Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

Water-thinnable melamine resins
As mentioned above, all melamine resins which contain methanol as an etherification alcohol 
are water-soluble or at least water-thinnable. These include HMMM resins and melamine resins 
containing NH groups. Combining water-borne polyesters with these types of melamine resins 
decreases the viscosity effect of the water hill. Crosslinking of HMMM resins in water-borne 
coating systems also necessitate the use of acid catalysts to ensure effective crosslinking at tem-
peratures of 120 to 150 °C. Catalysts are available for water-borne systems; they consist of amine 
salts of strong acids, which, of course, are water-soluble.
Blocked polyisocyanates
To meet the requirement for excellent stonechip resistance in water-borne primer surfacers as 
well, it makes sense to use blocked polyisocyanates as crosslinkers for those systems, too. Doping 
of blocked polyisocyanates with carboxylic groups is relatively difficult. In addition, even if it is 
successful, compatibility with water is often worse. However, it is possible to introduce blocked 
polyisocyanates into aqueous phase through using other water-soluble resins as a carrier for 
those types of crosslinker. Preparation consists in mixing the blocked polyisocyanate and the 
carrier resin, e.g. polyester containing carboxyl groups, in an organic phase, neutralising the 
carrier groups and then transferring the mixture to aqueous phase. Another possibility is to 
partially block the polyisocyanates. The residual free isocyanate groups are then made to react 
with hydroxyl groups of water-soluble polyester and so are incorporated chemically into the 
entire system. After that, the product of the reaction is transferred to the aqueous phase by the 
conventional method. 
Polyurethanes
Another way to introduce elastomeric character into water-borne primer surfacers is to add 
aqueous polyurethane dispersions. These consist at the molecular level of soft segments that 
contain hydroxyl groups (polyethers, polyesters), diisocyanates, hydroxy carboxylic acids, which 
ultimately form the anionic carrier group, and chain extenders, which are most often primary 
and secondary polyamines but may also be polyols (e.g. trimethylol propane). Different molecular 
weights are achieved by varying the molecular quantities and ratios of the named components. If 
an excess of polyols is chosen for chain extension, the results are polyurethanes with relatively 
low molecular weights and with terminal and lateral hydroxyl groups, which are available for 
crosslinking reactions.
Primer surfacers

---

104
In addition to chain extension, blocking agents may be used. The results are low-molecular poly-
urethanes with terminal blocked isocyanate groups, which are also available for crosslinking. The 
equivalent weights of potential isocyanate groups, in this case, are much higher than in the case of 
blocked polyisocyanate adducts. Such polyurethanes serve as components for water-borne primer 
surfacers (see formulation examples below). Polyurethanes are also important ingredients of water-
borne basecoats. The description of this resin class is therefore continued in Chapter 3.7.5.