高固體涂料和涂覆方法技術(shù)

具有優(yōu)異流變性能和外觀的高固體涂料組合物包含：(a)熱固性基料，(b)基于基料固體約0.1至約10重量％固體聚脲顆粒，所述固體聚脲顆粒通過多異氰酸酯和氨基反應(yīng)物的混合物反應(yīng)而制備，所述氨基反應(yīng)物包含任選具有羥基或醚基團(tuán)或二者的伯或仲單胺，和(c)基于樹脂固體約2至約25重量％丙烯酸類聚合物，所述丙烯酸類聚合物具有約2000至約8000的數(shù)均分子量和約50至約120℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

High Solid Coatings and Coating Methods

High solid paint compositions with excellent rheological properties and appearance include: (a) thermosetting materials, (b) solid polyurea particles of about 0.1 to 10 wt% based on the base material, which are prepared by the reaction of a mixture of polyisocyanate and amino reactants, the amino reactants comprising primary or secondary monoamines with optional hydroxyl or ether groups or both, and (c) based on the solid polyurea particles of about 0.1 to 10 wt%. Acrylic polymers with resin solids of about 2 to 25 wt% weight have numerical average molecular weights of about 2000 to about 8000 and glass transition temperatures of about 50 to 120 degrees C.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
高固體涂料和涂覆方法本申請是由巴斯夫涂料有限公司于2012年11月16日提交的國際申請?zhí)枮镻CT/US2012/065578的專利技術(shù)名稱為“高固體涂料和涂覆方法”的國際申請的分案申請。該國際申請PCT/US2012/065578進(jìn)入中國國家階段的日期為2014年6月5日，國家申請?zhí)枮?01280059845.7。
本公開內(nèi)容涉及涂料組合物和涂覆方法，更特別地涉及提供良好外觀的汽車和工業(yè)高固體熱固性涂料組合物，和施涂這些涂料組合物并控制所施涂涂料組合物的流變以提供良好外觀的方法。
技術(shù)介紹
公開內(nèi)容引言這一部分的論述僅提供涉及本公開內(nèi)容的背景信息，且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。“高固體”為工業(yè)和汽車涂料領(lǐng)域中給出的名稱，其指為溶劑型組合物且具有更高非揮發(fā)物含量，例如大于約40重量％(重量％)的非揮發(fā)物含量的涂料組合物或油漆。非揮發(fā)物含量根據(jù)ASTM試驗方法D2369測定，其中將試樣在110℃(230℉)下加熱60分鐘。幾十年來，涂料廠商努力降低工業(yè)和汽車涂料組合物的溶劑含量并在這些年開發(fā)了各種更高固體技術(shù)。對于特定涂料組合物，可實現(xiàn)的固體含量一定程度上取決于它為什么類型的涂料和它在基質(zhì)上必須具有的性能。通常應(yīng)當(dāng)理解，盡管非常低分子量樹脂容許加入更少的溶劑，技術(shù)人員可能不能夠使用這類低分子量樹脂實現(xiàn)所需應(yīng)用和經(jīng)固化涂層的性能。作為另一實例，技術(shù)人員通常能夠制備具有比可噴霧有色涂料組合物更高固體含量的可噴霧透明涂層涂料組合物。分散的顏料傾向于提高涂料的粘度，使得必須加入更多的溶劑以得到合適的噴霧粘度(即通過將涂料噴霧在基質(zhì)上的合適施涂粘度)。涂層的顏色和外觀可具有主要重要性，如例如對汽車頂涂層(topcoat)涂料而言是真實的。這些頂涂層的顏色通過單涂層頂涂層涂料提供，其為單層頂涂層，或通過底涂層(basecoat)涂料提供，其在復(fù)合兩層頂涂層中用作透明涂層下的有色涂層。特殊效果顏料，例如金屬光澤和珠光色料和具有可變色顏料的涂料提出對這些頂涂層涂料而言增加的挑戰(zhàn)。特殊效果片狀顏料。特殊效果顏料為可在涂層中產(chǎn)生隨角異色(gonioapparent)效應(yīng)的那些。例如，theAmericanSocietyofTestingMethods(ASTM)文件F284將金屬光澤的定義為“涉及含有金屬片的隨角異色材料的外觀”。金屬光澤底涂層顏色可使用金屬光澤片狀顏料如鋁片狀顏料(包括有色鋁片狀顏料)、銅片狀顏料、鋅片狀顏料、不銹鋼片狀顏料和青銅片狀顏料和/或使用珠光片狀顏料(包括經(jīng)處理云母如經(jīng)二氧化鈦涂覆的云母顏料和經(jīng)氧化鐵涂覆的云母顏料)產(chǎn)生以賦予涂層在不同角度下看時不同的外觀或顏色。在這些涂料組合物的施涂期間需要流變控制以容許微片平行于膜面取向獲得最佳隨角異色效應(yīng)。產(chǎn)生金屬光澤和珠光顏色的片狀顏料和隨著視角改變的顏色在所施涂涂層的干燥期間必須實現(xiàn)基本平行于基質(zhì)取向以提供最佳的所需金屬光澤、珠光或可變色效應(yīng)。具有這些顏料的高固體涂料組合物，通常歸類為“金屬光澤”涂料組合物，沒有提供低固體高溶劑含量涂料可實現(xiàn)的正視(正面看)亮度與掠射角亮度(在斜角下看)之間明顯的亮度差。在有色高固體頂涂層的施涂和固化期間，尤其是在使用高固體金屬頂涂層組合物時得到合適的流變控制，同時繼續(xù)滿足這類涂料的嚴(yán)格性能要求依然是所需任務(wù)。未著色透明涂層頂涂層涂料需要一些種類的流變控制劑以容許極高表面平滑度實現(xiàn)圖像的高清晰度(DOI)。對于外觀和保護(hù)，透明涂層和單涂層頂涂層通常是相對厚的，通常為1.5-3密耳(約38至約76μm)厚。在涂覆汽車車體中，將頂涂層施涂于水平和垂直表面上。生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)約束條件要求該相對厚透明涂層或單涂層頂涂層在最小的時間和生產(chǎn)占地面積中施涂；因此，將透明涂層或單涂層涂料組合物濃厚地施涂于基質(zhì)上，在涂層中留下顯著量的溶劑，所述溶劑必須在烘焙以前、在溶劑蒸發(fā)的“閃蒸”階段期間以及在頂涂層的烘焙期間蒸發(fā)掉。盡管隨著施涂相當(dāng)厚涂層，同時在層中留下顯著的溶劑含量，在水平表面上存在較少的問題，但是在垂直表面上具有仍顯著溶劑含量的頂涂層會太多地流動，導(dǎo)致松垂在涂層中發(fā)展。松垂也會在基質(zhì)不是水平平坦的其它面積，例如沿著汽車車體的特征線、溝或通道發(fā)生。因此，為此，流變控制也是重要的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
公開內(nèi)容概述我們發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異流變性能的金屬光澤涂料組合物和其它高固體涂料組合物以及在金屬光澤涂料組合物和其它高固體涂料組合物中得到更好的流變控制的方法，以及制備和施涂這種高固體涂料組合物以生產(chǎn)具有優(yōu)異外觀的金屬光澤涂層或其它涂層的方法。我們公開了高固體涂料組合物，所述組合物包含(a)熱固性基料(binder)，(b)基于基料固體約0.1至約10重量％的通過多異氰酸酯和包含單胺的氨基反應(yīng)物反應(yīng)而制備的固體聚脲顆粒，和(c)基于基料固體約2至約25重量％的丙烯酸類聚合物，所述丙烯酸類聚合物具有約2000至約8000的數(shù)均分子量和約50至約120℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。通過多異氰酸酯和包含單胺的氨基反應(yīng)物反應(yīng)而制備的固體聚脲顆粒稱為“固體聚脲顆粒”。具有這些特征的丙烯酸類聚合物稱為“低分子量高Tg丙烯酸類聚合物”。在多個實施方案中，高固體涂料組合物為頂涂層組合物。在多個實施方案中，高固體涂料組合物進(jìn)一步包含顏料，特別是底涂層和單涂層頂涂層組合物。其中，進(jìn)一步包含顏料的實施方案為包含片狀顏料的高固體涂料組合物，特別是底涂層和單涂層頂涂層組合物。另一方面，公開了將包含熱固性基料、固體脲顆粒和低分子量高Tg丙烯酸類聚合物的高固體涂料組合物以層噴霧施涂于基質(zhì)上，然后將施涂的涂料組合物固化以在基質(zhì)上產(chǎn)生經(jīng)固化涂層的方法。還公開了涂覆基質(zhì)的方法，所述方法包括在基質(zhì)上施涂至少一種底漆涂料組合物以形成底漆層，至少一種底涂層組合物以形成底涂層，和至少一種透明涂料組合物以形成透明涂層；其中底涂層組合物在底漆層未固化時施涂；其中底涂層組合物為包含熱固性基料、固體脲顆粒和低分子量高Tg丙烯酸類聚合物的高固體涂料組合物。在多個實施方案中，底涂層組合物包含片狀顏料或片狀顏料的組合。進(jìn)一步公開涂覆基質(zhì)的方法，所述方法包括在基質(zhì)上施涂至少一種底漆涂料組合物以形成底漆層，至少一種底涂層組合物以形成底涂層，和至少一種透明涂料組合物以形成透明涂層；其中透明涂料組合物在底涂層未固化時施涂；且其中底涂層組合物為包含熱固性基料、固體脲顆粒和低分子量高Tg丙烯酸類聚合物的高固體涂料組合物。在多個實施方案中，底涂層組合物包含片狀顏料或片狀顏料的組合。又進(jìn)一步公開涂覆基質(zhì)的方法，所述方法包括在基質(zhì)上施涂至少一種底漆涂料組合物以形成底漆層、至少一種底涂層組合物以形成底涂層，和至少一種透明涂料組合物以形成透明涂層；其中底涂層組合物在底漆層未固化時施涂，且透明涂料組合物在底涂層未固化時施涂；且其中底涂層組合物為包含熱固性基料、固體脲顆粒和低分子量高Tg丙烯酸類聚合物的高固體涂料組合物。在多個實施方案中，底涂層組合物包含片狀顏料或片狀顏料的組合。另外，公開了在金屬光澤涂料組合物和其它高固體涂料組合物中得到更好的流變控制的方法，其中有效量的流變控制添加劑包包含在高固體涂料組合物中，所述添加劑包包含固體聚脲顆粒和低分子量高Tg丙烯酸類聚合物。在制備高固體涂料組合物的方法中，將包含固體聚脲顆粒的基料樹脂與低分子量高Tg丙烯酸本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.高固體涂料組合物，其包含：(a)熱固性基料，(b)基于基料固體約0.1至約10重量％固體聚脲顆粒，所述固體聚脲顆粒通過多異氰酸酯和氨基反應(yīng)物的混合物反應(yīng)而制備，所述氨基反應(yīng)物包含任選具有羥基或醚基團(tuán)或二者的伯或仲單胺，和(c)基于樹脂固體約2至約25重量％丙烯酸類聚合物，所述丙烯酸類聚合物具有約2000至約8000的數(shù)均分子量和約50至約120℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

【技術(shù)特征摘要】
2011.12.09 US 61/568,9191.高固體涂料組合物，其包含：(a)熱固性基料，(b)基于基料固體約0.1至約10重量％固體聚脲顆粒，所述固體聚脲顆粒通過多異氰酸酯和氨基反應(yīng)物的混合物反應(yīng)而制備，所述氨基反應(yīng)物包含任選具有羥基或醚基團(tuán)或二者的伯或仲單胺，和(c)基于樹脂固體約2至約25重量％丙烯酸類聚合物，所述丙烯酸類聚合物具有約2000至約8000的數(shù)均分子量和約50至約120℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1的高固體涂料組合物，其包含片狀顏料。3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的高固體涂料組合物，其包含不同于低分子量纖維素混合酯的其它纖維素混合酯、交聯(lián)丙烯酸類聚合物微粒、無機(jī)頁硅酸鹽、火成二氧化硅或這些的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的高固體涂料組合物，其中(b-1)氨基反應(yīng)物包含水、多胺或二者，或者其中(b-2)混合物包含單異氰酸酯，或者(b-1)和(b-2)的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的高固體涂料組合物，其中多異氰酸酯包含含有6-9個碳原子的脂族或同素環(huán)二異氰酸酯，或者其中多異氰酸酯選自環(huán)己基-1,4-二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、這些的異氰脲酸酯、及這些的組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的高固體涂料組合物，其中氨基反應(yīng)物包含選自如下的一員：芐胺、乙胺、正丙胺、異丙胺、正丁胺、異丁胺、叔丁胺、2-氨基乙醇、1-氨基乙醇、2-氨基丙醇、3-氨基丙醇、1-氨基-2-丙醇、2-氨基-2-甲基丙醇、2-甲氧基乙胺、2-乙氧基乙胺、3-甲氧基-1-丙胺、1-甲氧基甲基丙胺、及這些的組合。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的高固體涂料組合物，其中固體聚脲顆粒通過混合物在丙烯酸類樹脂、聚酯或聚氨酯樹脂中的至少一種中反應(yīng)而制備。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的高固體涂料組合物，其中丙烯酸類聚合物具有約5000至約25,000的重均分子量和約2.0至約4的多分散性，或二者。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的高固體涂料組合物，其中丙烯酸類聚合物具有活性氫官能。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的高固體涂料組合物，其中丙烯酸類聚合物包含脂環(huán)族單體單元。11.根據(jù)權(quán)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：T·S·德桑布爾，J·G·帕提卡，D·H·坎貝爾，
申請(專利權(quán))人：巴斯夫涂料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國,DE