Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

4.3 Primer surfacers
If a repair coat system is applied to the sanded, original coating, there is no need to apply a primer 
surfacer. However, if the repair coat is to be applied to bare metal coated with primer, it makes 
sense to use a primer surfacer. In the past, primer surfacers also contained oxidatively drying 
alkyd resins. Nowadays, repair primer surfacers contain polyesters or hydroxy acrylic resins, and 
a polyisocyanate adduct as crosslinker, and are two-component systems. The use of polyesters 
(see Chapter 3.5.3.1) yields especially flexible primer surfacer layers. Acrylic resins (see Chapter 
3.8.3.1) are preferred because they dry faster physically and offer scope for early recoatability. 
The polyisocyanate crosslinkers are based on aliphatic and cycloaliphatic polyisocyanate adducts, 
which have lower viscosities for application process and better weathering resistance than aro-
matic polyisocyanate adducts. These crosslinkers are also used in two-component clearcoats for 
automotive OEM clearcoats (see Chapter 3.8.3.4). Particular preference is accorded to isocyanu-
rate adducts of hexamethylene diisocyanate. As repair primer surfacers have to form optimum 
film properties at ambient temperatures or at a maximum of 60 °C, catalysts must be used for 
optimum crosslinking. The catalysts are mainly organic tin compounds. The most common of 
these is dibutyltin dilaurate. On account of the long chain of the acid, the product offers ideal com-
patibility with resins and the film matrix. The catalyst is very effective, even in small quantities. 
Of course, such catalysts shorten the pot life. To strike a balance between reactivity and pot life, 
the optimum quantity of catalyst for all primer surfacer systems has to be tested individually. A 
pot life of several hours is normally required, but short recoatability times are also called for. The 
pigments used for repair primer surfacers are titanium dioxide and extenders. Coloured primer 
surfacers are used only in special cases to boost brightness and hiding power of following topcoats 
layers. Most repair primer surfacers come in shades of grey. Grey shades are obtained by adding 
small quantities of carbon black and yellow iron oxides as coloured pigments. The brightness of 
the subsequent topcoat systems dictates whether the dark or light grey primer surfacers are used. 
Figure 4.2: Typical structural segment of polyvinyl butyral
Primer surfacers

---

210
For example, topcoats that contain mainly organic yellow pigments – which do not offer optimum 
hiding power – are best used with light-coloured primer surfacers colours, as these support the 
colour brightness of yellow topcoat systems by reflecting light from the substrate surface. Such 
colour influences exerted by primer surfacers must be taken into consideration when mixtures of 
base colours for topcoats and basecoats are calculated (see Chapter 4.5 and 4.6).
Primer fillers are also commercially available. These are primer surfacers which are additionally 
required to support corrosion protection of the entire repair coating system. Apart from hydroxy 
acrylic resins for crosslinking, they contain some epoxy resin. Aliphatic polyisocyanate adducts 
also act as crosslinker. In the past, the emissions limit for primer surfacers was 540 g solvent per l
of paint; now it is 250 g/l.