CN101331196B - 水性涂料、其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

包含以下物质的水性涂料、制备其的方法和其应用：(A)至少一种饱和、不饱和和/或用烯属不饱和化合物接枝的离子和/或非离子稳定化的聚氨酯，(B)至少一种润湿剂或分散剂，和(C)至少一种选自以下组的有机溶剂：二甲基亚砜、环丁砜、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-戊醇、己基乙二醇、1，6-己二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、三羟甲基丙烷溶液、季戊四醇溶液、山梨糖醇溶液、数均分子量为110-6000道尔顿并且羟值为25-1000mgKOH/g的反应性聚醚多元醇、丙二醇单丁醚、一缩二丙二醇二甲醚、甘油乙氧基化物、3-乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯、N-(2-羟乙基)哌啶、N-甲基吗啉、N-(2-羟乙基)吗啉、N-乙酰基吗啉、N-环己基吡咯烷酮和N-辛基-2-吡咯烷酮。

Description

水性涂料、其制备和应用
技术领域
本发明涉及新型涂料。本发明还涉及制备水性涂料的新方法。本发明另外涉及该新型涂料的应用和通过该新方法制备的水性涂料的应用。
背景技术
包含至少一种饱和、不饱和和/或用烯属不饱和化合物接枝的离子和/或非离子稳定化的聚氨酯的水性涂料是已知的。它们可以被物理、热或者热和用光化辐射固化。优选地，它们包含着色和/或效应颜料并且被用于制备着色和/或效应涂料体系，尤其是作为多涂层涂料体系的一部分的底涂层、或单色面涂层。
已知的水性涂料可以包含有机溶剂，尤其是高沸点(“长”)有机溶剂，例如杂环、脂族或芳族烃，一元或多元醇、醚、酯和酮例如N-甲基吡咯烷酮，甲苯、二甲苯、丁醇、乙二醇和丁基乙二醇以及它们的乙酸酯，丁基二甘醇、乙二醇二丁醚、二甘醇二丁醚、乙氧基丙醇、环己酮、甲乙酮、丙酮或异佛尔酮(参见欧洲专利申请EP 0 228003 A1和EP 0 634 431 A1)。
在这些溶剂中，N-甲基吡咯烷酮特别有效地防止喷雾起块的形成。
从德国专利DE 100 43 405 C1中获知将三有机磷酸酯，特别是三烷基和/或三环烷基磷酸酯例如三丙基、三丁基、三戊基、三己基或三环己基磷酸酯加入水性涂料中以提高涂覆的涂料的水蒸汽渗透性并且减小它们形成爆裂和针孔的趋势。
在这些三有机磷酸酯中，磷酸三丁酯已经证实是特别有效的。
然而在实践中，N-甲基吡咯烷酮和磷酸三丁酯产生毒性问题，并且因此正在进行由即使实际上并不更有效但至少同样有效却没有这种毒性问题的化合物代替它们的尝试。
发明内容
本发明所基于的目的是提供包含至少一种饱和、不饱和和/或用烯属不饱和化合物接枝的离子和/或非离子稳定化的聚氨酯的新型水性涂料，所述涂料容易制备，不再含有任何毒性有害成分，并且在喷射涂覆后展现出即使有也只是极少的喷雾起块、爆裂或针孔。
该新型水性涂料应该特别适宜用作用于通过湿碰湿法制备多涂层涂料体系的着色和/或效应底涂层的水性底涂层材料。涂覆的水性底涂层膜应该特别有效地被透明涂层材料润湿。
该新型水性涂料应该提供完全或很大程度上无膜缺陷例如喷雾起块、爆裂和针孔的涂层，优选着色和/或效应涂层，更优选底涂层和单色面涂层，尤其是多涂层涂料体系中的底涂层。
因此已发现新型水性涂料，以下被称为“本发明的涂料”，其包含：
(A)至少一种饱和、不饱和和/或用烯属不饱和化合物接枝的离子和/或非离子稳定化的聚氨酯，
(B)至少一种润湿剂或分散剂，和
(C)至少一种选自以下组的有机溶剂：二甲基亚砜、环丁砜、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-戊醇、己基乙二醇、1，6-己二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、三羟甲基丙烷溶液、季戊四醇溶液、山梨糖醇溶液、数均分子量为110-6000道尔顿并且羟值为25-1000mgKOH/g的反应性聚醚多元醇、丙二醇单丁醚、一缩二丙二醇二甲醚、甘油乙氧基化物、3-乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯、N-(2-羟乙基)哌啶、N-甲基吗啉、N-(2-羟乙基)吗啉、N-乙酰基吗啉、N-环己基吡咯烷酮和N-辛基-2-吡咯烷酮。
还发现了制备本发明的涂料的新方法，其中将至少以下物质与水混合并且将所得混合物均化：
(A)至少一种饱和、不饱和和/或用烯属不饱和化合物接枝的离子和/或非离子稳定化的聚氨酯，
(B)至少一种润湿剂或分散剂，和
(C)至少一种选自以下组的有机溶剂：二甲基亚砜、环丁砜、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-戊醇、己基乙二醇、1，6-己二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、三羟甲基丙烷溶液、季戊四醇溶液、山梨糖醇溶液、数均分子量为110-6000道尔顿并且羟值为25-1000mgKOH/g的反应性聚醚多元醇、丙二醇单丁醚、一缩二丙二醇二甲醚、甘油乙氧基化物、3-乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯、N-(2-羟乙基)哌啶、N-甲基吗啉、N-(2-羟乙基)吗啉、N-乙酰基吗啉、N-环己基吡咯烷酮和N-辛基-2-吡咯烷酮，
该方法在下面被称为“本发明的方法”。
特别发现了本发明的涂料和通过本发明的方法制备的涂料用于制备新型热塑性或热固性材料的新应用，其在下面被称为“根据本发明的应用”。
本发明的另外的主题将从以下描述中变得明显。
根据现有技术，令技术人员惊奇并且不可预见的是本发明所基于的目的可以借助于本发明的涂料、本发明的方法和根据本发明的应用来实现。
特别地，令人惊奇的是本发明的涂料容易制备，不再含有任何毒性有害成分，并且在喷射涂覆后即使有也只展现出极少的喷雾起块、爆裂或针孔。
令人惊奇地，在根据本发明的应用的上下文中可以将本发明的涂料用于制备热塑性和热固性材料，尤其是具有显著性能的本发明的热固性材料。本发明的热塑性和热固性材料显著地可用作本发明的涂层、粘合层、密封件、片材和模制品，优选本发明的涂层。
本发明的涂料以特别显著的方式适宜用作用于通过湿碰湿法制备多涂层涂料体系的着色和/或效应底涂层的水性底涂层材料。在该应用中，涂覆的水性底涂层膜特别有效地被透明涂层材料润湿。
在根据本发明的应用的上下文中，本发明的涂料提供了完全或很大程度上无薄膜缺陷例如喷雾起块、爆裂和针孔的本发明的涂层，优选本发明的着色和/或效应涂层，更优选底涂层和单色面涂层，尤其是多涂层涂料体系中的底涂层。另外它们展现出特别高的遮盖力和显著的整体外观。本发明的涂料因此显著适用于汽车车体的涂饰。
具体实施方式
本发明的涂料可物理、热或者热和用光化辐射固化。热固化或者热和光化辐射固化可以由物理固化辅助。
在本发明的上下文中，术语“物理固化”表示在层干燥之后合适的情况下，涂料层通过成膜的固化。通常不需要交联剂用于该目的。在合适的情况下，可以通过大气氧或者通过暴露于光化辐射下来辅助物理固化。
在本发明的上下文中，术语“热固化”表示热引发的涂料层的固化，对于其而言通常使用单独的交联剂。交联剂含有与聚氨酯(A)中存在的反应性官能团互补的反应性官能团。其通常被本领域技术人员称为外交联。在互补的反应性官能团或自反应性官能团，即“自身”反应的基团已经存在于聚氨酯(A)中的情况下，它们自交联。合适的互补的反应性官能团和自反应性官能团的例子从德国专利申请DE 19930 665 A1，第7页，第28行-第9页，第24行中得知。
在本发明的上下文中，光化辐射是指电磁辐射例如近红外(NIR)、可见光、UV辐射、X-射线或γ辐射，尤其是UV辐射，和粒子辐射例如电子束、β辐射、α辐射、质子束或中子束，尤其是电子束。通常借助于自由基或阳离子光引发剂引发通过UV辐射的固化。
在本发明的一种涂料的上下文中将热固化和用光化光线的固化一起使用时，还使用术语“双重固化”。
本发明的涂料可以是单组分(1K)体系。
在本发明的上下文中，单组分(1K)体系是其中粘合剂和交联剂彼此同时存在，即以单组分存在的热固性涂料。用于此的先决条件是两种成分仅在相对高的温度下和/或当暴露于光化辐射下时彼此进行交联。
本发明的涂料也可以是双组分(2K)或多组分(3K，4K)体系。
在本发明的上下文中，这是指其中特别地粘合剂和交联剂彼此独立地在至少两种组分中存在、这两种组分直到涂覆之前即刻才结合的涂料。当即使在室温下粘合剂和交联剂也彼此反应时选择该形式。这类涂料特别用于涂覆热敏基材，特别是用于汽车再涂饰。
本发明的涂料的第一种主要成分是至少一种，特别地一种饱和、不饱和和/或用烯属不饱和化合物接枝的离子和/或非离子稳定化的聚氨酯(A)，并且优选基于脂族、脂环族、脂族-脂环族、芳族、脂族-芳族和/或脂环族-芳族多异氰酸酯。出于稳定的目的，聚氨酯(A)选择性地含有：
(a1)能够用中和剂和/或季铵化剂转化成阳离子的官能团，和/或阳离子基团，或者
(a2)能够用中和剂转化成阴离子的官能团，和/或阴离子基团，和/或
(a3)非离子亲水性基团。
合适的聚氨酯(A)例如从以下获知：
-德国专利申请DE 199 14 98 A1，第1栏，第29-49行和第4栏，第23行-第11栏，第5行，
-德国专利申请DE 199 48 004 A1，第4页，第19行-第13页，第48行，
-欧洲专利申请EP 0 228 003 A1，第3页，第24行-第5页，第40行，
-欧洲专利申请EP 0 634 431 A1，第3页，第38行-第8页，第9行，或者
-国际专利申请WO 92/15405，第2页，第35行-第10页，第32行。
在本发明的涂料中，它们以常规和已知的量存在。
在本发明的涂料可物理固化、用自交联热固化，或者用自交联热固化和用光化辐射固化的情况下，其中的聚氨酯(A)的量以重量计优选为50％-100％，更优选50％-90％，并且特别为50％-80％，在每一情形下基于本发明的涂料的成膜固体。
在本发明的涂料可用外交联热固化，或者用外交联热固化和用光化辐射固化的情况下，其中的聚氨酯(A)的量以重量计优选为10％-80％，更优选15％-75％，并且特别为20％-70％，在每一情形下基于本发明的涂料的成膜固体。
在本发明的上下文中，成膜固体是指组成由所述涂料制成的本发明的热塑性或热固性材料，优选本发明的热塑性或热固性涂层、粘合层、密封件、片材和模制品，并且特别为本发明的热固性涂层的固体的本发明涂料的所有成分的总和。
本发明的涂料的第二种主要成分是至少一种选自以下组的润湿剂或分散剂(B)：超支化聚合物、聚醚改性的聚二甲基硅氧烷、离子型和非离子型(甲基)丙烯酸酯共聚物、含有具有颜料亲合性的基团的高分子量嵌段共聚物，和磺基琥珀酸二烷基酯。特别使用超支化聚合物。
该润湿剂或分散剂(B)是常规、可商购的材料，并且例如由Cognis以商品名Starfactant
Figure S2006800472415D00061
20和Hydropalat
Figure S2006800472415D00062
875，由Byk Chemie以商品名Disperbyk
Figure S2006800472415D00063
162、163和182以及Byk
Figure S2006800472415D00064
348、355、381和390，由Coatex以商品名Coatex
Figure S2006800472415D00065
P90和BP3，和由Efka以商品名Efka
Figure S2006800472415D00066
4580出售。特别使用Starfactant
Figure S2006800472415D00067
20。
润湿剂或分散剂(B)以常规且已知的有效量使用。优选地，它们以重量计以0.01％-5％，更优选0.05％-2.5％，并且特别以0.1％-1.5％的量使用，在每一情形下基于本发明的涂料。
本发明的涂料的第三种主要成分是至少一种，特别地，选自以下组的有机溶剂(C)：二甲基亚砜、环丁砜、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-戊醇、己基乙二醇、1，6-己二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、三羟甲基丙烷溶液、季戊四醇溶液、山梨糖醇溶液、数均分子量为110-6000道尔顿并且羟值为25-1000mg KOH/g的反应性聚醚多元醇、丙二醇单丁醚、一缩二丙二醇二甲醚、甘油乙氧基化物、3-乙氧基丙酸乙酯、γ-丁内酯、N-(2-羟乙基)哌啶、N-甲基吗啉、N-(2-羟乙基)吗啉、N-乙酰基吗啉、N-环己基吡咯烷酮和N-辛基-2-吡咯烷酮。
该有机溶剂是常规且已知的可商购的产品。例如，反应性聚醚多元醇以商品名Lupranol
Figure S2006800472415D00071
由Elastogran出售，一缩二丙二醇二甲醚以商品名Proglyde
Figure S2006800472415D00072
DMM由Dow出售，丙二醇单丁醚由BASFAktiengesellschaft以商品名Solvenon
Figure S2006800472415D00073
PnB出售，或者甘油乙氧基化物由
Figure S2006800472415D00074
Gruppe以商品名Weichmachungsmittel 9出售。
优选使用2-甲基-1-丁醇、二甘醇、甘油、三甘醇、N-(2-羟乙基)吗啉、1，6-己二醇、数均分子量为110-1000道尔顿的聚醚多元醇和甘油乙氧基化物，特别是三甘醇。
有机溶剂(C)的量可以广泛变化并且因此可以根据正在进行的情形的要求而调节。然而鉴于本发明的涂料的水性性质，作出将其中的有机溶剂的量最小化的努力。在本上下文中，特别有利的是在每一情形下基于本发明的涂料，在本发明的涂料中以重量计为0.1％-10％，优选0.5％-7％，并且特别为0.5％-5％的有机溶剂(C)含量足以实现本发明的有利技术效果。
此外，本发明的涂料还可以包含至少一种添加剂(D)。优选地，其包含至少两种添加剂(D)。添加剂(D)优选选自常规用于涂料领域中的添加剂组。特别优选添加剂(D)选自：能够热分解而没有残余物或基本没有残余物的盐；可物理、热和/或用光化辐射固化的不同于聚氨酯(A)的粘结剂；交联剂；有机溶剂(C)以外的有机溶剂；可热固化的反应性稀释剂；可用光化辐射固化的反应性稀释剂；着色和/或效应颜料；透明颜料；填料；分子水平上分散的可溶性染料；纳米颗粒；光稳定剂；抗氧化剂；脱挥发分剂；乳化剂；滑动添加剂；阻聚剂；自由基聚合引发剂；热不稳定性自由基引发剂；粘合促进剂；流动控制剂；成膜助剂例如增稠剂和结构粘性流挂控制剂，SCA；阻燃剂；腐蚀抑制剂；自由流动助剂；蜡；催干剂；杀生物剂；和消光剂。
合适的前述类型的添加剂(D)例如从以下获知：
-德国专利申请DE 199 48 004 A1，第14页，第4行-第17页，第5行，
-德国专利申请DE 199 14 98 A1，第11栏，第9行-第15栏，第63行，或
-德国专利DE 100 43 405 C1，第5栏，[0031]-[0033]段。
它们以常规和已知的有效量使用。
本发明的涂料的固体含量可以非常广泛地变化并且因此可以根据正在进行的情形的要求而调节。主要地，固体含量由涂覆，特别是喷射涂覆所需的粘度指导，并且因此可以通过技术工人基于他或她的常用技术知识、在合适的情况下借助于几个指导性试验来调节。优选地，固体含量以重量计为5％-70％，更优选10％-65％，并且特别为15％-60％，在每一情形下基于本发明的涂料。
本发明的涂料优选借助于本发明的方法制备。在该方法中，将上述成分(A)、(B)和(C)以及任选的(D)分散在水性介质，特别是水中，然后将所得混合物均化。就方法而言，本发明的方法没有特殊性而是可以取而代之借助于常规且已知的混合方法和混合设备，例如搅拌釜、溶解器、立式球磨机、混料机、静态混合机或挤出机来进行。
由于本发明的涂料和借助于本发明的方法制备的本发明的涂料的许多特殊优点，所述涂料可被置于许多最终应用中。优选将它们用于制备本发明的热塑性和热固性，尤其是热固性材料。更优选地，它们被用作用于制备本发明的热塑性和热固性，尤其是热固性涂层、粘合层、密封件、片材和模制品，特别优选可以固定地或重新拆开地连接在所有类型的打底漆和未打底漆的基材上的涂层的本发明的涂料、粘合剂、密封剂以及片材和模制品的前体。
特别地，本发明的涂层、粘合层和密封件固定地连接在基材上。
合适的基材的例子从以下获知：
-德国专利申请DE 199 48 004 A1，第17页，第12-36行，或
-德国专利DE 100 43 405 C1，第2栏，[0008]段-第3栏，[0017]段。
特别优选本发明的涂料用作用于制备单涂层单色面涂层的单色面涂层材料，或者用作用于制备多涂层着色和/或效应涂料体系的水性底涂层材料。十分特别优选将它们用作用于制备多涂层涂料体系，优选用于汽车车体的多涂层涂料体系的着色和/或效应底涂层的水性底涂层材料。在这些应用中，它们显著适用于OEM(原始)涂饰和再涂饰。
十分特别优选地，本发明的多涂层涂料体系通过湿碰湿法制备，其中：
(1)将至少一种水性底涂层材料涂覆在打底漆或未打底漆的基材上以得到至少一种水性底涂层膜(1)，
(2)将至少一种透明涂层材料涂覆在水性底涂层膜(1)上以得到至少一种透明涂层膜(2)，和
(3)将至少水性底涂层膜(一种或多种)(1)和透明涂层膜(一种或多种)(2)一起固化以得到底涂层(1)和透明涂层(2)。
这类湿碰湿法的例子从以下获知：
-德国专利申请DE 199 48 004 A1，第17页，第37行-第19页，第22行，或
-德国专利DE 100 43 405 C1，第3栏，[0018]段和第8栏，[0052]段-第9栏，[0057]段，以及第6栏，[0039]段-第8栏，[0050]段。
用于本发明的多涂层涂料体系的单个涂层的膜厚度是在所述专利/专利申请中描述的那些。
鉴于本发明的涂料的显著性能，由其制备的本发明的热塑性和热固性材料同样展现出显著平衡的物理化学、光学和机械性能。因此，本发明的片材和模制品，以及用本发明的涂层涂覆、用本发明的粘合层粘结、用本发明的密封件密封、用本发明的片材覆盖和/或与本发明的模制品连接的基材也具有特别高的使用价值和特别长的使用寿命。
实施例
制备例1
灰色水性底涂层材料1的制备
为了更好地评价表现出的任何膜缺陷，使用根据以下说明书制备的灰色水性底涂层材料：
混合物1a：
在溶解器中装26重量份无机增稠剂(钠镁页硅酸盐，于水中3wt％浓度)。然后伴随着搅拌向该初始进料中加入30重量份去离子水、107.5重量份丁基乙二醇、4.5重量份根据德国专利申请DE 44 37 535A1，第7页，第55行-第8页，第23行制备的聚氨酯改性的聚丙烯酸酯，和0.6重量份20.5wt％浓度的商业消泡剂Nopco
Figure S2006800472415D00101
DSX 1550的溶液。这得到混合物1a。
混合物1b：
单独地，将3.2重量份根据德国专利申请DE 40 09 858 A1的实施例D，第16栏，第37-59行制备的水性聚酯树脂分散液、0.3重量份含有52wt％来自Air Products的Surfynol
Figure S2006800472415D00102
104的表面反应性剂溶液、55重量份丁基乙二醇、4.1重量份于正丁醇中的商业可水稀释的蜜胺-甲醛树脂(得自Surface Specialties Austria的Cymel
Figure S2006800472415D00103
203)和0.3重量份于水中10wt％浓度的二甲基乙醇胺溶液彼此混合。这得到混合物1b。
混合物1c：
将混合物1a和1b彼此混合。这得到混合物1c。
混合物1d：
将混合物1c与以下物质混合：6重量份的去离子水、20.4重量份的根据德国专利申请DE 199 48 004 A1，第19页，第44行-第20页，第7行制备的聚氨酯改性的聚丙烯酸酯、1.6重量份的含有52wt％Surfynol
Figure S2006800472415D00104
104的表面反应性剂溶液、48重量份的丁氧基乙醇、0.4重量份的于水中10wt％浓度的二甲基乙醇胺溶液、1.6重量份的正丁醇和3.9重量份的3wt％浓度的聚丙烯酸酯增稠剂(得自Ciba的Viscalex
Figure S2006800472415D00105
)的溶液。这得到混合物1d。
炭黑糊剂：
炭黑糊剂由以下物质制备：25重量份的根据国际专利申请WO91/15528制备的聚丙烯酸酯分散液、10重量份炭黑、0.1重量份甲基异丁基酮、1.36重量份的二甲基乙醇胺、2重量份的商业聚醚(得自BASF Aktiengesellschaft的Pluriol
Figure S2006800472415D00111
P900)和61.45重量份的去离子水。
蓝色糊剂1：
蓝色糊剂1由以下物质制备：19.4重量份的根据德国专利申请DE40 09 858 A1，第16栏，第10-35行制备的聚氨酯分散液、13.5重量份的Paliogen
Figure S2006800472415D00112
Blue L 6482、4.3重量份的丁氧基乙醇、0.18重量份的甲乙酮、0.62重量份的二甲基乙醇胺、1.2重量份的Pluriol
Figure S2006800472415D00113
P900和61重量份的水。
蓝色糊剂2：
蓝色糊剂2由以下物质制备：15.4重量份的根据国际专利申请WO91/15528制备的聚丙烯酸酯分散液、30重量份的Paliogen
Figure S2006800472415D00114
Blue L6470、2.6重量份的Disperbyk
Figure S2006800472415D00115
184、1.6重量份的一缩二丙二醇单甲醚、0.1重量份的甲基异丁基酮、0.65重量份的二甲基乙醇胺、0.8重量份的1，2-丙二醇和45重量份的去离子水。
紫色糊剂：
紫色糊剂由以下物质制备：23重量份的根据国际专利申请WO92/15405的实施例1，第14页，第13行-第15页，第27行制备的水性聚氨酯分散液、18.4重量份的Quindo Violet19 228-6902、5重量份的丁基乙二醇、0.2重量份的甲乙酮、0.26重量份的二甲基乙醇胺、2重量份的Pluriol
Figure S2006800472415D00117
P900和51重量份的去离子水。
糊剂混合物：
糊剂混合物由以下物质制备：2.5重量份的炭黑糊剂、1重量份的蓝色糊剂1、0.3重量份的蓝色糊剂2、0.75重量份的紫色糊剂和0.5重量份的根据德国专利申请DE 100 04 494 A1的实施例1制备的糊剂。
混合物1e：
混合物1e由糊剂混合物和混合物1d制备。
铝效应颜料糊剂：
铝效应颜料糊剂由以下物质制备：0.18重量份的第一种65wt％铝效应颜料悬浮液(得自Eckart的Alu-Stapa-Hydrolux
Figure S2006800472415D00121
2153)和第二种65wt％的铝效应颜料悬浮液(得自Eckart的Alu-Stapa-Hydrolux8154)、0.55重量份的丁基乙二醇和0.28重量份的根据德国专利申请DE 40 09 858 A1的实施例D，第16栏，第37-59行制备的水性聚酯树脂分散液。
水性底涂层材料1：
水性底涂层材料1由混合物1e、铝效应颜料糊剂和2重量份的水制备。其随后用二甲基乙醇胺调节至pH为8并且用去离子水调节至在23℃下在1000/秒的剪切负荷下为58mPas的粘度。
实施例1-7(本发明)和C1(比较)
水性底涂层材料2-8(实施例1-7)和水性底涂层材料C1(实施例C1)的制备
水性底涂层材料C1：
通过将0.5wt％的N-甲基吡咯烷酮加入到得自制备例1的水性底涂层材料1中而制备水性底涂层材料C1。
通过将表1中指定的有机溶剂(C)和润湿剂或分散剂(B)加入到得自制备例1的水性底涂层材料1中而制备水性底涂层材料2-8。
表1：实施例1-7的水性底涂层材料(ABC)的组成
实施例/       溶剂(C)               润湿剂或分散剂(B)
ABC           (wt％)                (wt％)
1/2           三甘醇(2)             得自Cognis的Starfactant
Figure S2006800472415D00131
20(超支化聚合物)(0.5)
2/3           γ-丁内酯(2)          Starfactant
Figure S2006800472415D00132
20(0.5)
3/4           N-(2-羟乙基)吗啉(2)   得自Byk Chemie的Disperbyk
Figure S2006800472415D00133
182(含有具有颜料
                                    亲合性的基团的高分子量嵌段共聚物)(0.5)
4/5           2-甲基-1-丁醇(2)      得自Byk Chemie的Byk348(聚醚改性的聚二甲基
                                    硅氧烷)(0.5)
5/6           2-甲基-1-丁醇(2)      Disperbyk
Figure S2006800472415D00135
182
6/7           N-(2-羟乙基)吗啉(3)   Additol
Figure S2006800472415D00136
XW(＝得自Byk Chemie的395Byk
Figure S2006800472415D00137
)(离
                                    子型(甲基)丙烯酸酯共聚物)(0.5)
7/8           N-(2-羟乙基)吗啉(3)   得自Efka的Efka4580(非离子型高分子量加成聚合
                                    物)(0.5)
表1的重量百分比基于相应的水性底涂层材料。
实施例8-14(本发明)和C2(比较)
多涂层涂料体系2-8(实施例8-14)和多涂层涂料体系C1(实施例C2)的制备
实施例C2的多涂层涂料体系C1使用得自实施例C1的水性底涂层材料C1制备。
以表2中所示的方式，使用得自实施例1-7的水性底涂层材料2-8制备实施例8-14的多涂层涂料体系2-8。
表2：实施例8-14的多涂层涂料体系2-8
  水性底涂层材料   实施例   多涂层涂料体系   实施例
  2   1   2   8
  3   2   3   9
  4   3   4   10
  5   4   5   11
  6   5   6   12
  7   6   7   13
  8   7   8   14
通过根据以下通用指导制备多涂层涂料体系C1和2-8而测量喷雾起块：
从1.5米的距离用水性底涂层材料的喷雾喷射尺寸为30×50cm并且带有表面涂层的钢板30秒。在2分钟的闪蒸时间之后，将水性底涂层材料以1.5横穿喷射涂覆，之后将所得薄膜闪蒸1分钟。随后将另外的水性底涂层材料用1个横穿喷射涂覆。将所得水性底涂层膜在室温下闪蒸1分钟并且然后在强制空气烘箱中在70℃下干燥10分钟。在干燥的水性底涂层膜上涂覆常规和已知的双组分透明涂层材料。随后将水性底涂层膜和透明涂层膜在强制空气烘箱中在140℃下固化20分钟。用肉眼评价在多涂层涂料体系中喷雾起块的数目。表3给出结果的概述。
表3：多涂层涂料体系中的喷雾起块
  实施例/比较例   喷雾起块数目   等级
  C2   2   满意
  8   2   满意
  9   1   满意
  10   2   满意
  11   6   满意
  12   4   满意
  13   3   满意
  14   2   满意
表3的结果说明了这样的事实：有机溶剂(C)代表了N-甲基吡咯烷酮的等价替代物。相对于通过透明涂层材料润湿水性底涂层而言，该结论也是有效的。
制备例2
水性底涂层材料9的制备
通过将得自制备例1的水性底涂层材料1与2wt％的得自Borchers的
Figure S2006800472415D00141
T消泡剂混合并且用去离子水将该混合物调节至在23℃下在1000/秒的剪切负荷下为70-75mPas的粘度而制备水性底涂层材料9。
实施例15-20
水性底涂层材料10-15的制备
通过将得自制备例2的水性底涂层材料9与表4中指定的有机溶剂(C)和润湿剂或分散剂(B)混合而制备水性底涂层材料10-15。
表4：实施例15-20的水性底涂层材料(ABC)的组成
Figure S2006800472415D00151
表4中的重量百分比基于相应的水性底涂层材料。
实施例21-26(本发明)和C3(比较)
实施例21-26的多涂层涂料体系10-15和实施例C3的多涂层涂料体系9的制备
使用得自制备例2的水性底涂层材料9制备实施例C3的多涂层涂料体系9。
以表5中所示的方式使用得自实施例15-20的水性底涂层材料10-15制备实施例21-26的多涂层涂料体系10-15。
表5：实施例21-26的多涂层涂料体系10-15
  水性底涂层材料   实施例   多涂层涂料体系   实施例
10 15 10 21
  11   16   11   22
  12   17   12   23
  13   18   13   24
  14   19   15   25
  15   20   15   26
通过根据以下通用指导制备多涂层涂料体系而测量针孔极限和针孔数目：
使尺寸为30×50cm并且涂覆有表面涂层的钢板在一个长边上带有粘合带以使得在涂覆之后测量膜厚差值。用静电方式以楔形涂覆水性底涂层材料。将所得的水性底涂层膜在室温下闪蒸1分钟并且然后在强制空气烘箱中在70℃下干燥10分钟。在干燥的水性底涂层膜上涂覆常规和已知的双组分透明涂层材料。将所得的透明涂层膜在室温下闪蒸20分钟。随后将水性底涂层膜和透明涂层膜在强制空气烘箱中在140℃下固化20分钟。在肉眼评价所得楔形多涂层涂料体系中的针孔之后，确定针孔极限的膜厚。结果在表6中给出。
表6：针孔极限和针孔数目
  实施例   针孔极限(μm)   针孔数目
  C3   10   40
  21   10   3
  22   11   12
  23   12   10
  24   17   1
  25   13   1
  26   11   2
结果说明这样的事实：有机溶剂(C)显著提高了针孔极限并且同时显著减少了针孔数目。此外，与实施例C3的水性底涂层膜相比，实施例21-26的水性底涂层膜更有效地被透明涂层材料润湿。

Claims (16)

1.水性涂料，其包含：
(A)至少一种饱和、不饱和和/或用烯属不饱和化合物接枝的离子和/或非离子稳定化的聚氨酯，
(B)至少一种润湿剂或分散剂，和
(C)0.1-10重量％的有机溶剂，该有机溶剂为三甘醇，
其中该润湿剂或分散剂(B)选自以下组：超支化聚合物、聚醚改性的聚二甲基硅氧烷、离子型和非离子型(甲基)丙烯酸酯共聚物、含具有颜料亲合性的基团的高分子量嵌段共聚物，和磺基琥珀酸二烷基酯。
2.如权利要求1所述的水性涂料，有机溶剂(C)的含量为0.5-7重量％。
3.如权利要求2所述的水性涂料，有机溶剂(C)的含量为0.5-5重量％。
4.如权利要求1所述的水性涂料，其中该润湿剂或分散剂(B)是超支化聚合物。
5.如权利要求1-4任一项所述的水性涂料，其中该聚氨酯(A)选择性地含有：
(a1)能用中和剂和/或季铵化剂转化成阳离子的官能团，和/或阳离子基团，或者
(a2)能用中和剂转化成阴离子的官能团，和/或阴离子基团，和/或
(a3)非离子亲水性基团。
6.如权利要求1-4任一项所述的水性涂料，其包含至少一种添加剂(D)。
7.如权利要求6所述的水性涂料，其中该添加剂(D)选自以下组：能够热分解而没有残余物或基本没有残余物的盐；可物理、热和/或用光化辐射固化的不同于聚氨酯(A)的粘结剂；交联剂；有机溶剂(C)以外的有机溶剂；可热固化的反应性稀释剂；可用光化辐射固化的反应性稀释剂；着色和/或效应颜料；透明颜料；填料；分子水平分散的可溶性染料；纳米颗粒；光稳定剂；抗氧化剂；脱挥发分剂；乳化剂；滑动添加剂；阻聚剂；自由基聚合引发剂；粘合促进剂；流动控制剂；成膜助剂；流变助剂；腐蚀抑制剂；自由流动助剂；蜡；催干剂；杀生物剂；和消光剂。
8.如权利要求7所述的水性涂料，其中添加剂(D)为热不稳定性自由基引发剂。
9.如权利要求1-8任一项所述的水性涂料的制备方法，其包括将以下物质与水混合并且将所得混合物均化：
(A)至少一种饱和、不饱和和/或用烯属不饱和化合物接枝的离子和/或非离子稳定化的聚氨酯，
(B)至少一种润湿剂或分散剂，和
(C)0.1-10重量％的有机溶剂，所述有机溶剂为三甘醇，以及任选地，
(D)至少一种添加剂。
10.如权利要求1-8任一项所述的水性涂料或者通过如权利要求9所述的方法制备的水性涂料用于制备热塑性或热固性材料的应用。
11.如权利要求10所述的应用，其中该热塑性或热固性材料是涂层、粘合层、密封件、片材或模制品。
12.如权利要求10或11所述的应用，其中该热塑性或热固性材料在打底漆或未打底漆的基材上或在其中制得。
13.如权利要求10或11所述的应用，其中该热塑性或热固性材料是涂层。
14.如权利要求10或11所述的应用，其中该水性涂料被用作用于制备着色和/或效应多涂层涂料体系的水性底涂层材料。
15.如权利要求14所述的应用，其中该着色和/或效应多涂层涂料体系通过湿碰湿法制备。
16.如权利要求10，11和15任一项所述的应用，其中该基材是汽车车体。
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