CN108250886A - 用于涂覆基底的包含粘合剂组分的涂料组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于涂覆基底的包含粘合剂组分的涂料组合物。本文中提供了用于涂覆基底的涂料组合物。所述涂料组合物包含第一聚合物,所述第一聚合物包含具有酸官能团或其衍生物的第一聚合物结合部分。所述涂料组合物还包含第二聚合物,所述第二聚合物包含具有胺官能团的第二聚合物结合部分。所述涂料组合物还包含溶剂。所述第一聚合物基本上不含胺官能团,并且所述第二聚合物基本上不含酸官能团,或其衍生物。所述酸官能团和所述胺官能团至少在将所述涂料组合物施用于所述基底之后彼此基本上具有反应性。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月29日提交的美国临时申请第62/440,121号和2017年11月6日提交的美国专利申请第15/804,557号的优先权,该美国临时申请第62/440,121号和美国专利申请第15/804,557号在此通过引用整体并入本文。
技术领域
技术领域一般地涉及用于涂覆基底的包含第一聚合物和第二聚合物的涂料组合物。
背景技术
涂料组合物被用于形成涂层,例如底漆层(primer layer)、底涂层(basecoatlayer)和透明涂层(clearcoat layer),用于保护和装饰目的。这些涂料组合物可以用于汽车OEM和整修表面涂层应用中并为下面的基底提供保护层,并且还可以具有美学上令人愉悦的价值。目前,汽车涂层通常是多层涂层系统,包括上覆盖底涂层的透明涂层,其中底涂层上覆盖一个或更多个另外的层,例如底漆层和电涂层(electrocoat layer)。
在整修表面涂层应用中,顾客期望高生产率和优异的性能。为了实现期望的生产率,涂料组合物优选能够在相对短的时间段内在环境温度或略微升高的温度下干燥。然而,许多现今的快干涂料组合物不满足期望的性能要求,例如优异的抗石击性(stone-chipresistance)、耐湿性、层间和层内粘附性以及外观。此外,如果涂层(例如底涂层)在随后施用上覆盖底涂层的透明涂料组合物以形成透明涂层之前未充分干燥,则施用面涂层(topcoat)组合物将干扰底涂层,并且底涂层的外观会受到不利影响。例如,含有特殊效果颜料(例如金属和珠光薄片颜料)的底涂料组合物的薄片控制和金属外观(即“视角闪色(downflop)”)将由于其间界面处底涂层和透明涂层的混合干扰薄片颜料而受损害。
因此,期望提供具有短的干燥时间和优异的性能的涂料组合物。此外,结合该背景技术,其他期望的特征和特性将从随后的详细描述和所附权利要求中变得明显。
发明内容
本文中提供了用于涂覆基底的涂料组合物。所述涂料组合物包含第一聚合物,所述第一聚合物包含具有酸官能团或其衍生物的第一聚合物结合部分。所述涂料组合物还包含第二聚合物,所述第二聚合物包含具有胺官能团的第二聚合物结合部分。所述涂料组合物还包含溶剂。第一聚合物基本上不含胺官能团,第二聚合物基本上不含酸官能团或其衍生物。酸官能团和胺官能团至少在将涂料组合物施用于基底之后彼此基本上具有反应性。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅仅是示例性的,并且不旨在限制如本文中描述的涂料组合物。此外,不旨在受到前述背景技术或以下的详细描述中提出的任何理论的限制。
本文中提供了用于涂覆基底的涂料组合物。所述涂料组合物可用于涂覆本领域已知的任何类型的基底。在一些实施方案中,基底是车辆、汽车或机动车辆。“车辆”或“汽车”或“机动车辆”包括汽车,例如轿车、厢式货车、小型货车、公共汽车、SUV(sports utilityvehicle,运动型多用途车);卡车;半拖车(semi truck);拖拉机;摩托车;拖车;ATV(allterrain vehicle,全地形车);轻型货车(pickup truck);重型搬运机(heavy dutymover),例如推土机、移动式起重机(mobile crane)和土方机械(earth mover);飞机;船;船舶;和其他运输方式。涂料组合物也可用于在工业应用,例如建筑物、围栏、固定结构、桥梁、管道、纤维素材料如木材、纸、纤维等中涂覆基底。
涂料组合物包含第一聚合物、第二聚合物和溶剂。在一些实施方案中,第一聚合物和第二聚合物被认为是粘合剂聚合物组分的一部分。术语“粘合剂聚合物组分”是指涂料组合物的成膜成分。通常,粘合剂聚合物组分可以包含聚合物、低聚物、及其组合,这些对于形成具有期望特性(例如硬度、保护、粘附性等)的涂层是必需的。术语“粘合剂聚合物组分”可不包含另外的组分,例如溶剂、颜料、催化剂、流变改性剂、抗氧化剂、UV稳定剂和吸收剂、流平剂、消泡剂、防缩孔剂或其他常规添加剂,除非这些另外的组分中的任一种是涂料组合物的成膜成分。这些另外的组分中的一种或更多种可以包含在涂料组合物中。在某些实施方案中,“粘合剂聚合物组分”至少不包含颜料和溶剂。在一些实施方案中,并且如下面更详细描述的,涂料组合物还包含其他组分,例如非官能聚合物、颜料和添加剂。涂料组合物还可以包含如本文中描述的交联剂。
第一聚合物包含具有酸官能团或其衍生物的第一聚合物结合部分。酸官能团的衍生物可包括在一个或更多个步骤中由另一种化合物形成的任何酸官能团,例如通过封闭酸官能团的酸功能性或通过用烷基和酰基取代氢原子。第二聚合物包含具有胺官能团的第二聚合物结合部分。酸官能团和胺官能团至少在将涂料组合物施用于基底之后彼此基本上具有反应性。关于酸官能团和胺官能团彼此的反应性的术语“基本上”意指基于分别具有较低摩尔浓度的酸官能团和胺官能团的第一聚合物或第二聚合物,至少60%、或者至少75%、或者至少85%、或者至少90%、或者至少95%、或者可替选地至少99%的酸官能团和胺官能团可用于彼此的反应性(即,反应程度)。酸官能团和胺官能团可通过非共价键合(例如离子键合)相互作用。在一些实施方案中,当第一和第二聚合物溶解在溶剂(例如极性溶剂)中时,酸官能团与胺官能团之间的离子相互作用最小化,从而得到表现出最小胶凝化的涂料组合物。另外在一些实施方案中,在溶剂蒸发之后,例如在将涂料组合物施用于基底之后,酸官能团与胺官能团之间的离子相互作用最大化,从而形成在固化后具有改善的涂层性能(例如粘附性)的涂层。
第一聚合物基本上不含胺官能团,并且第二聚合物基本上不含酸官能团。在一些实施方案中,使第一聚合物中的胺官能团的量最小化以减少第一聚合物的酸官能团与第一聚合物的任何剩余胺官能团之间的分子内相互作用的发生。另外在一些实施方案中,使第二聚合物中的酸官能团的量最小化以减少第二聚合物的胺官能团与第二聚合物的任何剩余酸官能团之间的分子内相互作用的发生。关于第一聚合物中胺官能团的存在的术语“基本上不含”意指基于混合物的总重量,用于形成第一聚合物的混合物包含小于0.1重量%、或者小于0.05重量%、或者小于0.01重量%、或者小于0.005重量%、或者可替选地小于0.001重量%的胺官能团。关于第二聚合物中酸官能团的存在的术语“基本不含”意指基于混合物的总重量,用于形成第二聚合物的混合物包含小于0.1重量%、或者小于0.05重量%、或者小于0.01重量%、或者小于0.005重量%、或者可替选地小于0.001重量%的酸官能团。
基于涂料组合物的粘合剂聚合物组分的总重量,第一聚合物可以以约1重量%至约90重量%、或者约5重量%至约90重量%、或者约5重量%至约80重量%、或者可替选地约5重量%至约60重量%的量用于涂料组合物中。基于涂料组合物的粘合剂聚合物组分的总重量,第二聚合物可以以约1重量%至约90重量%、或者约5重量%至约90重量%、或者约5重量%至约80重量%、或者约5重量%至约60重量%的量用于涂料组合物中。在一些实施方案中,第一聚合物的酸官能团和第二聚合物的胺官能团以酸官能团与胺官能团的摩尔比为约10:1至约1:10、或者约5:1至约1:5、或者可替选地约4:1至约1:4用于涂料组合物中。
第一聚合物包含具有酸官能团或其衍生物的第一聚合物结合部分。第一聚合物结合部分可以是第一聚合物的骨架的至少一部分,可以是第一聚合物的侧链,可以接枝至第一聚合物,或其组合。第一聚合物可包含多于一个第一聚合物结合部分,其中所述聚合物结合部分在第一聚合物的任何位置。在某些实施方案中,第一聚合物结合部分是第一聚合物。第一聚合物结合部分可由酸官能单体、酸官能低聚物、酸官能大分子单体或其组合形成。在实施方案中,例如在当第一聚合物为基于丙烯酸的聚合物的实施方案中,单体、低聚物或大分子单体包含可聚合双键,例如烯键式不饱和双键。然而,应当理解,第一聚合物可以是如下所述的基于聚酯的聚合物或基于聚氨酯的聚合物。在一些实施方案中,第一聚合物是共聚物。共聚物可以是无规共聚物、交替共聚物、周期共聚物、统计共聚物、嵌段共聚物、或接枝共聚物。共聚物可为线性或支化的。
酸官能团或其衍生物可为羧酸基团、磺酸基团、磷酸基团、酸酐基团、或其组合。第一聚合物结合部分可具有多于一种类型的酸官能团或其衍生物。在某些实施方案中,酸官能团或其衍生物是羧酸基团。
在一些实施方案中,第一聚合物结合部分由包含酸官能单体的第一聚合物单体混合物聚合。在某些实施方案中,酸官能单体选自以下的组:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、油酸、肉桂酸、戊烯二酸、粘康酸、十一碳烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸、及其组合。在一些实施方案中,第一聚合物单体混合物可包含任何酸官能单体的酸酐。合适的酸酐包括马来酸酐和衣康酸酐。在这些实施方案中,酸酐单体可水解以形成相应的羧基。应当理解,第一聚合物单体混合物可包含酸官能单体和酸酐单体。在第一聚合物聚合之后,在将第一聚合物配制成涂料组合物之后,或者在将涂料组合物施用于基底上之后,第一聚合物的酸酐基团可以水解以形成酸官能团。
在一些实施方案中,基于第一聚合物单体混合物的总重量,第一聚合物单体混合物包含约0.1重量%至约12重量%、或者约0.5重量%至约10重量%、或者约0.5重量%至约8重量%、或者可替选地约1重量%至约5重量%的量的酸官能单体或其衍生物。不受理论约束,认为由包含大于12重量%的量的酸官能单体的聚合物单体混合物聚合的聚合物将导致具有湿度敏感性的涂料组合物,并且由于与第二聚合物的反应性而导致涂料组合物的胶凝化。不受理论约束,还认为由包含小于0.1重量%的量的酸官能单体的聚合物单体混合物聚合的聚合物将导致与第二聚合物不充分反应的聚合物。
第一聚合物的重均分子量可为约2,000至约200,000、或者约8,000至约200,000、或者可替选地约10,000至约200,000的量。除非另外指明,否则本文中公开的“分子量”可以通过使用聚苯乙烯作为标准物的凝胶渗透色谱法(GPC)确定。第一聚合物的多分散性可为约1.05至约10.0、或者约1.2至约8、或者可替选地约1.5至约5的量。第一聚合物的Tg可为约-50℃至约100℃、或者约-30℃至约100℃、或者约-5℃至约100℃、或者约0℃至80℃、或者可替选地约10℃至约60℃。“Tg”意指聚合物的玻璃化转变温度,并且可以通过差示扫描量热法(DSC)测量,或者可以如由Fox in Bull.Amer.Physics Soc.,1,3,第123页(1956)描述的计算。应当理解,第一聚合物的Tg可取决于所使用的聚合物的类型,例如,基于聚酯的聚合物的Tg可为约-50℃至约40℃,基于丙烯酸的聚合物的Tg可为约-5℃至约100℃,以及聚氨酯聚合物的Tg可为-50℃至约100℃。不受理论约束,认为具有上述重均分子量的第一聚合物提供了表现出最小的胶凝化和改善的涂层性能(例如改善的粘附性)的涂料组合物。特别地,重均分子量小于2,000的聚合物可在与第二聚合物反应和固化之前从涂料组合物中分离,因此导致具有较差性能的涂层。此外,即使重均分子量小于2,000的聚合物不从涂料组合物中分离,聚合物也可能基本上不会有助于形成涂膜。相比之下,重均分子量大于200,000的聚合物可导致具有不适合于涂料组合物的喷涂施用的粘度的涂料组合物。第一聚合物可以包含一种或更多种各自至少具有酸官能团或其衍生物的聚合物。每种聚合物可以具有多于一种类型的酸官能团或其衍生物。
第二聚合物包含具有胺官能团的第二聚合物结合部分。胺官能团可为伯胺、仲胺或叔胺。第二聚合物结合部分可以是第二聚合物的骨架的至少一部分,可以是第二聚合物的侧链,可以接枝至第二聚合物,或其组合。第二聚合物可包含多于一个第二聚合物结合部分,其中所述聚合物结合部分在第二聚合物的任何位置。在某些实施方案中,第二聚合物结合部分是第二聚合物。第二聚合物结合部分可由胺官能单体、胺官能低聚物、胺官能大分子单体或其组合形成。在实施方案中,例如在当第二聚合物为基于丙烯酸的聚合物的实施方案中,单体、低聚物或大分子单体包含可聚合双键,例如烯键式不饱和双键。然而,应当理解,第二聚合物可为如下所述的基于聚酯的聚合物或基于聚氨酯的聚合物。在实施方案中,第二聚合物是共聚物。共聚物可以是无规共聚物、交替共聚物、周期共聚物、统计共聚物、嵌段共聚物、或接枝共聚物。共聚物可为线性或支化的。
在一些实施方案中,第二聚合物结合部分可由包含胺官能单体、羧基官能单体或其组合的第二聚合物单体混合物聚合。在一个实施方案中,第二聚合物结合部分可由包含胺官能单体的第二聚合物单体混合物聚合。胺官能单体可选自甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯(t-BAEMA)、丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEA)及其组合的组。在另一个实施方案中,第二聚合物结合部分由包含羧基官能单体的第二聚合物单体混合物聚合。羧基官能单体可为甲基丙烯酸。在当第二聚合物由羧基官能单体(例如甲基丙烯酸)聚合的实施方案中,使第二聚合物与亚胺化合物(例如丙烯亚胺)反应,以形成伯胺官能团。仲胺官能团可由t-BAEMA聚合。或者,仲胺官能团可由包含环氧官能团和胺化合物(例如伯胺)的聚合物聚合。叔胺官能团可由丙烯酸N,N-二烷基氨基烷基酯(例如丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯和丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯)和甲基丙烯酸N,N-二烷基氨基烷基酯(例如甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯和甲基丙烯酸N,N-二乙基氨基乙酯)聚合。应当理解,第二聚合物的胺官能团可包含保护基团,其与胺官能团配合以选择性地抑制胺官能团的胺功能性,例如当第二聚合物在施用之前和/或在固化之前处于溶解状态时。然而,应当理解,在使用之前保护基团从胺官能团中分离以允许胺官能团的胺功能性,例如在施用之前、施用后或固化后。
在一些实施方案中,基于第二聚合物单体混合物的总重量,第二聚合物单体混合物包含约0.1重量%至约15重量%、或者约0.5重量%至约12重量%、或者约0.5重量%至约10重量%、或者可替选地约1重量%至约7重量%的量的胺官能单体。不受理论约束,认为由包含大于15重量%的量的胺官能单体的聚合物单体混合物聚合的聚合物将由于与第一聚合物的反应性而导致涂料组合物的胶凝化。不受理论约束,还认为由包含小于0.1重量%的量的胺官能单体的聚合物单体混合物聚合的聚合物将导致与第一聚合物不充分反应的聚合物。
第二聚合物的重均分子量可为约2,000至约200,000、或者约8,000至约200,000、或者可替选地约10,000至约200,000的量。第二聚合物的多分散性可为约1.05至约10.0、或者约1.2至约8、或者约1.5至约5的量。第二聚合物的Tg可为约-50℃至约100℃、或者约-30℃至约100℃、或者约-5℃至约100℃、或者约0℃至80℃、或者可替选地约10℃至约60℃。应当理解,第二聚合物的Tg可取决于所使用聚合物的类型,例如,基于聚酯的聚合物的Tg可为约-50℃至约40℃,基于丙烯酸的聚合物的Tg可为约-5℃至约100℃,以及聚氨酯聚合物的Tg可为-50℃至约100℃。不受理论约束,认为具有上述重均分子量的第二聚合物提供了表现出最小的胶凝化和改善的涂覆性能(例如改善的粘附性)的涂料组合物。特别地,重均分子量小于2,000的聚合物可在与第一聚合物反应和固化之前从涂料组合物中分离,因此导致具有较差性能的涂层。重均分子量小于2,000且因此不适合作为涂料组合物的第二聚合物的聚合物的实例包括但不限于小的含胺分子,例如三乙胺和丙胺。此外,即使重均分子量小于2,000的聚合物不从涂料组合物中分离,聚合物也可能基本上不会有助于形成涂膜。相比之下,重均分子量大于200,000的聚合物可导致具有不适合于涂料组合物的喷涂施用的粘度的涂料组合物。第二聚合物可以包含一种或更多种各自至少具有胺官能团的聚合物。每种聚合物可以具有多于一种类型的胺官能团。
在一些实施方案中,第一聚合物、第二聚合物或第一聚合物和第二聚合物两者具有可交联官能团,例如异氰酸酯反应性基团。术语“可交联官能团”是指位于低聚物中的官能团,聚合物中的官能团,聚合物骨架中的官能团,聚合物骨架的侧基中的官能团,位于聚合物骨架末端的官能团,或其组合,其中这些官能团能够与交联官能团交联(在固化步骤期间)以产生交联结构形式的涂层。
典型的可交联官能团可以包括羟基、硫醇基、异氰酸酯、硫代异氰酸酯、乙酰乙酰氧基、羧基、伯胺、仲胺、环氧基、酸酐、酮亚胺、醛亚胺、或其可行的组合。一些其他的官能团,例如原酸酯、原碳酸酯或一旦环结构被打开可以产生羟基或胺基的环酰胺,也可以适合作为可交联官能团。
在某些实施方案中,可交联官能团是羟基官能团。羟基官能团可以是伯羟基、仲羟基或其组合。具有羟基官能团的第一聚合物可由还包含羟基官能单体的第一聚合物单体混合物聚合。具有羟基官能团的第二聚合物可由还包含羟基官能单体的第二聚合物单体混合物聚合。用于形成伯羟基的羟基官能单体的非限制性实例包括甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)和丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)。用于形成仲羟基的羟基官能单体的非限制性实例包括甲基丙烯酸羟基丙酯(HPMA)和丙烯酸羟基丙酯(HPA)。在某些实施方案中,羟基官能单体选自(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯及其组合的组。应当理解,第一聚合物的羟基官能团的选择不依赖于第二聚合物的羟基官能团的选择,反之亦然。在另一些实施方案中,可交联官能团是硫醇官能团。在多个实施方案中,第二聚合物的胺官能团是第二聚合物的唯一可交联官能团,因为胺官能团可用于与第一聚合物的酸官能团反应并且对与异氰酸酯交联具有反应性。
在一些实施方案中,第一聚合物、第二聚合物或第一聚合物和第二聚合物两者由除了包含酸官能团和胺官能团的单体以外的另外的单体聚合,例如本领域已知的任何丙烯酸类单体和本领域已知的任何烯键式不饱和单体。这些另外的单体的非限制性实例包括未经取代的或经取代的丙烯酸烷基酯,例如在烷基中具有1至20个碳原子的丙烯酸烷基酯;甲基丙烯酸烷基酯,例如在烷基中具有1至20个碳原子的甲基丙烯酸烷基酯;脂环族丙烯酸酯;脂环族甲基丙烯酸酯;丙烯酸芳基酯;甲基丙烯酸芳基酯;其他烯键式不饱和单体,例如丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-烷基甲基丙烯酰胺、N,N-二烷基丙烯酰胺、N,N-二烷基甲基丙烯酰胺;乙烯基芳族化合物,例如苯乙烯,及其组合。其他非限制性实例包括非官能丙烯酸类单体,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯(所有异构体)、甲基丙烯酸丁酯(所有异构体)、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯腈、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯(所有异构体)、丙烯酸丁酯(所有异构体)、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯腈等。另外的非限制性实例包括其他烯键式不饱和单体,例如乙烯基芳族化合物。乙烯基芳族化合物的非限制性实例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯和乙烯基甲苯。在某些实施方案中,第一聚合物、第二聚合物或第一聚合物和第二聚合物两者由选自以下的组的另外的单体聚合:苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、及其组合。应当理解,用于第一聚合物的另外的单体的选择不依赖于用于第二聚合物的另外的单体的选择,反之亦然。
在一个示例性实施方案中,第一聚合物包含苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯和甲基丙烯酸的反应产物。苯乙烯可以以约10重量%至约50重量%、或者约20重量%至约40重量%、或者可替选地约25重量%至约35重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。丙烯酸丁酯可以以约10重量%至约50重量%、或者约20重量%至约40重量%、或者可替选地约25重量%至约35重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。丙烯酸异冰片酯可以以约1重量%至约40重量%、或者约10重量%至约30重量%、或者可替选地约15重量%至约25重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。甲基丙烯酸2-羟基乙酯可以以约0.1重量%至约30重量%、或者约1重量%至约20重量%、或者可替选地约3重量%至约12重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。甲基丙烯酸羟基丙酯可以以约0.1重量%至约30重量%、或者约1重量%至约20重量%、或者可替选地约3重量%至约12重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。甲基丙烯酸可以以约0.1重量%至约12重量%、或者约1重量%至约9重量%、或者可替选地约3重量%至约7重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。
在另一个示例性实施方案中,第一聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯和甲基丙烯酸的反应产物。甲基丙烯酸甲酯可以以约10重量%至约50重量%、或者约20重量%至约40重量%、或者可替选地约25重量%至约35重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。甲基丙烯酸丁酯可以以约5重量%至约45重量%、或者约15重量%至约35重量%、或者可替选地约20重量%至约30重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。丙烯酸乙基己酯可以以约5重量%至约45重量%、或者约15重量%至约35重量%、或者可替选地约20重量%至约30重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。甲基丙烯酸2-羟基乙酯可以以约0.1重量%至约40重量%、或者约10重量%至约30重量%、或者可替选地约15重量%至约25重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。甲基丙烯酸可以以约0.1重量%至约12重量%、或者约0.1重量%至约8重量%、或者可替选地约0.1重量%至约4重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。
在另一个示例性实施方案中,第一聚合物包含苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯,丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯和丙烯酸的反应产物。苯乙烯可以以约1重量%至约50重量%、或者约10重量%至约30重量%、或者可替选地约15重量%至约25重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。甲基丙烯酸甲酯可以以约1重量%至约50重量%、或者约10重量%至约40重量%、或者可替选地约20重量%至约30重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。甲基丙烯酸丁酯可以以约1重量%至约50重量%、或者约10重量%至约30重量%、或者可替选地约15重量%至约25重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。丙烯酸乙基己酯可以以约1重量%至约50重量%、或者约10重量%至约40重量%、或者可替选地约20重量%至约30重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。甲基丙烯酸2-羟基乙酯可以以约0.1重量%至约40重量%、或者约5重量%至约20重量%、或者可替选地约5重量%至约15重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。丙烯酸可以以约0.1重量%至约12重量%、或者约0.1重量%至约8重量%、或者可替选地约0.1重量%至约4重量%的量使用,各自基于第一聚合物的总重量。
在一个示例性实施方案中,第二聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯的反应产物。甲基丙烯酸甲酯可以以约60重量%至约90重量%、或者约70重量%至约85重量%、或者可替选地约75重量%至约81重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。丙烯酸丁酯可以以约5重量%至约25重量%、或者约10重量%至约20重量%、或者可替选地约12重量%至约18重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯可以以约0.1重量%至约12重量%、或者约3重量%至约10重量%、或者可替选地约5重量%至约9重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。
在另一个示例性实施方案中,第二聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯的反应产物。甲基丙烯酸甲酯可以以约60重量%至约90重量%、或者约70重量%至约85重量%、或者约75重量%至约81重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。丙烯酸乙酯可以以约5重量%至约25重量%、或者约10重量%至约20重量%、或者可替选地约12重量%至约18重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯可以以约0.1重量%至约12重量%、或者约3重量%至约10重量%、或者可替选地约5重量%至约9重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。
在另一个示例性实施方案中,第二聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯的反应产物。甲基丙烯酸甲酯可以以约60重量%至约90重量%、或者约70重量%至约85重量%、或者可替选地约75重量%至约81重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。丙烯酸丁酯可以以约5重量%至约25重量%、或者约10重量%至约20重量%、或者可替选地约12重量%至约18重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯可以以约0.1重量%至约12重量%、或者约3重量%至约10重量%、或者可替选地约5重量%至约9重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。
在另一个示例性实施方案中,第二聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯的反应产物,以及甲基丙烯酸和丙烯亚胺的反应产物。甲基丙烯酸甲酯可以以约65重量%至约95重量%、或者约73重量%至约87重量%、或者可替选地约77重量%至约83重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。丙烯酸乙酯可以以约5重量%至约25重量%、或者约10重量%至约20重量%、或者可替选地约12重量%至约18重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。甲基丙烯酸可以以约0.1重量%至约12重量%、或者约1重量%至约7重量%、或者可替选地约2重量%至约6重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。丙烯亚胺可以以约0.1重量%至约12重量%、或者约1重量%至约7重量%、或者可替选地约1重量%至约5重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。
在另一个示例性实施方案中,第二聚合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯和丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯的反应产物。甲基丙烯酸甲酯可以以约60重量%至约90重量%、或者约70重量%至约85重量%、或者可替选地约75重量%至约81重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。丙烯酸丁酯可以以约0.1重量%至约15重量%、或者约1重量%至约15重量%、或者可替选地约3重量%至约8重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。丙烯酸2-羟基乙酯可以以约0.1重量%至约25重量%、或者约1重量%至约17重量%、或者可替选地约7重量%至约13重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯可以以约0.1重量%至约12重量%、或者约1重量%至约10重量%、或者可替选地约4重量%至约10重量%的量使用,各自基于第二聚合物的总重量。
第一聚合物、第二聚合物或第一聚合物和第二聚合物两者独立地选自线性或支化的丙烯酸类聚合物、线性或支化的聚酯聚合物、聚氨酯聚合物、或其组合。“丙烯酸类聚合物”意指包含聚合的“(甲基)丙烯酸酯”(其意指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯)的聚合物,任选地与其他烯键式不饱和单体,例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈和乙烯基芳族化合物如苯乙烯共聚。
在一些实施方案中,第一聚合物、第二聚合物或第一聚合物和第二聚合物两者是聚酯聚合物。聚酯聚合物可为线性或支化的。有用的聚酯可以包括脂肪族或芳香族二羧酸、多元醇、二醇、芳香族或脂肪族环状酸酐和环状醇的酯化产物。应当理解,用于第一聚合物的聚酯的选择不依赖于用于第二聚合物的聚酯的选择,反之亦然。
合适的脂环族多羧酸的非限制性实例为四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、1,2-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、4-甲基六氢邻苯二甲酸、内亚甲基四氢邻苯二甲酸、三环癸烷二羧酸、内亚乙基六氢邻苯二甲酸、樟脑酸、环己烷四羧酸和环丁烷四羧酸。脂环族多羧酸不仅可以以其顺式形式使用,而且可以以其反式形式和作为两种形式的混合物使用。合适的多羧酸的另外的非限制性实例可以包括芳香族和脂肪族多羧酸,例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、卤代邻苯二甲酸(例如四氯或四溴邻苯二甲酸)、己二酸、戊二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、马来酸、偏苯三酸和均苯四酸。多元酸的组合,例如多羧酸和脂环族多羧酸的组合可以是合适的。多元醇的组合也可以是合适的。如果需要的话,还可包含一元酸(例如苯甲酸)以控制分子量。应当理解,虽然具有大于两个官能团的聚酯和多元醇可以用于产生更多的支化点,但是应当控制由于支化而导致的官能团的量以防止胶凝化。
非限制性的合适的多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、二甘醇、环己二醇、环己烷二甲醇、三甲基戊二醇、乙基丁基丙二醇、双三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、二季戊四醇、聚乙二醇和聚丙二醇。如果需要的话,还可包含一元醇(例如,丁醇、辛醇、月桂醇),乙氧基化或丙氧基化的酚类与多元醇以控制分子量。
合适的聚酯的非限制性实例包括支化的共聚酯聚合物。美国专利第6,861,495号(其在此通过引用并入)中描述的支化的共聚酯聚合物及生产方法可以是合适的。可以使用诸如AxBy(x、y独立地=1至3)类型的具有多官能团的单体,包括具有一个羧基和两个羟基、两个羧基和一个羟基、一个羧基和三个羟基、或者三个羧基和一个羟基的单体来产生支化结构。这样的单体的非限制性实例包括2,3-二羟基丙酸、2,3-二羟基2-甲基丙酸、2,2-二羟基丙酸、2,2-双(羟甲基)丙酸等。
支化的共聚酯聚合物可以常规地由包含选自羟基羧酸、羟基羧酸的内酯及其组合的组的扩链剂以及一种或更多种支化单体的单体混合物聚合。一些合适的羟基羧酸包括乙醇酸、乳酸、3-羟基丙酸、3-羟基丁酸、3-羟基戊酸和羟基新戊酸(pyvalic acid)。一些合适的内酯包括己内酯、戊内酯;以及相应的羟基羧酸(例如,3-羟基丙酸、3-羟基丁酸、3-羟基戊酸和羟基新戊酸)的内酯。在某些实施方案中,可以使用己内酯。在一些实施方案中,可以通过使包含扩链剂和超支化单体的单体混合物一步聚合,或者通过首先使超支化单体聚合,随后使扩链剂聚合来产生支化的共聚酯聚合物。应当理解,支化的共聚酯聚合物可以由丙烯酸核与上述延伸单体形成。
在当第一聚合物是聚酯聚合物(在本文中也称为“酸官能聚酯”)的实施方案中,可通过在合成中使用过量的二酸或酸酐与多元醇或本领域技术人员已知的其他方法来产生第一聚合物,以确保聚合物链在线性或支化结构中以酸官能团封端。或者,在聚合物链的末端位置具有羟基的聚酯可以与二酸或酸酐后反应以形成酸官能团。
在当第二聚合物是聚酯聚合物(在本文中也称为“胺官能聚酯”)的实施方案中,可以通过在合成中包括胺官能多元醇如叔胺官能多元醇与多元酸和多元醇或本领域技术人员已知的其他方法来产生第二聚合物。仅具有一个能够与酸或酸酐缩合的反应性基团且在聚合物链的末端位置放置叔胺官能团的单体的非限制性实例包括N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、1-二甲基氨基-2-丙醇、3-二甲基氨基-1-丙醇、2-二甲基氨基-2-甲基-1-丙醇等。可以沿着聚合物链放置胺官能团的具有叔胺基团的多羟基的非限制性实例包括简单的化合物,例如N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、N,N-二丁基乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺,以及以商品名(一个叔胺氮原子)和(两个叔胺氮原子)从Akzo Nobel N.V.of Amsterdam,Netherlands商购的化合物。第二聚合物也可以经历后聚合,例如通过使上述含有羧酸的聚酯聚合物与合适的胺化合物如丙烯亚胺反应。
在一些实施方案中,第一聚合物、第二聚合物或第一聚合物和第二聚合物两者是聚氨酯聚合物。聚氨酯可以由多元醇和多异氰酸酯产生。多元醇可以是具有至少两个羟基官能团或两个巯基官能团的聚合物或低聚物有机种类及其混合物。具有末端羟基的聚酯和聚碳酸酯可以有效地用作二醇。
在一些实施方案中,聚氨酯聚合物的生产是本领域技术人员已知的,特别地,聚氨酯聚合物可通过使过量多异氰酸酯与多元醇反应来产生。在某些实施方案中,利用由经验和结构式限定的低摩尔质量多元醇(例如多元醇)来形成聚氨酯聚合物。多元醇的非限制性实例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、二甘醇、环己二醇、环己烷二甲醇、三甲基戊二醇、乙基丁基丙二醇、双三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、二季戊四醇、聚乙二醇和聚丙二醇。在另一些实施方案中,利用数均摩尔质量为例如至多8000、或者至多5000、或者至多2000的低聚或聚合多元醇和/或例如相应的羟基官能聚醚、聚酯或聚碳酸酯来形成聚氨酯聚合物。
合适的多异氰酸酯的非限制性实例包括芳香族、脂肪族或脂环族二异氰酸酯、三异氰酸酯或四异氰酸酯,包括具有异氰脲酸酯结构单元的多异氰酸酯,例如六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯;2分子二异氰酸酯(例如六亚甲基二异氰酸酯)和二醇(例如乙二醇)的加合物;六亚甲基二异氰酸酯的脲二酮;异佛尔酮二异氰酸酯的脲二酮或异佛尔酮二异氰酸酯;三羟甲基丙烷和间-四甲基二甲苯二异氰酸酯的加合物。本文中公开的其他多异氰酸酯也可以适用于生产聚氨酯。
在某些实施方案中,使用二醇和二异氰酸酯来形成聚氨酯聚合物以避免交联和形成将导致聚合物胶凝化的网络。扩链剂如二胺可以用于增加分子量。少量具有较高官能度水平的单体(例如三醇或三异氰酸酯)可以用于产生支化点和支化结构。然而,具有较高官能度水平的这些单体的浓度可能需要足够低以不引起聚合物交联和胶凝化。
在当第一聚合物为聚氨酯聚合物(在本文中也称为“酸官能聚氨酯”)的实施方案中,可以通过使处于预期酸基团浓度水平的作为二醇混合物的一部分的任何含酸基团的二醇与多异氰酸酯反应来有效地产生第一聚合物。这样的单体的实例包括2,3-二羟基丙酸、2,3-二羟基2-甲基丙酸、2,2-二羟基丙酸和2,2-双(羟甲基)丙酸。另外,可以通过使用低水平的仅具有一个可以与多异氰酸酯反应并使聚合物链封端的官能团的含酸单体在末端位置产生酸官能团。在分段合成中,使用过量多异氰酸酯以确保聚合物链首先用异氰酸酯基团封端。末端异氰酸酯基团转而用仅具有一个可以潜在地与多异氰酸酯反应的官能团的含酸单体处理。这样的单体的实例包括2-羟基丙酸、3-羟基丙酸、3-巯基丙酸等。
酸官能聚氨酯还可以通过使一种或更多种多元醇与一种或更多种多异氰酸酯反应来制备,其中在二醇混合物中包含低水平的二酸或酸酐,例如脂肪族或芳香族二羧酸酸酐二醇(取决于期望的酸基团浓度)。类似地,在分段合成中,具有末端羟基或硫醇基的线性或支化聚氨酯可以用二酸和/或酸酐后处理以产生末端酸官能团。
在一些实施方案中,当第二聚合物为聚氨酯聚合物(在本文中也称为“胺官能聚氨酯”)时,第二聚合物可以具有叔胺基团。可以通过在合成中使用低浓度(根据期望的分子量和支化程度)的具有一个或更多个叔胺官能团和一个或更多个能够与异氰酸酯基团反应的官能团的聚合物、低聚物或简单化合物来产生具有叔胺基团的胺官能聚氨酯。仅具有一个能够与异氰酸酯基团反应的反应性基团且在聚合物链的末端位置放置叔胺官能团的单体的非限制性实例包括N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、1-二甲基氨基-2-丙醇、3-二甲基氨基-1-丙醇、2-二甲基氨基-2-甲基-1-丙醇等。可以沿着聚合物链放置胺官能团的具有叔胺基团的多羟基的非限制性实例包括简单的化合物,例如N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-丁基二乙醇胺、N,N-二丁基乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺,以及以商品名(一个叔胺氮原子)和(两个叔胺氮原子)从Akzo NobelN.V.of Amsterdam,Netherlands商购的化合物。
具有伯胺基团的胺官能聚氨酯可以通过使酸官能聚氨酯(例如上述酸官能聚氨酯)的酸基团与亚胺化合物(例如丙烯亚胺)后反应来产生。或者,聚氨酯多元醇可以与过量的多异氰酸酯反应以确保在线性或支化结构中聚合物链以异氰酸酯基团封端。然后这些异氰酸酯基团可以水解以形成伯胺基团,从而形成胺官能聚氨酯。
如上所述,涂料组合物还包含溶剂。在一些实施方案中,溶剂是有机溶剂。有机溶剂可以是液体载体以分散和/或稀释上述成分并形成具有期望特性的涂料组合物。溶剂或溶剂共混物通常选自以下的组:芳族烃类,例如石脑油或二甲苯;酮类,例如甲基戊基酮、甲基异丁基酮、甲基乙基酮或丙酮;酯类,例如乙酸丁酯或乙酸己酯;二醇醚酯类,例如丙二醇单甲基醚乙酸酯;和醇类,例如异丙醇和丁醇,及其组合。添加的有机溶剂的量取决于期望的固体含量、期望的流变(例如,喷涂)特性以及涂料组合物的期望的VOC的量。基于涂料组合物的总重量,溶剂可以以约10重量%至约95重量%、或者约20重量%至约95重量%、或者可替选地约40重量%至约95重量%的量存在。
基于涂料组合物的总重量,涂料组合物的总固体含量可为约5重量%至约90重量%的量、或者约5重量%至约80重量%的量、或者可替选地约5重量%至约60重量%的量。
在一些实施方案中,涂料组合物是含溶剂的涂料组合物。在某些实施方案中,涂料组合物基本上不含水。关于涂料组合物中的水的量的术语“基本上不含”意指基于涂料组合物的总重量,涂料组合物包含小于5重量%、或者小于3重量%、或者小于2重量%、或者小于1重量%、或者小于0.1重量%的水。
同样如上文所介绍的,涂料组合物还可包含非官能聚合物。非官能聚合物可包括线性或支化丙烯酸类聚合物、线性或支化聚酯聚合物、聚氨酯聚合物、或其组合。术语“非官能聚合物”是指基本上不含酸官能团和胺官能团的聚合物。本文中使用的关于非官能聚合物基本上不含酸官能团和胺官能团的术语“基本上”意指非官能聚合物包含小于0.1重量%的酸官能团和胺官能团。非官能聚合物可具有不是酸官能团或胺官能团的其他官能团。
同样如上文所介绍的,涂料组合物还可包含交联剂,所述交联剂可以与第一聚合物、第二聚合物或第一聚合物和第二聚合物两者的可交联官能团反应以形成交联聚合物网络(在本文中称为交联网络)。虽然可以理解,涂料组合物提供改善的涂层性能,特别是层间粘附性而不与交联剂交联,但是可在涂料组合物中使用交联剂以进一步改善涂层性能。
术语“交联剂”是指具有“交联官能团”的组分,所述“交联官能团”是位于化合物、低聚物、聚合物的每个分子中的官能团,位于聚合物骨架中的官能团,聚合物骨架的侧基的官能团,位于聚合物骨架末端的官能团,或其组合,其中这些官能团能够与可交联官能团交联(在固化步骤期间)以产生交联结构形式的涂层。本领域普通技术人员将认识到,交联官能团和可交联官能团的某些组合将被排除,因为它们不能交联并产生成膜交联结构。涂料组合物可包含多于一种类型的具有相同或不同交联官能团的交联剂。典型的交联官能团可以包括羟基、硫醇、异氰酸酯、硫代异氰酸酯、乙酰乙酰氧基、羧基、伯胺、仲胺、环氧基、酸酐、酮亚胺、醛亚胺、原酸酯、原碳酸酯、环状酰胺、或其组合。
在一些实施方案中,可使用具有异氰酸酯官能团的多异氰酸酯作为交联剂以与可交联官能团如羟基官能团和胺官能团反应。在某些实施方案中,仅伯胺和仲胺官能团可与异氰酸酯官能团反应。合适的多异氰酸酯可以具有平均2至10、或者2.5至8、或者可替选地3至8个异氰酸酯官能团。通常,涂料组合物的多异氰酸酯上的异氰酸酯官能团与第一聚合物、第二聚合物或第一聚合物和第二聚合物两者的可交联官能团(例如,羟基和/或胺基)之比为约0.25:1至约3:1、或者约0.8:1至约2:1、或者可替选地约1:1至约1.8:1。在另一些实施方案中,可使用具有三聚氰胺官能团的三聚氰胺化合物作为交联剂以与可交联官能团反应。
合适的多异氰酸酯的实例包括任何常规使用的芳香族、脂肪族或脂环族二异氰酸酯、三异氰酸酯或四异氰酸酯,包括具有异氰脲酸酯结构单元的多异氰酸酯,例如,六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯;2分子二异氰酸酯(例如六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的脲二酮、异佛尔酮二异氰酸酯的脲二酮或异佛尔酮二异氰酸酯、间-四甲基二甲苯二异氰酸酯的异氰脲酸酯)和二醇(例如乙二醇)的加合物。
也可以使用具有异氰脲酸酯结构单元的多异氰酸酯官能加合物,例如,2分子二异氰酸酯(例如六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯)和二醇(例如乙二醇)的加合物;3分子六亚甲基二异氰酸酯和1分子水的加合物(可以商品名 N从BayerCorporation of Pittsburgh,Pennsylvania商购);1分子三羟甲基丙烷和3分子甲苯二异氰酸酯的加合物(可以商品名 L从Bayer Corporation of Pittsburgh,Pennsylvania商购);1分子三羟甲基丙烷和3分子异佛尔酮二异氰酸酯或诸如1,3,5-三异氰酸根合苯、2,4,6-三异氰酸根合甲苯的化合物的加合物;以及1分子季戊四醇和4分子甲苯二异氰酸酯的加合物。
同样如上文所介绍的,涂料组合物还可包含颜料。本领域已知用于涂料组合物的任何颜料均可用于涂料组合物中。合适的颜料的非限制性实例包括金属氧化物;金属氢氧化物;效果颜料,包括金属薄片、铬酸盐(例如铬酸铅)、硫化物、硫酸盐、碳酸盐、炭黑、二氧化硅、滑石、瓷土、酞菁蓝和酞菁绿、有机红、有机褐红、珠光颜料;其他有机颜料和染料;及其组合。如果需要的话,也可以使用无铬酸盐的颜料,例如偏硼酸钡、磷酸锌、三磷酸铝及其组合。
合适的效果颜料的另外的非限制性实例包括亮铝薄片、极细铝薄片、中等粒径铝薄片和亮中等粗铝薄片;涂覆有二氧化钛颜料的云母薄片,也被称为珍珠颜料;及其组合。合适的有色颜料的非限制性实例包括二氧化钛、氧化锌、氧化铁、炭黑、单偶氮标准色基玫瑰红(mono azo red toner)、氧化铁红、喹吖啶酮红褐、透明红氧化物、二嗪咔唑紫、铁蓝、阴丹士林蓝、钛酸铬、钛黄、单偶氮永久橙、铁黄、单偶氮苯并咪唑酮黄、透明黄氧化物、异吲哚啉黄、四氯异吲哚啉黄、蒽嵌蒽醌橙、铅铬黄、酞菁绿、喹吖啶酮红、红褐、喹吖啶酮紫、预加深的铬黄、硫靛红、透明红氧化物片、钼橙、钼橙红、及其组合。
同样如上文所介绍的,涂料组合物还可包含添加剂,例如催化剂、紫外光稳定剂和其他添加剂。涂料组合物还可包含催化剂以减少固化时间并允许涂料组合物在环境温度下固化。环境温度通常是指18℃至35℃范围内的温度。典型的催化剂包括有机金属盐,例如二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二氯化二丁基锡、二溴化二丁基锡、环烷酸锌;含有叔氨基的化合物,例如三乙胺;三苯基硼、钛酸四异丙酯、钛酸三乙醇胺螯合物、二氧化二丁基锡、二辛酸二丁基锡、辛酸锡、钛酸铝、铝螯合物、锆螯合物,烃卤化物如乙基三苯基碘化物和其他这样的盐,以及本领域技术人员已知的其他催化剂或其组合。
涂料组合物还可包含紫外光稳定剂。这样的紫外光稳定剂的非限制性实例包括紫外光吸收剂、屏蔽剂、猝灭剂和受阻胺光稳定剂。还可以将抗氧化剂添加到涂料组合物中。典型的紫外光稳定剂可以包括二苯甲酮、三唑、三嗪、苯甲酸酯/盐、受阻胺及其混合物。可以使用受阻胺光稳定剂的共混物,例如328和123,所有均以商品名从Ciba Specialty Chemicals of Tarrytown,New York商购。
合适的紫外光吸收剂的非限制性实例包括羟基苯基苯并三唑,例如2-(2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔戊基-苯基)-2H-苯并三唑、2[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基苄基)苯基]-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基丙酸酯)-2H-苯并三唑和重均分子量为300的聚乙烯醚二醇的反应产物、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-异-辛基丙酸酯)-2H-苯并三唑;羟基苯基s-三嗪,例如2-[4((2,-羟基-3-十二烷氧基/十三烷氧基丙基)-氧基)-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[4(2-羟基-3-(2-乙基己基)-氧基)-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)1,3,5-三嗪、2-(4-辛氧基-2-羟基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪;羟基二苯甲酮紫外线吸收剂,例如2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮和2-羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮。
合适的受阻胺光稳定剂的非限制性实例包括N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-2-十二烷基琥珀酰亚胺、N-(1乙酰基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-2-十二烷基琥珀酰亚胺、N-(2羟基乙基)-2,6,6,6-四甲基哌啶-4-醇-琥珀酸共聚物、1,3,5三嗪-2,4,6-三胺、N,N”’-[1,2-乙二基双[[[4,6-双[丁基(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)氨基]-1,3,5-三嗪-2-基]亚氨基]-3,1-丙二基]]双[N,N”’-二丁基-N’,N”’-双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)]、聚-[[6-[1,1,3,3-四甲基丁基]-氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚氨基]-1,6-己烷二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-亚氨基])、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)[3,5双(1,1-二甲基乙基-4-羟基-苯基)甲基]丁基丙二酸酯、8-乙酰基-3-十二烷基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺(4,5)癸烷-2,4-二酮、和十二烷基/十四烷基-3-(2,2,4,4-四甲基-2l-氧代-7-氧杂-3,20-二氮杂二螺(5.1.11.2)二十一烷-20-基)丙酸酯。
合适的抗氧化剂的非限制性实例包括四[亚甲基(3,5-二叔丁基羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷、3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸十八烷基酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮和苯丙酸、3,5-双(1,1-二甲基-乙基)-4-羟基-C7-C9支化烷基酯。在某些实施方案中,抗氧化剂包括氢过氧化物分解剂,例如 HCA(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)、磷酸三苯酯和其他有机磷化合物,例如来自Ciba Specialty Chemicals的 TNPP、来自Ciba Specialty Chemicals的168、来自GE Specialty Chemicals的626、来自Asahi Denka的Mark PEP-6、来自Asahi Denka的Mark HP-10、来自Ciba Specialty Chemicals的 P-EPQ、来自Albemarle的Ethanox 398、来自GESpecialty Chemicals的Weston 618、来自Ciba Specialty Chemicals的12、来自Ciba Specialty Chemicals的38、来自GE Specialty Chemicals的641、和来自Dover Chemicals的 S-9228。
涂料组合物还可包含本领域已知用于涂料组合物的其他添加剂。这样的添加剂的实例可以包括润湿剂、流平剂和流动控制剂,例如,以各自的商品名的 S(聚丙烯酸丁酯)、320和325(高分子量聚丙烯酸酯)、347(聚醚改性的硅氧烷);基于(甲基)丙烯酸类均聚物的流平剂;流变控制剂;增稠剂,例如部分交联的聚羧酸或聚氨酯;和消泡剂。添加剂可以以本领域技术人员熟悉的常规量使用。
根据交联剂的类型,本发明的涂料组合物可配制成单包装(one-pack)(1K)或双包装(two-pack)(2K)涂料组合物。单包装涂料组合物可以是风干型涂层(air-dry coating)或未活化涂层。术语“风干型涂层”或“未活化涂层”是指主要通过溶剂蒸发干燥且不需要交联以形成具有期望特性的涂膜的涂层。如果使用具有游离异氰酸酯基团的多异氰酸酯作为交联剂,则可以将涂料组合物配制成双包装涂料组合物,其中交联剂仅在临涂层施用之前与涂料组合物的其他组分混合。如果例如使用封端的多异氰酸酯作为交联剂,则可以将涂料组合物配制成单包装(1K)涂料组合物。可以在施用之前用本领域技术人员确定的有机溶剂将涂料组合物进一步调整至喷涂粘度。
“双包装涂料组合物”或“双组分涂料组合物”意指包含储存在分开的容器中的两种组分的热固性涂料组合物,这些容器通常被密封以增加涂料组合物的组分的储存期限。在使用之前将组分混合以形成罐装混合物(pot mix)。将罐装混合物作为期望厚度的层施用在基底表面(例如汽车车身或车身部件)上。施用后,使层在环境条件下固化或者在高温下烘烤固化以在基底表面上形成具有期望的涂层特性(例如高光泽度、光滑外观和耐久性)的涂层。
在一些实施方案中,涂料组合物是单包装涂料组合物。如上所述,第一聚合物中的酸官能团的量和第二聚合物中的胺官能团的量以及第一和第二聚合物的分子量已被配制成提供表现出最小的胶凝化和改善的涂层性能(例如改善的粘附性)的单包装涂料组合物。在一些实施方案中,交联剂可用于涂料组合物中,从而使涂料组合物成为双包装涂料组合物。然而,应当理解,在双包装涂料组合物中,第一聚合物和第二聚合物包含在同一包装中并且彼此暴露。
涂料组合物可用于在基底上形成涂层。所述涂层可用作底涂层、透明涂层、彩色涂层、面涂层、单级涂层、中涂层、底漆、封闭漆(sealer)、或其组合。在某些实施方案中,涂料组合物用于形成底涂层涂层。
术语“底涂层”是指不透明且提供大部分保护、颜色、遮盖(也称为“不透明”)和视觉外观的涂层。底涂层通常含有彩色颜料、效果颜料例如金属薄片颜料、流变控制剂、UV吸收剂和其他涂层添加剂。术语“底涂层涂料组合物”是指可以用于形成底涂层的涂料组合物。术语“底涂层”是指由底涂层涂料组合物形成的涂层。底涂层可以通过施用相同或不同底涂层涂料组合物的一个或更多个层来形成。在汽车涂层中,基底通常涂覆有底漆层用于保护和粘附,然后在底漆层上涂覆底涂层,任选地在底漆上涂覆封闭漆用于大部分保护、颜色和大部分视觉外观,并且随后在底涂层上涂覆透明涂层用于进一步的保护和视觉外观。有时,可以使用被称为“面涂层”的单一涂层来提供底涂层和透明涂层两者的功能。也可以使用另外的涂层。例如,在施用底漆层之前,金属基底可以用磷酸盐材料处理并涂覆有电涂层。
术语“中涂层”或“中间涂层”是指在多层涂层系统中位于底涂层与透明涂层之间的有色不透明涂层。为了获得一些独特且具有吸引力的颜色或视觉效果,汽车工业和其他涂层最终用途应用可以使用具有三个或更多个涂层的多层涂层系统代替传统的“底涂层和透明涂层”双层系统。多层系统通常可以至少包括第一有色且不透明的底涂层,沉积在底涂层的至少一部分上的第二透明彩色涂层,以及沉积在第二透明彩色涂层的至少一部分上的第三透明涂层。第二透明彩色涂层通常称为中间涂层,其包含有色颜料。中涂层通常被配制成透明的,因此下面的底涂层的颜色可以通过中涂层可见。
如上所述,第一聚合物中的酸官能团的量和第二聚合物中的胺官能团的量以及第一和第二聚合物的分子量已被配制成提供表现出最小的胶凝化的涂料组合物。胶凝化可以通过测定涂料组合物的粘度随时间的变化来评价。不受理论约束,认为包含具有大于本文中对于第一聚合物和第二聚合物描述的官能团的量的官能团的聚合物的组合物将表现出粘度随时间的不合适的增加,因此使组合物凝胶化。
在一些实施方案中,根据以下描述的ASTM D3359 B和ASTM D6677,与由不包含酸官能团和胺官能团两者的涂料组合物形成的涂层相比,由包含酸官能团和胺官能团两者的涂料组合物形成的涂层对基底具有改善的粘附性。
在一些实施方案中,与不包含酸官能团和胺官能团两者的涂料组合物相比,包含酸官能团和胺官能团两者的涂料组合物在施用于基底后具有改进的干燥时间。术语“干燥”意指所得成品在相对短的时间段内为物理上指触干燥的以使吸垢(dirt pick-up)最小化,并且在底涂层的情况下,允许施用随后的透明涂层。在当涂料组合物用作底涂料组合物的实施方案中,在使底涂料组合物干燥之前将透明涂料组合物施用到底涂料组合物上可导致含有特殊效果颜料(例如金属和珠光薄片颜料)的底涂料组合物的薄片控制和金属外观(即,“视角闪色”)降低,由于其间界面处底涂料组合物和透明涂料组合物的混合而干扰薄片颜料。“视角闪色”是指与金属效果涂层有关的现象,其中颜色随着视角而变化以在车辆的表面上提供三维金属效果。
本文中还提供了涂层系统。涂层系统可包括覆盖在基底上的底漆层、覆盖在底漆层上的底涂层和覆盖在底涂层上的透明涂层。应当理解,涂层系统可以包括一个或多个另外的层,例如上述涂层中的任一种,其中另外的层设置在底漆层、底涂层和/或透明涂层之间、上方或下方的任何位置。在一些实施方案中,涂料组合物可用于形成底漆层、底涂层、透明涂层、或其组合。在某些实施方案中,涂料组合物用于形成底涂层。
本文中还提供了利用涂料组合物涂覆基底的方法。所述方法包括将包括上述涂料组合物的第一涂料组合物施用在基底的至少一部分上以形成第一湿涂层的步骤。所述方法还可包括使第一湿涂层在18℃(64°F)至180℃(356°F)的温度下固化或干燥以在基底上形成第一干涂层的步骤。第一湿涂层可固化或干燥约10分钟至3天的时间量。所述方法还可包括使第一湿涂层闪蒸的步骤。所述方法还可包括将第二涂料组合物施用于基底以形成多层涂层的步骤。在某些实施方案中,可将第二涂料组合物施用在第一湿涂层上以形成第二湿涂层,并使第一和第二湿涂层一起固化以形成多层涂层,其中第二涂料组合物与第一涂料组合物相同或不同。在另一些实施方案中,将第二涂料组合物施用在第一干涂层上以形成第二湿涂层并使第二湿涂层固化以形成多层涂层,其中第二涂料组合物与第一涂料组合物相同或不同。在多个实施方案中,第一涂料组合物是底涂料组合物,并且第二涂料组合物是透明涂料组合物。在一些实施方案中,施用步骤可包括喷涂、电涂、刷涂、辊涂、浸渍、层合等。
实施例
以下实施例1-8和14描述了本公开内容的多种第一聚合物(酸官能的)和多种第二聚合物(胺官能的)的制备。以下实施例9-13和15描述了包含实施例1-8和14的第一聚合物和/或第二聚合物的示例性和比较涂料组合物。以下实施例9-13和15进一步描述了由涂料组合物形成涂层,以及这些涂层的测试。
实施例1
78/15/7重量%的MMA/BA/t-BAEMA聚合物的制备
实施例1描述了可以用于示例性涂料组合物中的具有仲胺基团的聚合物(第二聚合物)的制备。5升烧瓶配备有温度计、搅拌器、添加漏斗(additional funnel)、加热罩、回流冷凝器和维持反应物上的氮气层(nitrogen blanket)的装置。将烧瓶保持在氮气正压力下并使用以下成分(表1)。
表1.
将部分1混合物装入烧瓶中。将混合物加热至回流温度并回流约10分钟。在180分钟内将部分2进料至烧瓶中。在360分钟内将部分4同时进料至烧瓶中。在进料结束时,使用部分3将部分2冲洗到烧瓶中。在整个进料过程中将反应混合物保持在回流温度,并使反应混合物再回流30分钟。在进料结束时使用部分5冲洗部分4。在整个进料过程中将反应混合物保持在回流温度,并使反应混合物再回流120分钟。在添加部分6之前使树脂溶液冷却至约50℃。将成品浸透(filled out)。
所得聚合物溶液为淡黄色透明聚合物溶液,固体含量为约40.1%且Gardner-Holtz粘度为U+1/2。
实施例2
78/15/7重量%的MMA/EA/t-BAEMA聚合物的制备
实施例2描述了可以用于示例性涂料组合物中的具有仲胺基团的另一种聚合物(第二聚合物)的制备。使用实施例1中描述的步骤制备树脂溶液,不同之处在于用EA(丙烯酸乙酯)单体代替BA单体。
所得聚合物溶液为淡黄色透明聚合物溶液,固体含量为约39.5%且Gardner-Holtz粘度为X+1/2。
实施例3
78/15/7重量%的MMA/BA/DMAEA聚合物的制备
实施例3描述了可以用于示例性涂料组合物中的具有叔胺基团的聚合物(第二聚合物)的制备。使用实施例1中描述的步骤制备树脂溶液,不同之处在于用DMAEA(丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯单体)代替t-BAEMA单体。
所得聚合物溶液为淡黄色透明聚合物溶液,固体含量为约39.4%且Gardner-Holtz粘度为U+1/4。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱法,聚合物具有77,620Mw和42,379Mn。
实施例4
81/14.6/4.4/2.91重量%的MMA/EA/MAA(PI)聚合物的制备
实施例4描述了可以用于示例性涂料组合物中的具有伯胺基团的聚合物(第二聚合物)的制备。使用实施例1中描述的步骤制备MMA/EA/MAA(81/14.6/4.4重量%)树脂溶液,不同之处在于用异丙醇、乙酸乙酯和甲苯的溶剂共混物中的MAA(甲基丙烯酸单体)代替t-BAEMA单体。在使聚合物溶液冷却至约55℃之后,将化学计量量的丙烯亚胺添加到反应混合物中以与羧酸基团反应。将反应混合物逐渐加热至70℃并保持该温度1小时以确保在冷却前完成反应。
所得聚合物溶液为淡黄色透明聚合物溶液,固体含量为约40.1%且Gardner-Holtz粘度为Z+1/4。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱法,聚合物具有104,104Mw和37,348Mn。
实施例5
78/5/10/7重量%的MMA/BA/HEA/DMAEA聚合物的制备
实施例5描述了可以用于示例性涂料组合物中的具有叔胺基团和羟基的聚合物(第二聚合物)的制备。使用实施例1中描述的步骤制备树脂溶液,不同之处在于用DMAEA(丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯单体)代替t-BAEMA单体,并且将丙烯酸2-羟基乙酯(HEA)添加到单体共混物中。使用甲基异丁基酮作为溶剂。
所得聚合物溶液为淡黄色透明聚合物溶液,固体含量为约43%且Gardner-Holtz粘度为Z1。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱法,聚合物具有103,791Mw和28,582Mn。
实施例6
29/31/20/7.5/7.5/5重量%的Sty/BA/IBOA/HEMA/HPMA/MAA聚合物的制备
实施例6描述了可以用于示例性涂料组合物中的具有羧酸基团的聚合物(第一聚合物)的制备。5升烧瓶配备有温度计、搅拌器、添加漏斗、加热罩、回流冷凝器和维持反应物上的氮气层的装置。将烧瓶保持在氮气正压力下并使用以下成分(表2)。
表2.
将部分1混合物装入烧瓶中。将混合物加热至回流温度并回流约10分钟。在195分钟内将部分2进料至烧瓶中。在200分钟内将部分4同时进料至烧瓶中。在进料结束时,使用部分3将部分2冲洗到烧瓶中。在整个进料过程中将反应混合物保持在回流温度。在进料结束时使用部分5冲洗部分4。在整个进料过程中将反应混合物保持在回流温度,并使反应混合物再回流120分钟。在添加部分6之前使树脂溶液冷却至约50℃。将成品浸透。
所得聚合物溶液为淡黄色透明聚合物溶液,固体含量为约40.1%且Gardner-Holtz粘度为U+1/2。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯作为标准物的凝胶渗透色谱法,聚合物具有28,875Mw和5,714Mn。
实施例7
MMA/BMA/EHA/HEMA/MAA(30.29/26.65/23.11/18.55/1.40重量%)的制备
实施例7描述了可以用于示例性涂料组合物中的具有羧酸基团的另一种聚合物(第一聚合物)的制备。在二甲苯、乙酸丁酯和正丁醇的溶剂共混物中,用如上所列的单体及其重量比使用实施例6中描述的类似的步骤制备树脂溶液。
所得聚合物溶液为淡黄色透明聚合物溶液,固体含量为约54.34%且Gardner-Holtz粘度为X+1/2。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯作为标准物的凝胶渗透色谱法,聚合物具有31,982Mw和10,530Mn。
实施例8
20/24/20/23.3/10.5/2.2重量%的Sty/MMA/BMA/EHA/HEMA/丙烯酸(AA)聚合物的
制备
实施例8描述了可以用于示例性涂料组合物中的具有羧酸基团的另一种聚合物(第一聚合物)的制备。在乙酸丁酯中,用如上所列的单体及其重量比使用实施例6中描述的类似的步骤制备树脂溶液。
所得聚合物溶液是澄清的聚合物溶液,固体含量为约58.35%且Gardner-Holtz粘度为Z+1/2。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯作为标准物的凝胶渗透色谱法,聚合物具有38,026Mw和9,537Mn。
实施例9
实施例9描述了可以通过在示例性涂料组合物中使用第一聚合物(酸官能)和第二聚合物(胺官能)两者实现的涂层特性。实施例9特别集中于具有伯胺官能团的第二聚合物。结果显示,与由比较涂料组合物形成的涂层相比,由示例性涂料组合物形成的涂层的粘附性能得到改善。粘附性能的改善由3种颜色证明:银色、亮红色和金属红。
实施例9.1:具有铝薄片的银色涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
C1是包含实施例4的具有伯胺官能团的聚合物(第二聚合物)的比较涂料组合物;C5是包含实施例6的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)的另一种比较涂料组合物;E1是包含实施例4的聚合物(第二聚合物)和实施例6的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E2是包含实施例4的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)两者的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
在下表3中,将来自以下部分1和部分2的成分添加到金属容器中并使用空气混合器充分混合。将部分3添加到容器中并再混合30分钟。然后将部分4和部分5依次添加到容器中并再混合15分钟。
表3.
在表3中,抗沉降分散体是Bentone分散体;铝浆(Aluminum Paste)是脂肪族和芳香族溶剂的混合物中的铝浆;CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的乙酸丁酸纤维素(“CAB”),其为CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯。
实施例9.2:亮红色涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
C6是包含实施例4的具有伯胺官能团的聚合物(第二聚合物)的比较涂料组合物;E9是包含实施例4的聚合物(第二聚合物)和实施例6的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E10是包含实施例4的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)两者的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
用下表4中所列的成分使用上述相同的步骤制备涂料组合物。
表4.
在表4中,第一红色分散体是商业动力色调(Commercial Power Tint):PT-165(由Axalta Coating Systems,Philadelphia,PA制造);CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯。
实施例9.3:具有铝薄片的金属红涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
C9是包含实施例4的具有伯胺官能团的聚合物(第二聚合物)的比较涂料组合物;E15是包含实施例4的聚合物(第二聚合物)和实施例6的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E16是包含实施例4的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)两者的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
用下表5中所列的成分使用上述相同的步骤制备涂料组合物。
表5.
在表5中,抗沉降分散体是Bentone分散体;铝浆是脂肪族和芳香族溶剂的混合物中的铝浆;第二红色分散体是866J(由Axalta Coating Systems,Philadelphia PA制造);CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tenn.essee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯。
实施例9:由涂料组合物形成涂层
将商业底漆-封闭漆42440STM(由Axalta Coating Systems,Philadelphia,PA制造)喷涂在电镀金属板上。将底涂层样品(涂料组合物)与市售还原剂还原剂(reducer)7175STM(由Axalta Coating Systems,Philadelphia,PA制造)以1:1体积比混合。按照技术数据表,将经还原的底涂层样品喷涂在干燥的封闭漆上。然后喷涂商业透明涂层74500STM(由Axalta Coating Systems,Philadelphia,PA制造),并将板在烘箱中于160°F下烘烤15分钟。使板在环境条件下固化3天以形成涂层。
实施例9:涂层的附着力测试
对实施例9的每个涂层进行附着力测试。特别地,使用划格附着力测试(Cross-Hatch Adhesion Testing)和X划线附着力测试(X-Hatch Adhesion Testing)进行干和湿附着力测试。在板烘烤后的第3天、第5天和第7天对板进行干附着力测试。然后将板保持在湿度箱中96小时。在将板从湿度箱中取出后立即以及取出后4小时对板进行湿附着力测试。将板从湿度箱中取出后24小时对板进行24小时恢复测试。
为了进行划格附着力测试(网格附着力),利用具有多个预设刀片的切割引导件或特殊划格切割器在涂层的测试区域上以适当的间隔产生平行的切口。然后将胶带施用于涂层的测试区域,随后剥离。然后对测试区域进行检查和评级。该测试的应用和执行的标准方法由ASTM D3359 B给出。
为了进行X划线附着力测试,使用锋利的剃刀刀片、解剖刀、小刀或其他切割装置在涂层中产生两个切口,腿部之间的角度为30-45度并深入到基底,其交叉以在涂层的测试区域上形成“X”。使用钢或其他硬金属直尺来确保直的切口。然后将胶带施用于涂层的测试区域,随后剥离。然后对测试区域进行检查和评级。该测试的应用和执行的标准方法由ASTMD6677给出。
可以以0(无粘附,即完全失败)至10(完全粘附,即完全成功)的浮动等级对附着力进行评级。附着力结果在下表6中给出。
表6.
实施例9的涂层的附着力测试结果清楚地表明,在包括网格附着力、X划线附着力、干附着力、湿附着力和24小时恢复附着力的所有类型的附着力测试中,与比较涂料组合物(样品C1、C5、C6和C9)的涂层相比,示例性涂料组合物(样品E1、E2、E9、E10、E15和E16)形成了具有改善的粘附性的涂层。结果还表明,对于宽范围颜色家族与不同类别的颜料化学物质,示例性的涂料组合物可以用于形成具有改善的粘附性的涂层。
实施例10
实施例10也描述了可以通过在示例性涂料组合物中使用第一聚合物(酸官能)和第二聚合物(胺官能)两者实现的涂层特性。实施例10特别集中于具有仲胺官能团的第二聚合物。结果显示,与由比较涂料组合物形成的涂层相比,由示例性涂料组合物形成的涂层的粘附性能得到改善。粘附性能的改善由银色证明。
实施例10.1:具有铝薄片的银色涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
C2是包含实施例1的具有仲胺官能团的聚合物(第二聚合物)的比较涂料组合物;C5是包含实施例6的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)的另一种比较涂料组合物;E3是包含实施例1的聚合物(第二聚合物)和实施例6的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E4是包含实施例1的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)两者的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
用下表7中所列的成分使用实施例9中描述的相同的步骤制备涂料组合物。以与实施例9中相同的方式喷涂和测试涂料组合物。
表7.
在表7中,抗沉降分散体是Bentone分散体;铝浆是脂肪族和芳香族溶剂的混合物中的铝浆;CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯。
实例10:涂层的附着力测试
以与实施例9中相同的方式对实施例10的每个涂层进行附着力测试。可以以0(无粘附,即完全失败)至10(完全粘附,即完全成功)的浮动等级对附着力进行评级。附着力结果在下表8中给出。
表8.
实施例10的涂层的附着力测试结果清楚地表明,在包括网格附着力、X划线附着力、干附着力、湿附着力和24小时恢复附着力的所有类型的附着力测试中,与比较涂料组合物(样品C2和C5)的涂层相比,示例性涂料组合物(样品E3和E4)形成了具有改善的粘附性的涂层。
实施例11
实施例11也描述了可以通过在示例性涂料组合物中使用第一聚合物(酸官能)和第二聚合物(胺官能)两者实现的涂层特性。实施例11特别集中于具有与实施例10的仲胺官能团不同的仲胺官能团的第二聚合物。结果显示,与由比较涂料组合物形成的涂层相比,由示例性涂料组合物形成的涂层的粘附性能得到改善。粘附性能的改善由3种颜色证明:银色、亮红色和金属红。
实施例11.1:具有铝薄片的银色涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
C3是包含实施例2的具有仲胺官能团的聚合物(第二聚合物)的比较涂料组合物;C5是包含实施例6的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)的另一种比较涂料组合物;E5是包含实施例2的聚合物(第二聚合物)和实施例6的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E6是包含实施例2的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)两者的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
用下表9中所列的成分使用实施例9中描述的相同的步骤制备涂料组合物。以与实施例9中相同的方式喷涂和测试涂料组合物。
表9.
在表9中,抗沉降分散体是Bentone分散体;铝浆是脂肪族和芳香族溶剂的混合物中的铝浆;CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯。
实施例11.2:亮红色涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
C7是包含实施例2的具有仲胺官能团的聚合物(第二聚合物)的比较涂料组合物;E11是包含实施例2的聚合物(第二聚合物)和实施例6的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E12是包含实施例2的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)两者的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
用下表10中所列的成分使用实施例9中描述的相同的步骤制备涂料组合物。以与实施例9中相同的方式喷涂和测试涂料组合物。
表10.
在表10中,第一红色分散体是商业动力色调:PT-165(由Axalta CoatingSystems,Philadelphia,PA制造);CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman ChemicalCo.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯。
实施例11.3:具有铝薄片的金属红涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
C10是包含实施例2的具有仲胺官能团的聚合物(第二聚合物)的比较涂料组合物;E17是包含实施例2的聚合物(第二聚合物)和实施例6的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E18是包含实施例2的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)两者的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
用下表11中所列的成分使用实施例9中描述的相同的步骤制备涂料组合物。以与实施例9中相同的方式喷涂和测试涂料组合物。
表11.
在表11中,抗沉降分散体是Bentone分散体;铝浆是脂肪族和芳香族溶剂的混合物中的铝浆;第二红色分散体是866J(由Axalta Coating Systems,Philadelphia PA制造);CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯。
实例11:涂层的附着力测试
以与实施例9中相同的方式对实施例11的每个涂层进行附着力测试。可以以0(无粘附,即完全失败)至10(完全粘附,即完全成功)的浮动等级对附着力进行评级。附着力结果在下表12中给出。
表12.
实施例11的涂层的附着力测试结果清楚地表明,在包括网格附着力、X划线附着力、干附着力、湿附着力和24小时恢复附着力的所有类型的附着力测试中,与比较涂料组合物(样品C3、C5、C7和C10)的涂层相比,示例性涂料组合物(样品E5、E6、E11、E12、E17和E18)形成了具有改善的粘附性的涂层。结果还表明,对于宽范围颜色家族与不同类别的颜料化学物质,示例性的涂料组合物可以用于形成具有改善的粘附性的涂层。
实施例12
实施例12也描述了可以通过在示例性涂料组合物中使用第一聚合物(酸官能)和第二聚合物(胺官能)两者实现的涂层特性。实施例12特别集中于具有叔胺官能团的第二聚合物。结果显示,与由比较涂料组合物形成的涂层相比,由示例性涂料组合物形成的涂层的粘附性能得到改善。粘附性能的改善由3种颜色证明:银色、亮红色和金属红。
实施例12.1:具有铝薄片的银色涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
C4是包含实施例3的具有叔胺官能团的聚合物(第二聚合物)的比较涂料组合物;C5是包含实施例6的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)的另一种比较涂料组合物;E7是包含实施例3的聚合物(第二聚合物)和实施例6的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E8是包含实施例3的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)两者的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
用下表13中所列的成分使用实施例9中描述的相同的步骤制备涂料组合物。以与实施例9中相同的方式喷涂和测试涂料组合物。
表13.
在表13中,抗沉降分散体是Bentone分散体;铝浆是脂肪族和芳香族溶剂的混合物中的铝浆;CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯。
实施例12.2:亮红色涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
C8是包含实施例3的具有叔胺官能团的聚合物(第二聚合物)的比较涂料组合物;E13是包含实施例3的聚合物(第二聚合物)和实施例6的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E14是包含实施例3的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)两者的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
用下表14中所列的成分使用实施例9中描述的相同的步骤制备涂料组合物。以与实施例9中相同的方式喷涂和测试涂料组合物。
表14.
在表14中,第一红色分散体是商业动力色调:PT-165(由Axalta CoatingSystems,Philadelphia,PA制造);CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman ChemicalCo.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯。
实施例12.3:具有铝薄片的金属红涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
C11是包含实施例3的具有叔胺官能团的聚合物(第二聚合物)的比较涂料组合物;E19是包含实施例3的聚合物(第二聚合物)和实施例6的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E20是包含实施例3的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)两者的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
用下表15中所列的成分使用实施例9中描述的相同的步骤制备涂料组合物。以与实施例9中相同的方式喷涂和测试涂料组合物。
表15.
在表15中,抗沉降分散体是Bentone分散体;铝浆是脂肪族和芳香族溶剂的混合物中的铝浆;第二红色分散体是866J(由Axalta Coating Systems,Philadelphia PA制造);CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯。
实例12:涂层的附着力测试
以与实施例9中相同的方式对实施例12的每个涂层进行附着力测试。可以以0(无粘附,即完全失败)至10(完全粘附,即完全成功)的浮动等级对附着力进行评级。附着力结果在下表16中给出。
表16.
实施例12的涂层的附着力测试的结果清楚地表明,在包括网格附着力、X划线附着力、干附着力、湿附着力和24小时恢复附着力的所有类型的附着力测试中,与比较涂料组合物(样品C4、C5、C8和C11)的涂层相比,示例性涂料组合物(样品E7、E8、E13、E14、E19和E20)形成了具有改善的粘附性的涂层。结果还表明,对于宽范围颜色家族与不同类别的颜料化学物质,示例性的涂料组合物可以用于形成具有改善的粘附性的涂层。
实施例13
实施例13也描述了可以通过在示例性涂料组合物中使用第一聚合物(酸官能)和第二聚合物(胺官能)两者实现的涂层特性。实施例13特别集中于使用多异氰酸酯作为交联剂。结果显示,当使用交联剂时,涂层的粘附性能得到进一步改善。粘附性能的改善由2种颜色证明:银色和亮红色。
实施例13.1:具有铝薄片的银色涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
E21是包含实施例5的具有叔胺官能团和羟基官能团的聚合物(第二聚合物)以及实施例7的具有酸官能团和羟基官能团的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E22是包含实施例5的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)以及多异氰酸酯(交联剂)的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
在下表17中,将来自部分1和部分2的成分添加到金属容器中并使用空气混合器充分混合。将部分3添加到容器中并再充分混合30分钟。然后依次添加部分4和部分5并使其充分混合15分钟。在还原之后(在喷涂之前),以1盎司/夸脱的比率将活化剂12305STM(由Axalta Coating Systems,Philadelphia PA制造)添加到样品E22中。以与实施例9中相同的方式喷涂和测试涂料组合物。
表17.
在表17中,抗沉降分散体是Bentone分散体;铝浆是脂肪族和芳香族溶剂的混合物中的铝浆;CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯;活化剂12305STM是从Axalta CoatingSystems,Philadelphia,PA商购的多异氰酸酯活化剂。
实施例13.2:亮红色涂料组合物:
样品涂料组合物一般描述如下:
E23是包含实施例5的具有叔胺官能团和羟基官能团的聚合物(第二聚合物)以及实施例7的具有酸官能团和羟基官能团的聚合物(第一聚合物)两者的示例性涂料组合物;E24是包含实施例5的聚合物(第二聚合物)和实施例7的具有酸官能团的聚合物(第一聚合物)以及多异氰酸酯(交联剂)的另一种示例性涂料组合物。
涂料组合物的制备:
在下表18中,将来自部分1和部分2的成分添加到金属容器中并使用空气混合器充分混合。将部分3添加到容器中并再充分混合30分钟。然后依次添加部分4和部分5并充分混合15分钟。在还原之后(在喷涂之前),以1盎司/夸脱的比率将活化剂12305STM添加到样品E24中。以与实施例9中相同的方式喷涂和测试涂料组合物。
表18.
在表18中,抗沉降分散体是Bentone分散体;第一红色分散体是商业动力色调:PT-165(由Axalta Coating Systems,Philadelphia,PA制造);CAB-20溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-381-20(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);CAB-1溶液是7:3重量比的乙酸丁酯和甲基乙基酮中的15重量%的CAB-531-1(来自Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee);PGMEA是丙二醇单甲基醚乙酸酯;活化剂12305STM是从Axalta Coating Systems,Philadelphia,PA商购的多异氰酸酯活化剂。
实施例13:涂层的附着力测试以与实施例9中相同的方式对实施例13的每个涂层进行附着力测试。可以以0(无粘附,即完全失败)至10(完全粘附,即完全成功)的浮动等级对附着力进行评级。附着力结果在下表19中给出。
表19.
实施例13的涂层的附着力测试结果清楚地表明,在包括网格附着力、X划线附着力、干附着力、湿附着力和24小时恢复附着力的所有类型的附着力测试中,示例性涂料组合物(样品E21、E22、E23和E24)形成了具有改善的粘附性的涂层。与未用多异氰酸酯进一步交联的涂料组合物相比,第一聚合物和第二聚合物与多异氰酸酯的进一步交联在湿附着力测试中表现出可比较的和可能改善的网格和X划线附着力。结果还表明,对于宽范围颜色家族与不同类别的颜料化学物质,示例性的涂料组合物可以用于形成具有改善的粘附性的涂层。
实施例14
20/20/20/15/10/15重量%的Sty/BA/MMA/EHA/HEMA/MAA聚合物的制备
实施例14描述了由包含基于反应混合物总重量的15重量%的量的酸官能单体的反应混合物制备另一种聚合物。如上所述,在一些实施方案中,以大于12重量%的量使用酸官能单体可导致涂料组合物的胶凝化。在乙酸丁酯溶剂中,用如上所列的单体及其重量比使用实施例6中描述的类似的步骤制备树脂溶液。
所得聚合物溶液为极其粘稠的透明聚合物溶液,其固体含量为52.92%且Gardner-Holtz粘度为Z7。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯作为标准物的凝胶渗透色谱法,聚合物具有38,017Mw和11,549Mn。
实施例15
聚合物共混物的测试
在下表20中,根据第一聚合物的酸官能团与第二聚合物的胺官能团的摩尔比将成分组合。所得溶液是澄清的浅黄色聚合物溶液。然后在Brookfield粘度计上使用转轴#3以20rpm测量聚合物溶液的粘度。
表20.
与仅包含第一聚合物或第二聚合物的标准聚合物溶液S1、S2和S3的粘度相比,包含由15重量%MAA形成的第一聚合物和第二聚合物的示例性聚合物溶液E25、E27和E28表现出增加的粘度。相比之下,包含小于12重量%MAA的示例性聚合物溶液E26和E29表现出与标准聚合物溶液S1、S2和S3的粘度类似的粘度。粘度测试结果清楚地表明,示例性聚合物溶液E26和E29的第一聚合物与第二聚合物之间的相互作用在涂料组合物的施用和固化之前最小化,如由示例性聚合物溶液E26和E29以及标准聚合物溶液S1、S2和S3的类似粘度证明。认为由不大于12重量%的量的MAA形成的第一聚合物在溶解状态时(例如,在施用涂料组合物之前)表现出与第二聚合物的最小化的相互作用。这样的相互作用将在干燥时放大以提供增强的膜特性。
相比之下,示例性聚合物溶液E25、E27和E28与标准聚合物溶液S1、S2和S3的粘度相比经受溶液粘度的增加,这是由于用于形成第一聚合物的较高量的MAA导致在涂料组合物的施用和固化之前第一聚合物与第二聚合物之间的相互作用增加的证据。除了漆料特性以外,这些聚合物溶液的较高的粘度可对包含这些聚合物溶液的涂料组合物的喷涂施用具有负面影响,由此限制了涂料组合物的范围。
尽管在前述详细说明中已呈现了至少一个示例性实施方案,但是应该理解,存在多种变化。还应当理解,一个或更多个示例性实施方案仅是示例,并且不旨在以任何方式限制范围、适用性或配置。相反,前述详细说明将为本领域技术人员提供用于实现示例性实施方案的方便路线。应当理解,可以对示例性实施方案中描述的要素的功能和布置做出多种改变而不脱离如所附权利要求中阐述的范围。
实施方案1.一种用于涂覆基底的涂料组合物,包含:
第一聚合物,所述第一聚合物包含具有酸官能团或其衍生物的第一聚合物结合部分;
第二聚合物,所述第二聚合物包含具有胺官能团的第二聚合物结合部分;和
溶剂;
其中所述第一聚合物基本上不含胺官能团,所述第二聚合物基本上不含酸官能团或其衍生物;并且
其中所述酸官能团和所述胺官能团至少在将所述涂料组合物施用于所述基底之后彼此基本上具有反应性。
实施方案2.根据实施方案1所述的涂料组合物,其中基于所述涂料组合物的总重量,所述溶剂以10重量%至95重量%的量存在。
实施方案3.根据实施方案1所述的涂料组合物,其中所述涂料组合物基本上不含水。
实施方案4.根据实施方案1所述的涂料组合物,其中所述第一聚合物和所述第二聚合物中的每一者独立地具有约2,000至约200,000的量的重均分子量。
实施方案5.根据实施方案1所述的涂料组合物,其中所述第一聚合物结合部分由包含酸官能单体的第一聚合物单体混合物聚合。
实施方案6.根据实施方案5所述的涂料组合物,其中所述酸官能单体选自以下的组:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、油酸、肉桂酸、戊烯二酸、粘康酸、十一碳烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸、及其组合。
实施方案7.根据实施方案5所述的涂料组合物,其中基于所述第一聚合物单体混合物的总重量,所述第一聚合物单体混合物包含0.1重量%至12重量%的量的所述酸官能单体或其衍生物。
实施方案8.根据实施方案5所述的涂料组合物,其中所述第一聚合物具有羟基官能团,其中所述第一聚合物单体混合物还包含羟基官能单体。
实施方案9.根据实施方案8所述的涂料组合物,其中所述羟基官能单体选自(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯及其组合的组。
实施方案10.根据实施方案5所述的涂料组合物,其中所述第一聚合物单体混合物还包含选自以下的组的另外的单体:苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯及其组合。
实施方案11.根据实施方案1所述的涂料组合物,其中所述第二聚合物由第二聚合物单体混合物聚合,所述第二聚合物单体混合物包含胺官能单体、羧基官能单体或其组合。
实施方案12.根据实施方案11所述的涂料组合物,其中所述胺官能单体选自甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯、丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯及其组合的组。
实施方案13.根据实施方案11所述的涂料组合物,其中所述羧基官能单体是甲基丙烯酸。
实施方案14.根据实施方案11所述的涂料组合物,其中由所述羧基官能单体聚合的所述第二聚合物与亚胺化合物反应以形成胺官能团。
实施方案15.根据实施方案11所述的涂料组合物,其中基于所述第二聚合物混合物的总重量,所述第二聚合物单体混合物包含0.1重量%至15重量%的量的所述胺官能单体、所述羧基官能单体、或其组合。
实施方案16.根据实施方案11所述的涂料组合物,其中所述第二聚合物具有羟基官能团,其中所述第二聚合物单体混合物还包含羟基官能单体。
实施方案17.根据实施方案16所述的涂料组合物,其中所述羟基官能单体选自(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯及其组合的组。
实施方案18.根据实施方案11所述的涂料组合物,其中所述第二聚合物单体混合物还包含选自以下的组的另外的单体:苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯及其组合。
实施方案19.根据实施方案1所述的涂料组合物,其中与由不包含所述酸官能团和所述胺官能团两者的涂料组合物形成的涂层相比,由所述涂料组合物形成的涂层对所述基底具有改善的粘附性。
实施方案20.根据实施方案1所述的涂料组合物,还包含一种或更多种非官能聚合物、交联剂、颜料、添加剂、或其组合。
Claims (10)
1.一种用于涂覆基底的涂料组合物,包含:
第一聚合物,所述第一聚合物包含具有酸官能团或其衍生物的第一聚合物结合部分;
第二聚合物,所述第二聚合物包含具有胺官能团的第二聚合物结合部分;和
溶剂;
其中所述第一聚合物基本上不含胺官能团,所述第二聚合物基本上不含酸官能团或其衍生物;并且
其中所述酸官能团和所述胺官能团至少在将所述涂料组合物施用于所述基底之后彼此基本上具有反应性。
2.根据权利要求1所述的涂料组合物,其中:
基于所述涂料组合物的总重量,所述溶剂以10重量%至95重量%的量存在;和/或
所述涂料组合物基本上不含水。
3.根据权利要求1所述的涂料组合物,其中所述第一聚合物和所述第二聚合物中的每一者独立地具有约2,000至约200,000的量的重均分子量。
4.根据权利要求1所述的涂料组合物,其中所述第一聚合物结合部分由包含酸官能单体的第一聚合物单体混合物聚合,优选地,所述酸官能单体选自以下的组:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、油酸、肉桂酸、戊烯二酸、粘康酸、十一碳烯酸、衣康酸、巴豆酸、富马酸、马来酸、及其组合。
5.根据权利要求4所述的涂料组合物,其中:
基于所述第一聚合物单体混合物的总重量,所述第一聚合物单体混合物包含0.1重量%至12重量%的量的所述酸官能单体或其衍生物;和/或所述第一聚合物具有羟基官能团,所述第一聚合物单体混合物还包含羟基官能单体,优选地,所述羟基官能单体选自(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯及其组合的组。
6.根据权利要求1所述的涂料组合物,其中所述第二聚合物由第二聚合物单体混合物聚合,所述第二聚合物单体混合物包含:
胺官能单体,优选地,所述胺官能单体选自甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯、丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯及其组合的组;
羧基官能单体,优选地,所述羧基官能单体为甲基丙烯酸;或
其组合。
7.根据权利要求6所述的涂料组合物,其中由所述羧基官能单体聚合的所述第二聚合物与亚胺化合物反应以形成胺官能团。
8.根据权利要求6所述的涂料组合物,其中:
基于所述第二聚合物混合物的总重量,所述第二聚合物单体混合物包含0.1重量%至15重量%的量的所述胺官能单体、所述羧基官能单体或其组合;和/或
所述第二聚合物具有羟基官能团,所述第二聚合物单体混合物还包含羟基官能单体,优选地,所述羟基官能单体选自(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯及其组合的组。
9.根据权利要求1所述的涂料组合物,其中与由不包含所述酸官能团和所述胺官能团两者的涂料组合物形成的涂层相比,由所述涂料组合物形成的涂层对所述基底具有改善的粘附性。
10.根据权利要求1所述的涂料组合物,还包含一种或更多种非官能聚合物、交联剂、颜料、添加剂、或其组合。
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