Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

wash primers
. These were invented in the Sec-
ond World War, and were used to prime the metal superstructure of war-ships before the actual 
coating process. They had a very low viscosity and formed a thin layer that provided corrosion 
protection. They were easy to apply by long-handled scrubbing brushes used for washing, hence 
the name wash primer. Wash primers contain polyvinyl butyral as binder. Polyvinyl butyral is 
prepared from partially saponified polyvinyl acetate. The resultant hydroxyl groups are made 
to react with butyraldehyde to yield acetals. Figure 4.2 shows a typical structural segment of 
polyvinyl butyral. 
The pigments in wash primers are titanium dioxide, extenders and talc (for excellent adhesion) 
and, most important, basic zinc chromates (zinc tetraoxy chromate, ZnCrO
4
· 4 Zn(OH)
2
) as active 
corrosion-protection pigment. A specific quantity of phosphoric acid is added to the wash primer 
just before application. During film forming on the iron surface, mixed crystals containing zinc 
and iron phosphates and chromates are formed. The polyvinyl butyral participates in the forma-
Figure 4.1: Crosslinking of epoxy resins by a primary amine
Repair coatings

---

209
tion of the mixed crystals. The chemical bonding between substrate surface, pigment, and resin 
leads to outstanding adhesion on metal and optimum corrosion resistance, even in very thin lay-
ers. This is a precondition for optimum adhesion between subsequent layers.
However, chromate pigments have proved to be carcinogenic, especially zinc chromate pigments, 
which are partly water-soluble 
[179]
. Special protection and safety measures are required when 
such pigments are handled. Wash primers are still used in special cases, mostly for providing 
optimum corrosion resistance in very thin layers. Thus, they find application as primers for air-
craft fuselages, even though chromate-free products are available 
[180]
. Because of these special 
applications, wash primers are still allowed to emit much higher solvent levels than other repair 
coating materials. Current legislation in Germany 
[163]
stipulates 780 g /l, i.e. the application solids 
may be less than 30 % by weight.