Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

Primer surfacers
Since plastic parts usually have a smooth surface, it is not necessary to use primer surfacers. The 
exception here is SMC parts, as already mentioned.
Topcoats
Topcoats for exterior plastic car parts must match the colour and effect of the topcoats on metal 
parts. Most plastic parts are not heat resistant and so stoving coatings cannot be applied. There-
fore, it seems obvious to use the same coating materials as for repair coatings (see Chapter 4.5). 
In addition, the specific requirements of high flexibility must be taken into consideration. Nev-
ertheless, the topcoats of exterior plastic parts must provide the same durability as the topcoats 
on metal parts: sufficient resistance to weathering, chemicals, solvents and mechanical impact, 
including scratching.
One-layer solid colour topcoats contain flexible polyester resins or flexibilised acrylic resins, both 
containing hydroxyl groups and crosslinked by aliphatic polyisocyanate adducts; they are two-
component systems (see Chapter 3.8.3.4). As the film forming conditions are nearly the same as 
for repair coatings it makes sense to use catalysts, too.
As is the case for OEM topcoat systems on metal surfaces, the solid colour topcoats for plastic 
parts are currently applied as a two-layer system of basecoat and clearcoat. The formulations for 
basecoats are similar to the resin combinations for repair basecoats (see Chapter 4.6). Clear-
coats for plastic parts must be particularly flexible. They contain the aforementioned resins. 
Polyesters outperform acrylic resins in terms of flexibility – but so long as they contain aromatic 
building blocks, they are not as weathering-resistant as acrylic resins and tend to yellow more 
after exposure. Flexibilised acrylic resins, which naturally do not contain quantities of aromatic 
monomers like styrene, are more weathering and yellowing resistant, but they are not as flexible 
as suitable polyesters. Particularly suitable for plastic clearcoats are acrylic resins modified by
-caprolactone, which means they contain polyester side-chains. Two effects are at work here: the 
hydroxyl groups positioned on the ends of the polyester side-chain are much more reactive than 
the hydroxyl groups near the acrylic polymer chain, which leads to more efficient crosslinking. 
The segmented structure of the modified resins, containing hard acrylic main chains and flexible 
polyester side-chains, offers the possibility of a balance of flexibility and toughness for clearcoat 
films made therefrom.
In the meanwhile, plastic coatings are made not only from water-borne basecoats, but also from 
water-borne clearcoats. The water-borne clearcoats contain secondary acrylic dispersions; the 
crosslinkers are specialty polyisocyanates, more especially, either types of very low viscosity or 
polyisocyanates with hydrophilic modifications (see Chapter 3.8.5). Starting from Europe, water-
borne two-component clearcoats for plastic coatings will replace solvent-borne clearcoats step by 
step in other regions as well.
A particularly big challenge is the