Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

3.8.3.13 Sealers for clearcoats
There are other ways of protecting clearcoat surfaces against dirt and of increasing scratch resist-
ance. One consists in covering the surface with materials that contain relatively low-molecular 
siloxanes to form thin layers in a sol-gel reaction (self-crosslinking reaction). This process is 
already used for coating glass and plastic lenses for eyeglasses to render them scratch resistant. 
Since glass is closely related to the siloxane materials, the application is ideal, but for plastic and 
paint surfaces, the coating process is more difficult. The problem lies in obtaining optimum bond. 
To achieve the requisite properties, it is necessary to choose specially suitable materials, specific 
application methods and defined crosslinking conditions. If all the conditions for homogeneous 
layers with good adhesion are fulfilled, the result is sealer layers which offer outstanding scratch 
resistance and excellent resistance to aqueous chemicals.
So far, there have been two reasons against the use of such sealers. First, there is the additional 
effort and cost of a separate layer that requires an additional application step and equipment. 
Application is difficult because the materials have a very low viscosity. Second, the product itself 
is rather expensive, even though only thin layers are needed. Finally, such surfaces cannot be 
covered by a further coating material that would not wet or adhere to the prepared surface. For 
re-coating, it would be necessary to sand the entire surface carefully.
3.8.4 Application
In modern application lines for automotive coatings, the clearcoats are applied first to the inner 
parts of the car bodies by pneumatic spray equipment, which may additionally be supported by 
electrostatic charging. Application of clearcoat to the outer parts of the car body is effected with 
electrostatic spray application equipment fitted with high-speed rotation bells. The process allows 
the application of relatively large quantities of clearcoat material per unit time, and additionally 
leads to high transfer efficiency of paint material (up to more than 80 % by weight of the wet 
clearcoat on the surface). The electrostatic bells are movable and arranged on both sides (“side 
machines”) and on the top of the car body (“top machines”). The bells of the top machines follow 
the contour of the car body (distance and spray direction), skipping the front and rear windows. 
Of course, the entire process is controlled automatically. Final film forming by crosslinking of both 
layers (basecoat and clearcoat) is carried out in a stoving oven (combination of heat convection 
Figure 3.8.23: Lotus leaves and surface structure
Clearcoats

---

192
and radiation) at temperatures between 130 to 150 °C for 15 to 30 minutes, after the flash zone. 
Figure 3.8.24 illustrates the segment for the application of a topcoat system, comprising basecoat 
and clearcoat, in an automotive OEM coating line. 
An example of the application conditions for the wet-on-wet process is as follows:
Conveyor belt speed 
4 m/min
Spray basecoat 
Interior parts 
3 min
Exterior parts 
Electrostatic 2 min, pneumatic 3 min
Flash-off basecoat 
5 min at 60 °C
Spray clearcoat 
Interior parts 
Pneumatic 3 min
Exterior parts 
Electrostatic 2 min
Flash-off clearcoat 
6 min room temperature
Stoving 
Heating phase 
8 min
Holding time 
15 min at 140 °C (object temperature ± 10 °C)
Cooling
Inspection
The dry film thickness of clearcoats is usually 40 to 45 µm.