Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

Flexibility
Flexibility is closely related to adhesion properties. It is measured by deforming the coated sub-
strate and inspecting the coating. For this, a spherical segment is pressed (mainly from the rear) 
into a test panel at different velocities. In the Erichsen test 
[66]
, the hemispherical indenter is driven 
relatively slowly into the back of a panel. The limit value for indentation is approx. 10 mm, as that 
is the value at which most panels are damaged. The quoted value is the depth in mm at which 
small cracks in the coating layers first become apparent under a microscope.
Other impact tests use test pieces with an attached hemispherical segment on one end and vari-
ous weights that fall on the panel from different heights (onto the front or the reverse face of the 
coated panel). The impact resistance is then quoted as the weight of the test piece or the dropping 
height at which damage to the coating just fails to occur 
[67]
.
Levelling
Although the primer is the first of three or four layers, its purpose is to create smooth surfaces 
and to cover the surface structures of the car body panels and those resulting from pre-treat-
ment. Electro deposition does not lend itself to meeting this goal since current density is higher 
on edges and structures than on flat surface parts, and the amount of deposition may be higher. 
The efficiency of levelling also depends significantly on wetting of the surface. During the stoving 
phase, the dispersion particles of the deposited primer material must fuse together efficiently to 
form homogeneous, smooth films. The viscosity and rheology of the primer play an important 
role in that process. Aromatic epoxy resins have relatively high viscosities that decrease as the 
temperature rises. When the crosslinking reaction starts, the viscosity increases again. Periods of 
low viscosity can support flow and levelling. On the other hand, the coating layer must not sag on 
vertical parts or escape from edges. The optimum viscosity for achieving smooth surfaces, no sag-
ging and optimum edge covering depends on a number of influences: the molar mass and the type 
and extent of modification of the aromatic epoxy resin (see Chapter 3.4.5), the type and quantity 
of blocked polyisocyanate crosslinker, the rheological effects of the type and quantity of pigments, 
and the effects of catalysts and additives. Additives for improving levelling work by floating on the 
surface of the coating layer during film forming. Such additives are suitable for primers only if 
Automotive OEM coatings

---

57
they do not interfere with wetting or adhesion of subsequent film layers. The smoothness of film 
layers is determined by so-called pertometer measurements (mechanical or optical methods). The 
measurement is mainly performed on the complete coating, not just on the primer alone.