DE3731433A1

DE3731433A1 - Verfahren zur herstellung von beschichtungen unter ausbildung von patinierten strukturoberflaechen

Info

Publication number: DE3731433A1
Application number: DE19873731433
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dederichs
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1987-09-18
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1989-04-06
Also published as: EP0307759A1; JPH01107873A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel lung von Beschichtungen auf beliebigen Substraten unter Ausbildung von patinierten Strukturoberflächen mit Metallic-Effekt, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das zu beschichtende Substrat unter Verwendung einer spachtelähnlichen Beschichtungsmasse mit einer ersten, einer Rauhtiefe von mindestens 75 µm aufweisenden Schicht versieht,
b) die gemäß a) erhaltene Schicht nach ihrer Aus härtung mit einer Metallic-Basislackschicht versieht,
c) die gemäß b) erhaltene Lackschicht mit einem physikalisch trocknenden, Farbstoffe und/oder Farbpigmente enthaltenden Beschichtungsmittel bzw. einer entsprechenden Farbbeize beschichtet und
d) die gemäß c) erhaltene Schicht mittels eines Lösungsmittels partiell von der Oberfläche entfernt.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Beschich tung von beliebigen, gegenüber den Beschichtungsmitteln resistenten Substraten wie beispielsweise zur Beschich tung von Oberflächen auf Basis von Metall, Kunststoffen, Holz, Spanplatten, Papier oder Kermaik.

Im ersten Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zu beschichtende Substrat mit einer viskosen, spachtelähnlichen Beschichtungsmasse beschichtet, wobei diese erste Beschichtung eine unregelmäßige Schicht dicke, d. h. eine gewisse Rauhtiefe aufweisen muß. Die minimale Rauhtiefe liegt hierbei bei 75 µm, vorzugsweise liegt die Rauhtiefe bei 100 bis 200 µm.

Die in der Stufe a) eingesetzte Beschichtungsmasse weist im allgemeinen bei 20°C eine spachtelähnliche Konsistenz auf. Die Herstellung dieser Strukturschicht kann bei spielsweise mittels eines Spachtelmessers von Hand oder auch maschinell erfolgen. Zur Herstellung dieser ersten Schicht geeignete Beschichtungsmassen sind beispiels weise solche auf Basis von Ein- oder Zweikomponenten- Polyurethansystemen der an sich bekannten Art, die vorzugsweise lösungsmittelfrei zur Anwendung gelangen. Die Beschichtungsmassen können bis zu 300 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel, an inerten Füllstoffen enthalten. Es muß in diesem Zusammenhang hervorgehoben werden, daß es auf die Höhe der Füllstoffzusätze und die chemische Zusammensetzung des in der ersten Stufe einge setzten Beschichtungsmittels nicht ankommt, vorausge setzt, das Beschichtungsmittel weist eine zur Ausbildung von Strukturoberflächen der genannten Rauhtiefe ausrei chend hohe Viskosität auf.

Nach der Aushärtung der gemäß a) erhaltenen ersten Schicht wird diese in einem zweiten Arbeitsgang b) mit einer Metallic-Lackschicht versehen. Hierzu geeignete Beschichtungsmittel sind an sich bekannte, handelsüb liche Metallic-Lacke, die als Metallteilchen beispiels weise Zink-, Eisen-, Aluminium- oder Kupferpulver ent halten. Die Trockenschichtdicke dieser Lackauflage liegt im allgemeinen innerhalb des Bereichs von 1 bis 30 µm, vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 5 bis 15 µm, jedoch ist diese Schichtdicke nicht erfindungswesent lich.

Im dritten Arbeitsgang c) wird dann die Metallic-Basis lackschicht gemäß b) mit einer physikalisch trocknenden, Farbstoffe und/oder Farbpigmente enthaltenden Lack schicht versehen, die beispielsweise unter Verwendung eines entsprechenden Beschichtungsmittels bzw. einer entsprechenden Farbbeize erhalten werden kann.

Zur Durchführung der dritten Stufe c) des erfindungs gemäßen Verfahrens sind grundsätzlich alle physikalisch trocknenden Beschichtungsmittel auf Basis von nicht vernetzenden Bindemitteln geeignet, beispielsweise solche auf Basis von Celluloseester oder auf Basis von nicht reaktiven Polyurethanharzen. Die gemäß c) zum Einsatz gelangenden Beschichtungsmittel bzw. Farbbeizen weisen vorzugsweise farblich eine braune bis braun schwarze bzw. graue Einstellung auf.

Die gemäß c) aufgetragenen Beschichtungsmittel bzw. Farbbeizen sollten die gemäß b) hergestellte Metallic- Lackauflage einerseits nicht angreifen und andererseits in dem im nachfolgenden Schritt d) eingesetzten Lösungs mittel partiell löslich sein.

Die gemäß Verfahrensschritten b) und c) zur Anwendung gelangenden Beschichtungsmittel bzw. Farbbeizen können nach allen beliebigen Methoden wie beispielsweise Streichen, Sprühen oder Spritzen aufgetragen werden.

In der vierten Stufe d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun die gemäß c) erhaltene Schicht nach ihrer Trocknung mittels eines geeigneten Lösungsmittels für diese Schicht partiell entfernt. Dies kann beispiels weise mittels eines Lösungsmittel-getränkten Lappens erfolgen. Dabei ist darauf zu achten, daß keine zu aggressiven Lösungsmittel für die gemäß c) aufgetragene Schicht zum Einsatz gelangen, so daß eine nur partielle Entfernung dieser Schicht möglich ist. Im Falle der Ver wendung eines Beschichtungsmittels bzw. einer Farbbeize auf Basis von Celluloseester eignet sich beispielsweise als Lösungsmittel ein Gemisch aus Ethanol : Waschbenzin 1 : 9. Im Falle der Verwendung eines Beschichtungsmittels bzw. einer Frabbeize auf Basis von nicht reaktiven Poly urethanharzen eignet sich beispielsweise ein Gemisch aus Ethanol und Toluol im Gewichtsverhältnis 1 : 1 als Lö sungsmittel.

Die angestrebte patinierte Strukturoberfläche ergibt sich aus dem gleichzeitigen Vorliegen einer Rauhtiefe, die in erster Näherung der Rauhtiefe der gemäß a) auf getragenen Schicht entspricht und der letztendlich nur teilweise und unregelmäßig mit der Farbschicht gemäß c) beschichteten Metallic-Lackschicht.

Die im Anschluß an die vierte Stufe d) des erfindungs gemäßen Verfahrens vorliegende patinierte Strukturober fläche kann gewünschtenfalls in einem weiteren Reak tionsschritt e) durch Auftrag einer Klarlackschicht gegenüber mechanischen, chemischen und Witterungsein flüssen geschützt werden. Hierfür geeignet sind belie bige, an sich bekannte Klarlacke, beispielsweise solche auf Basis von Alkydharzen, ungesättigten Polyesterhar zen, Polyurethanharzen, Epoxidharzen, trocknenden Ölen, Acrylatharzen oder auf Basis von Cellulosederivaten. Auch Einbrennlacke auf Basis von Polyester- oder Poly acrylatpolyolen und verkappten Polyisocyanaten bzw. Melaminharzen sind prinzipiell geeignet. Selbstver ständlich kommt es auf die chemische Natur dieses in der Stufe e) gegebenenfalls eingesetzten Beschichtungsmit tels nicht an. Vorzugsweise werden jedoch bei Raumtempe ratur trocknende Zweikomponenten-Polyurethanlacke zur Herstellung der Klarlackschicht e) verwendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Werkstoffen mit einer dekorativen Oberfläche für das Bauwesen und im "Do it yourself- Bereich".

Beispiel Ausgangsmaterialien Spachtelmasse für die Stufe a)

Spachtelähnliche Zweikomponenten-Beschichtungsmasse bestehend aus einem Gemisch aus

28,5 Gew.-Teile Polyol I¹)
28,5 Gew.-Teile Polyol II²)
5,2 Gew.-Teile Reaktivverdünner³)
11,8 Gew.-Teile Füllstoffpaste⁴)
5,2 Gew.-Teile Thixotropierungsmittel⁵)
20,8 Gew.-Teile Polyisocyanat⁶)⁷)

¹) handelsübliches Polyol auf Rizinusöl-Basis (®Desmophen 1150, Hersteller: Bayer AG, Leverkusen).

²) handelsübliches Polyol auf Basis eines in Polyether polyol dispergierten Polyhydrazocarbonamids (®Desmo phen 1920 D, Hersteller: Bayer AG, Leverkusen).

³) Anlagerungsprodukt von 1 Mol Propylenoxid an 1 Mol Phenol.

⁴) 50%ige Mischung aus Rizinusöl und einem Zeolith der molaren Zusammensetzung 0,7 K₂O×0,2 Na₂O×Al₂O₃ ×1,9 SiO₂.

⁵) handelsübliches Thixotropierungsmittel auf Basis von hydriertem Rizinusöl (Handelsbezeichnung: Antisettle, Lieferant: Fa. G. M. Langer, Bremen).

⁶) Polyisocyanatgemisch der Diphenylmethanreihe einer Viskosität bei 20°C von 200 mPa·s (®Desmodur VL, Hersteller: Bayer AG, Leverkusen).

⁷) der Zusatz des Polyisocyanats erfolgt unmittelbar vor der Verarbeitung der Spachtelmasse.

Metallic-Basislack für die Stufe b)

100 Gew.-Teile Polymerisat¹)
30 Gew.-Teile Methoxypropylacetat
15 Gew.-Teile Kupferbronze²)

¹) 15%ige Lösung in Ethylacetat eines handelsüblichen, Vinylchlorid-Mischpolymerisats (®Vinylite VAGH, Hersteller: Union Carbide).

²) ®Stapa 7600/4 (Hersteller: Eckart Werke, Fürth).

Farbbeize zur Durchführung der Stufe c)

Handelsübliche, dunkelbraun pigmentierte Spritzbeize (®Arti Olesol Spritzbeize Nr. 3156, Hersteller: Arti- Werke Wuppertal).

Klarlack zur Durchführung der Stufe e)

Zweikomponenten-Polyurethanlack folgender Zusammenset zung:

Teil I

1000 Gew.-Teile Polyol III¹)
625 Gew.-Teile Polyol IV²)
  50 Gew.-Teile Methoxypropylacetat
  41 Gew.-Teile Zinkoctoat³)
  27 Gew.-Teile Cellulose-acetobutyrat⁴)
   3 Gew.-Teile Entlüftungsmittel⁵)
170 Gew.-Teile Mattierungsmittel⁶)
135 Gew.-Teile Lichtschutzmittel I⁷)
270 Gew.-Teile Lichtschutzmittel II⁸)

¹) handelsübliche, 50gew.%ige Lösung in Xylol/Ethyl glykolacetat (Gewichtsverhältnis = 1 :1) eines Hy droxylgruppen aufweisenden Polyacrylats (®Desmophen A 450, Hersteller: Bayer AG).

²) Polyesterpolyol der OH-Zahl 160 aus 3 Mol Isophthal säure, 1 Mol Adipinsäure, 4 Mol 1,6-Dihydroxyhexan und 1 Mol Trimethylolpropan.

³) 10gew.%ige Lösung in Xylol.

⁴) handelsübliches Cellulose-acetobutyrat (®Cellit BP 300, Hersteller: Bayer AG).

⁵) Entlüftungsmittel auf Acrylatbasis, 10%ig in Methoxy propylacetat (®Acronal 700 L, Hersteller: BASF AG).

⁶) handelsübliches Mattierungsmittel auf Silikatbasis (Handelsbezeichnung: Mattierungsmittel OK 412, Hersteller: Degussa AG).

⁷) 10%ige Lösung in Xylol eines handelsüblichen Licht schutzmittels (®Tinuvin 292, Hersteller: Ciba Geigy AG).

⁸) 10%ige Lösung eines handelsüblichen Lichtschutz mittels (®Tinuvin 900, Hersteller: Ciba Geigy AG).

Teil II

75gew.%ige Lösung in Xylol/Methoxypropylacetat (Gewichtsverhältnis = 1 : 1) eines Biuretpolyisocyanats auf Basis von 1,6-Diisocyanatohexan (®Desmodur N 75, Hersteller: Bayer AG, Leverkusen).

Vor der Applikation des Klarlacks werden die Teile I und II im Gewichtsverhältnis 100 : 21 miteinander vermischt.

Erfindungsgemäßes Verfahren

a) Die Oberfläche einer Spanplatte der Abmessung 250×250×5 mm wird leicht angeschliffen und gut gereinigt. Hierauf erfolgt von Hand mittels Spach telmesser der Auftrag der Spachtelmasse, wobei entscheidend ist, daß durch mehrmaliges, unregel mäßiges Verteilen der Beschichtungsmasse die Grund struktur einer Rauhtiefe von 100 bis 2000 µm er zeugt wird.

b) Nach einer Aushärtezeit von ca. 6 Stunden der gemäß a) aufgetragenen Spachtelmasse wird diese mit dem Metallic-Basislack durch Spritzauftrag beschichtet, wobei die Trockenschichtstärke des Basislacks bei ca. 10 µm liegt. Der Basislack ist nach Lagerung während 30 Minuten bei Raumtemperatur durchgetrock net.

c) Nach Trocknung des Basislacks gemäß b) wird die Farbbeize durch Spritzen aufgetragen (Trocken schichtdicke: ca. 10 µm). Die Farbbeize ist nach 15minütigem Trocknen bei Raumtemperatur durchge trocknet.

d) Die gemäß c) aufgetragene Farbbeize wird unter Verwendung eines Lösungsmittel-getränkten Lappens (Lösungsmittel = Mischung aus Waschbenzin und Ethanol im Gewichtsverhältnis 9 : 1) entfernt, bis der gewünschte optische Effekt erreicht ist (nach der teilweisen Entfernung der gemäß c) aufgetrage nen Schicht ist ist die darunterliegende Metallic- Schicht zum Teil freigelegt und zum Teil noch mit der Farbbeize beschichtet).

e) Im Anschluß an die Stufe d) wird die vorliegende patinierte Strukturoberfläche mit dem Klarlack durch Spritzauftrag beschichtet (Trockenschicht dicke des Klarlacks: ca. 25 µm). Der Klarlack ist nach 2- bis 3stündigem Lagern bei Raumtemperatur ausreichend durchgehärtet.

Als Endergebnis wird eine stabile, patinierte Oberfläche auf dem Substrat erhalten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen auf beliebigen Substraten unter Ausbildung von pati nierten Strukturoberflächen mit Metallic-Effekt, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das zu beschichtende Substrat unter Verwendung einer hochviskosen Beschichtungsmasse mit einer ersten, einer Rauhtiefe von mindestens 75 µm aufweisenden Schicht versieht,
b) die gemäß a) erhaltene Schicht nach ihrer Aus härtung mit einer Metallic-Basislackschicht versieht,
c) die gemäß b) erhaltene Lackschicht mit einem physikalisch trocknenden, Farbstoffe und/oder Farbpigmente enthaltenden Beschichtungsmittel bzw. einer entsprechenden Farbbeize beschich tet und
d) die gemäß c) erhaltene Schicht mittels eines Lösungsmittels partiell von der Oberfläche entfernt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des Basislacks b) 5 bis 15 µm beträgt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß man die nach Durchführung der Reak tionsschritte a) bis d) vorliegende patinierte Strukturoberfläche in einem weiteren Arbeitsschritt e) mittels einer Klarlackauflage gegenüber mechani schen, chemischen und Witterungseinflüssen schützt.