eus mit dem Acrylpolyeeren verträglichen, flüchtigen Lösungsmitteln und einem Verdünnungsmittel ist, das für das Acrylpolyraere ein Nichtlöser ist.

3. überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie Pigmente enthält.

4. überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie ein Cellulosederivat enthält.

5· überzugsmasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Cellulosederivat Celluloseacetat butyrat ist.

r Überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dai? 3ie einen äußeren Weich-' ic η cb er enthnlt.

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220U29

7. überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch ge-

ktnmseichnet, daß das thermoplastische. Acryl- polym·*· «in Gemisch eine« Polymeren eines Alkylacrylats oder Alkylaethacrylats mit einen; Epoxidharz ist.

β. überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylpolymere ein Homopolymerisat des Pie thy !acrylate ist.

9. überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Acrylpolymere ein-Copolymerisat aus Methylmethacrylat und Butylacrylat ist.

10..Überzugsmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdünnungsmittel ein flüssiger aliphatischer Kohlenwasserstoff ist.

11. überzugsmasse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige aliphatische Kohlenwasserstoff Hexan ist.

■ '.

12. überzugsmasse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet," daß der flüssige aliphatische Kohlenwasserstoff Heptan ist.

13. überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai? das mit dem Acrylpolyner^n vertragliche Lösungsmittel DiäthylHther ist.

14. überzugsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das mit dem Acrylpolymeren verträgliche flüchtige Lösungsmittel Toluol ist.

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tftMtinragsmaese nach Anspruch 1, dadurch gelCtnnMichnet, daß das nit dee Acrylpolymeren vertragliche flüchtige Lösungsmittel Aceton Ut,

nach Anspruch 1, dadurch gek«xufts«ichnet, daÄ sie ein Copolymeres aus Ifethylaethacrylat und Butylacrylat enthält, das in einem Löeungemitteleystem gelöst ist, wobei die Löeung etwa 9 Vol.% de· Acrylcopolyfteren, etwa 2 Vol.% Cellulosoacetatbutyrat etwa 2 Vol.% eines Weichmachere,. etwa 25,5 ^vol.? Hexan, «twa 27,5 Vol.^6 Toluol, etwa 4 Vol.?,. Äthylenglycoldiacetat, etwa 21 Vol.%-Äthoxy-Äthylacetat und etwa 9 Vol.% Aceton enthält und eine OberflSchenepannung von etwa 2i,8 Dyn/c» bei Raumtemperatur hat.

17. Verfahran zur Herstellung von überzügen durch das Aufspritzen einer tJberzugsmasee mit verbesserter Ergiebigkeit auf ein Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Substrat •ine übervuesmM·· aufgespritzt wird, die •in tharmoplaetieches Acrylpolymeres enthält, das in «inen ein mit dem Aorylpolyaeren verträgliches flüchtig·· LSsungseitte-l enthaltendes LQsungsaittelS7st*B gelöst ist, wobei die Lösung unpigmentiert eine Oberflächenspannung von weniger als 25»2 Dyn/ca bei Rauntemperatur hat«

1Θ. Verfahren nach Anspruch 17_v dadurch gekennseiohnat, daß man als Substrat grundiertes netall verwendet.

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19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man als Löeungsmitteleystea ein Gemisch aus nit dem Acrylpoly-■eren vertr8gliehen, flüchtigen Lb'sungs-r aitteln und einem Verdünnungsmittel verwendet, das für das Acrylpolymere ein Nichtlöser 1st.

20. Verfahren nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet , daß aan der überzugsmasse Pigmente zusetzt.

21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch .gekennzeichnet, daß man der Oberzugsmasse ein Cellulosederivat zusetzt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß man der überzugsmasse als Cellulosederivat Gelluloseecetatbutyrat zusetzt.

2J. Verfahren nach Anspruch I7, dadurch gekennzeichnet , daß man der Überzugsmasse einen Süßeren Weichmacher zusetzt.

24. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet ,daß man als thermoplastisches Acrylpolymerisat ein Gemisch aus einen Polymeren eines Alkylacrylats oder Alkylmethacrylats und eine« Epoxidharz verwendet.

je Vorfahren nach Anspruch I7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verdünnungsmittel einen flüssigen aliphatischen Kohlenwasserstoff verwendet.

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26· Verfahren nach Anspruch 17, dadurch getomateIchnet_% daß man als mit dem Acryl-

verträglichem flüchtiges Löeungs-Oilthyllther

27* Y«rf*hr«n nach Aneprtioh 17· dadurch gekennasoiohnvt, dan man alt mit dam Acry!polymeren verträgliches tlüohtige·; Löeungemitt«l Toluol verwendet.

28. Verfahren nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß man als mit dem Acrylpolymeren verträgliches flüchtiges Lösungsmittel Aceton verwendet.

ORlQWAL INSPECTED

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