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EP1218112B1 - Integriertes lackierverfahren für kunststoffteile enthaltende karosserien oder kabinen von pkw und nutzfahrzeugen sowie deren ersatzteile und anbauteile, nach dem verfahren herstellbare lackierung und mit dieser lackierung versehene teile - Google Patents

Integriertes lackierverfahren für kunststoffteile enthaltende karosserien oder kabinen von pkw und nutzfahrzeugen sowie deren ersatzteile und anbauteile, nach dem verfahren herstellbare lackierung und mit dieser lackierung versehene teile Download PDF

Info

Publication number
EP1218112B1
EP1218112B1 EP00954653A EP00954653A EP1218112B1 EP 1218112 B1 EP1218112 B1 EP 1218112B1 EP 00954653 A EP00954653 A EP 00954653A EP 00954653 A EP00954653 A EP 00954653A EP 1218112 B1 EP1218112 B1 EP 1218112B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
parts
primer
electrically conductive
aqueous primer
coat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00954653A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1218112A2 (de
Inventor
Klaus Arlt
Bernd Mayer
Franz-Josef Wylegalla
Norbert Zdahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF Coatings GmbH
Original Assignee
BASF Coatings GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF Coatings GmbH filed Critical BASF Coatings GmbH
Publication of EP1218112A2 publication Critical patent/EP1218112A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1218112B1 publication Critical patent/EP1218112B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/56—Three layers or more
    • B05D7/57—Three layers or more the last layer being a clear coat
    • B05D7/574—Three layers or more the last layer being a clear coat at least some layers being let to dry at least partially before applying the next layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/002—Pretreatement
    • B05D3/005—Pretreatment for allowing a non-conductive substrate to be electrostatically coated
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    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31605—Next to free metal

Definitions

  • the present invention relates to a new integrated painting method for Plastics containing bodies or cabins of cars and Commercial vehicles and their spare parts and attachments.
  • the concerns present invention the bodies or cabins of cars and Commercial vehicles and their spare parts and attachments, with the help of the new integrated coating process have been coated.
  • This process provides multi-layer coatings of excellent chemical Resistance and weather resistance as well as with outstanding Corrosion protection effect and excellent overall appearance.
  • Inline painting is the painting process in which the Plastic parts already after electrocoating the metal parts and before the Application of the filler on the assembly platform of the respective car body or the commercial vehicle cabin are added, after which the entire arrangement uniformly painted.
  • thermosetting coating materials after their curing at Häramgemperaturen below 100 ° C the Customer specifications, in particular with regard to the corrosion schooling effect, the stone chip resistance and condensation resistance, do not meet can.
  • Object of the present invention is to provide a new integrated method for Painting of plastic parts containing bodies of cars and Commercial vehicles and their spare parts and attachments to find that the Disadvantages of the prior art no longer has, but Bodies of passenger cars, in particular emergency vehicle cabins, supplies, which have a uniform color and in terms of their optical General impression, its anti-corrosive effect and its rockfall chemicals, Weathering and condensation resistance all requirements of the market.
  • the new integrated Method produced color and / or effect multi-layer coatings a very good resistance in high pressure cleaning test after previous Fatigue resistance and a high resistance to stone chips even at -20 ° C exhibit.
  • Multi-layer coating for bodies or cabins containing plastic parts of passenger cars and commercial vehicles as well as their spare parts and attachments of brevity half referred to as "multi-layer coating according to the invention".
  • the method according to the invention is used in car bodies, which today consist of metal parts and plastic parts. It also finds Application to cabs of commercial vehicles, in particular of trucks and buses, which today also consist of these components. Of Another method of the invention in the spare parts and the Attachments of the bodies and the cabins applied.
  • the inventive method is in the process step (1) from the Electrocoating of parts of the body or the cabin or their Spare parts and attachments made of metal.
  • Suitable metals are the conventional and well-known body steels whose surface is galvanized and / or can be phosphated.
  • electrocoating baths are aqueous coating materials (ETL) with a Solids content of in particular 5 to 30 wt .-%.
  • ETL aqueous coating materials
  • complementary functional groups (a2) come the binder (A) preferably thio, amino, hydroxyl, carbamate, allophanate, carboxy, and / or (meth) acrylate groups, but especially hydroxyl groups, and as complementary functional groups (b1) preferably anhydride, carboxy, Epoxy, blocked isocyanate, urethane, methylol, methylol ether, siloxane, Amino, hydroxy and / or beta-hydroxyalkylamide groups, but in particular blocked isocyanate groups into consideration.
  • the binders (A) with functional groups (a11) become cathodic depositable electrodeposition paints (KTL), whereas the binders (A) with functional groups (a12) in anodic electrodeposition paints (ATL) be applied.
  • Examples of suitable functional groups to be used according to the invention (a11) obtained by neutralizing agents and / or quaternizing agents in Cations can be transferred are primary, secondary or tertiary Amino groups, secondary sulfide groups or tertiary phosphines groups, in particular tertiary amino groups or secondary sulfide groups.
  • Suitable cationic groups to be used according to the invention (a11) are primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium groups, tertiary sulfonium groups or quaternary phosphonium groups, preferably quaternary ammonium groups or quaternary ammonium groups, tertiary Sulfonium groups, but especially quaternary ammonium groups.
  • Suitable functional groups to be used according to the invention (a12), which can be converted by neutralizing agents into anions are Carboxylic acid, sulfonic acid or phosphonic acid groups, in particular Carboxylic acid groups.
  • Suitable anionic groups to be used according to the invention (a12) are carboxylate, sulfonate or phosphonate groups, in particular Carboxylate groups.
  • the selection of the groups (a11) or (a12) should be such that no interfering Reactions with the functional groups (a2) with the crosslinking agents (B) can react are possible.
  • the expert can therefore choose in simple way to make his expertise.
  • Suitable neutralizing agents for cationic convertible functional groups (a11) are inorganic and organic acids such as Sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, lactic acid, Dimethylolpropionic acid or citric acid, in particular formic acid, Acetic acid or lactic acid.
  • Suitable Neutralizing Agents for Anion Convertible functional groups are ammonia, ammonium salts, such as Ammonium carbonate or ammonium bicarbonate, as well as amines, e.g. Trimethylamine, triethylamine, tributylamine, dimethylaniline, diethylaniline, Triphenylamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, methyldiethanolamine, Triethanolamine and the like.
  • the amount of neutralizing agent is chosen so that 1 to 100 equivalents, preferably 50 to 90 equivalents of the functional Groups (a11) or (a12) of the binder (b1) are neutralized.
  • binders (A) for ATL are from the patent DE-A-28 24 418 known. This is preferably polyester, Epoxy resin esters, poly (meth) acrylates, maleate oils or polybutadiene oils with a weight average molecular weight of 300 to 10,000 daltons and a Acid number from 35 to 300 mg KOH / g.
  • KTL examples of suitable KTL are known from the patents EP-A-0 082 291, EP-A-0 234 395, EP-A-0 227 975, EP-A-0 178 531, EP-A-333 327, EP-A-0 310 971, EP-A-0 456,270, US-A-3,922,253, EP-A-0 261 385, EP-A-0 245 786, DE-A-33 24 211, EP-A-0 414 199 or EP-A-476 514.
  • amine numbers preferably between 20 and 250 mg KOH / g and a weight average molecular weight of 300 to 10,000 daltons.
  • KTL and the corresponding electrocoating baths are used preferably used.
  • the ETL contain crosslinking agents (B).
  • Suitable crosslinking agents (B) are blocked organic Polyisocyanates, in particular blocked so-called paint polyisocyanates, with aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic and / or aromatic bound, blocked isocyanate groups.
  • Polyisocyanates with 2 to 5 are preferred for their preparation Isocyanate groups per molecule and with viscosities of 100 to 10,000, preferably 100 to 5000 and especially 100 to 2000 mPas (at 23 ° C) used.
  • the polyisocyanates in the usual and known manner be hydrophilic or hydrophobic modified.
  • polyisocyanate adducts examples include isocyanate group-containing Polyurethane prepolymers obtained by reaction of polyols with an excess can be prepared on polyisocyanates and are preferably low in viscosity. It is also possible to use isocyanurate, biuret, allophanate, iminooxadiazinedione, Urethane, urea carbodiimide and / or uretdione groups Polyisocyanates are used. Urethane containing polyisocyanates For example, by reacting a portion of the isocyanate groups with Polyols, e.g. Trimethylolpropane and glycerin.
  • Polyols e.g. Trimethylolpropane and glycerin.
  • crosslinking agents (B) are all known aliphatic and / or cycloaliphatic and / or aromatic polyepoxides, for example based on bisphenol-A or bisphenol-F.
  • polyepoxides for example, those commercially available under the names are also suitable Epikote® from Shell, Denacol® from Nagase Chemicals Ltd., Japan, available polyepoxides, e.g.
  • Denacol EX-411 Penaerythritol polyglycidyl ether
  • Denacol EX-321 Trimethylolpropane polyglycidyl ether
  • Denacol EX-512 polyglycerol polyglycidyl ether
  • Denacol EX-521 polyglycerol polyglycidyl ether
  • crosslinking agent (B) can also tris (alkoxycarbonylamino) triazines (TACT) of the general formula be used.
  • tris (alkoxycarbonylamino) triazines (B) examples include U.S. Pat US-A-4,939,213, US-A-5,084,541 or EP-A-0 624 577 described.
  • methyl-butyl mixed esters the butyl 2-ethylhexyl mixed esters and the butyl esters. These have compared to the pure methyl ester the Advantage of better solubility in polymer melts and also tend less to crystallize.
  • crosslinking agents (B) are aminoplast resins, For example, melamine, guanamine, benzoguanamine or urea resins.
  • the customary and known amino resins are also suitable, their methylol and / or methoxymethyl groups z. T. by means of carbamate or Allophanate groups are defunctionalized.
  • Crosslinking agent of this kind in US Pat. Nos. 4,710,542 and EP-B-0 245 700 and in the article by B. Singh and coworkers "Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry "in Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991, Vol. 13, pages 193 to 207.
  • crosslinking agents (B) are beta-hydroxyalkylamides such as N, N, N ', N'-tetrakis (2-hydroxyethyl) adipamide or N, N, N', N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) adipamide.
  • crosslinking agents (B) are compounds with im Means at least two groups capable of transesterification, for example Reaction products of malonic diesters and polyisocyanates or of Esters and partial esters of polyhydric alcohols of malonic acid with Monoisocyanates, as described in European Patent EP-A-0 596 460 to be discribed;
  • the amount of crosslinking agent (B) in the ETL can vary widely and be directed in particular on the one hand on the functionality of the crosslinking agent (B) and second, according to the number of existing in the binder (A) crosslinking functional groups (a2) and the crosslink density, the you want to achieve.
  • the person skilled in the art can therefore determine the amount of crosslinking agent (B) on the basis of its general expertise, where appropriate with the aid of Determine easier orienting experiments.
  • This is advantageous Crosslinking agent (B) in the ETL in an amount of 5 to 60% by weight, particularly preferably 10 to 50% by weight and in particular 15 to 45% by weight, in each case based on the solids content of the inventive Coating material, included.
  • the Amounts of crosslinking agent (B) and binder (A) to be chosen so that in the ETL the ratio of functional groups (b1) in the crosslinking agent (B) and functional groups (a2) in the binder (A) between 2: 1 to 1: 2, preferably 1.5: 1 to 1: 1.5, more preferably 1.2: 1 to 1: 1.2 and especially 1.1: 1 to 1: 1.1.
  • lead-free cathodic catheters offer particular advantages and are therefore preferably used.
  • electrocoating has no special features but is carried out as usual by the metal parts to be coated in the electrodeposition bath as a cathode or anode, in particular as a cathode, connected after which the ETL is deposited on the metal surface.
  • the Electrocoating After Removal of the metal parts from the electro dip is the Electrocoating after a certain period of rest in the usual and well-known Thermally cured, resulting in the electrodeposition coating.
  • the electrocoated metal parts in the inventive Process step (2) integrated with the plastic parts, preferably accurately together.
  • the metal parts on a mounting platform (skid) accurately positioned, after which you attach the plastic parts.
  • the plastic parts on the assembly platform (skid) accurately positioned and attached the metal parts.
  • the entire body that is the integrated body or cabin in one Uniform operation to paint.
  • the plastic parts have no primer (variant 2.1).
  • the plastic parts have a primer on their surface from a thermally hardened at temperatures ⁇ 100 ° C electrically conductive Hydroprimer painting on (variant 2.2).
  • plastic parts have on their surface a dried, however, uncured electrically conductive hydroprimer layer on (variant 2.3).
  • electrically conductive hydroprimer suitable as is customary for the Coating of plastics such as ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA.
  • PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM and UP (short designations according to DIN 7728T1) as well as their Polymer blends and fiber reinforced plastics can be used on this basis and which can be cured at temperatures ⁇ 100 ° C. If necessary the plastic parts for purposes of better adhesion of the hydroprimer in power wash systems or by flaming or by plasma treatment pretreated.
  • Suitable electrically conductive hydroprimers are so-called Two-component systems.
  • Component I of the electrically conductive hydroprimer contain conventional and known aqueous polyurethane dispersions, preferably based on Polyester polyurethanes.
  • polycarboxylic acids examples include aromatic, aliphatic and cycloaliphatic polycarboxylic acids. Preference is given to aromatic and / or aliphatic, especially aromatic, polycarboxylic acids used.
  • aromatic polycarboxylic acids examples include phthalic acid, Isophthalic acid, terephthalic acid, phthalic acid, isophthalic acid or Terephthal yarnremonosulfonat, or halophthalic acids, such as tetrachloro or Tetrabromophthalic acid, of which isophthalic acid is advantageous and therefore is preferably used.
  • Suitable acyclic aliphatic or unsaturated Polycarboxylic acids are oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, Pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, Undecanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid or dimer fatty acids or Maleic acid, fumaric acid or itaconic acid of which adipic acid, glutaric acid, Azelaic acid, sebacic acid, dimer fatty acids and maleic acid are advantageous and therefore preferably used.
  • Suitable cycloaliphatic and cyclic unsaturated Polycarboxylic acids are 1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,3-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,2-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, Hexahydrophthalic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-methylhexahydrophthalic acid, tricyclodecanedicarboxylic acid, Tetrahydrophthalic acid or 4-methyltetrahydrophthalic acid.
  • These dicarboxylic acids can be found both in their cis- and in theirs trans form as well as a mixture of both forms.
  • esterifiable derivatives of the abovementioned Polycarboxylic acids e.g. their mono- or polyvalent esters with aliphatic Alcohols with 1 to 4 carbon atoms or hydroxy alcohols with 1 to 4 carbon atoms.
  • anhydrides of the above polycarboxylic acids used, if they exist.
  • Monocarboxylic acids such as benzoic acid, tert-butylbenzoic acid, Lauric acid, isononanoic acid, fatty acids naturally occurring oils, acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid or crotonic acid.
  • Isononanoic acid is preferably used as the monocarboxylic acid.
  • suitable polyols are diols and triols, in particular diols. Usually, triols in addition to the diols in minor amounts used to introduce branches in the polyester polyols.
  • Suitable diols are ethylene glycol, 1,2- or 1,3-propanediol, 1,2-, 1,3- or 1,4-butanediol, 1,2-, 1,3-, 1,4- or 1,5-pentanediol, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- or 1,6-hexanediol, Hydroxypivalic acid neopentyl ester, neopentyl glycol, Diethylene glycol, 1,2-, 1,3- or 1,4-cyclohexanediol, 1,2-, 1,3- or 1,4-cyclohexanedimethanol, Trimethylpentanediol, Ethylbutylpropandiol or the positionally isomeric diethyloctanediols. These diols can also be used as such for the Preparation of the polyurethanes (A) to be used according to the invention become.
  • diols of the formula I or II: in which R 1 and R 2 each represent an identical or different radical and are an alkyl radical having 1 to 18 C atoms, an aryl radical or a cycloaliphatic radical, with the proviso that R 1 and / or R 2 may not be methyl ; in which R 3 , R 4 , R 6 and R 7 each represent identical or different radicals and are an alkyl radical having 1 to 6 C atoms, a cycloalkyl radical or an aryl radical and R 5 is an alkyl radical having 1 to 6 C atoms, is an aryl radical or an unsaturated alkyl radical having 1 to 6 C atoms, and n is either 0 or 1.
  • Suitable diols of the general formula I I all propanediols of the formula are useful, in which either R 1 or R 2 or R 1 and R 2 is not methyl, such as 2-butyl-2-ethylpropanediol-1,3, 2-butyl -2-methylpropanediol-1,3,2-phenyl-2-methylpropanediol-1,3,2-propyl-2-ethylpropanediol-1,3,2-di-tert-butylpropanediol-1,3, 2- Butyl 2-propylpropanediol-1,3,1-dihydroxymethylbicyclo [2.2.1] heptane, 2,2-diethylpropanediol-1,3,2,2-dipropylpropanediol-1,3 or 2-cyclohexyl- 2-methylpropanediol-1,3 and others.
  • diols II of the general formula II for example 2,5-dimethylhexanediol-2,5, 2,5-diethylhexanediol-2,5, 2-ethyl-5-methylhexanediol-2,5, 2,4-Dimethylpentanediol-2,4,3,3-dimethylbutanediol-2,3,4- (2'-hydroxypropyl) benzene and 1,3- (2-hydroxypropyl) benzene.
  • hexanediol and neopentyl glycol are particularly advantageous and are therefore used with particular preference.
  • the abovementioned diols can also be used as such for the preparation of Polyester polyurethanes are used with.
  • triols examples include trimethylolethane, trimethylolpropane or glycerol, in particular trimethylolpropane.
  • triols can also be used as such for the preparation of Polyester polyurethanes are used with (see the patent EP-A-0 339 433).
  • monools may be used as a minor amount of monools.
  • suitable monools are alcohols or phenols, such as ethanol, Propanol, n-butanol, sec-butanol, tert-butanol, amyl alcohols, hexanols, Fatty alcohols, allyl alcohol or phenol.
  • the preparation of the polyester polyols can in the presence of small amounts of suitable solvent can be carried out as entrainer.
  • entrainment agent be z.
  • aromatic hydrocarbons in particular xylene and (cyclo) aliphatic hydrocarbons, e.g. B. cyclohexane or Methylcyclohexane used.
  • polyester diols obtained by reacting a lactone with a diol. They are characterized by the presence of terminal hydroxyl groups and recurring polyester components of the formula - (- CO- (CHR 8 ) m - CH 2 -O -) -.
  • No substituent contains more than 12 carbon atoms. The total number of carbon atoms in the substituent does not exceed 12 per lactone ring. Examples thereof are hydroxycaproic acid, hydroxybutyric acid, hydroxydecanoic acid and / or hydroxystearic acid.
  • the unsubstituted ### caprolactone in which m is 4 and all R 8 substituents are hydrogen is preferred.
  • the reaction with lactone is started by low molecular weight polyols such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol or dimethylolcyclohexane.
  • polyols such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol or dimethylolcyclohexane.
  • other reaction components such as ethylenediamine, Alkyldialkanolamine or urea can be reacted with caprolactone.
  • polylactam diols which are prepared by reacting, for example, ### -caprolactam with low molecular weight diols.
  • Polyether polyols in particular having a number average molecular weight of from 400 to 5000, in particular from 400 to 3000, can be used in addition to the polyester polyols described above.
  • Examples which are particularly suitable are linear or branched polyether diols, such as poly (oxyethylene) glycols, poly (oxypropylene) glycols and poly (oxybutylene) glycols.
  • the polyether diols should not contain excessive amounts of ether groups bring in, because otherwise the resulting polyurethanes swell in water.
  • they can be used in amounts that are non-ionic Stabilization of polyurethanes guaranteed. They then serve as a chain functional nonionic groups (a13).
  • (potential) cationic functional groups (a11) takes place on the incorporation of compounds containing at least one, in particular two, towards isocyanate-reactive and at least one for cation formation containing a competent group in the molecule; the amount to be used can from the desired amine number are calculated.
  • Suitable isocyanate-reactive groups are in particular Hydroxyl groups and primary and / or secondary amino groups, of which the hydroxyl groups are preferably used.
  • Suitable compounds of this type are 2,2-dimethylolethyl or - propylamine blocked with a ketone, the resulting Ketoxim ferry before the formation of the cationic group (b1) again is hydrolyzed, or N, N-dimethyl, N, N-diethyl or N-methyl-N-ethyl-2,2-dimethylolethyl or -propylamine.
  • Suitable compounds of this type are those which contain two isocyanate-reactive groups in the molecule. Suitable isocyanate-reactive groups are in particular hydroxyl groups, as well as primary and / or secondary amino groups.
  • alkanoic acids having two substituents on the ### - permanent carbon atom can be used.
  • the substituent may be a hydroxyl group, an alkyl group or, preferably, an alkylol group.
  • These alkanoic acids have at least one, generally 1 to 3, carboxyl groups in the molecule. They have 2 to about 25, preferably 3 to 10 carbon atoms.
  • suitable alkanoic acids are dihydroxypropionic acid, dihydroxysuccinic acid and dihydroxybenzoic acid.
  • a particularly preferred group of alkanoic acids are the ###, ### - dimethylolalkanoic acids of the general formula R 10 -C (CH 2 OH) 2 COOH, where R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group having up to about 20 carbon atoms.
  • R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group having up to about 20 carbon atoms.
  • particularly suitable alkanoic acids are 2,2-dimethylolacetic acid, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid and 2,2-dimethylolpentanoic acid.
  • the preferred dihydroxyalkanoic acid is 2,2-dimethylolpropionic acid.
  • amino-containing compounds are ###, ### - diaminovaleric acid, 3,4-diaminobenzoic acid, 2,4-diaminotoluenesulfonic acid and 2,4-diaminodiphenyl ether sulfonic acid.
  • Nonionic stabilizing poly (oxyalkylene) groups (a13) can be introduced into the polyurethane molecules as lateral or terminal groups.
  • alkoxy poly (oxyalkylene) alcohols having the general formula R 11 O - (- CH 2 -CH 12 -O-) r H in the R 11 is an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms
  • R 12 is a hydrogen atom or an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms
  • the index r is a number between 20 and 75
  • Suitable polyols for chain extension are polyols with up to 36 carbon atoms per molecule such as ethylene glycol, diethylene glycol, Triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,2-butylene glycol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, castor oil or hydrogenated Castor oil, di-trimethylolpropane ether, pentaerythritol, 1,2-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, Bisphenol A, bisphenol F, neopentyl glycol, Hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester, hydroxyethylated or hydroxypropylated bisphenol A, hydrogenated bisphenol A or mixtures thereof (see patents EP-A-0 339 433, EP-A-0 436 941, EP-A-0 517 70
  • polyamines have at least two primary and / or secondary On amino groups.
  • Polyamines are essentially alkylene polyamines having 1 to 40 carbon atoms, preferably about 2 to 15 carbon atoms. They can carry substituents that are not reactive with isocyanate groups Have hydrogen atoms.
  • Examples are polyamines with linear or branched aliphatic, cycloaliphatic or aromatic structure and at least two primary amino groups.
  • Diamines hydrazine, ethylenediamine, propylenediamine, 1,4-butylenediamine, Piperazine, 1,4-cyclohexyldimethylamine, hexamethylenediamine-1,6, Trimethylhexamethylenediamine, methanediamine, isophoronediamine, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane and aminoethylenothanolamine.
  • preferred Diamines are hydrazine, alkyl or cycloalkyldiamines such as propylenediamine and 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane.
  • polyamines which have more than two amino groups contained in the molecule.
  • Such useful polyamines are diethylenetriamine, triethylenetetramine, Dipropylenediamine and dibutylenetriamine.
  • Monoamine is ethylhexylamine mentioned (see the patent EP-A-0 089 497).
  • Suitable amino alcohols are ethanolamine or diethanolamine.
  • the polyurethanes may be terminal and / or lateral olefinically unsaturated Contain groups.
  • Groups of this kind can, for example, with the help of Compounds are introduced which contain at least one isocyanate-reactive Group, in particular hydroxyl group, and at least one vinyl group exhibit.
  • suitable compounds of this type are Trimethylolpropane monoallyl ether or trimethylolpropane mono (meth) acrylate.
  • polyurethanes can be grafted with ethylenically unsaturated compounds become.
  • suitable polyurethanes to be used according to the invention (A) which are present as Pfropfmischpolymerisate, are from the patents EP-A-0 521 928, EP-A-0 522 420, EP-A-0 522 419 or EP-A-0 730 613 known.
  • the production of the polyurethanes has no special features, but takes place according to the usual and known methods of Polyurethane chemistry.
  • the polyurethanes are used to prepare the electrically conductive hydroprimer neutralized with the neutralizing agents described above and in Dispersed water so that a dispersion having a solids content of preferably 10 to 70, preferably 20 to 60, particularly preferably 25 to 50 and in particular 30 to 45 wt .-%, each based on the dispersion results.
  • the further essential constituent of component I of the invention using electrically conductive hydroprimer is at least one electrical conductive pigment.
  • suitable electrically conductive pigments are Metal pigments, conductivity blacks, doped pearlescent pigments or conductive Barium sulfate.
  • Particularly suitable electrically conductive pigments are the Conductivity soot In addition, on Römpp Lexikon varnishes and printing inks, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, "Metallpigmente", p. 381, and "Conductive Pigments,” p. 354.
  • the content of the electrically conductive hydroprimer to electrically conductive Pigments can vary very widely and is preferably from 0.01 to 10, preferably 0.1 to 8, more preferably 0.5 to 7, most preferably 0.5 to 6 and in particular 0.5 to 5 wt .-%, each based on the total amount of the electrically conductive hydroprimer.
  • Component II of the invention to be used electrically conductive Hydroprimer contains at least one polyisocyanate, which advantageously as such is liquid.
  • component II may also be conventional and known organic solvents, compared to polyisocyanates are inert.
  • the weight ratio of component I and component II can vary very broadly and is determined by the one Crosslinking density, which is the cured electrically conductive Hydroprimer painting should, and the other according to the number of isocyanate-reactive groups in the component I and the functionality and the Concentration of the polyisocyanates in the component II.
  • the weight ratio I: II at 100: 50, preferably 100: 40, preferably 100: 30, more preferably 100: 20, most preferably 100: 15 and especially 100: 10.
  • the hydroprimer becomes in the process step (3) according to the invention at temperatures ⁇ 100 ° C thermally hardened, whereby the electrically conductive hydroprimer coating results.
  • Examples of suitable light hydroprimers to be used according to the invention are also two-component systems.
  • Your component I contains at least one in Water dissolved or dispersed hydroxyl group-containing binder and at least one light pigment, and its component II contains at least one Polyisocyanate.
  • Suitable hydroxyl-containing binders are polyesters, polyacrylates, Polyurethanes, acrylated polyesters and / or acrylated polyurethanes, in particular Polyurethanes, into consideration.
  • suitable polyurethanes are the above . described
  • suitable light pigments are those above and below pigments described, provided that they are light and opaque.
  • the bright hydroprimers are used with advantage if one Alignment between the hue of preferably dark, electrically conductive hydroprimer coating and, in particular, bright, Waterborne coating is necessary.
  • the primer resulting in process step (3) the integrated body or cabin or their spare parts and attachments applied color and / or effect water-based paint.
  • Suitable aqueous basecoats contain at least one dissolved in water or dispersed hydroxyl-containing binder and at least one color and / or effect pigment.
  • they can be the above described paint customary additives and at least one of the above contain described crosslinking agents in the known effective amounts.
  • Suitable hydroxyl-containing binders are polyurethanes and / or acrylated polyurethanes.
  • the water-based paint can still at least one hydroxyl-containing polyacrylate, a hydroxyl-containing polyester and / or a hydroxylated acrylated polyester as an additional (s) Binder included.
  • Suitable color and / or effect pigments can be inorganic or organic compounds are produced. Of the Therefore, waterborne basecoat to be used according to the present invention is guaranteed This variety of suitable pigments a universal use and allows the realization of a variety of color tones and optical effects.
  • metal flake pigments such as commercially available Aluminum bronzes, chromated aluminum bronzes according to DE-A-36 36 183, commercially available stainless steel bronzes and non-metallic effect pigments, such as Example pearlescent or interference pigments used.
  • metal flake pigments such as commercially available Aluminum bronzes, chromated aluminum bronzes according to DE-A-36 36 183, commercially available stainless steel bronzes and non-metallic effect pigments, such as Example pearlescent or interference pigments used.
  • Non-metallic effect pigments such as Example pearlescent or interference pigments used.
  • suitable inorganic color pigments are titanium dioxide, Iron oxides, sicotrans yellow and carbon black.
  • suitable organic coloring pigments are thioindigo pigments indanthrene blue, cromophthal red, Irgazine orange and Heliogen green.
  • the proportion of pigments in the aqueous basecoat can be extremely wide vary and depends mainly on the opacity of the pigments, the desired hue and the desired optical effect.
  • the pigments in the aqueous basecoat according to the invention in an amount of 0.5 to 50, preferably 0.5 to 45, particularly preferably 0.5 to 40, very particularly preferably 0.5 to 35 and in particular 0.5 to 30 wt .-%, each based on the total weight of the water-based paint.
  • This can also be Pigment / binder ratio, d. H. the ratio of the pigments to the Polyurethanes and other optional binders, vary widely.
  • this ratio is 6.0: 1.0 to 1.0: 50, preferably 5: 1.0 to 1.0: 50, more preferably 4.5: 1.0 to 1.0: 40, more preferably 4: 1.0 to 1.0: 30 and especially 3.5: 1.0 to 1.0 : 25.
  • pigments can also pigment pastes in the inventive Waterborne basecoats are incorporated, wherein as a friction resins u.a. the polyurethanes be considered.
  • the Water-based paint After its application in a conventional manner, the Water-based paint not thermally cured, but only dried.
  • process step (5) in process step (5), reference is made to dried waterborne basecoat wet-on-wet at least one, preferably one. Two-component clearcoat applied, whereby the clearcoat results.
  • the two-component clearcoats comprise a component I. with at least one hydroxyl-containing binder and a Component II with at least one polyisocyanate.
  • Components I and II are stored separately until their common use.
  • Suitable polyisocyanates are those described above.
  • Suitable hydroxyl-containing binders are oligomeric or polymeric, random, alternating and / or block-like constructed linear and / or branched and / or comb-like (co) polymers of ethylenic unsaturated monomers, or polyaddition resins and / or Polycondensation. These terms are supplemented by Römpp lexicon Paints and printing inks, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, page 457, "Polyaddition” and “Polyaddition Resins (Polyadducts)", as well as pages 463 and 464, "polycondensates”, “polycondensation” and “polycondensation resins” directed.
  • suitable (co) polymers are poly (meth) acrylates and partially saponified polyvinyl esters.
  • Suitable polyaddition resins and / or polycondensation resins are polyesters, alkyds, polyurethanes, polylactones, polycarbonates, polyethers, Epoxy-amine adducts, polyureas, polyamides or polyimides.
  • Binders or resins are oligomers and polymers. As part of the The present invention is understood to mean oligomers resins which at least 2 to 15 repeating monomer units in its molecule contain. In the context of the present invention, polymers are used Resins understood that have at least 10 repeating monomer units in their Contain molecule. In addition to these terms on Römpp lexicon Paints and printing inks, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Oligomers«, page 425, referenced.
  • hydroxyl-containing resins contain primary and / or secondary hydroxyl groups. It is a whole significant advantage of the method and the Resins of the invention using both types of hydroxyl groups can be. This allows the reactivity of the resins of the invention to control the steric effects.
  • the OH number of the hydroxyl groups to be used according to the invention containing resins can vary very widely and is preferably from 10 to 500, preferably 20 to 400 and in particular 30 to 350 mg KOH / g.
  • the resin may further contain at least one functional group which when irradiated with actinic radiation with a group of their kind or one reacts to another functional group.
  • These functional groups can already in the invention to be used hydroxyl-containing Resins may be present or subsequently in the resins by polymer analogues Reactions, be introduced.
  • Suitable functional groups of this type are allyl, vinyl acrylate or Methacrylate groups, in particular acrylate groups.
  • At the actinic Radiation can be electromagnetic radiation such as X-rays, UV radiation, visible light or near IR light (NIR) or vice versa Corpuscular radiation act like electron beams.
  • hydroxyl-containing binders For example, poly (meth) acrylates, polyesters, and polyurethanes are preferred used. Particular advantages result from the joint use of the Poly (meth) acrylates and the polyester.
  • the waterborne basecoat and the clearcoat are added in process step (6) according to the invention together at temperatures ⁇ 100 ° C thermally or thermally and cured with actinic radiation, wherein especially the two-component clearcoat thermally or thermally and with actinic radiation (dual cure) is cured. This results in the Basecoat and clearcoat.
  • the clearcoat can with a high scratch resistant clearcoat are overcoated.
  • suitable Clearcoats for the production of such highly scratch-resistant clearcoats are organically modified ceramic materials, which are also under the brand ORMOCER®.
  • the application of the Coating materials described above by all conventional Application methods such as Spraying, doctoring, painting, casting, diving, Soaking, trickling or rolling done.
  • It can be coated Substrate (the integrated body or cabin as well as the spare part or Anbauteil) as such, with the application device or system is moved.
  • the substrate to be coated can also be moved, wherein the application equipment rests relative to the substrate or in a suitable manner is moved. Which method is used depends primarily on the size of the substrate. So you become as big a substrate as a cabin for Commercial vehicles primarily with the help of mobile application facilities coat.
  • spray application methods are used, such as Compressed air spraying, airless spraying, high rotation, electrostatic spray application (ESTA), optionally combined with hot spray application such as Hot air - hot spraying.
  • the application can be carried out at temperatures of max. 70 to 80 ° C are performed so that reaches appropriate application viscosities be, without that in the momentarily acting thermal load a Change or damage of the coating material and its if necessary, reprocessing overspray. That's how it works Hot spraying be designed so that the coating material only very briefly in the or just before the spray nozzle is heated.
  • the spray booth used for the application for example, with a optionally be operated temperature-controlled circulation, with a suitable absorption medium for the overspray, z. B. the coating material itself, is operated.
  • the application is under illumination with visible light of a Wavelength of about 550 nm or performed with exclusion of light. hereby be a material change or damage to the coating material and of the overspray avoided.
  • the electrically conductive hydroprimer layer and the light hydroprimer layer, the basecoat layer and the clearcoat layer in one Wet layer thickness applied, that after their curing layers with the for their Functions necessary and advantageous layer thicknesses result.
  • this layer thickness is 10 to 150, preferably 15 to 120, especially preferably 20 to 100 and in particular 25 to 90 microns
  • in the case of Basecoat it is 5 to 50, preferably 10 to 40, especially preferably 12 to 30 and in particular 15 to 25 microns
  • Clearcoating is 10 to 100, preferably 15 to 80, especially preferably from 20 to 70 and in particular from 25 to 60 ⁇ m.
  • the thermal curing can take place after a certain rest period. she can a duration of 30 seconds to 2 hours, preferably 1 minute to 1 hour and especially 1 minute to have 45 minutes.
  • the rest period is used for example for the course and the Degassing of the paint layers or for evaporation of volatile components like solvents.
  • the rest period can be increased by the application of elevated temperatures up to 90 ° C and / or reduced air humidity ⁇ 10g water / kg air, In particular, ⁇ 5g / kg of air, supported and / or shortened, provided that no damage or changes in the paint layers occur, such as one premature full networking.
  • the thermal curing has no special features, but takes place by the usual and known methods such as heating in one Convection oven or irradiation with IR lamps.
  • the thermal Curing also be done gradually.
  • the thermal Curing at a temperature of 50 to 100 ° C, more preferably 80 to 100 ° C and in particular 90 to 100 ° C for a period of 1 min to 2 h, more preferably 2 minutes to 1 hour and especially 3 minutes to 30 minutes.
  • the thermal curing can, with appropriate material composition of the coating material is supplemented by curing with actinic radiation in particular UV radiation and / or electron beams can be used. Optionally, it can with actinic radiation of other sources of radiation.
  • actinic radiation in particular UV radiation and / or electron beams can be used.
  • it can with actinic radiation of other sources of radiation.
  • Electron beams are preferably carried out under an inert gas atmosphere. This For example, by supplying carbon dioxide and / or nitrogen directly be ensured to the surface of the paint layer.
  • Radiation sources and optical aids For curing with actinic radiation, the usual and known Radiation sources and optical aids applied.
  • suitable Radiation sources are high or low pressure mercury vapor lamps, which optionally doped with lead to a beam window up to 405 nm open, or electron beam sources. Their arrangement is known in principle and can the circumstances of the workpiece and the process parameters be adjusted.
  • For complicated shaped workpieces such as Automotive bodies can use the areas that are not directly accessible to radiation (Shadow areas) such as cavities, folds and other design-related Undercuts connected with point, small area or round radiators with an automatic movement device for the irradiation of Cavities or edges are cured.
  • the curing can be done in stages, d. H. by multiple Exposure or irradiation with actinic radiation. This can too alternately, d. h., that alternating with UV radiation and Electron radiation is cured.
  • the color and / or effect multicoat system can still with a highly scratch-resistant clearcoat (6) be provided.
  • the color and / or effect multicoat systems according to the invention have an excellent property profile, which in terms of mechanics, Optics, corrosion resistance and adhesion even at very low temperatures and / or very well balanced after condensation. So have the Multicoat paint systems of the invention required by the market high optical quality and interlayer adhesion and throw no problems like lack of condensation resistance, cracking (mud cracking) in the Basecoats or flow defects or surface structures in the Clearcoats on.
  • the multicoat system of the invention has a excellent metallic effect.
  • an excellent D.O.I. distinctiveness of the reflected image
  • excellent surface smoothness she is weather resistant, resistant to chemicals and bird droppings and scratch resistant and shows a very good reflow behavior.
  • Another important advantage is the excellent recoatability of the according to the invention even without sanding. This can they easily with conventional and well-known high scratch resistant coating materials the base of organically modified ceramic materials are coated.
  • a multi-layer coating can be realized can, which is based predominantly on aqueous coating materials.
  • the inventive integrated bodies of Passenger cars or cabins of commercial vehicles and their spare parts and attachments also a longer service life, a better aesthetic impression when Viewers and better technological usability on what they do economically attractive.

Landscapes

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues integriertes Lackierverfahren für Kunststoffteile enthaltende Karosserien oder Kabinen von PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Karosserien oder Kabinen von PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile, die mit Hilfe des neuen integrierten Lackierverfahrens beschichtet worden sind.
Bis auf wenige Ausnahmen werden die überwiegend aus verzinktem Stahl bestehenden Karosserien oder Kabinen von PKW und Nutzfahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen und Omnibusse, weltweit nach dem folgenden Verfahren lackiert:
  • 1) Phosphatierung der Stahloberfläche;
  • 2) Beschichtung mit einem kathodischen Elektrotauchlack und Einbrennen der Elektrotauchlackschicht, wodurch die korrosionsschützende Elektrotauchlackierung resultiert;
  • 3) Applikation eines Füllers und Einbrennen der resultierenden Füllerschicht. wodurch der energieabsorbierende Füller oder die Steinschlagschutzgrundierung resultiert;
  • 4) Applikation eines Basislacks, insbesondere eines Wasserbasislacks, wodurch eine Basislackschicht resultiert;
  • 5) Trocknen der Basislackschicht;
  • 6) Applikation eines Klarlacks, wodurch eine Klarlackschicht resultiert; und
  • 7) gemeinsame thermische Härtung der Basislackschicht und der Klarlackschicht, wodurch die farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung resultiert (Naß-in-naß-Verfahren).
    • Dieses Verfahren liefert Mehrschichtlackierungen von hervorragender chemischer Beständigkeit und Witterungsbeständigkeit sowie mit hervorragender Korrosionsschutzwirkung und hervorragendem optischen Gesamteindruck.
    Die derzeit für die PKW- und Nutzfahrzeugherstellung zur Verfügung stehenden Kunststoffe und Kunstsstoffteile können das in der Automobilindustrie angewandte Lackierverfahren nicht durchlaufen, weil sie bei den hierbei angewandten Einbrenn- oder Härtungstemperaturen von über 90°C deformiert werden. Es ist daher notwendig, alle später an die Karosserien oder Kabinen anzubauenden Kunststoffteile separat, d. h. Off-line, zu lackieren, wobei Lacke verwendet werden müssen, die in ihrem Härtungsverhalten und in ihren sonstigen Eigenschaften den Kunststoffen angepaßt werden müssen. Deswegen kann auch der Farbton der Lackierung der Kunstsstoffteile nur mit einem hohen Aufwand dem Farbton der Lackierung der Metallteile angepaßt werden.
    Die Automobilindustrie versucht daher das Farbtonproblem durch die sogenannte Online- oder Inline-Lackierung von vornherein auszuschalten.
    Hierbei ist unter der Online-Lackierung das Lackierverfahren zu verstehen, bei dem die Kunststoffteile nach der Applikation und dem Einbrennen des Füllers auf den Metallteilen der jeweiligen PKW-Karosserie oder der Nutzfahrzeugkabine auf deren Montagebühne (skid) angefügt werden und anschließend gemeinsamen decklackiert werden.
    Unter Inline-Lackierung ist das Lackierverfahren zu verstehen, bei der die Kunststoffteile bereits nach der Elektrotauchlackierung der Metallteile und vor der Applikation des Füllers auf der Montagebühne der jeweiligen PKW-Karosserie oder der Nutzfahrzeugkabine angefügt werden, wonach die gesamte Anordnung einheitlich komplett lackiert wird.
    Diese an und für sich vorteilhaften Ansätze scheitern jedoch häufig daran, daß die bisher üblicherweise angewandten thermisch härtenden Beschichtungsstoffe nach ihrer Aushärtung bei Häramgstemperaturen unter 100°C die Kundenspezifikationen, insbesondere hinsichtlich der Korrosionsschulzwirkung, der Steinschlagbeständigkeit und der Schwitzwasserbeständigkeit, nicht erfüllen können.
    Aus US 4,756,975 ist ein Verfahren zur Beschichtung von Automobilkarosserien bekannt. Gemäß dieser Schrift werden durch die Verwendung einer speziellen "barier coat"-Schicht gute Ergebnisse erreicht. Ein Prozeß zur Mehrschichtlackierung ist auch aus der US 5,389,406 bekannt. Hierbei werden gute Ergebnisse durch eine bestimmte Auswahl der verschiedenen Lackschichten, so daß die Einbrennfenster des zweitens Lacks höher liegen, erreicht. Aus der US 5,252,399 sind Lackierungen für Aluminiumsubstrate bekannt, die als erste Schicht einen Pulverlack verwenden.
    Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues integriertes Verfahren zum Lackieren von Kunststoffteilen enthaltenden Karosserien von PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile zu finden, das die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweist, sondern Karosserien von PKW Nutzfahrzeugen, insbesondere Nntzfahrzeugkabinen, liefert, die einen einheitlichen Farbton aufweisen und hinsichtlich ihres optischen Gesamteindrucks, ihrer Korrosionsschutzwirkung sowie ihrer Steinschlag-Chemikalien-, Witterungs- und Schwitzwasserbeständigkeit alle Anforderungen des Marktes erfüllen. Insbesondere sollen die nach den neuen integrierten Verfahren hergestellten farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierungen eine sehr gute Beständigkeit im Hochdruckreinigertest nach vorhergehender Fenchtigkeitsbelastung und eine hohe Steinschlagbeständigkeit auch bei -20°C aufweisen.
    Demgemäß wurde das neue integrierte Verfahren zum Lackieren von Kunststoffteilen enthaltenden Karosserien oder Kabinen von PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile gefunden, bei dem man
  • 1) die Metallteile der Karosserie oder der Kabine und/oder deren Ersatzteile oder Anbauteile mit einem Elektrotauchlack beschichtet und die resultierende Elektrotauchlackschicht thermisch härtet, wodurch die korrosionshemmende Elektrotauchlackierung resultiert;
  • 2) die elektrotauchlackierten Metallteile der Karosserie oder der Kabine und/oder deren Ersatzteile oder Anbauteile mit den Kunststoffteilen der Karosserie oder der Kabine integriert, wobei die Kunstsstoffteile
  • 2.1) auf ihrer Oberfläche keine Grundierung,
  • 2.2) auf ihrer Oberfläche eine Grundierung aus einer bei Temperaturen ≤100°C thermisch gehärteten elektrisch leitfähigen Hydroprimerlackierung oder
  • 2.3) auf ihrer Oberfläche eine angetrocknete, indes nicht ausgehärtete elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht
    • aufweisen;
  • 3) die integrierte Metall-Kunststoff-Karosserie oder -Kabine sowie deren Ersatzteile und Anbauteile mit einem Hydroprimer beschichtet, wobei
  • 3.1) die integrierte Metall-Kunststoff Karosserie oder -Kabine sowie deren Ersatzteile und Anbauteile, deren Kunstsstoffteile keine Grundierung aufweisen (Variante 2.1), einheitlich mit einem elektrisch leitfähigen Hydroprimer beschichtet wird und die resultierende Hydroprimerschicht bei Temperaturen ≤100°C ausgehärtet wird, wodurch eine zweischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung und elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung auf den Metallteilen und eine einschichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung auf den Kunstsstoffteilen resultieren;
  • 3.2) die integrierte Metall-Kunststoff-Karosserie oder -Kabine sowie deren Ersatzteile und Anbauteile, deren Kunstsstoffteile eine Grundierung aus einer Hydroprimerlackierung aufweisen (Variante 2.2), einheitlich mit einem hellen Hydroprimer beschichtet wird und die resultierende helle Hydroprimerschicht bei Temperaturen ≤100°C ausgehärtet wird, wodurch auf den Kunstsstoffteilen eine zweischichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung und heller Hydroprimerlackierung und auf den Metallteilen eine zweischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung und heller Hydroprimerlackierung resultieren;
    oder
  • 3.3) die integrierte Metall-Kunststoff-Karosserie oder -Kabine sowie deren Ersatzteile und Anbauteile, deren Kunstsstoffteile eine angetrocknete elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht aufweisen (Variante 2.3), einheitlich und bezüglich der Kunstsstoffteile naßin-naß mit einem hellen Hydroprimer beschichtet wird, wonach die elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht und die helle Hydroprimerschicht gemeinsam bei Temperaturen ≤100°C ausgehärtet werden, wodurch auf den Kunstsstoffteilen eine zweischichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung und heller Hydroprimerlackierung und auf den Metallteilen eine zweischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung und heller Hydroprimerlackierung resultieren;
  • 4) auf die Grundierungen einheitlich einen farb- und/oder effektgebenden Wasserbasislack appliziert und die resultierende Wasserbasislackschicht ohne auszuhärten antrocknet, wonach man
  • 5) auf die angetrocknete Wasserbasislackschicht naß-in-naß mindestens einen Zweikomponentenklarlack appliziert, wodurch mindestens eine Klarlackschicht resultiert; und
  • 6) die angetrocknete Wasserbasislackschicht und mindestens die eine Klarlackschicht gemeinsam bei Temperaturen ≤100°C thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtet, wodurch die integrierte farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung resultiert.
    • Im folgenden wird das neue integrierte Verfahren zum Lackieren von Kunststoffteilen enthaltenden Karosserien oder Kabinen von PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile der Kürze halber als "erfindungsgemäßes Verfahren" bezeichnet.
    Außerdem wurde die neue integrierte farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung für Kunststoffteile enthaltende Karosserien oder Kabinen von PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile gefunden, die die folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge übereinander liegend enthält:
  • 1) auf den Metallteilen eine kathodisch oder anodisch, insbesondere kathodisch, abgeschiedene und thermisch gehärtete Elektrotauchlackierung sowie eine elektrisch leitfähige Primerlackierung und/oder eine helle Primerlackierung als Grundierung und
  • 2) auf den Kunststoffteilen eine elektrisch leitfähige Primerlackierung oder eine elektrisch leitfähige Primerlackierung und eine helle Primerlackierung als Grundierung
       mit der Maßgabe, daß die integrierten Karosserien oder Kabinen der PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile von mindestens einer Primerlackierung über ihre Oberfläche hinweg einheitlich bedeckt sind;
    sowie
  • 3) auf der Grundierung der Metallteile und der Kunstsstoffteile eine farbund/oder effektgebende Basislackierung und
  • 4) auf der Basislackierung mindestens eine Klarlackierung.
    • Im folgenden wird die neue integrierte farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung für Kunststoffteile enthaltende Karosserien oder Kabinen von PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile der Kürze halber als "erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung" bezeichnet.
    Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, daß die komplexe Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Lackierung gelöst werden konnte. Insbesondere überraschte, daß die Verwendung einer elektrisch leitfähigen Hydroprimerlackierung sowohl auf den Kunststoffteilen als auch auf den Metallteilen ganz wesentlich zur Lösung beitrug. Noch mehr überraschte, daß die Aufgabe im wesentlichen mit Hilfe wäßriger Beschichtungsstoffe gelöst werden konnte, was sowohl das erfindungsgemäße Verfahren als auch die erfindungsgemäße Lackierung besonders umweltfreundlich macht. Darüber hinaus war es nicht vorhersehbar, daß das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Lackierung in ihrer Energiebilanz herkömmlichen Verfahren und Lackierungen überlegen sind.
    Das erfindungsgemäße Verfahren findet Anwendung bei Karosserien von PKW, die heutzutage aus Metallteilen und Kunststoffteilen bestehen. Außerdem findet es Anwendung bei Kabinen von Nutzfahrzeugen, insbesondere von Lastkraftwagen und Omnibussen, die heutzutage ebenfalls aus diesen Bestandteilen bestehen. Des weiteren wird das erfindungsgemäße Verfahren bei den Ersatzteilen und den Anbauteilen der Karosserien und der Kabinen angewandt.
    Das erfindungsgemäße Verfahren geht im Verfahrensschritt (1) aus von der Elektrotauchlackierung von Teilen der Karosserie oder der Kabine oder deren Ersatzteile und Anbauteile, die aus Metall bestehen. Geeignete Metalle sind die üblichen und bekannten Karosseriestähle, deren Oberfläche verzinkt und/oder phosphatiert sein kann.
    Für die Elektrotauchlackierung sind alle üblichen anodischen (ATL) oder kathodischen (KTL) Elektrotauchlackbäder (ETL) geeignet.
    Diese Elektrotauchlackbäder sind wäßrige Beschichtungsstoffe (ETL) mit einem Feststoffgehalt von insbesondere 5 bis 30 Gew.-%.
    Der Feststoff der ETL besteht aus
  • (A) üblichen und bekannten Bindemitteln, die ionische oder in ionische Gruppen überführbare funktionelle Gruppen (a1) sowie zur chemischen Vernetzung befähigte funktionelle Gruppen (a2) tragen, wobei sie fremdund/oder selbstvemetzend, insbesondere aber fremdvemetzend, sind:
  • (B) gegebenenfalls Vernetzungsmitteln, die komplementäre funktionelle Gruppen (b1) tragen, die mit den funktionellen Gruppen (a2) chemische Vernetzungsreaktionen eingehen können, und dann obligatorisch angewandt werden, wenn die Bindemittel (A) fremdvernetzend sind; sowie
  • (C) übliche und bekannte Lackadditive
    • Sind die Vernetzungsmittel (B) und/oder deren funktionellen Gruppen (b1) bereit in die Bindemittel (A) eingebaut, spricht man von Selbstvernetzung.
    Als komplemetäre funktionelle Gruppen (a2) der Bindemittel (A) kommen vorzugsweise Thio-, Amino-, Hydroxyl-, Carbamat-, Allophanat-, Carboxy-, und/oder (Meth)acrylatgruppen, insbesondere aber Hydroxylgruppen, und als komplementäre funktionellen Gruppen (b1) vorzugsweise Anhydrid-, Carboxy-, Epoxy-, blockierte Isocyanat-, Urethan-, Methylol-, Methylolether-, Siloxan-, Amino-, Hydroxy- und/oder beta-Hydroxyalkylamidgruppen, insbesondere aber blockierte Isocyanatgruppen in Betracht.
    Beispiele geeigneter ionischer oder in ionische Gruppen überführbare funktionelle Gruppen (a1) der Bindemittel (A) sind
  • (a11) funktionelle Gruppen, die durch Neutralisationsmittel und/oder Quaternisierungsmittel in Kationen überführt werden können, und/oder kationische Gruppen
    oder
  • (a12) funktionelle Gruppen, die durch Neutralisationsmittel in Anionen überführt werden können, und/oder anionische Gruppen.
    • Die Bindemittel (A) mit funktionellen Gruppen (a11) werden in kathodisch abscheidbaren Elektrotauchlacken (KTL) verwendet, wogegen die Bindemittel (A) mit funktionellen Gruppen (a12) in anodischen Elektrotauchlacken (ATL) angewandt werden.
    Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender funktioneller Gruppen (a11), die durch Neutralisationsmittel und/oder Quatemisierungsmittel in Kationen überführt werden können, sind primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppen, sekundäre Sulfidgruppen oder tertiäre Phoshingruppen, insbesondere tertiäre Aminogruppen oder sekundäre Sulfidgruppen.
    Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender kationischer Gruppen (a11) sind primäre, sekundäre, tertiäre oder quaternäre Ammoniumgruppen, tertiäre Sulfoniumgruppen oder quaternäre Phosphoniumgruppen, vorzugsweise quaternäre Ammoniumgruppen oder quaternäre Ammoniumgruppen, tertiäre Sulfoniumgruppen, insbesondere aber quaternäre Ammoniumgruppen.
    Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender funktioneller Gruppen (a12), die durch Neutralisationsmittel in Anionen überführt werden können, sind Carbonsäure-, Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppen, insbesondere Carbonsäuregruppen.
    Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender anionischer Gruppen (a12) sind Carboxylat-, Sulfonat- oder Phosphonatgruppen, insbesondere Carboxylatgruppen.
    Die Auswahl der Gruppen (a11) oder (a12) ist so zu treffen, daß keine störenden Reaktionen mit den funktionelle Gruppen (a2), die mit den Vemetzungsmitteln (B) reagieren können, möglich sind. Der Fachmann kann daher die Auswahl in einfacher Weise anhand seines Fachwissens treffen.
    Beispiele geeigneter Neutralisationsmittel für in Kationen umwandelbare funktionelle Gruppen (a11) sind anorganische und organische Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Dimethylolpropionsäure oder Zitronensäure, insbesondere Ameisensäure, Essigsäure oder Milchsäure.
    Beispiele für geeignete Neutralisationsmittel für in Anionen umwandelbare funktionelle Gruppen (a12) sind Ammoniak, Ammoniumsalze, wie beispielsweise Ammoniumcarbonat oder Ammoniumhydrogencarbonat, sowie Amine, wie z.B. Trimethylamin, Triethylamin, Tributylamin, Dimethylanilin, Diethylanilin, Triphenylamin, Dimethylethanolamin, Diethylethanolamin, Methyldiethanolamin, Triethanolamin und dergleichen.
    Im allgemeinen wird die Menge an Neutralisationsmittel so gewählt, daß 1 bis 100 Äquivalente, bevorzugt 50 bis 90 Äquivalente der funktionellen Gruppen (a11) oder (a12) des Bindemittels (b1) neutralisiert werden.
    Beispiele geeigneter Bindemitel (A) für ATL sind aus der Patentschrift DE-A-28 24 418 bekannt. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Polyester, Epoxydharzester, Poly(meth)acrylate, Maleinatöle oder Polybutadienöle mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 300 bis 10.000 Dalton und einer Säurezahl von 35 bis 300 mg KOH/g.
    Beispiele geeigneter KTL sind aus den Patentschriften EP-A-0 082 291, EP-A-0 234 395, EP-A-0 227 975, EP-A-0 178 531, EP-A-333 327, EP-A-0 310 971, EP-A-0 456 270, US-A-3,922,253, EP-A-0 261 385, EP-A-0 245 786, DE-A-33 24 211, EP-A-0 414 199 oder EP-A-476 514 bekannt. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um primäre, sekundäre, tertiäre oder quaternäre Amino- oder Ammoniumgruppen und/oder tertiäre Sulfoniumgruppen enthaltende Harze (A) mit Aminzahlen vorzugsweise zwischen 20 und 250 mg KOH/g und einem gewichtsmittleren Molekulargewicht vongsweise 300 bis 10.000 Dalton. Insbesondere werden Amino(meth)acrylatharze, Amonoepoxidharze, Aminoepoxidharze mit endständigen Doppelbindungen, Aminoepoxiharze mit primären und/oder sekundären Hydroxylgruppen, Aminopolyurethanharze, aminogruppenhaltige Polybutadienharze oder modifizierte Epoxidharz-Kohlendioxid-Amin-Umsetzungsprodukte.
    Erfindungsgemäß werden KTL und die entsprechenden Elektrotauchackbäder bevorzugt verwendet.
    Vorzugsweise enthalten die ETL Vernetzungsmittel (B).
    Beispiele geeigneter Vemetzungsmittel (B) sind blockierte organische Polyisocyanate, insbesondere blockierte sogenannte Lackpolyisocyanate, mit aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch und/oder aromatisch gebundenen, blockierten Isocyanatgruppen.
    Bevorzugt werden zu ihrer Herstellung Polyisocyanate mit 2 bis 5 Isocyanatgruppen pro Molekül und mit Viskositäten von 100 bis 10.000, vorzugsweise 100 bis 5000 und insbesondere 100 bis 2000 mPas (bei 23°C) eingesetzt. Außerdem können die Polyisocyanate in üblicher und bekannter Weise hydrophil oder hydrophob modifiziert sein.
    Beispiele für geeignete Polyisocyanate sind beispielsweise in "Methoden der organischen Chemie", Houben-Weyl, Band 14/2, 4, Auflage, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963, Seite 61 bis 70, und von W. Siefken, Liebigs Annalen der Chemie, Band 562, Seiten 75 bis 136, beschrieben.
    Weitere Beispiele geeigneter Polyisocyanate sind Isophorondiisocyanat (= 5-Isocyanato-1-isocyanatomethyl-1,3,3-trimethyl-cyclohexan), 5-Isocyanato-1-(2-isocyanatoeth-1-yl)-1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 5-Isocyanato-1-(3-isocyanatoprop-1-yl)-1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 5-Isocyanato-(4-isocyanatobut-1-yl)-1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 1-Isocyanato-2-(3-isocyanatoprop-1-yl)-cyclohexan, 1-Isocyanato-2-(3-isocyanatoeth-1-yl)cyclohexan, 1-Isocyanato-2-(4-isocyanatobut-1-yl)-cyclohexan, 1,2-Diisocyanatocyclobutan, 1,3-Diisocyanatocyclobutan, 1,2-Diisocyanatocyclopentan, 1,3-Düsocyanatocyclopentan, 1,2-Diisocyanatocyclohexan, 1,3-Diisocyanatocyclohexan, 1,4- Diisocyanatocyclohexan, Dicyclohexylmethan-2,4'diisocyanat, Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat, flüssiges Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat eines trans/trans-Gehalts von bis zu 30 Gew.-%. vorzugsweise 25 Gew.-% und insbesondere 20 Gew.-%, das durch Phosgenierung von Isomerengemischen des Bis(4-aminocyclohexyl)methans oder durch fraktionierte Kristallisation von handelsüblichem Bis(4-isocyanatocyclohexyl)methan gemäß den Patentschriften DE-A-44 14 032, GB-A-1220717, DE-A-16 18 795 oder DE-A-17 93 785 erhältlich ist; Trimethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Ethylethylendiisocyanat, Trimethylhexandiisocyanat, Heptamethylendiisocyanat oder Diisocyanate, abgeleitet von Dimerfettsäuren, wie sie unter der Handelsbezeichnung DDI 1410 von der Firma Henkel vertrieben und in den Patentschriften WO 97/49745 und WO 97/49747 beschrieben werden, insbesondere 2-Heptyl-3,4-bis(9-isocyanatononyl)-1-pentyl-cyclohexan, 1,2-, 1,4- oder 1,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan, 1,2-, 1,4- oder 1,3-Bis(2-isocyanatoeth-1-yl)cyclohexan, 1,3-Bis(3-isocyanatoprop-1-yl)cyclohexan oder 1,2-, 1,4- oder 1,3-Bis(4-isocyanatobut-1-yl)cyclohexan, m-Tetramethylxylylendiisocyanat (= 1,3-Bis-(2-isocyanatoprop-2-yl)-benzol oder Toluylendiisocyanat.
    Beispiele geeigneter Polyisocyanataddukte sind isocyanatgruppenhaltige Polyurethanpräpolymere, die durch Reaktion von Polyolen mit einem Überschuß an Polyisocyanaten hergestellt werden können und bevorzugt niederviskos sind. Es können auch Isocyanurat-, Biuret-, Allophanat-, Iminooxadiazindion-, Urethan-, Harnstoff- Carbodiimid und/oder Uretdiongruppen aufweisende Polyisocyanate verwendet werden. Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate werden beispielsweise durch Umsetzung eines Teils der Isocyanatgruppen mit Polyolen, wie z.B. Trimethylolpropan und Glycerin, erhalten.
    Ganz besonders bevorzugt werden Gemische aus Uretdion- und/oder Isocyanuratgruppen und/oder Allophanatgruppen aufweisenden Polyisocyanataddukten auf Basis von Hexamethylendiisocyanat, wie sie durch katalytische Oligomerisierung von Hexamethylendiisocyanat unter Verwendung von geeigneten Katalysatoren entstehen, eingesetzt. Der Polyisocyanatbestandteil kann im übrigen auch aus beliebigen Gemischen der beispielhaft genannten freien Polyisocyanate bestehen.
    Beispiele für geeignete Blockierungsmittel zur Herstellung der blockierten Polyisocyanate (B) sind die aus der US-Patentschrift US-A-4,444,954 bekannten Blockierungsmittel wie
  • i) Phenole wie Phenol, Cresol, Xylenol, Nitrophenol, Chlorophenol, Ethylphenol, t-Butylphenol, Hydroxybenzoesäure, Ester dieser Säure oder 2,5- di-tert.-Butyl-4-hydroxytoluol;
  • ii) Lactame, wie ε-Caprolactam, δ-Valerolactam, γ-Butyrolactam oder β-Propiolactam;
  • iii) aktive methylenische Verbindungen, wie Diethylmalonat, Dimethylmalonat, Acetessigsäureethyl- oder -methylester oder Acetylaceton;
  • iv) Alkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, t-Butanol, n-Amylalkohol, t-Amylalkohol, Laurylalkohol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonoethylether, Propylenglykolmonomethylether, Methoxymethanol, Glykolsäure, Glykolsäureester, Milchsäure, Milchsäureester, Methylolhamstoff, Methylolmelamin, Diacetonalkohol, Ethylenchlorohydrin, Ethylenbromhydrin, 1,3-Dichloro-2-propanol, 1,4-Cyclohexyldimethanol oder Acetocyanhydrin;
  • v) Mercaptane wie Butylmercaptan, Hexylmercaptan, t-Butylmercaptan, t-Dodecylmercaptan, 2-Mercaptobenzothiazol. Thiophenol, Methylthiophenol oder Ethylthiophenol;
  • vi) Säureamide wie Acetoanilid, Acetoanisidinamid, Acrylamid, Methacrylamid, Essigsäureamid, Stearinsäureamid oder Benzamid;
  • vii) Imide wie Succinimid, Phthalimid oder Maleimid;
  • viii) Amine wie Diphenylamin, Phenylnaphthylamin, Xylidin, N-Phenylxylidin, Carbazol, Anilin, Naphthylamin, Butylamin, Dibutylamin oder Butylphenylamin;
  • ix) Imidazole wie Imidazol oder 2-Ethylimidazol;
  • x) Harnstoffe wie Harnstoff, Thioharnstoff, Ethylenharnstoff, Ethylenthioharnstoff oder 1,3-Diphenylharnstoff;
  • xi) Carbamate wie N-Phenylcarbamidsäurephenylester oder 2-Oxazolidon;
  • xii) Imine wie Ethylenimin;
  • xiii) Oxime wie Acetonoxim, Formaldoxim, Acetaldoxim, Acetoxim, Methylethylketoxim, Diisobutylketoxim, Diacerylmonoxim, Benzophenonoxim oder Chlorohexanonoxime;
  • xiv) Salze der schwefeligen Säure wie Natriumbisulfit oder Kaliumbisulfit;
  • xv) Hydroxamsäureester wie Benzylmethacrylohydroxamat (BMH) oder Allylmethacrylohydroxamat; oder
  • xvi) substituierte Pyrazole, Ketoxime, Imidazole oder Triazole; sowie
    • Gemische dieser Blockierungsmittel, insbesondere Dimethylpyrazol und Triazole, Malonester und Acetessigsäureester, Dimethylpyrazol und Succinimid oder Butyldiglykol und Trimethylolpropan.
    Weitere Beispiele für geeignete Vernetzungsmittel (B) sind alle bekannten aliphatischen und/oder cycloaliphatischen und/oder aromatischen Polyepoxide, beispielsweise auf Basis Bisphenol-A oder Bisphenol-F. Als Polyepoxide geeignet sind beispielsweise auch die im Handel unter den Bezeichnungen Epikote® der Firma Shell, Denacol® der Firma Nagase Chemicals Ltd., Japan, erhältlichen Polyepoxide, wie z.B. Denacol EX-411 (Pentaerythritpolyglycidylether), Denacol EX-321 (Trimethylolpropanpolyglycidylether), Denacol EX-512 (Polyglycerolpolyglycidylether) und Denacol EX-521 (Polyglycerolpolyglycidylether).
    Als Vernetzungsmittel (B) können auch Tris(alkoxycarbonylamino)triazine (TACT) der allgemeinen Formel
    Figure 00170001
    eingesetzt werden.
    Beispiele geeigneter Tris(alkoxycarbonylamino)triazine (B) werden in den Patentschriften US-A-4,939,213, US-A-5,084,541 oder EP-A-0 624 577 beschrieben. Insbesondere werden die Tris(methoxy-, Tris(butoxy- und/oder Tris(2-ethylhexoxycarbonylamino)triazine verwendet.
    Von Vorteil sind die Methyl-Butyl-Mischester, die Butyl-2-Ethylhexyl-Mischester und die Butylester. Diese haben gegenüber dem reinen Methylester den Vorzug der besseren Löslichkeit in Polymerschmelzen und neigen auch weniger zum Auskristallisieren.
    Weitere Beispiele geeigneter Vernetzungsmittel (B) sind Aminoplastharze, beispielsweise Melamin-, Guanamin-, Benzoguanamin- oder Harnstoffharze. Dabei kommen auch die üblichen und bekannten Aminoplastharze in Betracht, deren Methylol- und/oder Methoxymethylgruppen z. T. mittels Carbamat- oder Allophanatgruppen defunktionalisiert sind. Vernetzungsmittel dieser Art werden in den Patentschriften US-A-4 710 542 und EP-B-0 245 700 sowie in dem Artikel von B. Singh und Mitarbeiter "Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry" in Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991, Band 13, Seiten 193 bis 207, beschrieben.
    Weitere Beispiele geeigneter Vernetzungsmittel (B) sind beta-Hydroxyalkylamide wie N,N,N',N'-Tetrakis(2-hydroxyethyl)adipamid oder N,N,N',N'-Tetrakis(2-hydroxypropyl)-adipamid.
    Weitere Beispiele geeigneter Vernetzungsmittel (B) sind Verbindungen mit im Mittel mindestens zwei zur Umesterung befähigten Gruppen, beispeilsweise Umsetzungsprodukte von Malonsäurediestern und Polyisocyanaten oder von Estern und Teilestern mehrwertiger Alkohole der Malonsäure mit Monoisocyanaten, wie sie der europäischen Patentschrift EP-A-0 596 460 beschrieben werden;
    Die Menge der Vernetzungsmittel (B) in dem ETL kann breit variieren und richtet sich insbesondere zum einen nach der Funktionalität der Vernetzungsmittel (B) und zum anderen nach der Anzahl der im Bindemittel (A) vorhandenen vernetzenden funktionellen Gruppen (a2) sowie nach der Vernetzungsdichte, die man erzielen will. Der Fachmann kann daher die Menge der Vemetzungsmittel (B ) aufgrund seines allgemeinen Fachwissens, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einfacher orientierender Versuche ermitteln. Vorteilhafterweise ist das Vernetzungsmittel (B) in dem ETL in einer Menge von 5 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere 15 bis 45 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Feststoffgehalt des erfindungsgemäßen Beschichtungsstoffs, enthalten. Hierbei empfiehlt es sich des weiteren, die Mengen an Vernetzungsmittel (B) und Bindemittel (A) so zu wählen, daß in dem ETL das Verhältnis von funktionellen Gruppen (b1) im Vernetzungsmittel (B) und funktionellen Gruppen (a2) im Bindemittel (A) zwischen 2 : 1 bis 1 : 2, vorzugsweise 1,5 : 1 bis 1 : 1,5, besonders bevorzugt 1,2 : 1 bis 1 : 1,2 und insbesondere 1,1 : 1 bis 1 : 1,1 liegt.
    Der ETL kann lackübliche Additive (C) in wirksamen Mengen enthalten. Beispiele geeigneter Additive (C) sind
    • organische und/oder anorganische Pigmente, Korrosionsschutzpigmente und/oder Füllstoffe wie Calciumsulfat, Bariumsulfat, Silikate wie Talk oder Kaolin, Kieselsäuren, Oxide wie Aluminiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid, Nanopartikel, organische Füllstoffe wie Textilfasern, Cellulosefasern, Polyethylenfasern oder Holzmehl, Titandioxid, Ruß, Eisenoxid, Zinkphosphat oder Bleisilikat; diese Additive können auch über Pigmentpasten in die erfindungsgemäße ETL eingearbeitet werden;
    • Radikalfänger;
    • organische Korrosionsinhibitoren;
    • Katalysatoren für die Vernetzung wie anorganische und organische Salze und Komplexe des Zinns, Bleis, Antimons, Wismuts, Eisens oder Mangans, vorzugsweise organische Salze und Komplexe des Wismuts und des Zinns, insbesondere Wismutlactat, -ethylhexanoat oder - dimethylolpropionat, Dibutylzinnoxid oder Dibutylzinndilaurat;
    • Slipadditive;
    • Polymerisationsinhibitoren;
    • Entschäumer,
    • Emulgatoren, insbesondere nicht ionische Emulgatoren wie alkoxylierte Alkanole und Polyole, Phenole und Alkylphenole oder anionische Emulgatoren wie Alkalisalze oder Ammoniumsalze von Alkancarbonsäuren, Alkansulfonsäuren. und Sulfosäuren von alkoxylierten Alkanolen und Polyolen, Phenolen und Alkylphenole;
    • Netzmittel wie Siloxane, fluorhaltige Verbindungen, Carbonsäurehalbester, Phosphorsäureester, Polyacrylsäuren und deren Copolymere oder Polurethane;
    • Haftvermittler;
    • Verlaufmittel;
    • filmbildende Hilfsmittel wie Cellulose-Derivate;
    • Flammschutzmittel;
    • organische Lösemittel;
    • niedermolekulare, oligomere und hochmolekulare Reaktivverdünner, die an der thermischen Vernetzung teilnehmen können, insbesondere Polyole wie Tricyclodecandimethanol, dendrimere Polyole, hyperverzweigte Polyester, Polyole auf der Basis von Metatheseoligomeren oder verzweigten Alkanen mit mehr als acht Kohlenstoffatomen im Molekül;
    • Antikratermittel;
    Weitere Beispiele geeigneter Lackadditive werden in dem Lehrbuch "Lackadditive" von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, beschrieben.
    Erfindungsgemäß bieten bleifreie KTL besondere Vorteile und werden deshalb bevorzugt verwendet.
    Methodisch gesehen weist die Elektrotauchlackierung keine Besonderheiten auf, sondern wird wie üblich durchgeführt, indem die zu beschichtenden Metallteile im Elektrotauchbad als Kathode oder Anode, insbesondere als Kathode, geschaltet werden, wonach der ETL auf der Metalloberfläche abgeschieden wird. Nach der Entnahme der Metallteile aus dem Elektrotauchbad wird die Elektrotauchlackschicht nach einer gewissen Ruhezeit in üblicher und bekannter Weise thermisch gehärtet, wodurch die Elektrotauchlackierung resultiert.
    Hiernach werden die elektrotauchlackierten Metallteile in dem erfindungsgemäße Verfahrensschritt (2) mit den Kunstsstoffteilen integriert, vorzugsweise passgenau zusammengefügt. Hierbei können die Metallteile auf einer Montagebühne (skid) passgenau positioniert werden, wonach man die Kunstsstoffteile anfügt.
    Vorzugsweise werden aber die Kunstsstoffteile auf der Montagebühne (skid) passgenau positioniert und die Metallteile angefügt. Hiernach ist es möglich, den gesamten Aufbau, das heißt die integrierte Karosserie oder Kabine in einem Arbeitsgang einheitlich zu lackieren.
    Was die Kunststoffteile betrifft, ergeben sich erfindungsgemäß drei Varianten.
    Zum einen weisen die Kunstsstoffteile keine Grundierung auf (Variante 2.1 ).
    Zum anderen weisen die Kunstsstoffteile auf ihrer Oberfläche eine Grundierung aus einer bei Temperaturen ≤100°C thermisch gehärteten elektrisch leitfähigen Hydroprimerlackierung auf (Variante 2.2).
    Zum dritten weisen die Kunstsstoffteile auf ihre Oberfläche eine angetrocknete, indes nicht ausgehärtete elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht auf (Variante 2.3).
    Hieraus resultieren für den erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (3) drei erfindungsgemäße Varianten:
    Variante 3.1):
    Die integrierte Metall-Kunststoff-Karosserie oder -Kabine sowie deren Ersatzteile und Anbauteile, deren Kunstsstoffteile keine Grundierung aufweisen (Variante 2.1), wird auf ihrer Oberfläche einheitlich mit einem elektrisch leitfähigen Hydroprimer beschichtet, und die resultierende Hydroprimerschicht wird bei Temperaturen ≤100°C ausgehärtet, wodurch eine zweischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung und elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung auf den Metallteilen und eine einschichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung auf den Kunstsstoffteilen resultieren.
    Bei dieser Varianten kann man noch
  • (3.1.1) einheitlich auf die gehärtete elektrisch leitfähige Hydroprimerlackierung einen hellen Hydroprimer applizieren und die resultierende helle Hydroprimerschicht bei Temperaturen ≤100°C thermisch härten
    oder
  • (3.1.2) die elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht nach ihrer Applikation ohne auszuhärten antrocknen, auf die angetrocknete elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht naß-in-naß einen hellen Hydroprimer applizieren, wonach man die elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht und die resultierende helle Hydroprimerschicht gemeinsam bei Temperaturen ≤100°C aushärtet.
    • Nach beiden Varianten (3.1.1) und (3.1.2) resultieren auf den Metallteilen eine dreischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung, elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung und heller Hydroprimerlackierung und auf den Kunstsstoffteilen eine zweischichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung und heller Hydroprimerlackierung.
    Variante 3.2):
    Die integrierte Metall-Kunststoff-Karosserie oder -Kabine sowie deren Ersatzteile und Anbauteile, deren Kunstsstoffteile eine Grundierung aus einer Hydroprimerlackierung aufweisen (Variante 2.2), wird auf ihrer Oberfläche einheitlich mit einem hellen Hydroprimer beschichtet und die resultierende helle Hydroprimerschicht wird bei Temperaturen ≤100°C ausgehärtet, wodurch auf den Kunstsstoffteilen eine zweischichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung und heller Hydroprimerlackierung und auf den Metallteilen eine zweischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung und heller Hydroprimerlackierung resultieren.
    Variante 3.3):
    Die integrierte Metall-Kunststoff-Karosserie oder -Kabine sowie deren Ersatzteile und Anbauteile, deren Kunstsstoffteile eine angetrocknete elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht aufweisen (Variante 2.3), wird auf ihrer Oberfläche einheitlich und bezüglich der Kunstsstoffteile naß-in-naß mit einem hellen Hydroprimer beschichtet, wonach die elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht und die helle Hydroprimerschicht gemeinsam bei Temperaturen ≤100°C ausgehärtet werden, wodurch auf den Kunstsstoffteilen eine zweischichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung und heller Hydroprimerlackierung und auf den Metallteilen eine zweischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung und heller Hydroprimerlackierung resultieren.
    Welche Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens im Einzelfall angewandt wird, richtet sich nach der jeweiligen Problemstellung und nach den jeweils vorhandenen technischen Anlagen.
    Erfindungsgemäß sind für alle Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens alle elektrisch leitfähigen Hydroprimer geeignet, wie sie üblicherweise für die Beschichtung von Kunststoffen wie ABS, AMMA, ASA, CA, CAB, EP, UF, CF, MF, MPF, PF, PAN, PA, PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, PET, PMMA. PP, PS, SB, PUR, PVC, RF, SAN, PBT, PPE, POM, PUR-RIM, SMC, BMC, PP-EPDM und UP (Kurzbezeichnungen nach DIN 7728T1) sowie deren Polymerblends und faserverstärkte Kunststoffe auf dieser Basis verwendet werden und die sich bei Temperaturen ≤100°C aushärten lassen. Gegebenenfalls werden die Kunststoffteile zu Zwecken der besseren Haftung des Hydroprimer in Power-Wash-Anlagen oder durch Beflammen oder durch Plasmabehandlung vorbehandelt.
    Geeignete elektrisch leitfähige Hydroprimer stellen sogenannte Zweikomponentensysteme dar.
    Die Komponente I der elektrisch leitfähigen Hydroprimer enthalten übliche und bekannte wäßrige Polyurethandispersionen, vorzugsweise auf der Basis von Polyester-Polyurethanen.
    Geeignete Polyester-Polyurethane enthalten üblicherweise die vorstehend beschriebenen (potentiell) kationischen funktionellen Gruppen (a11) oder die (potentiell) anionischen funktionellen Gruppen (a12). Anstelle dieser funktionellen Gruppen oder zusätzlich zu diesen können sie nichtionische funktionellen Gruppen (a13) auf der Basis von Polyalkylenethern enthalten. Sie werden erhalten durch die Umsetzung von
    • Polyesterpolyolen und
    • Verbindungen, durch welche stabilisierende (potentiell) ionische und/oder nichtionische funktionelle Gruppen eingerührt werden, sowie gegebenenfalls
    • Polyaminen und
    • Aminolakoholen
    mit Polyisocyanaten, insbesondere den vorstehend beschriebenen Diisocyanaten.
    Die Polyesterpolyole sind erhältlich durch Umsetzung von
    • gegebenenfalls sulfonierten gesättigen und/oder ungesättigten Polycarbonsäuren oder deren veresterungsfähigen Derivaten, gegebenenfalls zusammen mit Monocarbonsäuren, sowie
    • gesättigten und/oder ungesättigten Polyolen, gegebenenfalls zusammen mit Monoolen.
    Beispiele für geeigente Polycarbonsäuren sind aromatische, aliphatische und cycloaliphatische Polycarbonsäuren. Bevorzugt werden aromatische und/oder aliphatische, insbesondere aromatische, Polycarbonsäuren eingesetzt.
    Beispiele für geeignete aromatische Polycarbonsäuren sind Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Phthalsäure-, Isophthalsäure- oder Terephthalsäuremonosulfonat, oder Halogenphthalsäuren, wie Tetrachlor- bzw. Tetrabromphthalsäure, von denen Isophthalsäure vorteilhaft ist und deshalb bevorzugt verwendet wird.
    Beispiele für geeignete acyclische aliphatische oder ungesättigte Polycarbonsäuren sind Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Undecandicarbonsäure, Dodecandicarbonsäure oder Dimerfettsäuren oder Maleinsäure, Fumarsäure oder Itaconsäure von denen Adipinsäure, Glutarsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dimerfettsäuren und Maleinsäure vorteilhaft sind und deshalb bevorzugt verwendet werden.
    Beispiele für geeignete cycloaliphatische und cyclische ungesättigte Polycarbonsäuren sind 1,2-Cyclobutandicarbonsäure, 1,3-Cyclobutandicarbonsäure, 1,2-Cyclopentandicarbonsäure, 1.3-Cyclopentandicarbonsäure, Hexahydrophthalsäure, 1,3-Cyclohexandicarbonsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 4-Methylhexahydrophthalsäure, Tricyclodecandicarbonsäure, Tetrahydrophthalsäure oder 4-Methyltetrahydrophthalsäure. Diese Dicarbonsäuren können sowohl in ihrer cis- als auch in ihrer trans-Form sowie als Gemisch beider Formen eingesetzt werden.
    Geeignet sind auch die veresterungsfähigen Derivate der obengenannten Polycarbonsäuren, wie z.B. deren ein- oder mehrwertige Ester mit aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 4-C-Atomen oder Hydroxyalkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen. Außerdem können auch die Anhydride der obengenannten Polycarbonsäuren eingesetzt werden, sofern sie existieren.
    Gegebenenfalls können zusammen mit den Polycarbonsäuren auch Monocarbonsäuren eingesetzt werden, wie beispielsweise Benzoesäure, tert.-Butylbenzoesäure, Laurinsäure, Isononansäure, Fettsäuren natürlich vorkommender Öle, Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure oder Crotonsäure. Bevorzugt wird als Monocarbonsäure Isononansäure eingesetzt.
    Beispiele geeigneter Polyole sind Diole und Triole, insbesondere Diole. Üblicherweise werden Triole neben den Diolen in untergeordneten Mengen verwendet, um Verzweigungen in die Polyesterpolyole einzuführen.
    Geeignete Diole sind Ethylenglykol, 1,2- oder 1,3-Propandiol, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Butandiol, 1,2-, 1,3-, 1,4- oder 1,5-Pentandiol, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 1,5- oder 1,6-Hexandiol, Hydroxypivalinsäureneopentylester, Neopentylglykol, Diethylenglykol, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Cyclohexandiol, 1,2-, 1,3- oder 1,4-Cyclohexandimethanol, Trimethylpentandiol, Ethylbutylpropandiol oder die stellungsisomeren Diethyloctandiole. Diese Diole können auch als solche für die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethane (A) eingesetzt werden.
    Weitere Beispiele geeigneter Diole sind Diole der Formel I oder II:
    Figure 00280001
    in der R1 und R2 jeweils einen gleichen oder verschiedenen Rest darstellen und für einen Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen, einen Arylrest oder einen cycloaliphatischen Rest stehen, mit der Maßgabe, daß R1 und/oder R2 nicht Methyl sein darf;
    Figure 00280002
    in der R3, R4, R6 und R7 jeweils gleiche oder verschiedene Reste darstellen und für einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen Cycloalkylrest oder einen Arylrest stehen und R5 einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen Arylrest oder einen ungesättigten Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen darstellt, und n entweder 0 oder 1 ist.
    Als Diole I der allgemeinen Formel I sind alle Propandiole der Formel geeignet, bei denen entweder R1 oder R2 oder R1 und R2 nicht gleich Methyl ist, wie beispielsweise 2-Butyl-2-ethylpropandiol-1,3, 2-Butyl-2-methylpropandiol-1,3, 2-Phenyl-2-methylpropan-diol-1,3, 2-Propyl-2-ethylpropandiol-1,3, 2-Di-tert.-butylpropandiol-1,3, 2-Butyl-2-propylpropandiol-1,3, 1-Dihydroxymethyl-bicyclo[2.2.1]heptan, 2,2-Diethylpro-pandiol-1,3, 2,2-Dipropylpropandiol-1,3 oder 2-Cyclo-hexyl-2-methylpropandiol-1,3 und andere.
    Als Diole II der allgemeinen Formel II können beispielsweise 2,5-Dimethylhexandiol-2,5, 2,5-Diethylhexandiol-2,5, 2-Ethyl-5-methylhexandiol-2,5, 2,4-Dimethylpentandiol-2,4, 2,3-Dimethylbutandiol-2,3, 1,4-(2'-Hydroxypropyl)-benzol und 1,3-(2-Hydroxypropyl)-benzol eingesetzt werden.
    Von diesen Diolen sind Hexandiol und Neopentylglykol besonders vorteilhaft und werden deshalb besonders bevorzugt verwendet.
    Die vorstehend genannten Diole können auch als solche für die Herstellung der Polyester-Polyurethane mit eingesetzt werden.
    Beispiele geeigneter Triole sind Trimethylolethan, Trimethylolpropan oder Glycerin, insbesondere Trimethylolpropan.
    Die vorstehend genannten Triole können auch als solche für die Herstellung der Polyester-Polyurethane mit eingesetzt werden (vgl. die Patentschrift EP-A-0 339 433).
    Gegebenenfalls können untergeordnete Mengen von Monoolen mit verwendet werden. Beispiele geeigneter Monoole sind Alkohole oder Phenole wie Ethanol, Propanol, n-Butanol, sec.- Butanol, tert.-Butanol, Amylalkohole, Hexanole, Fettalkohole, Allylalkohol oder Phenol.
    Die Herstellung der Polyesterpolyole kann in Gegenwart geringer Mengen eines geeigneten Lösemittels als Schleppmittel durchgeführt werden. Als Schleppmittel werden z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe, wie insbesondere Xylol und (cyclo)aliphatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Cyclohexan oder Methylcyclohexan, eingesetzt.
    Weitere Beispiele geeigneter Polyole sind Polyesterdiole, die durch Umsetzung eines Lactons mit einem Diol erhalten werden. Sie zeichnen sich durch die Gegenwart von entständigen Hydroxylgruppen und wiederkehrenden Polyesteranteilen der Formel -(-CO-(CHR8)m- CH2-O-)- aus. Hierbei ist der Index m bevorzugt 4 bis 6 und der Substitutent R8 = Wasserstoff, ein Alkyl-, Cycloalkyl- oder Alkoxy-Rest. Kein Substituent enthält mehr als 12 Kohlenstoffatome. Die gesamte Anzahl der Kohlenstoffatome im Substituenten übersteigt 12 pro Lactonring nicht. Beispiele hierfür sind Hydroxycapronsäure, Hydroxybuttersäure, Hydroxydecansäure und/oder Hydroxystearinsäure.
    Für die Herstellung der Polyesterdiole wird das unsubstituierte ###-Caprolacton, bei dem m den Wert 4 hat und alle R8-Substituenten Wasserstoff sind, bevorzugt. Die Umsetzung mit Lacton wird durch niedermolekulare Polyole wie Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol oder Dimethylolcyclohexan gestartet. Es können jedoch auch andere Reaktionskomponenten, wie Ethylendiamin, Alkyldialkanolamine oder auch Harnstoff mit Caprolacton umgesetzt werden. Als höhermolekulare Diole eignen sich auch Polylactamdiole, die durch Reaktion von beispielsweise ###-Caprolactam mit niedermolekularen Diolen hergestellt werden.
    Polyetherpolyole, insbesondere mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 400 bis 5000, insbesondere von 400 bis 3000, könne neben den vorstehend beschriebenen Polyesterpolyolen verwendet werden. Gut geeignete Polyetherdiole sind z.B. Polyetherdiole der allgemeinen Formel H-(-O-(CHR9)o-)pOH, wobei der Substituent R9 = Wasserstoff oder ein niedriger, gegebenenfalls substituierter Alkylrest ist, der Index o = 2 bis 6, bevorzugt 3 bis 4, und der Index p = 2 bis 100, bevorzugt 5 bis 50, ist. Als besonders gut geeignete Beispiele werden lineare oder verzweigte Polyetherdiole wie Poly(oxyethylen)glykole, Poly(oxypropylen)glykole und Poly(oxybutylen)glykole genannt.
    Die Polyetherdiole sollen einerseits keine übermäßigen Mengen an Ethergruppen einbringen, weil sonst die gebildeten Polyurethane in Wasser anquellen. Andererseits können sie in Mengen verwendet werden, welche die nichtionische Stabilisierung der Polyurethane gewährleistet. Sie dienen dann als kettenständige funktionelle nichtionische Gruppen (a13).
    Die Einführung von (potentielle) kationischen funktionellen Gruppen (a11) erfolgt über den Einbau von Verbindungen, die mindestens eine, insbesondere zwei, gegenüber Isocyanatgruppen reaktive und mindestens eine zur Kationenbildung befähigte Gruppe im Molekül enthalten; die einzusetzende Menge kann aus der angestrebten Aminzahl berechnet werden.
    Geeignete gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppen sind insbesondere Hydroxylgruppen sowie primäre und/oder sekundäre Aminogruppen, von denen die Hydroxylgruppen bevorzugt verwendet werden.
    Beispiele geeigneter Verbindungen dieser Art sind 2,2-Dimethylolethyl- oder - propylamin, die mit einem Keton blockiert sind, wobei die resultierende Ketoximgruppe vor der Bildung der kationischen Gruppe (b1) wieder hydrolysiert wird, oder N,N-Dimethyl-, N,N-Diethyl- oder N-Methyl-N-ethyl-2,2-dimethylolethyl- oder -propylamin.
    Die Einführung von (potentiell) anionischen Gruppen (a12) in die Polyurethanmoleküle erfolgt über den Einbau von Verbindungen, die mindestens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive und eine zur Anionenbildung befähigte Gruppe im Molekül enthalten; die einzusetzende Menge kann aus der angestrebten Säurezahl berechnet werden.
    Beispiele geeigneter Verbindungen dieser Art sind solche, die zwei gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppen im Molekül enthalten. Geeignete gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppen sind insbesondere Hydroxylgruppen, sowie primäre und/oder sekundäre Aminogruppen. Demnach können beispielsweise Alkansäuren mit zwei Substituenten am ###-ständigem Kohlenstoffatom eingesetzt werden. Der Substituent kann eine Hydroxylgruppe, eine Alkylgruppe oder bevorzugt eine Alkylolgruppe sein. Diese Alkansäuren haben mindestens eine, im allgemeinen 1 bis 3 Carboxylgruppen im Molekül. Sie haben 2 bis etwa 25, vorzugsweise 3 bis 10 Kohlenstoffatome. Beispiele geeigneter Alkansäuren sind Dihydroxypropionsäure, Dihydroxybernsteinsäure und Dihydroxybenzoesäure. Eine besonders bevorzugte Gruppe von Alkansäuren sind die ###,###-Dimethylolalkansäuren der allgemeinen Formel R10-C(CH2OH)2COOH, wobei R10 für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit bis zu etwa 20 Kohlenstoffatomen steht. Beispiele besonders gut geeigneter Alkansäuren sind 2,2-Dimethylolessigsäure, 2,2-Dimethylolpropionsäure, 2,2-Dimethylolbuttersäure und 2,2-Dimenthylolpentansäure. Die bevorzugte Dihydroxyalkansäure ist 2,2-Dimethylolpropionsäure. Aminogruppenhaltige Verbindungen sind beispielsweise ###,###-Diaminovaleriansäure, 3,4-Diaminobenzoesäure, 2,4-Diaminotoluolsulfonsäure und 2,4-Diaminodiphenylethersulfonsäure.
    Nichtionische stabilisierende Poly(oxyalkylen)gruppen (a13) können als laterale oder endständige Gruppen in die Polyurethanmoleküle eingeführt werden. Hierfür können beispielsweise Alkoxypoly(oxyalkylen)alkohole mit der allgemeinen Formel R11O-(-CH2-CH12-O-)r H in der R11 für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, R12 für ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und der Index r für eine Zahl zwischen 20 und 75 steht, eingesetzt werden. (vgl. die Patentschriften EP-A-0 354 261 oder EP-A-0 424 705).
    Der Einsatz von Polyolen, Polyaminen und Aminoalkoholen führt zur Molekulargewichtserhöhung der Polyurethane.
    Geeignete Polyole für die Kettenverlängerung sind Polyole mit bis zu 36 Kohlenstoffatomen je Molekül wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,2-Butylenglykol, 1,6-Hexandiol, Trimethylolpropan, Ricinusöl oder hydriertes Ricinusöl, Di-trimethylolpropanether, Pentaerythrit, 1,2-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Bisphenol A, Bisphenol F, Neopentylglykol, Hydroxypivalinsäure-neopentylglykolester, hydroxyethyliertes oder hydroxypropyliertes Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A oder deren Mischungen (vgl. Patentschriften EP-A- 0 339 433, EP-A- 0 436 941, EP-A- 0 517 707).
    Beispiele geeigneter Polyamine weisen mindestens zwei primäre und/oder sekundäre Aminogruppen auf. Polyamine sind im wesentlichen Alkylenpolyamine mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise etwa 2 bis 15 Kohlenstoffatomen. Sie können Substituenten tragen, die keine mit Isocyanat-Gruppen reaktionsfähige Wasserstoffatome haben. Beispiele sind Polyamine mit linearer oder verzweigter aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer Struktur und wenigstens zwei primären Aminogruppen.
    Als Diamine sind zu nennen Hydrazin, Ethylendiamin, Propylendiamin, 1,4-Butylendiamin, Piperazin, 1,4-Cyclohexyldimethylamin, Hexamethylendiamin-1,6, Trimethylhexamethylendiamin, Methandiamin, Isophorondiamin, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan und Aminoethylenothanolamin. Bevorzugte Diamine sind Hydrazin, Alkyl- oder Cycloalkyldiamine wie Propylendiamin und 1-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan.
    Es können auch Polyamine eingesetzt werden, die mehr als zwei Aminogruppen im Molekül enthalten. In diesen Fällen ist jedoch - z.B. durch Mitverwendung von Monoaminen - darauf zu achten, daß keine vernetzten Polyurethanharze erhalten werden. Solche brauchbaren Polyamine sind Diethylentriamin, Triethylentetramin, Dipropylendiamin und Dibutylentriamin. Als Beispiel für ein Monoamin ist Ethylhexylamin zu nennen (vgl. die Patentschrift EP-A- 0 089 497).
    Beispiele geeigneter Aminoalkohole sind Ethanolamin oder Diethanolamin.
    Die Polyurethane können endständige und/oder laterale olefinisch ungesättigte Gruppen enthalten. Gruppen dieser Art können beispielsweise mit Hilfe von Verbindungen eingeführt werden, welche mindestens eine isocyanatreaktive Gruppe, insbesondere Hydroxylgruppe, und mindestens eine Vinylgruppe aufweisen. Beispiele geeigneter Verbindungen dieser Art sind Trimethylolpropanmonoallylether oder Trimethylolpropanmono(meth)acrylat.
    Die Polyurethane können mit ethylenisch ungesättigten Verbindungen gepfropft werden. Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender Polyurethane (A), welche als Pfropfmischpolymerisate vorliegen, sind aus den Patentschriften EP-A-0 521 928, EP-A-0 522 420, EP-A-0 522 419 oder EP-A-0 730 613 bekannt.
    Die Herstellung der Polyurethane weist methodisch keine Besonderheiten auf, sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten Methoden der Polyurethanchemie.
    Zur Herstellung des elektrisch leitfähigen Hydroprimers werden die Polyurethane mit den vorstehend beschriebenen Neutralisationsmitteln neutralisiert und in Wasser dispergiert, so daß eine Dispersion mit einem Feststoffgehalt von vorzugsweise 10 bis 70, bevorzugt 20 bis 60, besonders bevorzugt 25 bis 50 und insbesondere 30 bis 45 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Dispersion, resultiert.
    Der weitere wesentliche Bestandteil der Komponente I des erfindungsgemäß zu verwendenden elektrisch leitfähigen Hydroprimers ist mindestens ein elektrisch leitfähiges Pigment. Beispiele geeigneter elektrisch leitfähiger Pigmente sind Metallpigmente, Leitfähigkeitsruße, dotierte Perlglanzpigmente oder leitfähiges Bariumsulfat. Besonders gut geeignete elektrisch leitfähige Pigmente sind die Leitfähigkeitsruße Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Metallpigmente«, S. 381, und »Leitfähige Pigmente«, S. 354, verwiesen.
    Der Gehalt des elektrisch leitfähigen Hydroprimers an elektrisch leitfähigen Pigmenten kann sehr breit variieren und liegt vorzugsweise bei 0,01 bis 10, bevorzugt 0,1 bis 8, besonders bevorzugt 0,5 bis 7, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 6 und insbesondere 0,5 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge des elektrisch leitfähigen Hydroprimers.
    Darüber hinaus kann der elektrisch leitfähige Hydroprimer die vorstehend beschriebenen lacküblichen Additive (C) in üblichen und bekannten wirksamen Mengen sowie außerdem
    • wassermischbare organische Lösemittel und/oder
    • rheologiesteuernde Additive, wie die aus den Patentschriften WO 94/22968, EP-A-0 276 501, EP-A-0 249 201 oder WO 97/12945 bekannten; vernetzte polymere Mikroteilchen, wie sie beispielsweise in der EP-A-0 008 127 offenbart sind; anorganische Schichtsilikate, vorzugsweise Smektite, insbesondere Montmorillonite und Hectorite, wie Aluminium-Magnesium-Silikate, Natrium-Magnesium- und Natrium-Magnesium-Fluor-Lithium-Schichtsilikate des Montmorillonit-Typs oder anorganische Schichtsilikate wie Aluminium-Magnesium-Silikate, Natrium-Magnesium- und Natrium-Magnesium-Fluor-Lithium-Schichtsilikate des Montmorillonit-Typs (ergänzend wird auf das Buch von Johan Bielemann »Lackadditive«, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, Seiten 17 bis 30, verwiesen); Kieselsäuren wie Aerosile; oder synthetische Polymere mit ionischen und/oder assoziativ wirkenden Gruppen wie Polyvinylalkohol, Poly(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure, Polyvinylpyrrolidon, Styrol-Maleinsäureanhydrid- oder Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Derivate oder hydrophob modifizierte Polyacrylate; oder assoziative Verdickungsmittel auf Polyurethanbasis, wie sie in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Verdickungsmittel«, Seiten 599 bis 600, und in dem Lehrbuch »Lackadditive« von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, Seiten 51 bis 59 und 65, beschrieben werden;
    enthalten.
    Die Komponente II des erfindungsgemäß zu verwendenden elektrisch leitfähigen Hydroprimers enthält mindestens ein Polyisocyanat, welches vorteilhafterweise als solches flüssig ist. Darüber hinaus kann die Komponente II auch noch übliche und bekannte organische Lösemittel enthalten, die gegenüber Polyisocyanaten inert sind.
    Bis zur Verwendung des elektrisch leitfähigen Hydroprimers in dem erfindungsgemäßen Verfahren werden seine Komponenten I und II getrennt voneinander gelagert
    Das Gewichtsverhältnis von Komponente I und Komponente II kann außerordentlich breit variieren und richtet sich zum einen nach der Vernetzungsdichte, die die ausgehärtete elektrisch leitfähige Hydroprimerlackierung haben soll, und zum anderen nach der Anzahl der isocyanatreaktiven Gruppen in der Komponente I sowie der Funktionalität und der Konzentration der Polyisocyanate in der Komponente II. Vorteilhafterweise liegt das Gewichtsverhältnis I : II bei 100 : 50, vorzugsweise 100 : 40, bevorzugt 100 : 30, besonders bevorzugt 100 : 20, ganz besonders bevorzugt 100 : 15 und insbesondere 100 : 10.
    Nach seiner Applikation in üblicher und bekannter Weise wird der Hydroprimer im erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (3) bei Temperaturen <100°C thermisch gehärtet, wodurch die elektrisch leitfähige Hydroprimerlackierung resultiert.
    Beispiele geeigneter erfindungsgemäß zu verwendender heller Hydroprimer sind ebenfalls Zweikomponentensysteme. Ihre Komponente I enthält mindestens ein in Wasser gelöstes oder dispergiertes hydroxylgruppenhaltiges Bindemittel und mindestens ein helles Pigment, und ihre Komponente II enthält mindestens ein Polyisocyanat.
    Als hydroxylgruppenhaltige Bindemittel kommen Polyester, Polyacrylate, Polyurethane, acrylierte Polyester und/oder acrylierte Polyurethane, insbesondere Polyurethane, in Betracht. Beispiele geeigneter Polyurethane sind die vorstehend beschriebenen.
    Beispiele geeigneter heller Pigmente sind die vorstehend und die nachstehend beschriebenen Pigmente, sofern sie hell und deckend sind.
    Als Komponenten II kommen die vorstehend beschriebenen Komponenten II in Betracht.
    Die hellen Hydroprimer werden mit Vorteil dann angewandt, wenn eine Angleichung zwischen dem Farbton der vorzugsweise dunklen, elektrisch leitfähigen Hydroprimerlackierung und der, insbesondere hellen, Wasserbasislackierung notwendig ist.
    Erfindungsgemäß wird auf die im Verfahrensschritt (3) resultierende Grundierung der integrierten Karosserie oder Kabine bzw. deren Ersatzteile und Anbauteile ein farb- und/oder effektgebender Wasserbasislack appliziert.
    Geeignete Wasserbasislacke enthalten mindestens ein in Wasser gelöstes oder dispergiertes hydroxylgruppenhaltiges Bindemittel und mindestens ein farbund/oder effektgebendes Pigment. Darüber hinaus können sie die vorstehend beschriebenen lacküblichen Additive sowie mindestens eines der vorstehend beschriebenen Vernetzungsmittel in den bekannten wirksamen Mengen enthalten.
    Beispiele geeigneter hydroxylgruppenhaltiger Bindemittel sind Polyurethane und/oder acrylierte Polyurethane.
    Darüber hinaus kann der Wasserbasislack noch mindestens ein hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylat, einen hydroxylgruppenhaltigen Polyester und/oder einen hydroxylgruppenhaltigen acrylierten Polyester als zusätzliche(s) Bindemittel enthalten.
    Beispiele geeigneter farb- und/oder effektgebender Pigmente können aus anorganischen oder organischen Verbindungen hergestellt werden. Der erfindungsgemäß zu verwendende Wasserbasislack gewährleistet daher aufgrund dieser Vielzahl geeigneter Pigmente eine universelle Einsatzbreite und ermöglicht die Realisierung einer Vielzahl von Farbtönen und optischer Effekte.
    Als Effektpigmente können Metallplättchenpigmente wie handelsübliche Aluminiumbronzen, gemäß DE-A-36 36 183 chromatierte Aluminiumbronzen, handelsübliche Edelstahlbronzen und nichtmetallische Effektpigmente, wie zum Beispiel Perlglanz- bzw. Interferenzpigmente, eingesetzt werden. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 176, »Effektpigmente« und Seiten 380 und 381 »Metalloxid-Glimmer-Pigmente« bis »Metallpigmente«, verwiesen.
    Beispiele für geeignete anorganische farbgebende Pigmente sind Titandioxid, Eisenoxide, Sicotransgelb und Ruß. Beispiele für geeignete organische farbgebende Pigmente sind Thioindigopigmente Indanthrenblau, Cromophthalrot, Irgazinorange und Heliogengrün. Ergänzend wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seiten 180 und 181, »Eisenblau-Pigmente« bis »Eisenoxidschwarz«, Seiten 451 bis 453 »Pigmente« bis »Pigmentsvolumenkonzentration«, Seite 563 »Thioindigo-Pigmente« und Seite 567 »Titandioxid-Pigmente« verwiesen.
    Der Anteil der Pigmente an dem Wasserbasislack kann außerordentlich breit variieren und richtet sich vor allem nach der Deckkraft der Pigmente, dem gewünschten Farbton und dem gewünschten optischen Effekt. Vorzugsweise sind die Pigmente in dem erfindungsgemäßen Wasserbasislack in einer Menge von 0,5 bis 50, bevorzugt 0,5 bis 45, besonders bevorzugt 0,5 bis 40, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 35 und insbesondere 0,5 bis 30 Gew.-%, jeweils bezogenen auf das Gesamtgewicht des Wasserbasislacks, enthalten. Dabei kann auch das Pigment/Bindemittel Verhältnis, d. h. das Verhältnis der Pigmente zu den Polyurethanen sowie sonstigen gegebenenfalls vorhandenen Bindemitteln, außerordentlich breit variieren. Vorzugsweise liegt dieses Verhältnis bei 6,0 : 1,0 bis 1,0 : 50, bevorzugt 5 : 1,0 bis 1,0 : 50, besonders bevorzugt 4,5 : 1,0 bis 1,0 : 40, ganz besonders bevorzugt 4 : 1,0 bis 1,0 : 30 und insbesondere 3,5 : 1,0 bis 1,0 : 25.
    Diese Pigmente können auch über Pigmentpasten in die erfindungsgemäßen Wasserbasislacke eingearbeitet werden, wobei als Reibharze u.a. die Polyurethane in Betracht kommen.
    Für die Herstellung der Polyurethane kommen die vorstehend bei der Herstellung der Hydroprimer beschriebenen Ausgangsverbindungen in Betracht.
    Beispiele gut geeigneter Wasserbasislacke sowie die entsprechenden Lackierungen sind aus den Patentschriften EP-A-0 089 497, EP-A-0 256 540, EP-A-0 260 447, EP-A-0 297 576, WO 96/12747, EP-A-0 523 610, EP-A-0 228 003, EP-A-0 397 806, EP-A-0 574 417, EP-A-0 531 510, EP-A-0 581 211, EP-A-0 708 788, EP-A-0 593 454, DE-A-43 28 092, EP-A-0 299 148, EP-A-0 394 737, EP-A-0 590 484, EP-A-0 234 362, EP-A-0 234 361, EP-A-0 543 817, WO 95/14721, EP-A-0 521 928, EP-A-0 522 420, EP-A-0 522 419, EP-A-0 649 865, EP-A-0 536 712, EP-A-0 596 460, EP-A-0 596 461, EP-A-0 584 818, EP-A- 0 669 356, EP-A-0 634 431, EP-A-0 678 536, EP-A-0 354 261, EP-A-0 424 705, WO 97/49745, WO 97/49747, EP-A-0 401 565, EP-B-0 730 613 oder WO 95/14721 bekannt.
    Nach seiner Applikation in üblicher und bekannter Weise wird der Wasserbasislack nicht thermisch gehärtet, sondern lediglich angetrocknet.
    Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Verfahrensschritt (5) auf die angetrocknete Wasserbasislackschicht naß-in-naß mindestens ein, vorzugsweise ein. Zweikomponentenklarlack appliziert, wodurch die Klarlackschicht resultiert.
    Bekanntermaßen enthalten die Zweikomponentenklarlacke eine Komponente I mit mindestens einem hydroxylgruppenhaltigen Bindemittel und eine Komponente II mit mindestens einem Polyisocyanat. Die Komponenten I und II werden bis zu ihrer gemeinsamen Verwendung getrennt voneinander gelagert.
    Beispiele geeigneter Polyisocyanate sind die vorstehend beschriebenen.
    Beispiele geeigneter hydroxylgruppenhaltiger Bindemittel sind oligomere oder polymere, statistisch, alternierend und/oder blockartig aufgebaute lineare und/oder verzweigte und/oder kammartig aufgebaute (Co)Polymerisate von ethylenisch ungesättigten Monomeren, oder Polyadditionsharze und/oder Polykondensationsharze. Zu diesen Begriffen wird ergänzend auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, Seite 457, »Polyaddition« und »Polyadditionsharze (Polyaddukte)«, sowie Seiten 463 und 464, »Polykondensate«, »Polykondensation« und »Polykondensationsharze« verwiesen.
    Beispiele gut geeigneter (Co)Polymerisate sind Poly(meth)acrylate und partiell verseifte Polyvinylester.
    Beispiele gut geeigneter Polyadditionsharze und/oder Polykondensationsharze sind Polyester, Alkyde, Polyurethane, Polylactone, Polycarbonate, Polyether, Epoxidharz-Amin-Addukte, Polyharnstoffe, Polyamide oder Polyimide.
    Die erfindungsgemaß zu verwendenden Hydroxylgruppen enthaltenden Bindemittel oder Harze sind Oligomere und Polymere. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter Oligomeren Harze verstanden, die mindestens 2 bis 15 wiederkehrende Monomereinheiten in ihrem Molekül enthalten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter Polymeren Harze verstanden, die mindestens 10 wiederkehrende Monomereinheiten in ihrem Molekül enthalten. Ergänzend wird zu diesen Begriffen auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, »Oligomere«, Seite 425, verwiesen.
    Die erfindungsgemäß zu verwendenden Hydroxylgruppen enthaltenden Harze enthalten primäre und/oder sekundäre Hydroxylgruppen. Es ist ein ganz wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Harze, daß beide Arten von Hydroxylgruppen verwendet werden können. Dies ermöglicht es, die Reaktivität der erfindungsgemäßen Harze über sterische Effekte gezielt zu steuern.
    Die OH-Zahl der erfindungsgemäß zu verwendenden Hydroxylgruppen enthaltenden Harze kann sehr breit variieren und liegt vorzugsweise bei 10 bis 500, bevorzugt 20 bis 400 und insbesondere 30 bis 350 mg KOH/g.
    Das Harz kann des weiteren mindestens eine funktionelle Gruppe enthalten, die beim Bestrahlen mit aktinischer Strahlung mit einer Gruppe ihrer Art oder einer anderen funktionellen Gruppe reagiert. Diese funktionellen Gruppen können bereits in den erfindungsgemäß zu verwendenden Hydroxylgruppen enthaltenden Harzen vorhanden sein oder nachträglich in die Harze durch polymeranaloge Reaktionen, eingeführt werden.
    Beispiele geeigneter funktioneller Gruppen dieser Art sind Allyl-, Vinyl- Acrylatoder Methacrylatgruppen, insbesondere Acrylatgruppen. Bei der aktinischen Strahlung kann es sich um elektromagnetische Strahlung wie Röntgenstrahlung, UV-Strahlung, sichtbares Licht oder nahes IR-Licht (NIR) oder um Korpuskularstrahlung wie Elektronenstrahlen handeln.
    Von den vorstehend beschriebenen Hydroxylgruppen enthaltenden Bindemitteln werden die Poly(meth)acrylate, die Polyester und die Polyurethane bevorzugt verwendet. Besondere Vorteile resultieren aus der gemeinsamen Verwendung der Poly(meth)acrylate und der Polyester.
    Außer dem Bindemittel und den Polyisocyanaten können die erfindungsgemäß zu verwendenden Zweikomponentenklarlacke noch die vorstehend beschriebenen lacküblichen Additive in den bekannten wirksamen Mengen enthalten. Es versteht sich von selbst, daß hierbei nur solche Additive angewandt werden, die die Transparenz der Klarlackierung nicht beeinträchtigen. Weitere Beispiele geeigneter Additive für Klarlacke sind
    • Katalysatoren für die Vernetzung wie Dibutylzinndilaurat, Lithiumdecanoat oder Zinkoctoat;
    • transparente Füllstoffe auf der Basis von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid; ergänzend wird noch auf das Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1998, Seiten 250 bis 252, verwiesen;
    • Sag control agents wie Harnstoffe, modifizierte Harnstoffe und/oder Kieselsäuren, wie sie beispielsweise in den Literaturstellen EP-A-192 304, DE-A-23 59 923, DE-A-18 05 693, WO 94/22968, DE-C-27 51 761, WO 97/12945 oder "farbe + lack", 11/1992, Seiten 829 ff., beschrieben werden; und/oder
    • Mattierungsmittel wie Magnesiumstearat.
    Nach der Applikation werden die Wasserbasislackschicht und die Klarlackschicht im erfindungsgemäßen Verfahrensschritt (6) gemeinsam bei Temperaturen ≤100°C thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung gehärtet, wobei insbesondere der Zweikomponentenklarlack thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung (Dual Cure) gehärtet wird. Hierdurch resultieren die Basislackierung und die Klarlackierung.
    In einem weiteren Verfahrensschritt (7) kann die Klarlackierung mit einer hochkratzfesten Klarlackierung überschichtet werden. Beispiele geeigneter Klarlacke für die Herstellung solcher hochkratzfeste Klarlackierungen sind organisch modifizierte Keramikmaterialien, welche auch unter der Marke ORMOCER® vertrieben werden.
    Bis auf die Applikation des Elektrotauchlacks (ETL) kann die Applikation der vorstehend beschriebenen Beschichtungsstoffe durch alle üblichen Applikationsmethoden, wie z.B. Spritzen, Rakeln, Streichen, Gießen, Tauchen, Tränken, Träufeln oder Walzen erfolgen. Dabei kann das zu beschichtende Substrat (die integrierte Karosserie oder Kabine sowie das Ersatzteil oder Anbauteil) als solches ruhen, wobei die Applikationseinrichtung oder -anlage bewegt wird. Indes kann auch das zu beschichtende Substrat bewegt werden, wobei die Applikationsanlage relativ zum Substrat ruht oder in geeigneter Weise bewegt wird. Welche Methode angewandt wird, richtet sich in erster Linie nach der Größe des Substrats. So wird man ein so großes Substrat wie eine Kabine für Nutzfahrzeuge in erster Linie mit Hilfe beweglicher Applikationseinrichtungen beschichten.
    Vorzugsweise werden Spritzapplikationsmethoden angewandt, wie zum Beispiel Druckluftspritzen, Airless-Spritzen, Hochrotation, elektrostatischer Sprühauftrag (ESTA), gegebenenfalls verbunden mit Heißspritzapplikation wie zum Beispiel Hot-Air - Heißspritzen. Die Applikation kann bei Temperaturen von max. 70 bis 80 °C durchgeführt werden, so daß geeignete Applikationsviskositäten erreicht werden, ohne daß bei der kurzzeitig einwirkenden thermischen Belastung eine Veränderung oder Schädigungen des Beschichtungsstoffs und seines gegebenenfalls wiederaufzubereitenden Overspray eintreten. So kann das Heißspritzen so ausgestaltet sein, daß der Beschichtungsstoff nur sehr kurz in der oder kurz vor der Spritzdüse erhitzt wird.
    Die für die Applikation verwendete Spritzkabine kann beispielsweise mit einem gegebenenfalls temperierbaren Umlauf betrieben werden, der mit einem geeigneten Absorptionsmedium für den Overspray, z. B. dem Beschichtungsstoff selbst, betrieben wird.
    Sofern der Beschichtungsstoff Bestandteile enthält, die mit aktinischer Strahlung vernetztbar sind, wird die Applikation bei Beleuchtung mit sichtbarem Licht einer Wellenlänge von über 550 nm oder unter Lichtausschluß durchgeführt. Hierdurch werden eine stoffliche Änderung oder Schädigung des Beschichtungsstoffs und des Overspray vermieden.
    Im allgemeinen werden die elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht sowie die helle Hydroprimerschicht, die Basislackschicht und die Klarlackschicht in einer Naßschichtdicke appliziert, daß nach ihrer Aushärtung Schichten mit der für ihre Funktionen notwendigen und vorteilhaften Schichtdicken resultieren. Im Falle der elektrisch leitfähigen Hydroprimerlackierung und der hellen Hydroprimerschicht liegt diese Schichtdicke bei 10 bis 150, vorzugsweise 15 bis 120, besonders bevorzugt 20 bis 100 und insbesondere 25 bis 90 µm, im Falle der Basislackierung liegt sie bei 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40, besonders bevorzugt 12 bis 30 und insbesondere 15 bis 25 µm, und im Falle der Klarlackierung liegt sie bei 10 bis 100, vorzugsweise 15 bis 80, besonders bevorzugt 20 bis 70 und insbesondere 25 bis 60 µm.
    Die thermische Aushärtung kann nach einer gewissen Ruhezeit erfolgen. Sie kann eine Dauer von 30 s bis 2 h, vorzugsweise 1 min bis 1 h und insbesondere 1 min bis 45 min haben. Die Ruhezeit dient beispielsweise zum Verlauf und zur Entgasung der Lackschichten oder zum Verdunsten von flüchtigen Bestandteilen wie Lösemittel. Die Ruhezeit kann durch die Anwendung erhöhter Temperaturen bis 90 °C und/oder durch eine reduzierte Luftfeuchte < 10g Wasser/kg Luft, insbesondere < 5g/kg Luft, unterstützt und/oder verkürzt werden, sofern hierbei keine Schädigungen oder Veränderungen der Lackschichten eintreten, etwa eine vorzeitige vollständige Vernetzung.
    Die thermische Härtung weist keine methodischen Besonderheiten auf, sondern erfolgt nach den üblichen und bekannten Methoden wie Erhitzen in einem Umluftofen oder Bestrahlen mit IR-Lampen. Hierbei kann die thermische Härtung auch stufenweise erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt die thermische Härtung bei einer Temperatur von 50 bis 100 °C, besonders bevorzugt 80 bis 100 °C und insbesondere 90 bis 100 ° C während einer Zeit von 1 min bis zu 2 h, besonders bevorzugt 2 min bis zu 1 h und insbesondere 3 min bis 30 min.
    Die thermische Härtung kann bei entsprechender stofflicher Zusammensetzung des Beschichtungsstoffs durch die Härtung mit aktinischer Strahlung ergänzt werden, wobei insbesondere UV-Strahlung und/oder Elektronenstrahlen verwendet werden können. Gegebenenfalls kann sie mit aktinischer Strahlung von anderen Strahlenquellen durchgeführt oder ergänzt werden. Im Falle von Elektronenstrahlen wird vorzugsweise unter Inertgasatmosphäre gearbeitet. Dies kann beispielsweise durch Zufuhren von Kohlendioxid und/oder Stickstoff direkt an die Oberfläche der Lackschicht gewährleistet werden.
    Auch im Falle der Härtung mit UV-Strahlung kann, um die Bildung von Ozon zu vermeiden, unter Inertgas gearbeitet werden.
    Für die Härtung mit aktinischer Strahlung werden die üblichen und bekannten Strahlenquellen und optischen Hilfsmaßnahmen angewandt. Beispiele geeigneter Strahlenquellen sind Quecksilberhoch- oder -niederdruckdampflampen, welche gegebenenfalls mit Blei dotiert sind, um ein Strahlenfenster bis zu 405 nm zu öffnen, oder Elektronenstrahlquellen. Deren Anordnung ist im Prinzip bekannt und kann den Gegebenheiten des Werkstücks und der Verfahrensparameter angepaßt werden. Bei kompliziert geformten Werkstücken wie Automobilkarosserien können die nicht direkter Strahlung zugänglichen Bereiche (Schattenbereiche) wie Hohlräume, Falzen und anderen konstruktionsbedingte Hinterschneidungen mit Punkt-, Kleinflächen- oder Rundumstrahlern verbunden mit einer automatischen Bewegungseinrichtung für das Bestrahlen von Hohlräumen oder Kanten ausgehärtet werden.
    Die Anlagen und Bedingungen dieser Härtungsmethoden werden beispielsweise in R. Holmes, »U.V. and E.B. Curing Formulations for Printing Inks«, Coatings and Paints, SITA Technology, Academic Press, London, United Kindom 1984, beschrieben.
    Hierbei kann die Aushärtung stufenweise erfolgen, d. h. durch mehrfache Belichtung oder Bestrahlung mit aktinischer Strahlung. Dies kann auch alternierend erfolgen, d. h., daß abwechselnd mit UV-Strahlung und Elektronenstrahlung gehärtet wird.
    Werden die thermische Härtung und Härtung mit aktinischer Strahlung zusammen angewandt (Dual Cure), können diese Methoden gleichzeitig oder alternierend eingesetzt werden. Werden die beiden Härtungsmethoden alternierend verwendet, kann beispielsweise mit der thermischen Härtung begonnen und mit der Härtung mit aktinischer Strahlung geendet werden. In anderen Fällen kann es sich als vorteilhaft erweisen, mit der Härtung mit aktinischer Strahlung zu beginnen und hiermit zu enden. Der Fachmann kann die Härtungsmethode, welche für jeden Einzelfall besonders gut geeignet ist aufgrund seines allgemeinen Fachwissens gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einfacher Vorversuche ermitteln.
    Die insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene erfindungsgemäße farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung enthält die in der folgenden Reihenfolge übereinanderliegenden Schichten:
  • 1) auf den Metallteilen eine kathodisch oder anodisch, insbesondere kathodisch, abgeschiedene und thermisch gehärtete Elektrotauchlackierung sowie eine elektrisch leitfähige Hydroprimerlackierung und/oder eine helle Primerlackierung als Grundierung und
  • 2) auf den Kunststoffteilen eine elektrisch leitfähige Hydroprimerlackierung oder eine elektrisch leitfähige Hydroprimerlackierung und eine helle Hydroprimerlackierung als Grundierung
    mit der Maßgabe, daß die integrierten Karosserien oder Kabinen der PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile von mindestens einer Hydroprimerlackierung über ihre gesamte Oberfläche hinweg einheitlich bedeckt sind;
    sowie
  • 3) auf der Grundierung der Metallteile und der Kunstsstoffteile eine farbund/oder effektgebende Basislackierung und
  • 4) auf der Basislackierung mindestens eine Klarlackierung.
    • Die farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung kann noch mit einer hochkratzfesten Klarlackierung (6) versehen sein.
    Die erfindungsgemäßen farb- und/oder effektgebenden Mehrschichtlackierungen weisen ein hervorragendes Eigenschaftsprofil auf, das hinsichtlich der Mechanik, Optik, Korrosionsbeständigkeit und Haftung auch bei sehr tiefen Temperaturen und/oder nach Schwitzwasserbelastung sehr gut ausgewogen ist. So haben die erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierungen die vom Markt geforderte hohe optische Qualität und Zwischenschichthaftung und werfen keine Probleme wie mangelnde Schwitzwasserbeständigkeit, Rißbildung (mudcracking) in den Basislackierungen oder Verlaufsstörungen oder Oberflächenstrukturen in den Klarlackierungen auf.
    Insbesondere weist die erfindungsgemäße Mehrschichtlackierung einen hervorragenden Metallic-Effekt. einen hervorragenden D.O.I. (distinctiveness of the reflected image) und eine hervorragende Oberflächenglätte, auf. Sie ist witterungsstabil, resistent gegenüber Chemikalien und Vogelkot und kratzfest und zeigt ein sehr gutes Reflow-Verhalten.
    Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die sehr gute Überlackierbarkeit der erfindungsgemäßen Mehrschichtlackierung auch ohne Anschleifen. Dadurch kann sie leicht mit üblichen und bekannten hochkratzfesten Beschichtungsstoffen auf der Basis organisch modifizierter Keramikmaterialien beschichtet werden.
    Es sei betont, daß diese Vorteile unabhängig davon erhalten werden, ob die jeweils betrachteten Teile der erfindungsgemäßen integrierten Karosserien von PKW oder Kabinen von Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile überlackierte Metallteile oder Kunststoffteile sind. Mit anderen Worten: die komplexen Substrate weisen eine Mehrschichtlackierung auf, die über die gesamte Oberfläche hinweg von gleich hoher hervorragender Qualität ist.
    Nicht zuletzt erweist es sich aber als ganz besonderer Vorteil, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Mehrschichtlackierung realisiert werden kann, welche überwiegend auf wäßrigen Beschichtungsstoffen basiert.
    Demzufolge weisen auch die erfindungsgemäßen integrierten Karosserien von PKW oder Kabinen von Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile auch eine längere Gebrauchsdauer, einen besseren ästhetischen Eindruck beim Betrachter und eine bessere technologische Verwertbarkeit auf, was sie wirtschaftlich besonders attraktiv macht.

    Claims (18)

    1. Integriertes Verfahren zum Lackieren von Kunststoffteilen enthaltenden Karosserien oder Kabinen von PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile, bei dem man
      1) die Metallteile der Karosserie oder der Kabine und/oder deren Ersatzteile oder Anbauteile mit einem Elektrotauchlack beschichtet und die resultierende Elektrotauchlackschicht thermisch härtet, wodurch die korrosionshemmende Elektrotauchlackierung resultiert;
      2) die elektrotauchlackierten Metallteile der Karosserie oder der Kabine und/oder deren Ersatzteile oder Anbauteile mit den Kunststoffteilen der Karosserie oder der Kabine integriert, wobei die Kunstsstoffteile
      2.1 ) auf ihrer Oberfläche kein Grundierung,
      2.2) auf ihrer Oberfläche eine Grundierung aus einer bei Temperaturen ≤100°C thermisch gehärteten elektrisch leitfähigen Hydroprimerlackierung oder
      2.3) auf ihrer Oberfläche eine angetrocknete, indes nicht ausgehärtete elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht
      aufweisen;
      3) die integrierte Metall-Kunststoff-Karosserie oder -Kabine mit einem Hydroprimer beschichtet, wobei
      3.1) die integrierte Metall-Kunststoff-Karosserie oder -Kabine sowie deren Ersatzteile oder Anbauteile, deren Kunstsstoffteile keine Grundierung aufweisen (Variante 2.1), einheitlich mit einem elektrisch leitfähigen Hydroprimer beschichtet wird und die resultierende Hydroprimerschicht bei Temperaturen ≤100°C ausgehärtet wird, wodurch eine zweischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung und elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung auf den Metallteilen und eine einschichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung auf den Kunstsstoffteilen resultieren;
      3.2) die integrierte Metall-Kunststoff-Karosserie oder -Kabine sowie deren Ersatzteile oder Anbauteile, deren Kunstsstoffteile eine Grundierung aus einer Hydroprimerlackierung aufweisen (Variante 2.2), einheitlich mit einem hellen Hydroprimer beschichtet wird und die resultierende helle Hydroprimerschicht bei Temperaturen ≤100°C ausgehärtet wird, wodurch auf den Kunstsstoffteilen eine zweischichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung und heller Hydroprimerlackierung und auf den Metallteilen eine zweischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung und heller Hydroprimerlackierung resultieren;
      oder
      3.3) die integrierte Metall-Kunststoff-Karosserie oder -Kabine sowie deren Ersatzteile oder Anbauteile, deren Kunstsstoffteile eine angetrocknete elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht aufweisen (Variante 2.3), einheitlich und bezüglich der Kunstsstoffteile naß-in-naß mit einem hellen Hydroprimer beschichtet wird, wonach die elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht und die helle Hydroprimerschicht gemeinsam bei Temperaturen ≤100°C ausgehärtet werden, wodurch auf den Kunstsstoffteilen eine zweischichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung und heller Hydroprimerlackierung und auf den Metallteilen eine zweischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung und heller Hydroprimerlackierung resultieren;
      4) auf die Grundierungen einheitlich einen farb- und/oder effektgebenden Wasserbasislack appliziert und die resultierende Wasserbasislackschicht ohne auszuhärten antrocknet, wonach man
      5) auf die angetrocknete Wasserbasislackschicht naß-in-naß mindestens einen Zweikomponentenklarlack appliziert, wodurch mindestens eine Klarlackschicht resultiert; und
      6) die angetrocknete Wasserbasislackschicht und mindestens die eine Klarlackschicht gemeinsam bei Temperaturen ≤100°C thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtet, wodurch die integrierte farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung resultiert.
    2. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man im Verfahrensschritt (2) die elektrotauchlackierten Metallteile der Karosserie oder der Kabine und/oder deren Ersatzteile oder Anbauteile auf eine Montagebühne plaziert, auf der die Kunststoffteile der Karosserie oder der Kabine bereits passgenau positioniert sind.
    3. Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man im Verfahrensschritt (3.1)
      (3.1.1 ) einheitlich auf die gehärtete elektrisch leitfähige Hydroprimerlackierung einen hellen Hydroprimer appliziert und die resultierende helle Hydroprimerschicht bei Temperaturen ≤100°C thermisch härtet
      oder
      (3.1.2) die elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht nach ihrer Applikation ohne auszuhärten antrocknet, auf die angetrocknete elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht naß-in-naß einen hellen Hydroprimer appliziert, wonach man die elektrisch leitfähige Hydroprimerschicht und die resultierende helle Hydroprimerschicht gemeinsam bei Temperaturen ≤100°C aushärtet,
      wodurch nach beiden Varianten auf den Metallteilen eine dreischichtige Grundierung aus Elektrotauchlackierung, elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung und heller Hydroprimerlackierung und auf den Kunstsstoffteilen eine zweischichtige Grundierung aus elektrisch leitfähiger Hydroprimerlackierung und heller Hydroprimerlackierung resultieren.
    4. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen bleifreien kathodisch abscheidbaren Elektrotauchlack auf der Basis mindestens eines Epoxid-Amin-Addukts verwendet.
    5. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitfähige Hydroprimer eine Komponente I, enthaltend mindestens eine wäßrige Polyurethandispersion und mindestens ein elektrisch leitfähiges Pigment, und mindestens eine Komponente II, enthaltend mindestens ein Polyisocyanat, enthält.
    6. Das Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch leitfähiges Pigment Ruß verwendet wird.
    7. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der helle Hydroprimer eine Komponente I, enthaltend mindestens ein in Wasser gelöstes oder dispergiertes hydroxylgruppenhaltiges Bindemittel und mindestens ein helles Pigment, und eine Komponente II, enthaltend mindestens ein Polyisocyanat, enthält.
    8. Das Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als hydroxylgruppenhaltige Bindemittel mindestens ein Polyester, ein Polyacrylat, ein Polyurethan, ein acrylierter Polyester und/oder ein acryliertes Polyurethan, insbesondere ein Polyurethan, verwendet wird.
    9. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbasislack mindestens ein in Wasser gelöstes oder dispergiertes hydroxylgruppenhaltiges Bindemittel und mindestens ein farb- und/oder effektgebendes Pigment enthält.
    10. Das Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbasislack als hydroxylgruppenhaltige Bindemittel mindestens ein Polyurethan und/oder mindestens ein acryliertes Polyurethan verwendet wird.
    11. Das Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbasislack noch mindestens ein hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylat, einen hydroxylgruppenhaltigen Polyester und/oder einen hydroxylgruppenhaltigen acrylierten Polyester als zusätzliche(s) Bindemittel enthält.
    12. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbasislack mindestens ein Vernetzungsmittel enthält.
    13. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweikomponentenklarlack eine Komponente I mit mindestens einem hydroxylgruppenhaltigen Bindemittel und eine Komponente II mit mindestens einem Polyisocyanat enthält.
    14. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweikomponentenklarlack thermisch oder thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbar ist.
    15. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der gehärtete Zweikomponentenklarlackmit mit einer hochkratzfesten Klarlackierung überschichtet wird.
    16. Integrierte farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung für integrierte Kunststoffteile enthaltende Karosserien oder Kabinen von PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile, die die folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge übereinanderliegend enthält:
      1) auf den Metallteilen eine kathodisch oder anodisch, insbesondere kathodisch, abgeschiedene und thermisch gehärtete Elektrotauchlackierung sowie eine elektrisch leitfähige Primerlackierung und/oder eine helle Hydroprimerlackierung als Grundierung und
      2) auf den Kunststoffteilen eine elektrisch leitfähige Hydroprimerlackierung oder eine elektrisch leitfähige Hydroprimerlackierung und eine helle Hydroprimerlackierung als Grundierung
      mit der Maßgabe, daß die integrierten Karosserien oder Kabinen der PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile von mindestens einer Hydroprimerlackierung über ihre gesamte Oberfläche hinweg einheitlich bedeckt sind;
      sowie
      3) auf der Grundierung der Metallteile und der Kunstsstoffteile eine farb- und/oder effektgebende Basislackierung und
      4) auf der Basislackierung mindestens eine Klarlackierung.
    17. Die integrierte farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer hochkratzfesten Klarlackierung (6) versehen ist.
    18. Kunststoffteile enthaltende Karosserien oder Kabinen von PKW und Nutzfahrzeugen sowie deren Ersatzteile und Anbauteile, enthaltend mindestens eine farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung, herstellbar gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, und/oder mindestens eine farb- und/oder effektgebende Mehrschichtlackierung gemäß Anspruch 16 oder 17.
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