Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

3.8.2.3 Chemical resistance
Coatings, especially, clearcoats must be resistant to chemicals. Here, the definition of chemicals 
is rather broad. Acid from the car battery could be spilled onto the coating, although the prob-
ability of this is relatively low. Tests of chemical resistance are principally an extension of the 
weatherability tests since the test substances are chosen for their ability to simulate the various 
environmental influences. Therefore, besides resistance to dilute 
acids
and alkalis (caustic solu-
tions), coatings are tested for resistance to more complex compounds or substances that simulate 
environmental influences, such as 
oil soot
(mixture of tar, sulphuric acid and iron sulphate); 
bird 
droppings
(represented by the chemical compound pancreatine) 
tree rosin
(greenfly excrement 
as a solution of colophony). In particular, bird droppings are highly corrosive to clearcoat layers. 
Studies have shown the main reason to be the solvent power of the ingredients, which leads to 
swelling of the clearcoat layers. Furthermore, the ingredient does not evaporate fast enough and 
become covered by other ingredients, this giving rise to lasting impact; significant chemical reac-
tions do not occur. It was also thought at one time that the ingredients of bird droppings could 
act as enzymes, but this has proved to be incorrect. Tests are also performed on 
solvents
(for 
example premium-grade fuel whose ethanol content is important for the dissolution effect) and 
finally on 
deionised water
.
The chemicals and solvents work initially through diffusion, i.e. they penetrate into the films. 
This causes swelling of the film or accumulation of the substances at the interfaces of the coat-
ing system. Swollen molecular networks are highly sensitive to mechanical impact; the film can 
be destroyed easily. Accumulations at interfaces can cause delamination. Finally, the substances 
can react with the polymer network of the film matrix to trigger chemical decomposition. Most 
noticeable in this regard is the decomposition of methylol ethers of melamine resins that act as 
crosslinkers in the clearcoat film. Urethane and ester linkages are relatively stable to acids. If 
acids manage to diffuse through the entire clearcoat layer, they may damage the aluminium pig-
ments, a fact which leads to loss of effect and greying.
Figure 3.8.3: Spectra of radiation emitted by UV lamps in comparison to sunlight
Automotive OEM coatings

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Diffusion processes as the cause of damage to clearcoats are dictated by temperature and time. 
Chemical resistance is therefore tested at defined temperatures until such time as damage is 
observed. The other method is to determine the impact time at different temperatures. The tem-
perature at damage is not observed is recorded 
[152]
. This test utilises a