CN101506318B - 由具有改进附着力的组合物形成的多层复合体 - Google Patents

由具有改进附着力的组合物形成的多层复合体 Download PDF

Info

Publication number
CN101506318B
CN101506318B CN2007800307499A CN200780030749A CN101506318B CN 101506318 B CN101506318 B CN 101506318B CN 2007800307499 A CN2007800307499 A CN 2007800307499A CN 200780030749 A CN200780030749 A CN 200780030749A CN 101506318 B CN101506318 B CN 101506318B
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
ester
complex body
composition
compsn
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2007800307499A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101506318A (zh
Inventor
Lg·安德森
Ka·莫罗韦
Jn·瓦勒塔
S·斯瓦鲁普
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PPG Industries Ohio Inc
PPG Industries Inc
Original Assignee
PPG Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PPG Industries Inc filed Critical PPG Industries Inc
Publication of CN101506318A publication Critical patent/CN101506318A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101506318B publication Critical patent/CN101506318B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/65Additives macromolecular
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/06Non-macromolecular additives organic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38Boron-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0025Crosslinking or vulcanising agents; including accelerators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10Esters; Ether-esters
    • C08K5/101Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C08K5/103Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with polyalcohols
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer
    • Y10T428/2848Three or more layers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31554Next to second layer of polyamidoester
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678Of metal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678Of metal
    • Y10T428/31681Next to polyester, polyamide or polyimide [e.g., alkyd, glue, or nylon, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678Of metal
    • Y10T428/31692Next to addition polymer from unsaturated monomers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31786Of polyester [e.g., alkyd, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31786Of polyester [e.g., alkyd, etc.]
    • Y10T428/31794Of cross-linked polyester
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31786Of polyester [e.g., alkyd, etc.]
    • Y10T428/31797Next to addition polymer from unsaturated monomers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855Of addition polymer from unsaturated monomers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31855Of addition polymer from unsaturated monomers
    • Y10T428/31909Next to second addition polymer from unsaturated monomers

Abstract

本发明公开了包含附着促进剂的热固性组合物。所述附着促进剂源于硼酸或等价物以及具有至少部分源于1,3-多元醇的两个或更多个官能团的酯。

Description

由具有改进附着力的组合物形成的多层复合体
发明领域
本发明涉及两个或更多个聚合物层的多层复合体,所述聚合物层的至少之一由热固性组合物形成。所述复合体至少包含在基底上形成的第一聚合物层和在第一聚合物层的至少一部分之上形成的第二聚合物层。本发明还涉及用于形成所述多层复合体并改进该多层复合体的层间附着力的热固性涂层组合物。
背景技术
作为用于包括例如机动车在内的众多消费品的原始末道漆,彩色加透明(color-plus-clear)涂层体系已经变得日益普及,该体系涉及向基底施涂彩色或着色底涂层,然后在该底涂层之上施涂透明或清漆涂层。彩色加透明涂层体系具有出色的外观性能例如光泽和图象清晰度,这在很大程度上归因于所述透明涂层。对于在机动车、航空航天应用、诸如瓷砖和木地板的地板覆盖材料、包装涂层等中的应用,这些彩色加透明涂层体系已经变得普及。
通常的机动车涂层体系可以包括电沉积底漆(primer)、底漆二道浆(primer surfacer)、提供颜色的底涂层(base coat)和透明面涂层的顺序施涂。另外,有时将粘合剂涂层或粘合剂层,例如挡风玻璃粘合剂、装饰粘合剂(trim adhesive)和成型粘合剂(molding adhesive)以及结构粘合剂,施涂至经固化的面涂层。在制造这些多层复合涂层时,不同的层具有可接受的层间附着力是必要的。
施加涂层体系期间在市售机动车涂装线上,涂装线的某些部分会经历偶然的工艺问题,例如,其中彩色涂层涂膜器故障,或者固化炉出现温度不在规格内的故障。在透明涂层施涂系统故障的这些情况下,一些机动车厂商可能选择完全固化所施加的彩色涂层,接着在完全固化的彩色涂层之上重新施涂彩色涂层,然后施涂透明涂层。在这些情况下,即使组成可能相同,完全固化的彩色涂层也可能具有与后来施涂的彩色涂层的不良的涂层间附着力。
此外,在组装过程中,施涂的彩色加透明涂层可能在透明涂层表面包含需要修补的表面缺陷。一些机动车厂商可能选择除去该缺陷并用相同的透明涂层组合物重新涂布该修补区域。在这种情况下,固化的透明涂层必须对后来施涂的透明涂层具有优异的涂层间附着力。然而,已知一些透明涂层一经固化具有与后来施涂的修补透明涂层的不良的涂层间附着力。
另外,挡风玻璃和诸如装饰模制品的其他部件通常用粘合剂材料固定到车体上,该粘合剂材料通常是包含具有异氰酸酯基团的聚合物的湿固化材料。机动车安全标准(MVSS)要求这些粘合剂对它们所施用的挡风玻璃和经涂布的基底都具有完全的附着力。这些粘合剂制品良好地附着至用于涂布诸如机动车之类的交通工具的许多固化的面涂层组合物。然而,已知这些粘合剂材料往往无法完全附着至一些面涂层,例如那些由基于含氨基甲酸酯和/或脲的聚合物的涂层组合物形成的面涂层。这使得在施加挡风玻璃粘合剂之前向固化的氨基甲酸酯和/或脲基面涂层施涂底漆涂层(primer coating)成为必要,从而确保符合上述的机动车安全标准。上述底漆涂层的使用已经证实有效,但是底漆涂层的施加使得挡风玻璃和/或装饰件的安装过程增加了额外和昂贵的步骤。
考虑到前述内容,在涂料工业中需要具有改进的涂层间或层间附着力的涂层组合物。
现已发现某些具有表面活化性能的附着促进剂使得含有该附着促进剂的涂层组合物的溶解度参数与不含该附着促进剂的类似涂层组合物的溶解度参数充分不同;该附着促进剂分配到所得涂层的表面区域。这可导致与涂层的内部或主体区域中的浓度相比,附着促进剂在表面区域的浓度更大。附着促进剂的这种分配效果可以显著提高它在促进含有该附着促进剂的涂层对后来施涂的涂层以及对它所施涂的基底的附着力方面的效果。
发明概述
本发明涉及其中至少之一由热固性组合物形成的两个或更多个聚合物层的多层复合体。所述复合体至少包含在基底上形成的第一聚合物层和在第一聚合物层的至少一部分之上形成的第二聚合物层,其中在没有含硼化合物存在下,所述第一聚合物层和第二聚合物层具有不良的层间附着力。改进包括在第一和第二聚合物层之一或两者中以足以改进第一聚合物层和第二聚合物层之间的层间附着力的量包含附着促进剂。所述附着促进剂源于:(i)硼酸或其等价物,(ii)具有至少部分源于1,3-多元醇的两个或更多个端羟基的酯,硼酸或其等价物与羟基的当量比大于0.1∶1和1,3-多元醇与酸的当量比大于2∶1。
本发明还涉及热固性组合物,其包含(A)具有反应性官能团的成膜聚合物;(B)具有对聚合物(A)的官能团呈反应性的官能团的固化剂;和(C)如上所述的附着促进剂。
优选实施方案的详述
除了在实施例中以外,或者其中另作说明时,在说明书和权利要求书中所用的表示成分的量、反应条件等的所有数值应当理解为在一切情况下都由术语“约”修饰。因此,除非有相反指示,否则在以下的说明书和所附权利要求书中给出的数值参数是近似值,其可以根据寻求通过本发明来得到的所需性能而变化。至少,以及并非作为限制等同原则应用于权利要求的范围的企图,各数值参数应当至少按照所报道的有效数字的数值并采用一般的舍入技术来解释。
尽管给出本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值,但是在特定的实施例中给出的数值被尽可能精确地报道。然而,任何数值固有地包含由它们相应的试验测量中所发现的标准偏差必然引起的一定误差。
此外,应当理解本文列出的任何数值范围希望包括其中所含的所有子范围。例如,“1至10”的范围希望包括在所列举的最小值1和所列举的最大值10(包括端值)之间的所有子范围,即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值的子范围。
本文在说明书和权利要求中使用的“硼酸等价物”是指多种能够在水介质中水解形成硼酸的含硼化合物中的任一种。具体的但是非限制性的硼酸等价物实例包括硼氧化物,例如B2O3;硼酸酯,例如那些由硼酸与醇或酚的反应获得的硼酸酯,例如硼酸三甲酯、硼酸三乙酯和硼酸三苯酯。
另外的非限制性的硼酸等价物实例可以包括其他含氨基的硼酸酯和硼酸的叔胺盐。这些含硼化合物包括但是不限于2-(β-二甲基氨基异丙氧基)-4,5-二甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷和2-(β-二乙基氨基乙氧基)-4,4,6-三甲基-1,3,2-二氧杂环己硼烷。
硼酸等价物还可以包括硼酸金属盐(即金属硼酸盐),只要这些金属硼酸盐能够在水介质中容易离解形成硼酸即可。合适的金属硼酸盐实例包括例如硼酸钙、硼酸钾例如偏硼酸钾和四硼酸钾。
用于本发明的酯是含有至少一个酯键的物质而且可以是具有两个或更多个端羟基的单酯或聚酯,所述羟基源于一元酸或多元酸与至少一部分为1,3-多元醇的多元醇反应。可用的一元羧酸包括那些含有至少6个邻接碳原子(contiguous carbon atom)、或者7-18个邻接碳原子的羧酸。
合适一元羧酸的非限制性实例包括庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、正十一烷酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、异硬脂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、蜡酸、油酸、反油酸、亚油酸、亚麻酸、二羟基硬脂酸、蓖麻醇酸以及它们的异构体和混合物。
在一种非限制性实施方案中,所述含酯物质为聚酯。可以用已知方法由多元醇和多元羧酸的缩合制备聚酯。合适的多元羧酸包括那些含有4-40个邻接碳原子和2-3个羧酸基团的多元羧酸。非限制性实例包括琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、马来酸、富马酸、环己烷二羧酸、邻苯二甲酸、四氢化邻苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸和苯偏三酸,以及诸如作为EMPOL 1008、EMPOL 1010和PRIPOL 1013可得到的那些的脂肪羧酸。除了上面提及的多元羧酸以外,还可以使用所述酸的官能等价物,例如如果存在的话其酸酐或者所述酸的低级烷基酯诸如甲基酯。
可用于本发明的多元醇可以包括含有2-16个碳原子的亚烷基多元醇(alkylene polyol),例如但是不限于乙二醇、二甘醇、新戊二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇。至少一部分的所述多元醇是1,3-多元醇,例如三羟甲基丙烷、季戊四醇、双三羟甲基丙烷和二季戊四醇。
按照聚合物化学领域的技术人员公知的技术进行酯化反应,据信详细的论述是不必要的。一般地,可以通过合并各成分并加热到约160℃-约230℃的温度而进行反应。酯化工艺的更多细节在美国专利5,468,802第3栏第4-20行和39-45行中得到公开。
可以在本领域公知的缩合反应条件下使所述酯与硼酸或其等价物反应。例如,混合硼酸或硼酸等价物与羟基官能聚酯并且通过蒸馏直接地或者与溶剂组合地除去水。制备硼酸酯的其他方法可以参见Kirk-Othmer“Encyclopedia of Chemical Technology”,第4版,卷4,第416页;John Wiley and sons;1992。
另外,应当理解可以原位形成所述硼酯。也就是,形成第一和第二聚合物层之一或二者的组合物可以包含作为独立组分的硼酸和/或其等价物和含酯物质、例如羟基官能聚酯,作为独立的羟基官能团。然后可以通过在环境温度下或者随着所述组合物在升高的温度下经历固化反应而在该组合物内形成反应产物,从而形成附着促进剂。在这种情况下,所述组合物可以包含该反应产物以及作为独立组分的硼酸或其等价物和含酯物质。
用于附着促进剂中的硼酸或其等价物和羟基官能酯的量可以改变。在可供选择的非限制性实施方案中,硼酸或其等价物与羟基的量按当量计可以大于0.1∶1,或者至少0.2∶1,或者0.3-1.25∶1。小于0.2∶1的当量比会导致不良的涂层间附着力。可以使用大于1.25∶1的比率,但是在这样的更大比率下没有观察到更多的益处。
用于形成酯的多元醇和酸的相对量可以改变。在一种非限制性实施方案中,多元醇和酸的量按羟基与酸的当量比计可以大于1∶1。在另一实施方案中,1,3-多元醇与酸的当量比可以大于2∶1,或者至少3∶1。如果1,3-多元醇与酸的当量比为2∶1或更小,涂层间附着力会不良。
尽管不希望受任何理论束缚,但是认为聚酯是使所述硼迁移到聚合物层的表面区域的表面活性剂,该表面区域中包含所述附着促进剂而且在那里该附着促进剂在促进层间附着力方面是最有效的。另外认为在没有所述聚酯的情况下使用硼酸不能有效地作为附着促进剂。
在一种实施方案中,本发明涉及其中至少之一由热固性组合物形成的两个或更多个聚合物层的多层复合体。所述复合体包含在基底上形成的第一聚合物层和在所述第一聚合物层的至少一部分之上形成的第二聚合物层,其中在没有附着促进剂存在下,第一聚合物层和第二聚合物层具有不良的层间附着力。在第一和第二聚合物层之一或两者中以足够量包含附着促进剂可改进第一和第二聚合物层的层间附着力。
在一种非限制性实施方案中,第一聚合物层可以包括底漆二道浆涂层以及第二聚合物层可以包括颜色增强底涂层,随后向该底涂层施涂透明面涂层。在另一实施方案中,第一聚合物层可以包括可电沉积的底漆涂层以及第二聚合物层可以包括底漆二道浆涂层,随后向该涂层施涂外观增强的单涂层(monocoat)或彩色加透明涂层体系。在另一实施方案中,第一聚合物层可以包括透明涂层(例如彩色加透明涂层体系中的透明涂层)以及第二聚合物层可以包括修补透明涂层或者可以包括施涂到透明涂层的一部分(例如周边)上的粘合剂层诸如但是不限于挡风玻璃装饰粘合剂。
在其上形成第一聚合物层的基底可以包括多种已知材料。非限制性实例可以包括金属或弹性体基底。在本发明的一种实施方案中,第一聚合物层可以包括施涂到金属基底上的可电沉积的底漆涂层。在另一实施方案中,基底可以包括具有沉积于其上的可电沉积底漆层和任选地沉积在该可电沉积底漆之上的底漆二道浆涂层的金属基底。在这种情况下,第一聚合物层可以包括例如沉积在所述电沉积的底漆或所述底漆二道浆之上的着色底涂层,第二聚合物层可以包括在所述着色底涂层之上形成的基本上不含颜料的透明涂层。
在本发明的一种实施方案中,基底可以包括金属基底。合适金属基底的实例可以包括黑色金属和有色金属。合适的黑色金属包括铁、钢、及其合金。可用钢材料的非限制性实例包括冷轧钢、镀锌(即镀锌的)钢、电镀锌钢、不锈钢、酸洗钢(pickled steel)、
Figure G2007800307499D00071
Figure G2007800307499D00072
涂布于钢上的锌-铝合金、及其组合。可用的有色金属包括铝、锌、镁及其合金。也可以使用黑色和有色金属的组合或复合材料。
在本发明的另一实施方案中,基底可以包含弹性体基底。合适的弹性体基底可以包括本领域公知的热塑性或热固性合成材料中的任一种。合适的柔软弹性体基底材料的非限制性实例包括聚乙烯、聚丙烯、热塑性聚烯烃(“TPO”)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“ABS”)共聚物、乙烯丙烯二烯三元共聚物(“EPDM”)橡胶、反应注塑聚氨酯(“RIM”)和热塑性聚氨酯(“TPU”)。
当所述基底用作制造机动车(包括但是不限于汽车、卡车和拖拉机)的部件时,它们可以具有任意形状,而且可以选自上述的金属和/或柔软基底。车体部件的典型形状可以包括车侧饰条(body sidemolding)、挡泥板、保险杠、引擎罩和机动车装饰件。
在没有附着促进剂存在下,所述第一聚合物层和所述第二聚合物层会具有不良的层间附着力。也就是,在第一聚合物层和第二聚合物层中都不存在含硼化合物的情况下,这两个层具有不良的层间(即涂层间)附着力。本文使用的“不良的层间附着力”是指第二聚合物层将会具有与第一聚合物层之间的分层或附着力损失,其足以产生按照ASTM-D 3359-97方法B用其中规定的等级量表测定的3或以下的等级。
在本发明的一种实施方案中,可以在第一聚合物层和第二聚合物层之一或两者中以足以改进第一聚合物层和第二聚合物层之间的层间附着力的量包含附着促进剂。该附着促进剂可以只存在于第一聚合物层中,只存在于第二聚合物层中,或者存在于第一聚合物层和第二聚合物层二者中。
在另外的实施方案中,附着促进剂,例如含硼化合物,可以存在于包括在其至少一部分之上形成第一聚合物层的基底的聚合物层的任一者中,以及可以在第二聚合物层的至少一部分之上随后形成的聚合物层的任一者中。
第一和第二聚合物层的至少之一由热固性组合物形成。
在本发明的一种实施方案中,第一聚合物层和第二聚合物层二者由热固性组合物形成。在另一实施方案中,热固性组合物包括如下所述的可固化涂层组合物。
本文使用的“热固性组合物”是指固化或交联后不可逆地固定的组合物,其中聚合物组分的聚合物链通过共价键连在一起。该性质通常与往往由热或辐射引起的组合物成分的交联反应有关。
在本发明中,热固性组合物,例如可固化涂层组合物,包含(A)具有反应性官能团的成膜聚合物,(B)具有对(A)的官能团呈反应性的官能团的固化剂,和(C)附着促进剂。
在可供选择的非限制性实施方案中,附着促进剂在所述组合物中的存在量可以足以提供按该组合物中存在的树脂固体的总重量计至少0.001wt%,或者至少0.025wt%,或者至少0.05wt%,或者至少0.10wt%的硼含量。在另外的实施方案中,附着促进剂的存在量按树脂固体的总重量计为30wt%或更小,或者小于25wt%,或者小于15wt%。
成膜聚合物可以选自聚醚聚合物、聚酯聚合物、丙烯酸类聚合物、硅基聚合物、聚环氧化物聚合物、聚氨酯聚合物、及其组合。
成膜聚合物具有可以选自以下的反应性官能团:羟基、羧酸、异氰酸酯、封端异氰酸酯、伯胺、仲胺、酰胺、氨基甲酸酯、脲、环氧及其相容混合物。
“其相容混合物”是指室温下不会相互反应的官能团。例如,羟基和游离异氰酸酯基团不会是相容混合物。然而,羟基和氨基甲酸酯将是相容混合物。
适合用作本发明中含有反应性官能团的成膜聚合物(A)的成膜聚合物可以包括多种本领域已知的官能聚合物中的任一种。非限制性实例可以包括但是不限于含羟基的聚合物,例如丙烯酸类多元醇、聚酯多元醇、聚氨酯多元醇、聚醚多元醇及其混合物。在本发明的一种实施方案中,成膜聚合物可以是以每固体当量计羟基当量重量为100-1000克、或者以每固体当量计150-500克的丙烯酸类多元醇。
可以用本领域已知的常规方法制备合适的含羟基和/或羧基的丙烯酸类聚合物。在一种实施方案中,可以由可聚合的烯键式不饱和单体制备这些聚合物,其可以是(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸羟基烷基酯与一种或多种其他可聚合的烯键式不饱和单体的共聚物,这些单体诸如包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯的(甲基)丙烯酸烷基酯,和诸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯的乙烯基芳族化合物。本文使用的“(甲基)丙烯酸酯”和类似术语希望同时包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
在本发明的另一实施方案中,可以由烯键式不饱和的β-羟基酯官能单体制备丙烯酸类聚合物。所述单体可以源于烯键式不饱和酸官能单体(诸如一元羧酸、例如丙烯酸)与环氧化合物的反应,该环氧化合物不会与所述不饱和酸单体一起参与自由基引发的聚合。这些环氧化合物的非限制性实例可以包括缩水甘油醚和酯。合适的缩水甘油醚可以包括醇类和酚类的缩水甘油醚,例如但是不限于丁基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚及其混合物。合适的缩水甘油酯可以包括从Shell Chemical Company以商品名CARDURA E和从ExxonChemical Company以商品名GLYDEXX-10可购得的那些。β-羟基酯官能单体可以由烯键式不饱和的环氧官能单体、例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和烯丙基缩水甘油醚与饱和羧酸、诸如饱和一元羧酸、例如异硬脂酸制备。
通过使含有环氧乙烷基团的单体(例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和烯丙基缩水甘油醚)与其他可聚合的烯键式不饱和单体(诸如上述那些)共聚,可以将环氧官能团引入由可聚合的烯键式不饱和单体制成的聚合物。所述环氧官能的丙烯酸类聚合物的制备详细描述于通过引用并入本文的美国专利4,001,156第3-6栏中。
通过使例如上述烯键式不饱和单体与氨基甲酸酯官能的乙烯基单体(诸如甲基丙烯酸的氨基甲酸酯官能的烷基酯)共聚,可以将氨基甲酸酯官能团引入由可聚合的烯键式不饱和单体制成的聚合物。可以通过使例如氨基甲酸羟基烷基酯(诸如氨和碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯的反应产物)与甲基丙烯酸酐反应而制成可用的氨基甲酸酯官能的烷基酯。其他可用的氨基甲酸酯官能的乙烯基单体包括例如甲基丙烯酸羟基乙酯、异佛尔酮二异氰酸酯和氨基甲酸羟基丙基酯的反应产物;或者甲基丙烯酸羟基丙酯、异佛尔酮二异氰酸酯和甲醇的反应产物。可以使用其他的氨基甲酸酯官能的乙烯基单体,例如异氰酸(HNCO)与羟基官能的丙烯酸或甲基丙烯酸单体(诸如丙烯酸羟基乙酯)的反应产物,以及在通过引用并入本文的美国专利3,479,328中所述的那些。
也可以通过使羟基官能的丙烯酸类聚合物与低分子量氨基甲酸烷基酯(诸如氨基甲酸甲酯)反应而将氨基甲酸酯官能团引入丙烯酸类聚合物中。还可以通过“转氨基甲酰化(transcarbamoylation)”反应将侧挂的氨基甲酸酯基团引入丙烯酸类聚合物中,在该反应中使羟基官能的丙烯酸类聚合物与源于醇或二醇醚的低分子量氨基甲酸酯反应。氨基甲酸酯基团与羟基交换,产生氨基甲酸酯官能的丙烯酸类聚合物和最初的醇或二醇醚。另外,可以使羟基官能的丙烯酸类聚合物与异氰酸反应以提供侧挂的氨基甲酸酯基团。同样,可以使羟基官能的丙烯酸类聚合物与脲反应以提供侧挂的氨基甲酸酯基团。
可以通过本领域技术人员公知的溶液聚合技术,在合适的催化剂例如有机过氧化物或偶氮化合物、例如过氧化苯甲酰或N,N-偶氮二异丁腈的存在下,制备由可聚合的烯键式不饱和单体制成的聚合物。可以在有机溶液中进行聚合,所述单体通过本领域的常规技术可溶解在所述有机溶液中。在另外的实施方案中,可以通过本领域公知的水乳液或分散聚合技术制备这些聚合物。选择反应物的比率和反应条件从而产生具有期望的侧挂官能性的丙烯酸类聚合物。
在本发明的一种实施方案中,聚酯聚合物可以在本发明的涂层组合物中用作成膜聚合物。合适的聚酯聚合物可以包括多元醇与多元羧酸的缩合产物。多元醇的非限制性实例可以包括乙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇及其混合物。多元羧酸的非限制性实例可以包括己二酸、1,4-环己基二羧酸、六氢化邻苯二甲酸及其混合物。除了上述多元羧酸以外,还可以使用该酸的官能等价物,例如如果存在的话其酸酐或者所述酸的低级烷基酯(诸如甲基酯)。此外,可以使用少量一元羧酸例如硬脂酸。选择反应物的比率和反应条件从而产生具有期望的侧挂官能性、即羧基或羟基官能性的聚酯聚合物。
在一种非限制性实施方案中,通过使二元羧酸的酸酐(诸如六氢化邻苯二甲酸酐)与二元醇(诸如新戊二醇)以1∶2摩尔比反应,可以制成含羟基的聚酯。在期望增强空气干燥的情况下,可以使用合适的干性油脂肪酸而且其包括源于亚麻籽油、豆油、妥尔油、脱水蓖麻油或桐油的那些。
可以使用本领域已知的常规方法制备氨基甲酸酯官能的聚酯。在一种实施方案中,可以通过首先形成氨基甲酸羟基烷基酯,它可以与用于形成聚酯的多元酸和多元醇反应,从而制成这些聚酯。在可供选择的实施方案中,经由转氨基甲酰化反应,通过使异氰酸与羟基官能的聚酯反应,或者通过使羟基官能的聚酯与脲反应,可以将末端氨基甲酸酯官能团引入聚酯中。制备合适的含氨基甲酸酯官能团的聚酯的非限制性实例可以包括在通过引用并入本文的美国专利5,593,733第2栏第40行-第4栏第9行中所述的那些。
在本发明的一种实施方案中,含有异氰酸酯或羟基端基的聚氨酯聚合物可以在本发明的涂层组合物中用作聚合物(d)。可以使用聚氨酯多元醇或NCO-封端的聚氨酯。可以通过使包括聚合物多元醇的多元醇与多异氰酸酯反应制备这些材料。也可以使用含有末端异氰酸酯或伯和/或仲胺基团的聚脲。可以通过使包括聚合物多元胺的多元胺与多异氰酸酯反应制备这些材料。可以调整羟基/异氰酸酯或者胺/异氰酸酯当量比以及选择反应条件从而获得期望的端基。合适的多异氰酸酯的非限制性实例可以包括在通过引用并入本文的美国专利4,046,729第5栏第26行-第6栏第28行中所述的那些。合适的多元醇的非限制性实例包括在通过引用并入本文的美国专利4,046,729第7栏第52行-第10栏第35行中所述的那些。合适的多元胺的非限制性实例包括在通过引用并入本文的美国专利4,046,729第6栏第61行-第7栏第32行和美国专利3,799,854第3栏第13-50行中所述的那些。
可以由本领域已知的多种方法将氨基甲酸酯官能团引入聚氨酯聚合物中。在一种实施方案中,可以使多异氰酸酯与具有羟基官能性并含有侧挂氨基甲酸酯基团的聚酯反应。在另一实施方案中,可以通过使多异氰酸酯与作为独立反应物的聚酯多元醇和氨基甲酸羟基烷基酯或异氰酸反应而制备聚氨酯。合适的多异氰酸酯的非限制性实例可以包括但是不限于芳族异氰酸酯,例如4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯,以及脂族多异氰酸酯,例如1,4-四亚甲基二异氰酸酯和1,6-六亚甲基二异氰酸酯。在一种实施方案中,可以使用脂环族二异氰酸酯,例如1,4-环己基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。
合适的聚醚多元醇的非限制性实例可以包括聚亚烷基醚多元醇,例如具有下列结构式(VII)或(VIII)的那些:(VII)
Figure G2007800307499D00121
或(VIII)
Figure G2007800307499D00131
其中取代基R是氢或含有1-5个碳原子的低级烷基,包括混合取代基,n的值为2-6,m的值为8-100或更大。在一种实施方案中,聚亚烷基醚多元醇可以包括聚(氧四亚甲基)二醇、聚(氧四亚乙基)二醇、聚(氧-1,2-亚丙基)二醇、聚(氧-1,2-亚丁基)二醇及其混合物。
在一种实施方案中,可以由多种多元醇的烷氧基化形成聚醚多元醇。合适多元醇的非限制性实例可以包括二元醇例如乙二醇、1,6-己二醇、双酚A等,或者其他高级多元醇例如三羟甲基丙烷、季戊四醇等。如同所述可以使用的更高官能度的多元醇可以由本领域已知的常规方法制成,例如通过诸如蔗糖或山梨糖醇的化合物的烷氧基化。在一种实施方案中,烷氧基化方法可以包括多元醇与氧化烯例如氧化丙烯或氧化乙烯在酸性或碱性催化剂存在下的反应。聚醚的具体实例可以包括可从E.I.Du Pont de Nemours and Company,Inc.得到的以名称TERATHANE和TERACOL销售的那些。
在可供选择的实施方案中,可用于本发明涂层组合物中的具有反应性官能团的聚合物的重均分子量(Mw)为1000-20,000,或者1500-15,000,或者2000-12,000,如由凝胶渗透色谱法用聚苯乙烯标准物测定的。
在另外的实施方案中,可以使用含羟基和/或氨基甲酸酯官能团的聚合物。
在另一实施方案中,可以使用聚环氧化物,诸如下面关于固化剂(B)所述的那些。
在可供选择的实施方案中,具有反应性官能团的聚合物在所述热固性组合物中的存在量按涂层组合物中全部树脂固体的重量计可以是至少20wt%,或者至少30wt%,或者至少40wt%。在另外的实施方案中,具有反应性官能团的聚合物在本发明热固性组合物中的存在量按涂层组合物中全部树脂固体的重量计可以是80wt%或更小,或者70wt%或更小,或者60wt%或更小。具有反应性官能团的聚合物在本发明热固性组合物中的存在量可以处于包括列举的值在内的这些值的任意组合之间。
用于本发明的固化剂具有对成膜聚合物的官能团呈反应性的官能团。
固化剂可以选自众多的本领域已知的物质。非限制性实例可以包括氨基塑料树脂、多异氰酸酯、封端异氰酸酯、聚环氧化物、多元酸、酸酐、胺、多元醇、及其混合物。在一种实施方案中,固化剂可以选自氨基塑料树脂和多异氰酸酯。
氨基塑料树脂可以充当用于含羟基、羧酸和氨基甲酸酯官能团的物质的固化剂而且是本领域公知的。可以用多种常规技术获得氨基塑料。在一种实施方案中,可以由甲醛与胺或酰胺的缩合反应制备氨基塑料。胺或酰胺的非限制性实例可以包括三聚氰胺、脲或苯并胍胺。在另外的实施方案中,可以使用与其他胺或酰胺的缩合物;例如,甘脲的醛缩合物,其产生可用于粉末涂料中的高熔点结晶产物。在可供选择的实施方案中,所述醛可以是甲醛、乙醛、巴豆醛、苯甲醛及其混合物。在另一实施方案中,可以使用甲醛。
在一种实施方案中,氨基塑料树脂可以包含羟甲基,在另一实施方案中,至少一部分所述羟甲基可以用醇醚化从而改变固化响应。为此目的可以使用任何一元醇,其包括但是不限于甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇和己醇。
合适的氨基塑料树脂的非限制性实例可以包括例如从CytecIndustries,Inc.以商标
Figure G2007800307499D00141
和从Solutia,Inc.以商标可购得的那些。
在一种实施方案中,多异氰酸酯可以用作固化剂。本文使用的术语“多异氰酸酯”希望包括封端(或封闭)异氰酸酯以及未封端的(多)异氰酸酯。多异氰酸酯可以是脂族或芳族多异氰酸酯,或其混合物。非限制性实例可以包括二异氰酸酯、高级多异氰酸酯例如二异氰酸酯的异氰脲酸酯、高级多异氰酸酯与二异氰酸酯的组合、异氰酸酯预聚物例如多异氰酸酯与多元醇的反应产物、以及多异氰酸酯固化剂的混合物。
在一种实施方案中,其中多异氰酸酯是封端或封闭的,可以将本领域技术人员已知的任何适合的脂族、脂环族、或芳族烷基一元醇用作多异氰酸酯的封端剂。合适封端剂的其他非限制性实例可以包括肟类和内酰胺。
在一种实施方案中,可以使用包括封端异氰酸酯化合物的固化剂,例如在美国专利5,084,541中详细描述的三氨基甲酰基三嗪化合物。该三氨基甲酰基三嗪化合物可以与氨基塑料固化剂组合使用,而且可以在与氨基塑料比较相对较小的用量下使用,例如但是不限于15-40氨基塑料与1三氨基甲酰基三嗪的重量比。
在本发明的一种实施方案中,可以将酸酐用作含羟基官能团物质的固化剂。合适的酸酐可以选自本领域已知的那些。酸酐的非限制性实例可以包括每分子具有至少两个羧酸酐基团的那些,它们可以源于包含烯键式不饱和羧酸酐和乙烯基共聚单体(例如但是不限于苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等)的单体混合物。合适的烯键式不饱和羧酸酐的非限制性实例可以包括马来酸酐、柠康酸酐和衣康酸酐。在另一实施方案中,酸酐可以是二烯聚合物的酸酐加合物,例如马来酐化聚丁二烯或马来酐化的丁二烯共聚物,例如丁二烯/苯乙烯共聚物。这些和其他合适的酸酐固化剂描述于美国专利4,798,746第10栏第16-50行;和美国专利4,732,790第3栏第41-57行中。
在本发明的一种实施方案中,可以将聚环氧化物用作含羧酸官能团物质的固化剂。适合使用的聚环氧化物是本领域公知的。非限制性实例可以包括聚缩水甘油酯(例如来自甲基丙烯酸缩水甘油酯的丙烯酸类)、可以通过多元酚、或脂族醇与表卤代醇(诸如表氯醇)在碱存在下的醚化制成的多元酚和脂族醇的多缩水甘油醚、或其混合物。这些和其他合适的聚环氧化物描述于美国专利4,681,811第5栏第33-58行中。
适合含环氧官能团物质的固化剂可以包括多元酸固化剂,例如由含有至少一个羧酸基团的烯键式不饱和单体与至少一种不含羧酸基团的烯键式不饱和单体制成的含酸基的丙烯酸类聚合物。在一种实施方案中,酸官能的丙烯酸类聚合物可以具有30-150的酸值。在另一实施方案中,可以使用含酸官能团的聚酯。上述多元酸固化剂更详细描述于美国专利4,681,811第6栏第45行-第9栏第54行。
在本发明的一种实施方案中,可以将多元醇用作含异氰酸酯官能团物质用的固化剂。多元醇可以选自每分子具有两个或更多个羟基的物质,当组分(b)为多元醇时它与组分(b)不同。上述物质的非限制性实例可以包括聚亚烷基醚多元醇,包括硫醚;聚酯多元醇,包括多羟基聚酯酰胺;以及含羟基的聚己内酯和含羟基的丙烯酸类共聚物。其他非限制性实例可以包括由多种多元醇的烷氧基化形成的聚醚多元醇,该多元醇例如二元醇诸如乙二醇、1,6-己二醇、双酚A等,或者高级多元醇例如三羟甲基丙烷、季戊四醇等;和聚酯多元醇;及其混合物。这些和其他合适的多元醇固化剂描述于美国专利4,046,729第7栏第52行-第8栏第9行;第8栏第29-第9栏第66行;和美国专利3,919,315第2栏第64行-第3栏第33行中。
在另一实施方案中,可以将多元胺用作含异氰酸酯官能团物质的固化剂。合适多元胺固化剂的非限制性实例可以包括伯或仲二元胺或多元胺,其中与氮原子相连的基团可以是饱和的或不饱和的、脂族、脂环族、芳族、芳族取代的脂族、脂族取代的芳族、和杂环的。合适的脂族和脂环族二元胺的非限制性实例可以包括1,2-乙二胺、1,2-丙二胺、1,8-辛二胺、异佛尔酮二胺、丙烷-2,2-环己胺等。合适的芳族二元胺的非限制性实例可以包括苯二胺和甲苯二胺,例如邻苯二胺和对甲苯二胺。这些和其他合适的多元胺详细描述于美国专利4,046,729第6栏第61行-第7栏第26行。
可以使用固化剂的各种混合物。在一种实施方案中,所述热固性组合物可以配制成单组分组合物,其中将诸如上述那些的氨基塑料树脂和/或封端异氰酸酯化合物之类的固化剂与其他组合物组分混合。该单组分组合物可以以配制时的状态保持储存稳定。在可供选择的实施方案中,组合物可以配制成双组分组合物,其中可以刚好在应用之前将诸如上述那些的多异氰酸酯固化剂加入到其他组合物组分的预制混合物中。该预制混合物可以包含诸如上述那些的氨基塑料树脂和/或封端异氰酸酯化合物之类的固化剂。
在可供选择的实施方案中,所述固化剂在涂层组合物中的存在量按该组合物中树脂固体的总重量计可以是5-65、或10-45wt%。
本发明的可固化组合物可以被溶解或分散在稀释剂中,例如有机溶剂、水或其混合物。在另外的实施方案中,该组合物可以是固体颗粒形式,例如以干燥粉末或水中的粉末浆料形式的粉末组合物。合适有机溶剂的非限制性实例可以包括醇类,例如丁醇;酮类,例如甲基戊基酮;芳烃,例如二甲苯;二醇醚,例如乙二醇单丁醚;酯类;其他溶剂;及其混合物。
在基于稀释剂的组合物中,稀释剂的存在量按树脂固体和稀释剂的总重量计可以是5-80wt%,或者30-50wt%。在可供选择的实施方案中,上述组合物可以具有按该组合物的总重量计40-100wt%、或者40-75wt%的总固体含量。
在另外的实施方案中,附加组分可以存在于所述组合物中。这些附加组分可以包括但是不限于催化剂、颜料、填料、增韧剂、增塑剂、表面活性剂、触变剂、流变控制改性剂、排气剂、有机助溶剂、流动控制剂、受阻胺光稳定剂、抗氧化剂、UV光吸收剂、类似的添加剂及其混合物或组合。在一种实施方案中,这些附加成分当存在时的用量按该组合物的总重量计为至多40wt%。
在一种实施方案中,本发明涉及多层复合涂层,其中第一可固化涂层组合物包括赋予颜色的着色底涂层组合物和第二可固化组合物包括基本上不含颜料的透明涂层组合物。
本文使用的“基本上不含颜料的透明涂层组合物”是指形成透明涂层的涂层组合物。这些组合物充分地不含颜料或颗粒以至于不会严重危害所得涂层的光学性能。本文使用的“透明”是指固化的涂层具有用BYK/雾度光泽仪测定的小于50的BYK雾度指数。
含有颜料的涂层组合物可以选自涂料工业中使用的着色组合物中的任一种。在一种实施方案中,该含颜料的涂层组合物可以包括底漆涂层组合物,例如着色的热固性可焊接的底漆涂层组合物,例如以商品名
Figure G2007800307499D00181
可购得的那些,可电沉积的涂层组合物例如ED-5000,底漆二道浆涂层组合物例如GPX45379,提供颜色的底涂层例如HWB-9517和ODCT-6373,它们全都可从Pittsburgh,Pennsylvania的PPGIndustries,Inc.得到。可以用于上述底涂层的颜料的非限制性实例可以包括二氧化钛、氧化铁、有机颜料和无机颜料例如酞菁蓝以及金属颜料例如铝片和金属氧化物涂布的云母。着色组合物的其他非限制性实例可以包括粘合剂组合物,例如用作机动车挡风玻璃粘合剂的那些,例如出自Essex Specialty Products的BETASEAL 15625。
用于本发明的基本上不含颜料的透明可固化涂层组合物可以包括本领域已知的不含颜料的涂料中的任一种。在一种实施方案中,该不含颜料的涂层可以包括用于汽车工业的彩色加透明涂层体系中的透明涂层。非限制性实例可以包括TKU1050AR、ODCT-8000以及在商品名DIAMOND
Figure G2007800307499D00182
Figure G2007800307499D00183
下可得的那些,它们全都可从PPG Industries,Inc.购得。
可以通过任何常规涂布技术例如刷涂、喷涂、浸涂或流涂,将底涂层组合物施涂到基底上。可以使用用于人工或自动方法中的空气喷涂、无空气喷涂和静电喷涂的喷涂技术和设备,如同本领域已知那样。
在可供选择的实施方案中,在向基底施涂底涂层期间,在基底上形成的底涂层的膜厚可以是0.1-5密尔,或者0.1-1密尔,或者可以是0.4密尔。
在基底上形成底涂层膜之后,可以固化底涂层,或者进行干燥步骤,在其中通过加热或风干时间从底涂层膜中除去溶剂,然后施涂透明涂层。合适的干燥条件可以取决于具体的底涂层组合物,以及如果该组合物是水性的话还取决于环境湿度。在一种实施方案中,可以使用在75°-200°F(21°-93℃)的温度下1-15分钟的干燥时间。
可以通过包括但是不限于压缩空气喷涂、静电喷涂的任何常规涂布技术以及人工或自动方法将透明或清漆面涂层组合物施涂到底涂层上。可以将透明面涂层施涂到固化的底涂层上或者在底涂层固化以前施涂到干燥的底涂层上。在后一种情况下,可以接着加热所述两个涂层从而同时固化这两个涂层。在一种实施方案中,固化条件可以是50°F-475°F(10℃-246℃)下1-30分钟。在另一实施方案中,透明涂层厚度(干膜厚度)可以是1-6密尔。
在一种实施方案中,本发明涉及修补多层复合涂层的方法,所述多层复合涂层包括在基底上由成膜底涂层组合物形成的底涂层和沉积在该底涂层的至少一部分之上的第一面涂层,第一面涂层由包括前述涂层组合物的任一种的第一成膜面涂层组合物形成,所述方法包括定位有缺陷的复合涂层区域,在该缺陷区域已被准备好用于修补之后向缺陷区域施涂修补面涂层成膜组合物。所述修补面涂层成膜组合物可以包括与第一面涂层成膜组合物相同或不同的成膜组合物。所述缺陷区域可以是任何无法擦去的涂层瑕疵,例如但是不限于涂层表面中的污物颗粒。可以刮擦或砂磨该缺陷区域以除去上述涂层瑕疵。在按照本发明方法进行的修补中,第一面涂层可以提供与后来施涂的修补面涂层的优异的涂层间附着力。
本发明的涂层组合物可以提供对后来施涂的涂层具有优异的涂层间或层间附着力的固化涂层。在一种实施方案中,前述基本上不含颜料的涂层组合物中的任一种可以作为如上所述的彩色加透明涂层体系中的透明涂层施涂。如果损坏固化涂层体系而造成表面缺陷,将损伤区域准备用于用后来施涂的透明涂层组合物修补可能是必要的。本发明的涂层组合物可以提供第一透明涂层与后来施涂的修补透明涂层之间优异的涂层间附着力。当用作面涂层组合物时,本发明的涂层组合物还提供固化的面涂层与后来施涂的挡风玻璃粘合剂之间优异的层间附着力而无需施涂附着促进底漆的中间步骤。
下列实施例说明本发明,它们不应当被看作使本发明限于其细节。实施例中以及整个说明书中的所有份数和百分数都按重量计,除非另作说明。
实施例
下列实施例显示多种具有端羟基的羟基官能聚酯的制备。然后使该聚酯与硼酸反应以形成附着促进剂。
然后将附着促进剂配制入用于制备多层复合体的热固性组合物中,评价该复合体中的层间附着力。实施例D至K的聚酯按照本发明。为了对比而制备实施例A、B、C和L至O的聚酯。实施例A、B和C的聚酯不含或含有不足的硼酸酯含量。实施例L至O的聚酯不含或含有不足量的1,3-多元醇。实施例D至J显示在足够的硼酸酯含量和足够的1,3-多元醇含量下由多种多元羧酸和多元醇制备聚酯。实施例K显示在足够的硼酸酯含量下由一元羧酸和1,3-多元醇(3∶1 OH/COOH当量比)制成的单酯的制备。实施例A,对比
如下所述由下列成分制备聚酯:
  成分   重量份(克)
  己二酸   438.0
  三羟甲基丙烷   792.0
  丁基锡酸   1.20
  磷酸三苯酯   1.20
  丙二醇甲基醚1   500.0
1来自Dow Chemical Co.的DOWANOL PM
在配备温度计、机械搅拌器、冷凝器、干燥氮气鼓泡和加热套的四颈圆底烧瓶中制备聚酯聚合物。将前四种成分加热到200℃的温度并在烧瓶中搅拌直至收集到约97克的馏出物和酸值降到1.5以下。然后将所述物料冷却到130℃的温度并加入丙二醇甲基醚。最终产物为液体,其不挥发物含量为70%(在110℃下测量1小时),按固体重量计羟基值为571,由凝胶渗透色谱法测定的重均分子量为1548。实施例B,对比
如下所述由下列成分制备硼酸化聚酯(B/OH当量比0.05∶1):
 成分   重量份(克)
 实施例A的聚酯   386.5
 硼酸   2.6
 DOWANOL PM   901.2
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的2L烧瓶中制备树脂。在该反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去751.9g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为46.7%固体(110℃下测量,1小时)。实施例C,对比
如下所述由下列成分制备硼酸化聚酯(B/OH当量比0.1∶1):
 成分   重量份(克)
 实施例A的聚酯   386.2
 硼酸   5.2
 DOWANOL PM   901.2
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的2L烧瓶中制备树脂。在该反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去751.9g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为46.7%固体(110℃下测量,1小时)。实施例D
如下所述由下列成分制备硼酸化聚酯(B/OH当量比0.3∶1):
 成分   重量份(克)
 实施例A的聚酯   115.1
 硼酸   4.6
 DOWANOL PM   207.6
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的1L烧瓶中制备树脂。在该反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去225.7g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为45.8%固体(110℃下测量,1小时)。实施例E
如下所述由下列成分制备硼酸化聚酯(B/OH当量比0.6∶1):
 成分   重量份(克)
 实施例A的聚酯   115.4
 硼酸   270.8
 DOWANOL PM   9.3
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的1L烧瓶中制备树脂。在该反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去225.4g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为41.9%固体(110℃下测量,1小时)。实施例F
如下所述由下列成分制备硼酸化聚酯(B/OH当量比1∶1):
  成分   重量份(克)
  实施例A的聚酯   617.9
  硼酸   82.4
  DOWANOL PM   1441.5
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的2L烧瓶中制备树脂。在该反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去1240.8g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为48.5%固体(110℃下测量,1小时)。实施例G
如下所述由下列成分制备聚酯:
  成分   重量份(克)
  EMPOL 10081   678.6
  己二酸   174.7
  三羟甲基丙烷   631.8
  丁基锡酸   1.41
  磷酸三苯酯   1.41
  丙二醇甲基醚   598.5
1出自Cognis的二聚物二酸(dimerdiacid)
在配备温度计、机械搅拌器、冷凝器、干燥氮气鼓泡和加热套的四颈圆底烧瓶中制备聚酯聚合物。将前四种成分加热到200℃的温度并在该烧瓶中搅拌直至收集到约77克的馏出物和酸值降到1.5以下。然后将所述物料冷却到130℃的温度并加入丙二醇甲基醚乙酸酯。最终产物为液体,其不挥发物含量为70%(在110℃下测量1小时),按固体重量计羟基值为383,由凝胶渗透色谱法测定的重均分子量为3651。
如下使聚酯与硼酸反应以形成硼酸化聚酯:
 成分   重量份(克)
 实施例G的聚酯   276.4
 DOWANOL PM   433.2
 硼酸   24.7
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的1L烧瓶中制备树脂。在该反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去361.4g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为53.5%固体(110℃下测量,1小时)。实施例H
如下所述由下列成分制备聚酯:
  成分   重量份(克)
  1,4-环己烷二酸   592.5
  三羟甲基丙烷   909.5
  丁基锡酸   1.40
  磷酸三苯酯   1.40
  丙二醇甲基醚   599.6
在配备温度计、机械搅拌器、冷凝器、干燥氮气鼓泡和加热套的四颈圆底烧瓶中制备聚酯聚合物。将前四种成分加热到200℃的温度并在该烧瓶中搅拌直至收集到约92克的馏出物和酸值降到1.5以下。然后将所述物料冷却到130℃的温度并加入乙酸丁酯。最终产物为液体,其不挥发物含量为70%(在110℃下测量1小时),按固体重量计羟基值为552,由凝胶渗透色谱法测定的重均分子量为2363。
如下使聚酯与硼酸反应以形成硼酸化聚酯:
  成分   重量份(克)
  实施例H的聚酯   236.1
  DOWANOL PM   541.1
  硼酸   30.9
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的2L烧瓶中制备树脂。在反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去452.9g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为51.8%固体(110℃下测量,1小时)。实施例I
如下所述由下列成分制备聚酯:
  成分   重量份(克)
  EMPOL 1008   1134.1
  三羟甲基丙烷   528.0
  丁基锡酸   1.6
  磷酸三苯酯   1.6
  丙二醇甲基醚   682.8
在配备温度计、机械搅拌器、冷凝器、干燥氮气鼓泡和加热套的四颈圆底烧瓶中制备聚酯聚合物。将前四种成分加热到200℃的温度并在烧瓶中搅拌直至收集到约63克的馏出物和酸值降到1.5以下。然后将所述物料冷却到130℃的温度并加入乙酸丁酯。最终产物为液体,其不挥发物含量为70%(在110℃下测量1小时),按固体重量计羟基值为330,由凝胶渗透色谱法测定的重均分子量为4460。
如下使聚酯与硼酸反应以形成硼酸化聚酯:
 成分   重量份(克)
 实施例I的聚酯   506.2
 DOWANOL PM   901.8
 硼酸   51.5
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的2L烧瓶中制备树脂。在反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去601.6g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为54.8%固体(110℃下测量,1小时)。实施例J
如下所述由下列成分制备聚酯:
  成分   重量份(克)
  聚酯1   203.7
  甲基六氢化邻苯二甲酸酐   84.3
  新癸酸缩水甘油酯   123.4
  二甲基苄基胺   1.36
  DOWANOL PM   100
1由环己烷二羧酸和季戊四醇1∶4制成的聚酯
在配备温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的1L烧瓶中制备树脂。向反应烧瓶中加入聚酯。用N2冲刷所述反应并在搅拌下加温到60℃。用30分钟加入甲基六氢化邻苯二甲酸酐并在60℃搅拌下使得反应1小时。将所得的反应加温到90℃并用1小时加入新癸酸缩水甘油酯。在开始添加新癸酸缩水甘油酯以后10分钟向反应中加入二甲基苄基胺。该添加完成后,加入DOWANOL PM。使反应在90℃搅拌13小时并冷却。所得树脂性能为78.9%固体(110℃下测量,1小时)和8.9AV。
如下使聚酯与硼酸反应以形成硼酸化聚酯:
 成分   重量份(克)
 实施例J的聚酯   250.6
 DOWANOL PM   310.7
 硼酸   20.6
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的1L烧瓶中制备树脂。在反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去241.2g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为62.8%固体(110℃下测量,1小时)。实施例K
如下所述由下列成分制备含单酯的材料
  成分   重量份(克)
  12-羟基硬脂酸   453.3
  三羟甲基丙烷   206.5
  丁基锡酸   0.9
  磷酸三苯酯   0.9
在配备温度控制器、搅拌器、dean stark分水器和回流冷凝器的2L烧瓶中制备树脂。将反应物加入到反应烧瓶中。用N2冲刷所述反应并在搅拌下缓慢加温到200℃。使反应保持在200℃达6小时,其间收集到24.4g水。然后使反应冷却到环境温度并加入428g DOWANOLPM。所得树脂性能为55.6%固体(110℃下测量,1小时),Gardner气泡粘度-A和AV-2meq/KOHg。
如下使所述单酯与硼酸反应以形成硼酸化酯:
 成分   重量份(克)
 实施例K的聚酯   502.3
 DOWANOL PM   405.6
 硼酸   38.6
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的1L烧瓶中制备树脂。在反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去451.1g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为61.6%固体(110℃下测量,1小时)。实施例L,对比
如下所述由下列成分制备聚酯:
  成分   重量份(克)
  三羟甲基丙烷   266
  新戊二醇   594
  三甲基戊二醇   351
  六氢化邻苯二甲酸酐   1232
将三羟甲基丙烷、新戊二醇、2,2,4-三甲基1,3-戊二醇、六氢化邻苯二甲酸酐、8.8克丁基锡酸和5.4克亚磷酸三苯酯加入到配备搅拌器、温度传感器、具有蒸馏头的蒸汽加热回流冷凝器和氮气鼓泡的合适反应容器中。将烧瓶内容物加热到90℃。该内容物接着经历放热到150℃。然后使反应加热到200℃。此时水开始从反应中放出。将反应混合物的温度升到210℃并保持在该温度直至蒸馏出146克水和反应混合物的酸值为10。将反应器内容物冷却并倒出。最终的物质具有97%的测定固体和139的羟基值。然后将该树脂用Dowanol PM乙酸酯(出自Dow Chemical Co.的丙二醇乙酸酯单甲醚)和Dowanol PM(出自Dow Chemical Co.的丙二醇单甲醚)的50∶50共混物稀释到69%固体。实施例M,对比
如下所述由下列成分制备硼酸化聚酯:
 成分   重量份(克)
 实施例L的聚酯   819.2
 硼酸   30.9
 DOWANOL PM   675.8
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的2L烧瓶中制备树脂。在反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去452.2g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为55.1%固体(110℃下测量,1小时)。实施例N,对比
如下所述由下列成分制备聚酯:
  成分   重量份(克)
  PRIPOL 10131   567
  1,6-己二醇   236
  丁基锡酸   0.8
  亚磷酸三苯酯   0.8
  丙二醇甲基醚   331.5
1出自Unichema的二聚物二酸
在配备温度计、机械搅拌器、冷凝器、干燥氮气鼓泡和加热套的四颈圆底烧瓶中制备聚酯聚合物。将前四种成分加热到200℃的温度并在烧瓶中搅拌直至收集到约29克的馏出物和酸值降到1.5以下。然后将所述物料冷却到130℃的温度并加入乙酸丁酯。最终产物为液体,其不挥发物含量为63.9%(在110℃下测量1小时),按固体重量计羟基值为144.9,由凝胶渗透色谱法测定的重均分子量为3668。
如下将实施例N的聚酯硼酸化:
 成分   重量份(克)
 实施例N的聚酯   227
 DOWANOL PM   451.1
 硼酸   20.6
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的1L烧瓶中制备树脂。在反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去301.2g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为43.4%固体(110℃下测量,1小时)。实施例O,对比
如下所述由下列成分制备聚酯:
  成分   重量份(克)
  己二酸   284.6
  1,6-己二醇   460
  丁基锡酸   1.56
  亚磷酸三苯酯   1.56
  丙二醇甲基醚   294.5
在配备温度计、机械搅拌器、冷凝器、干燥氮气鼓泡和加热套的四颈圆底烧瓶中制备聚酯聚合物。将前四种成分加热到200℃的温度并在烧瓶中搅拌直至收集到约51克的馏出物和酸值降到1.5以下。然后将所述物料冷却到130℃的温度并加入乙酸丁酯。最终产物为液体,其不挥发物含量为57.3%(在110℃下测量1小时),按固体重量计羟基值为163。
如下将实施例O的聚酯硼酸化:
 成分   重量份(克)
 实施例O的聚酯   334.4
 DOWANOL PM   270.8
 硼酸   12.4
在配备dean stark分水器、温度控制器、搅拌器和回流冷凝器的1L烧瓶中制备树脂。在反应器中合并各成分,用N2冲刷。在搅拌下将所述混合物加温到回流并保持在回流1小时。然后除去181.3g馏出物并使反应冷却到环境温度。所得液体树脂为45.4%固体(110℃下测量,1小时)。实施例1-4
实施例1-4为配制成的透明涂层组合物。实施例2、3和4含有不同量的本发明附着促进剂。实施例1为没有附着促进剂的对照。通过首先形成预混物然后如下表1中所示加入附着促进剂而配制该涂层组合物。
通过在缓和搅拌下顺序混合下列组分制备预混物:预混物A
Figure G2007800307499D00321
1购自Union Carbide Corp.的乙酸2-丁氧基乙酯溶剂2购自Union Carbide Corp.的二甘醇单丁醚3购自Union Carbide Corp.的乙酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯4购自Ciba Specialty Chemicals Corp.的UV吸收剂5购自Ciba Additives的空间位阻胺光稳定剂6出自Chemcentral的十二烷基苯磺酸溶液7购自Cytec Industries的三聚氰胺甲醛树脂8出自BASF AG的三(烷基氨基甲酰基)三嗪9出自PPG的SCA丙烯酸类树脂溶液10出自PPG的丙烯酸类树脂溶液11购自Nuplex Resins的三聚氰胺甲醛树脂12出自Byk Chemie的聚丙烯酸类共聚物溶液13出自Byk Chemie的聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液14在环境温度下用#4FORD流杯测定的以秒计的粘度15加入足够的溶剂以实现期望的喷射粘度表1
  成分   实施例1(对比)   实施例2   实施例3   实施例4
  对照   83.9(44.1)   83.9(44.1)   83.9(44.1)   83.9(44.1)
  丙烯酸类树脂1   14.2(9.2)   9.4(6.1)   4.8(3.1) -
  树脂实施例ATMP/己二酸/硼酸酯   -   6.4(3.1)   12.6(6.1)   19.0(9.2)
1包含Cardura E、苯乙烯、甲基丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸的聚合物,Mw约8000,具有按固体计370的羟基EW。聚合物在34/66重量比下的二甲苯/SOLVESSO 100(出自Exxon)中为65wt%固体。
没有加括号的量为总重量。括号内的量为固体重量。
实施例5-18也是配制的透明涂层组合物。实施例10-18为本发明,其中在组合物中包含不同用量的不同的本发明附着促进剂。实施例5-9出于对比目的,其中在配制剂内包含本发明范围以外的不同添加剂。在实施例5中,氨基甲酰化的丙烯酸类树脂为所述添加剂;实施例6使用没有硼酸化的聚酯。实施例7使用实施例6的聚酯的硼酸化形式,但是其中1,3-多元醇含量低于本发明要求的含量。实施例8和9使用不含1,3-多元醇的硼酸化聚酯。
通过首先形成下面表示为预混物B的预混物然后如下表2中所示加入附着促进剂而配制该涂层组合物。在每一情况下,将附着促进剂加入到约160重量份(88.4固体)的预混物中。预混物B 1二丙二醇单甲醚,出自Dow Chemical Co.2丙二醇乙酸酯甲基醚,出自Dow Chemical Co.3出自CIBA Additives的苯并三唑衍生物4出自CIBA Additives的2-(2′-羟基-3′,5’-二叔戊基苯基)苯并三唑UV光稳定剂5包含乙二醇二甲基丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的交联聚合物分散体。该分散体在乙酸氧代己酯(出自ExxonChemicals)是31wt%。数均粒度为1000埃。6包含AEROSIL R812S二氧化硅(出自Degussa)和含丙烯酸羟基丙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯丙烯酸的聚合物组分的分散体,该聚合物组分的Mw为7000,按固体计的羟基EW为325。聚合物在60/40重量比下的丙二醇单乙酸酯甲基醚/SOLVESSO 100(出自Exxon)中为67.5wt%固体。7购自Solutia Inc.的三聚氰胺甲醛树脂8氨基甲酸酯官能的聚酯树脂溶液(US 6,592,999中描述的组合物)9购自Ciba Additives的空间位阻胺光稳定剂10出自Chemcentral的十二烷基苯磺酸溶液11出自DuPont在二甲苯中62.5%固体下的Mw约6700和Mn约2600的流动控制剂12出自King Industries的添加剂13在环境温度下用#4FORD流杯测定的以秒计的粘度
Figure G2007800307499D00361
实施例19-24
实施例19-24显示在酯-硼酸酯附着促进剂中提高硼酸酯含量的效果。对于所有的实施例,通过如下表5所示向预混物B中添加附着促进剂配制涂层组合物。在所有情况下,将附着促进剂加入到约160重量份(88.4固体)的预混物中。
实施例19为使用没有硼酸酯的己二酸-三羟甲基丙烷聚酯的对照。实施例20和21为对比实施例,其在不足的硼酸酯含量下含有硼酸化的己二酸-三羟甲基丙烷聚酯。实施例22、23和24为本发明的实施例,其中硼酸化的己二酸-三羟甲基丙烷聚酯含有足够的硼酸酯含量从而正面影响附着力。表5
  实施例号添加剂   19   20   21   22   23   24
  A   23.8(15.3)
  B   32.4(15.3)
  C   34.7(15.3)
  D   33.3(15.3)
  E   36.5(15.3)
  F   31.5(15.3)
将实施例1-24的成膜组合物喷涂至着色底涂层以在打底电涂布的钢板之上形成彩色加透明复合涂层。所用板为冷轧钢板(尺寸4英寸×12英寸(10.16cm×30.48cm))。实施例1-4的板涂布有ED6060电涂层和1177225A底漆,二者均出自PPG Industries,Inc。对于实施例5-24,板涂布有ED6230B电涂层和FCP6519底漆,二者均出自PPG Industries,Inc。
实施例1-4使用出自PPG Industries,Inc的ReflexSilver,银色水基底涂层。出自PPG Industries,Inc的黑色溶剂基丙烯酸/三聚氰胺底涂层,DCT6373,用于实施例5-24。
在环境温度(约70°F(21℃))将底涂层自动喷涂到电涂布和打底的钢板上。底涂层的目标为约0.6-0.8密尔(约15-20微米)的干膜厚度。在涂布透明涂层之前,使水基底涂层板在176°F(80℃)脱水10分钟。仅在环境温度下空气闪蒸溶剂基底涂层板1-5分钟。
在环境温度下,以两个涂层在施涂之间进行环境闪蒸,将透明涂层组合物各自自动喷涂到涂布底涂层的板上。透明涂层目标为1.6-1.8密尔(约41-46微米)干膜厚度。在烘箱处理前使所有涂层在环境温度下空气闪蒸。将板在285°F(141℃)下烘焙30分钟以完全固化涂层。板在水平位置烘焙。为了测试重新涂布附着力,给予上述初始的涂布底涂层和透明涂层的板另一底涂层和透明涂层或者只是透明涂层。初始板的一半从每个透明涂层起涂布底涂层和透明涂层,该板的另一半仅涂布透明涂层。为了一半一半地重新涂布板(1-4),用铝箔覆盖初始板的下半部,然后如上所述自动喷涂Reflex Silver底涂层。除去铝箔,得到上半部涂布底涂层而下半部仍然只有初始涂层的初始板。然后如上所述将相应透明涂层自动喷涂到整个板上。所得板的一半涂布来自初始喷涂的底涂层/透明涂层和来自重新喷涂的另一层底涂层/透明涂层(B/C//B/C)。所得板的另一半涂布来自初始喷涂的底涂层/透明涂层和来自重新喷涂的另一层透明涂层(B/C//C)。涂层性能下面在表3、4和6中报道。表3
Figure G2007800307499D00381
表4
  实施例   硼/OH当量比   1,3-多元醇与酸的当量比   初始20°光泽1   DOI2   快刀附着力4(%内聚破坏)
  5(对比)   -   -   88   97   0
  6(对比) 0 0.75∶1 88 97 0
  7(对比) 1.0 0.75∶1 89 96 0
  8(对比) 1.0 0 80 90 40
  9(对比) 1.0 0 88 95 0
  10(对比) 0 3∶1 88 95 0
  11   1.0   3∶1   88   92   100
  12   1.0   3∶1   88   97   100
  13   1.0   3∶1   86   93   100
  14   1.25   3∶1   82   96   100
  15   1.0   3∶1   87   94   100
  16   1.25   4∶1   88   97   100
  17   1.0   3∶1   88   97   100
  18   1.25   3∶1   78   50   100
表6
  实施例   硼/OH当量比   1,3-多元醇与酸的当量比   初始20°光泽1   DOI2   快刀附着力4(%内聚破坏)
  19(对比) 0 3∶1 88 95 0
  20(对比) 0.05 3∶1 90 94 0
  21(对比) 0.10 3∶1 91 91 0
  22   0.30   3∶1   89   95   100
  23   0.60   3∶1   89   95   100
  24   1.0   3∶1   86   93   100
1用出自Paul N.Gardner Company,Inc.的Statistical Novo-Gloss 20°光泽计测定20°光泽2用Hunter Associates Dorigon IITM DOI仪测定图象清晰度(DOI)测量3重新涂布附着力测试说明(划格附着力)-参考US 6,592,999表3下脚注2的测试说明3如下进行快刀测试:为了测试挡风玻璃附着力,在最终的烘焙(285°F下30分钟)后1-4小时内将挡风玻璃粘合剂珠涂布到透明涂层表面上。使用来自Dow Automotive的Betaseal氨基甲酸酯湿气固化挡风玻璃粘合剂15625。将大约5mm×5mm×250mm的粘合剂珠放在固化的彩色加透明基底上。在室温(~75°F)和20-50%相对湿度下固化粘合剂72小时。72小时后,用刀片切割粘合剂珠。按12mm间隔以60°角穿过粘合剂珠进行切割,同时以180°角向后拉该粘合剂的边缘。每种体系进行最少10次切割。期望的结果描述成90-100%内聚破坏(CF)。当粘合剂珠由于切割和牵拉而失去完整性时出现内聚破坏(CF)。当粘合剂珠与透明涂层表面之间出现粘附损失时,内聚破坏等级为0%。
表3中概括的结果表明,与不含附着促进剂的对照相比,本发明的附着促进剂(实施例2、3和4)在不同含量(5.8-17.3wt%固体)下提供优异的重新涂布附着力而没有不利影响外观。
表4中概括的结果表明,本发明的多种添加剂(实施例11-18)提供优于含有本发明范围以外的添加剂的对比实施例(5-10)的附着力。在实施例11-17中,没有不利影响外观。然而,在实施例18中,外观受到不利影响。
表6中概括的结果表明,所述硼酸化聚酯中的硼与羟基当量比应当大于0.10。
尽管在上面出于说明目的已经描述了本发明的具体实施方案,但是对本领域技术人员而言显然的是在不脱离如所附权利要求书中限定的本发明的情况下,可以进行本发明细节的众多变化。

Claims (31)

1.一种热固性组合物,其包含:
(a)具有反应性官能团的成膜聚合物,
(b)具有对(a)的官能团呈反应性的官能团的固化剂,
(c)附着促进剂,其源于:
(i)硼酸或其等价物,所述等价物是能够在水介质中水解形成硼酸的含硼化合物,和
(ii)具有两个或更多个端羟基的酯,所述酯由多元酸与至少一部分为1,3-多元醇的多元醇反应形成;
硼酸或其等价物与羟基的当量比大于0.1∶1和1,3-多元醇与酸的当量比大于2∶1。
2.权利要求1的组合物,其中所述成膜聚合物的官能团选自羟基、伯氨基、仲氨基、羧酸、环氧、氨基甲酸酯、酰胺、脲及其相容混合物。
3.权利要求2的组合物,其中所述官能团选自羟基、氨基甲酸酯及其相容混合物。
4.权利要求2的组合物,其中所述固化剂的官能团选自包括封端异氰酸酯的异氰酸酯、包括羟甲基醚的羟甲基、环氧、羧酸、酸酐及其相容混合物。
5.权利要求3的组合物,其中所述固化剂选自包括封端异氰酸酯的异氰酸酯和氨基塑料。
6.权利要求1的组合物,其中(i)选自硼酸、硼酸酯、金属硼酸盐及其混合物。
7.权利要求6的组合物,其中(i)是在酯基中具有1-6个碳原子的硼酸酯。
8.权利要求7的组合物,其中所述硼酸酯选自硼酸三甲酯、硼酸三异丙酯和硼酸三苯酯。
9.权利要求1的组合物,其中(c)在所述组合物中的存在量足以提供按所述可固化组合物中存在的树脂固体的总重量计0.001-5wt%的硼含量。
10.权利要求1的组合物,其中(i)和(ii)在所述可固化组合物中作为反应产物存在。
11.权利要求1的组合物,其中所述酯是聚酯。
12.权利要求11的组合物,其中由多元羧酸或其等价物与1,3-多元醇反应形成所述聚酯。
13.权利要求1的组合物,其中所述1,3-多元醇选自三羟甲基丙烷和季戊四醇。
14.其中至少之一由热固性组合物形成的两个或更多个聚合物层的多层复合体,所述复合体包含在基底上形成的第一聚合物层和在第一聚合物层的至少一部分之上形成的第二聚合物层,包括在所述聚合物层之一或二者中以足以改进第一和第二聚合物层之间的层间附着力的量包含附着促进剂,其中所述附着促进剂源于:
(i)硼酸或其等价物,所述等价物是能够在水介质中水解形成硼酸的含硼化合物,
(ii)具有两个或更多个端羟基的酯,所述酯由多元酸与至少一部分为1,3-多元醇的多元醇反应形成;
硼酸或其等价物与羟基的当量比大于0.1∶1和1,3-多元醇与酸的当量比大于2∶1。
15.权利要求14的复合体,其中所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之一或二者包含由权利要求1-9或11-13任一项的热固性组合物形成的固化层。
16.权利要求15的复合体,其中所述成膜聚合物(a)包含选自丙烯酸类聚合物、聚酯聚合物、聚氨酯聚合物及其混合物的至少一种聚合物。
17.权利要求15的复合体,其中所述成膜聚合物(a)包含选自羟基、羧酸、伯胺、仲胺、酰胺、氨基甲酸酯、脲、环氧及其相容混合物的官能团。
18.权利要求17的复合体,其中所述成膜聚合物包含选自羟基、氨基甲酸酯基团及其混合物的官能团。
19.权利要求15的复合体,其中所述固化剂(b)包括氨基塑料树脂、多异氰酸酯、封端多异氰酸酯、多元羧酸、聚环氧化物及其相容混合物。
20.权利要求19的复合体,其中所述固化剂(b)包括至少一种氨基塑料树脂和包括三氨基甲酰基三嗪化合物的至少一种封端异氰酸酯化合物。
21.权利要求14的复合体,其中(i)选自硼酸、硼酸酯、金属硼酸盐及其混合物。
22.权利要求14的复合体,其中(i)是在酯基中具有1-6个碳原子的硼酸酯。
23.权利要求14的复合体,其中(i)和(ii)作为反应产物存在。
24.权利要求14的复合体,其中(i)和(ii)的存在量足以提供按所述复合体中的树脂固体的重量计0.001-5wt%的硼含量。
25.权利要求15的复合体,其中所述复合体包含在金属或弹性体基底上沉积的含颜料的聚合物层,在所述含颜料的聚合物层上沉积的基本上不合颜料的透明聚合物层,和在所述透明聚合物层上沉积的粘合剂层,所述透明聚合物层为所述第一聚合物层和所述粘合剂层为所述第二聚合物层。
26.权利要求25的复合体,其中所述附着促进剂存在于所述透明聚合物层中。
27.权利要求15的复合体,其中所述复合体包含在含颜料的聚合物层上沉积的第一透明基本上不合颜料的聚合物层,和在所述第一透明聚合物层上沉积的第二透明基本上不含颜料的聚合物层。
28.权利要求27的复合体,其中所述附着促进剂存在于所述第一透明聚合物层中。
29.权利要求15的复合体,其中所述酯是聚酯。
30.权利要求29的复合体,其中由多元羧酸或其等价物与1,3-多元醇反应形成所述聚酯。
31.权利要求14的复合体,其中所述1,3-多元醇选自三羟甲基丙烷和季戊四醇。
CN2007800307499A 2006-08-18 2007-07-31 由具有改进附着力的组合物形成的多层复合体 Active CN101506318B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/465,624 US8029894B2 (en) 2006-08-18 2006-08-18 Multi-layer composites formed from compositions having improved adhesion
US11/465,624 2006-08-18
PCT/US2007/074803 WO2008021712A2 (en) 2006-08-18 2007-07-31 Multi-layer composites formed from compositions having improved adhesion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101506318A CN101506318A (zh) 2009-08-12
CN101506318B true CN101506318B (zh) 2012-01-04

Family

ID=38820034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800307499A Active CN101506318B (zh) 2006-08-18 2007-07-31 由具有改进附着力的组合物形成的多层复合体

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8029894B2 (zh)
EP (1) EP2052041B1 (zh)
JP (1) JP2010501649A (zh)
KR (1) KR101022170B1 (zh)
CN (1) CN101506318B (zh)
CA (1) CA2660582C (zh)
ES (1) ES2761904T3 (zh)
HK (1) HK1137015A1 (zh)
RU (1) RU2434911C2 (zh)
WO (1) WO2008021712A2 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009018217A1 (de) 2009-04-21 2010-11-11 Basf Coatings Ag Wasserfreie High-Solid-Basislacke, ihre Herstellung und ihre Verwendung zur Herstellung von Mehrschichtlackierungen, sowie Mehrschichtlackierungen enthaltend eine Basislackierung aus einem wasserfreien High-Solid-Basislack
DE102009018249A1 (de) 2009-04-21 2010-11-11 Basf Coatings Ag Mehrschicht-Beschichtung, deren Herstellung und Verwendung zur Verklebung von Glasscheiben
US20120301647A1 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 Ppg Industries Ohio, Inc. Phosphatized polyesters and coating compositions containing the same
RU2495160C1 (ru) * 2012-05-30 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Водоразбавляемая полимерная композиция для покрытий
US8846156B2 (en) * 2013-02-28 2014-09-30 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods and compositions for coating substrates
RU2527524C1 (ru) * 2013-04-25 2014-09-10 Вячеслав Ефимович Цветков Способ изготовления нетоксичных древесно-стружечных плит
CN105308134A (zh) 2013-06-21 2016-02-03 巴斯夫涂料有限公司 有色涂料组合物和使用有色涂料组合物制备多涂层涂料体系以提供改进的板粘结力的方法
CN108264784A (zh) * 2017-12-25 2018-07-10 衢州南高峰化工股份有限公司 一种用于制冷系统的有机硅改性环氧防腐涂料及防腐涂层
WO2020225919A1 (ja) * 2019-05-09 2020-11-12 昭和電工マテリアルズ株式会社 接着剤セット及び構造体の製造方法
CN115851065B (zh) * 2022-11-25 2023-08-15 湖北双键精细化工有限公司 一种与uv罩光面漆相配套的单组份底漆用改性丙烯酸乳液及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3776782A (en) * 1971-03-15 1973-12-04 Amchem Prod Polyester and polyamide adhesion improvers
US6610777B1 (en) 1999-07-30 2003-08-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Flexible coating compositions having improved scratch resistance, coated substrates and methods related thereto
US6623791B2 (en) * 1999-07-30 2003-09-23 Ppg Industries Ohio, Inc. Coating compositions having improved adhesion, coated substrates and methods related thereto
US6387519B1 (en) 1999-07-30 2002-05-14 Ppg Industries Ohio, Inc. Cured coatings having improved scratch resistance, coated substrates and methods thereto
CA2380412A1 (en) 1999-07-30 2001-02-08 Lawrence G. Anderson Coating compositions having improved scratch resistance, coated substrates and methods related thereto
US6592998B2 (en) * 2001-07-31 2003-07-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Multi-layer composites formed from compositions having improved adhesion, coating compositions, and methods related thereto
US6592999B1 (en) 2001-07-31 2003-07-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Multi-layer composites formed from compositions having improved adhesion, coating compositions, and methods related thereto
US7897261B2 (en) * 2005-07-11 2011-03-01 Ppg Industries Ohio, Inc. Surface active additives for coatings

Also Published As

Publication number Publication date
RU2434911C2 (ru) 2011-11-27
US8029894B2 (en) 2011-10-04
KR101022170B1 (ko) 2011-03-17
US20110165418A1 (en) 2011-07-07
EP2052041B1 (en) 2019-10-09
CA2660582A1 (en) 2008-02-21
WO2008021712A2 (en) 2008-02-21
RU2009109720A (ru) 2010-09-27
CA2660582C (en) 2012-01-10
ES2761904T3 (es) 2020-05-21
JP2010501649A (ja) 2010-01-21
KR20090122337A (ko) 2009-11-27
EP2052041A2 (en) 2009-04-29
HK1137015A1 (en) 2010-07-16
CN101506318A (zh) 2009-08-12
WO2008021712A3 (en) 2008-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101506318B (zh) 由具有改进附着力的组合物形成的多层复合体
CN108473645B (zh) 含羟基官能化烷基聚脲的组合物
US7658967B2 (en) Methods for applying sound dampening and/or aesthetic coatings and articles made thereby
JP4299664B2 (ja) 接着性を改良した組成物から形成された多層複合材料、コーティング組成物およびそれに関連した方法
CN100383204C (zh) 含有颜色匹配增粘剂的多层涂层
CN102341190B (zh) 形成多层漆膜的方法
US20070048504A1 (en) Methods for applying sound dampening and/or aesthetic coatings and articles made thereby
US8143341B2 (en) Aqueous coating compositions
RU2550185C2 (ru) Способ применения грунтовки, включающей самоэмульгирующийся полиэфирный микрогель
WO2006091556A1 (en) Coating compositions that include a polyester polyol, related coated substrates, multi-layer coatings and methods
US6132864A (en) Films provided with several coating layers and the use thereof in automobile manufacturing
CA2936928A1 (en) Polyester polymers comprising lignin
WO2019090083A1 (en) Aqueous coating compositions and processes of forming multi-component composite coatings on a substrate
CN108473655B (zh) 支化聚酯-氨基甲酸酯树脂及包含其的涂料
US20210189170A1 (en) A product coated with an aqueous or powder coating composition comprising an acrylic polyester resin
JP4289940B2 (ja) 水性塗料の塗膜形成方法
WO2023283527A1 (en) Curable film-forming compositions and coated articles prepared therewith
CN116940614A (zh) 水性酸-环氧树脂涂层组合物

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1137015

Country of ref document: HK

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: PPG Ind Ohio Inc.

Assignor: PPG Industries, Inc.

Contract record no.: 2012990000336

Denomination of invention: Multi-layer composites formed from compositions having improved adhesion

Granted publication date: 20120104

License type: Common License

Open date: 20090812

Record date: 20120521

REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1137015

Country of ref document: HK

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20090812

Assignee: Czech coatings (Wuhu) Co., Ltd.

Assignor: PPG Industries, Inc.

Contract record no.: 2015990000200

Denomination of invention: Multi-layer composites formed from compositions having improved adhesion

Granted publication date: 20120104

License type: Common License

Record date: 20150416

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Czech coatings (Wuhu) Co., Ltd.

Assignor: PPG Industries, Inc.

Contract record no.: 2015990000200

Date of cancellation: 20170228

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20090812

Assignee: PPG coatings (Zhangjiagang) Co., Ltd.

Assignor: PPG Industries, Inc.

Contract record no.: 2017990000077

Denomination of invention: Multi-layer composites formed from compositions having improved adhesion

Granted publication date: 20120104

License type: Common License

Record date: 20170310

Application publication date: 20090812

Assignee: Czech coatings (Wuhu) Co., Ltd.

Assignor: PPG Industries, Inc.

Contract record no.: 2017990000079

Denomination of invention: Multi-layer composites formed from compositions having improved adhesion

Granted publication date: 20120104

License type: Common License

Record date: 20170310

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract
EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: PPG Ind Ohio Inc.

Assignor: PPG Industries, Inc.

Contract record no.: 2012990000336

Date of cancellation: 20170320

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20090812

Assignee: PPG Ind Ohio Inc.

Assignor: PPG Industries, Inc.

Contract record no.: 2017990000096

Denomination of invention: Multi-layer composites formed from compositions having improved adhesion

Granted publication date: 20120104

License type: Common License

Record date: 20170329