CN108350310A - 底漆涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种涂层组合物，所述涂层组合物包含(a)环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物包含以下各项的反应产物：(i)环氧树脂、(ii)含有腰果酚部分的化合物和(iii)选自羧酸、酚类化合物或其混合物的反应剂；和(b)被封阻多异氰酸酯交联剂化合物。本发明还提供了一种制备固化涂层组合物的方法和包括所述涂层组合物的物品。

Description

底漆涂层
技术领域
本公开总体上涉及底漆涂层组合物和其用途。
发明背景
环氧树脂是热固性聚合物最重要的类别之一，其在许多涂层行业中大量用于保护性涂层。然而，环氧树脂在固化时易碎；并且环氧树脂的柔性差限制了此类环氧树脂在线圈底漆涂层中的应用。因此，通常使用已知的柔性聚酯树脂代替环氧树脂；并且用被封阻多异氰酸酯来固化聚酯树脂以形成固化的底漆涂层。然而，与环氧树脂系统相比，利用聚酯树脂的底漆涂层展现较差的防腐性能。
已经尝试解决上述问题但未成功。例如，美国专利号5,066,757A公开了一种可热固化的树脂组合物，其包括：(1)具有至少三个官能团的聚酯多元醇；(2)环氧树脂与至少一种选自由烷醇胺和单价酚组成的群的成员的加合物；和(3)被封阻有机多异氰酸酯或具有末端NCO基团的被封阻预聚物，所述被封阻预聚物是通过有机多异氰酸酯与含活性氢化合物的反应获得的。当上述树脂组合物用于生产预涂布金属时，所得涂层膜给出平衡的性质，例如耐化学性、耐污染性、加工性和硬度。然而，所得涂层的固体含量太低(例如，50重量％或更少)而无法用于一些底漆涂层应用。因此，将可固化底漆涂层组合物的固体含量提高到更高的水平(例如64重量％或更大)将是有利的。高固体涂层有助于降低涂层调配物中所需溶剂的量，使得所述调配物展现足够的粘度以溶于所述调配物流动并加工所述调配物。此类组合物必须小心地且以受控方式制备，以提供可用于涂层应用的粘度的树脂。反过来，降低调配物的溶剂负荷可提供具有较低挥发性有机化合物(VOC)的涂层调配物。涂层行业中的VOC排放受到环境法规的限制；并且提供具有减少的VOC排放的涂层调配物和由此类调配物制成的涂层来减少对环境的影响是有益的。
因此，工业上提供可固化的底漆涂层组合物是有利的，所述可固化的底漆涂层组合物可赋予由此类可固化组合物制成的固化的底漆涂层以提高的性质(例如高机械强度、高温性能、高柔性和高防腐性能)的平衡组合。同时，底漆涂层组合物可向环境中释放较少挥发性有机化合物(VOC)排放物。本发明解决了上述问题。
发明概要
在本公开的各个方面中，提供了一类基于环氧树脂组合物的底漆涂层组合物、利用这些底漆涂层组合物的物品和制备和固化这些组合物的方法。
本发明的一个方面涵盖涂层组合物，所述涂层组合物包含(a)环氧树脂组合物和(b)被封阻多异氰酸酯交联剂化合物。
本公开的另一方面涵盖制备固化涂层的工艺。所述工艺包括提供可固化涂层组合物，所述可固化涂层组合物包含(a)环氧树脂组合物和(b)被封阻多异氰酸酯交联剂化合物；和将可固化涂层组合物加热到约100℃到约300℃的温度以形成固化涂层。
本公开的另一方面提供了一种物品，所述物品包括衬底和粘附到衬底表面的至少一部分的涂层，其中所述涂层是通过施加包含以下各项的涂层组合物来制备：(a)环氧树脂组合物，和(b)被封阻多异氰酸酯交联剂化合物。
下文更详细地描述本发明的其他特性和重复。
图式简述
专利或申请文件至少含有一张彩色图纸。本专利或专利申请出版物的彩色图纸副本将由办公室根据要求提供并支付必要的费用。
出于阐释本发明的目的，附图显示目前优选的本发明的形式。然而，应当理解，本发明不限于附图中所示的实施方案。
图1是显示金属板上的底漆涂层膜的一部分的示意性剖视图。
图2是显示金属板上的底漆涂层膜的一部分和底漆涂层膜上的背衬涂层的示意性剖视图。
图3是在金属板上的F-1底漆涂层调配物(参见实施例1)的一系列三张照片，其显示了盐喷雾测试7天之前和之后的膜表面性质的结果。图(A)显示在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；图(B)显示盐雾试验后的涂层膜；并且(C)显示沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
图4是在金属板上的F-2底漆涂层调配物(参见实施例2)的一系列三张照片，其显示了盐喷雾测试7天之前和之后的膜表面性质的结果。图(A)显示在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；图(B)显示盐雾试验后的涂层膜；并且(C)显示沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
图5是在金属板上的F-3底漆涂料调配物(参见实施例3)的一系列三张照片，其显示了盐喷雾测试7天之前和之后的膜表面性质的结果。图(A)显示在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；图(B)显示盐雾试验后的涂层膜；并且(C)显示沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
图6是在金属板上的比较F-A底漆涂料调配物(参见实施例F-A)的一系列三张照片，其显示了盐喷雾测试7天之前和之后的膜表面性质的结果。图(A)显示在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；图(B)显示盐雾测试后的涂层膜；并且图(C)显示沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
图7是在金属板上的F-4底漆涂料调配物(参见实施例4)的一系列三张照片，其显示了盐喷雾测试7天之前和之后的膜表面性质的结果。图(A)显示在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；图(B)显示盐雾测试后的涂层膜；并且图(C)显示沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
图8是在金属板上的F-5底漆涂料调配物(参见实施例5)的一系列三张照片，其显示了盐喷雾测试7天之前和之后的膜表面性质的结果。图(A)显示在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；图(B)显示盐雾测试后的涂层膜；并且图(C)显示沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
图9是在金属板上的F-6底漆涂料调配物(参见实施例6)的一系列三张照片，其显示了盐喷雾测试7天之前和之后的膜表面性质的结果。图(A)显示在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；图(B)显示盐雾测试后的涂层膜；并且图(C)显示沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
图10是在金属板上的比较F-B底漆涂料调配物(参见实施例F-B)的一系列三张照片，其显示了盐喷雾测试7天之前和之后的膜表面性质的结果。图(A)显示在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；图(B)显示盐雾测试后的涂层膜；并且图(C)显示沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
图11是在金属板上的比较F-C底漆涂料调配物(参见实施例F-C)的一系列三张照片，其显示了盐喷雾测试7天之前和之后的膜表面性质的结果。图(A)显示在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；图(B)显示盐雾测试后的涂层膜；并且图(C)显示沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
本发明的详细描述
本公开提供包含环氧树脂组合物和被封阻多异氰酸酯交联剂化合物的环氧底漆涂层组合物。这些底漆涂层组合物一旦施加到金属衬底并且固化，就提供许多有益的属性，例如高机械强度、高温性能、高柔性、高防防腐性能，且具有低挥发性有机化合物(VOC)排放。
(I)底漆涂层组合物
本公开的一个方面提供了包含环氧树脂组合物和被封阻多异氰酸酯交联剂化合物的底漆涂层组合物。通常，底漆涂层组合物是可固化的底漆涂层组合物。
(a)环氧树脂组合物
通常，环氧树脂组合物包含以下各项的反应产物：环氧树脂、含有腰果酚部分的化合物和选自羧酸、酚类化合物或其混合物的反应剂。
通常，含有腰果酚部分的化合物和含有反应性基团(例如羟基或羧酸基团)的反应剂都与环氧树脂中的环氧基团反应。当环氧树脂对含有腰果酚部分的化合物和反应剂的比率接近化学计量时，反应产物通常具有高分子量。如果环氧树脂大大过量，则最终的反应产物通常含有大量残留的环氧树脂和环氧基团。相反，如果含有腰果酚部分的化合物和反应剂过量，则大多数环氧基团通常被反应性羟基和羧酸基团消耗掉。另外，如果在环氧树脂组合物中不使用下文详述的范围，则可能导致不可接受的粘度或不可接受的环氧当量(EEW)和不同的Td性质。
通常，底漆涂层组合物中环氧树脂组合物的重量百分比可在20重量％到约40重量％的范围内。在各个实施方案中，环氧树脂组合物的重量百分比可在约20重量％到约40重量％、约22重量％到约38重量％、约26重量％到约34重量％或28重量％到约32重量％的范围内。在某些实施方案中，底漆涂层组合物中环氧树脂的重量百分比可以是约29重量％。
(i)环氧树脂组合物的组分
环氧树脂。很多环氧树脂可用于制备环氧树脂组合物。通常，环氧树脂是可固化的。任何改良环氧树脂组合物的机械和热性能的环氧树脂都可用于这种能力。环氧树脂或多环氧化物的非限制性实施例包括脂肪族、环脂肪族、芳香族、杂环环氧化合物和其混合物。在一个优选实施方案中，环氧树脂可平均含有至少一个反应性环氧乙烷基团。可用于本文所用环氧树脂组合物中的环氧树脂包括(例如)单官能环氧树脂、多官能或聚官能环氧树脂和其组合。在一些实施方案中，可用于本发明中的环氧树脂和此类环氧树脂的制备公开于(例如)Lee，H.和Neville，K.,Handbook of Epoxy Resins,McGraw-Hill Book Company,纽约，1967，第2章，第2-1页到第2-27页中，所述文献以引用方式并入本文中。环氧树脂的详细描述和制备也可参见国际专利公开号WO 2008/045894，所述专利以引用方式并入本文中。
在优选的实施方案中，环氧树脂可以呈液体形式，称为液体环氧树脂(LER)。可用于本发明中的液体环氧树脂的非限制性实施例可包括(但不限于)D.E.R.TM 331；D.E.R.354TM；D.E.R.332TM；D.E.R.330TM；D.E.R.383TM；和其混合物。上述D.E.R.环氧树脂是可从陶氏化学公司获得的商品。
含有腰果酚部分的化合物。多种含腰果酚部分的化合物可用于制备环氧树脂组合物。适宜的含腰果酚部分化合物包括(例如)腰果酚、含有腰果二酚部分的化合物(例如腰果二酚)和其混合物。可用于本发明中的含有腰果酚部分的化合物的例示性实施例包括环氧化的腰果酚、环氧树脂改性的腰果酚、腰果壳油(cashew nutshell liquid，CNSL)、腰果酚基酸酐和其混合物。含有腰果酚部分的化合物的详细描述和制备可参见国际专利公开号WO2014/117351，所述专利以引用方式并入本文中。
在另一实施方案中，含有腰果酚部分的化合物可以是(例如)由CNSL制成的缩水甘油醚。由CNSL化合物制成的缩水甘油醚可以是在“Epoxy resin from cardanol aspartial replacement of bisphenol-A-based epoxy for coating application”,J.Coat.Technol.Res.,2014,11,601-618中描述的一种或多种化合物，所述文献以引用方式并入本文中。
含腰果酚部分化合物的有益性质之一是它们的疏水性，其提供排斥水的调配物，因为水可促进金属材料的腐蚀。
环氧树脂对含有腰果酚部分的化合物的摩尔比可以且将有变化。通常，环氧树脂对含有腰果酚部分的化合物的摩尔比可在1:0.05到约1:0.75的范围内。在各个实施方案中，环氧树脂对含有腰果酚部分的化合物的摩尔比可以是约1:0.05到1:0.75、约1:0.10到约1:0.5、约1:0.20到约1:0.40或约1:0.25到约1:0.30。
反应剂。通常，反应剂是羧酸、酚类化合物或其混合物。在各个实施方案中，反应剂可以是羧酸或二羧酸。这些羧酸中的每一种在脂肪族或芳香族部分中可含有2到约34个碳原子。羧酸的非限制性实施例可以是乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、月桂酸、十三酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七酸、十八酸、十九酸、花生酸、二十二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、乙醇酸、葡萄糖酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、抗坏血酸、葡糖醛酸、马来酸、富马酸、丙酮酸、天冬氨酸、谷氨酸、苯甲酸、邻氨基苯甲酸、甲磺酸、4-羟基苯甲酸、苯乙酸、扁桃酸、扑酸(帕莫酸)、草酸、丙二酸、琥珀酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十三烷二酸、十二烷二酸和十六烷二酸。在其他实施方案中，反应剂可以是酚。可用于制备环氧树脂组合物的酚类化合物包括(例如)具有两个羟基官能团的芳香族基团(即双酚)。这些酚类化合物的非限制性实施例可以是双酚A、双酚AP、双酚AF、双酚B、双酚BP、双酚C、双酚E、双酚F、双酚G、双酚M、双酚P、双酚PH、双酚S、双酚TMC和双酚Z。
环氧树脂对反应剂的摩尔比可以且将有变化。通常，环氧树脂对反应剂的摩尔比可在约1:0.50到约1:1.4的范围内。在各个实施方案中，环氧树脂对反应性化合物的摩尔比可以是约1:0.50到约1:1.4、约1:0.60到约1:1.3、约1:0.75到约1:1.2或约1:0.9到约1:1.10。
(ii)形成环氧树脂组合物的反应
所述反应从形成包含环氧树脂、包含腰果酚部分的化合物和反应剂的反应混合物开始。反应混合物可进一步包含催化剂。在一些实施方案中，反应混合物可进一步包含溶剂。适宜溶剂为本领域技术人员已知。这些反应组分可同时、依序或以任一顺序添加。环氧树脂组合物可通过将上述组分在任何已知的混合设备或反应容器中混合来实现。另外，用于制备环氧树脂组合物的工艺可以是分批或连续的工艺。
在各个实施方案中，环氧树脂组合物的形成可在催化剂存在下进行。适宜催化剂可包括各种季鏻盐催化剂、季铵盐、有机质子受体和无机质子受体。季铵盐的非限制性实施例可包括四乙基氯化铵、四乙基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三乙基溴化铵和苄基三乙基碘化铵。有机质子受体的非限制性实施例可包括咪唑、苯并咪唑、N-甲基咪唑、N-乙酰基咪唑、N-丁基咪唑、N-苄基咪唑、三乙醇胺、乙基甲胺、二甲胺、二乙胺、二环己胺、甲基环己胺、苯基乙胺、二苄胺、甲基苄胺、乙基苄胺、环己基苯胺、二丁胺、二叔丁胺、二丙胺、二戊胺、二环己胺、哌啶、2-甲基哌啶、2,5-二甲基哌啶、2,6-二甲基哌啶、哌嗪、2-甲基哌嗪、2,6-二甲基哌嗪、吗啉、三甲胺、三乙胺、二异丙基乙胺、三丙胺、三丁胺、4-甲基吗啉、4-乙基吗啉、N-甲基吡咯烷、N-甲基哌啶、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一-7-烯、吡嗪、4-二甲基氨基吡啶、吡啶、(R)-α-甲基苄基胺、(S)-α-甲基苄基胺、α,α-二苯基-2-吡咯烷甲醇(DPP)和α,α-二苯基-2-吡咯烷甲醇三甲基甲硅烷基醚(DPPT)。无机质子受体的非限制性实施例可包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、碳酸铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾、硼酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、甲醇钠、叔丁醇钠和叔丁醇钾。适宜季鏻催化剂的非限制性实施例可包括苄基三苯基氯化鏻、乙基三苯基乙酸鏻、乙基三苯基碘化鏻和四丁基乙酸鏻。在一个优选实施方案中，催化剂可以是乙基三苯基乙酸鏻。
环氧树脂对催化剂的重量百分比可根据所用环氧树脂的类型、含有腰果酚部分的化合物的类型和反应剂而变化。通常，环氧树脂对催化剂的重量百分比可以是0.005重量％到约2.0重量％。在各个实施方案中，环氧树脂对催化剂的重量百分比可以是0.005重量％到约2.0重量％、0.01重量％到约1.75重量％、0.05重量％到约1.5重量％、0.1重量％到约1.25重量％或0.5重量％到约1.0重量％。
通常，用于制备环氧树脂组合物的反应可在约100℃到约200℃范围内的温度下进行。在各个实施方案中，反应的温度可在约100℃到约200℃、约120℃到约180℃或约130℃到约170℃的范围内。在一个实施方案中，反应的温度可以是约140℃到约160℃。所述反应通常在环境压力下进行。所述反应也可在惰性气氛下进行，例如在氮、氩或氦下进行。
所述反应的持续时间可以且将根据许多因素而变化，所述因素例如在所述工艺中使用的起始衬底、反应溶剂和温度。通常，所述反应的持续时间可在约5分钟到约24小时的范围内。在一些实施方案中，所述反应的持续时间可在下列范围内：约5分钟到约30分钟、约30分钟到约2小时、约2小时到约4小时、约4小时到约10小时、约10小时到约15小时或约15小时到约24小时。在优选的实施方案中，所述反应可进行约2小时。
(iii)环氧树脂组合物的结构和性质
如在下列结构中所显示，并且不限于所述下列结构，以下结构是通过环氧树脂、含有腰果酚的化合物和包含羧酸和/或具有多官能羟基的酚的反应剂的反应制备的环氧树脂组合物(ERC)的一般化学结构(I)-(IX)：
其中n可以是1到20；
其中Z为：
其中R0为：-C15H25+2m-
其中m可以是0、1、2或3。
其中R1为：-C4H8-
其中R2和R3为：
另外，在上述化学结构中，R0可以是含有0到3个碳-碳双键(C＝C)的15个碳原子的直链烷基，例如R0可选自-C15H31、-C15H29、-C15H27和-C15H25；R1可以是具有4个脂肪族结构碳原子的二价基团(-(CH2)4-)；并且R2和R3可以是p，p′-异亚丙基双苯基结构。
通常，环氧树脂组合物至少在60℃是液体。另外，环氧树脂组合物在75℃通常展现小于约10,000mPa·s的粘度。在一些实施方案中，环氧树脂组合物在75℃的粘度可小于约8,000mPa·s。在其他实施方案中，环氧树脂组合物在75℃的粘度可小于约6000mPa·s。
(b)被封阻多异氰酸酯交联剂化合物
本文所公开的底漆涂层组合物还包含被封阻多异氰酸酯交联剂化合物或具有末端NCO基团的被封阻预聚物，所述被封阻预聚物是通过有机多异氰酸酯与活性氢化合物反应获得的。利用被封阻多异氰酸酯化合物的关键性质可为解封阻温度。通常，本公开中使用的被封阻多异氰酸酯交联剂化合物的解封阻温度可低于200℃。
被封阻多异氰酸酯交联剂化合物可以是脂肪族或芳香族被封阻多异氰酸酯。脂肪族被封阻多异氰酸酯交联剂化合物的非限制性实施例包括被封阻六亚甲基二异氰酸酯、被封阻异佛尔酮二异氰酸酯、被封阻亚甲基二环己基二异氰酸酯或其混合物。被封阻脂肪族二异氰酸酯可呈单体形式或三聚体形式。芳香族被封阻多异氰酸酯交联剂化合物的非限制性实施例包括被封阻甲苯二异氰酸酯、被封阻二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯和被封阻二苯基甲烷-2,4’-二异氰酸酯。具有末端NCO基团的被封阻预聚物的非限制性实施例可以是来自1,1,1-参(羟甲基)丙烷和2,4-二异氰酸基甲苯的反应的预聚物。在优选的实施方案中，被封阻多异氰酸酯交联剂化合物可以是被封阻六亚甲基二异氰酸酯、被封阻异佛尔酮二异氰酸酯或其混合物。
通常，未被封阻的多异氰酸酯的反应性太强而不能用于涂层组合物中。可添加封阻基团从而形成被封阻多异氰酸酯，所述被封阻多异氰酸酯可在固化步骤期间反应以形成涂层。适宜封阻基团的非限制性实施例可以是ε-己内酰胺、2-丁酮肟、酚或3,5-二甲基吡唑。在某些实施方案中，所用封阻剂可以是2-丁酮肟或3,5-二甲基吡唑。下文所示的化学结构(X)和(XI)提供优选封阻基团的一般结构。
通常，组合物中被封阻多异氰酸酯交联剂化合物的重量百分比可在5.0重量％到约10.0重量％的范围内。在各个实施方案中，组合物中被封阻多异氰酸酯交联剂化合物的重量百分比可在约5.0重量％到约10.0重量％、约5.4重量％到约9.0重量％、5.6重量％到约8.0重量％或6.0重量％到约7.0重量％的范围内。在一个优选实施方案中，所使用的环氧树脂对被封阻多异氰酸酯交联剂化合物的重量比可以是约6.3重量％。
(c)任选的添加剂
在各个实施方案中，底漆涂层组合物可进一步包含至少一种选自固化催化剂、溶剂、颜料、其他添加剂或其混合物的添加剂。
在一些实施方案中，可将固化催化剂添加到本发明的底漆涂层组合物中以加速底漆涂层组合物的固化过程。适宜固化催化剂的非限制性实施例包括参(二甲基氨基甲基)苯酚、双(二甲基氨基甲基)苯酚、水杨酸、双酚A、二月桂酸二丁基锡、参(2-乙基己酸)铋、双(2-乙基己酸)钴、双(2-乙基己酸)锌、四(乙基乙酰乙酸)钛、三辛基月桂酸锡、双(三辛基锡)氧化物、二氮杂二环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一-1-烯，二氮杂二环壬酸酯、四丁基碳酸氢鏻和其混合物。基于组合物的总重量，包括在底漆涂层组合物中的固化催化剂的量可在约0.01重量％到约5.0重量％的范围内。在各个实施方案中，包括在底漆涂层组合物中的固化催化剂的量可在约0.01重量％到约5.0重量％、约0.05重量％到约2.5重量％、约0.1重量％到约1.0重量％或约0.15重量％到约0.25重量％的范围内。
在其他实施方案中，可将至少一种溶剂添加到底漆涂层组合物中以帮助降低组合物的粘度和/或性能参数。可用于环氧树脂组合物中的溶剂可选自例如酮、环酮、醚、芳香烃、乙二醇醚和其组合。适宜溶剂的非限制性实施例包括乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、(单)丙二醇(单)甲基醚(PM)、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙基异丁基酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和其混合物。也可使用芳香族溶剂(例如从ExxonMobil Chemical购得的Solvesso-100和Solvesso-150)作为溶剂。通常，基于组合物的总重量，包括于底漆涂层组合物中的溶剂的量可在约5重量％到约50重量％的范围内。在各个实施方案中，溶剂的量可以是约5重量％到50重量％、约10重量％到约40重量％或约25重量％到约35重量％。
在其他实施方案中，底漆涂层组合物可进一步包含一种或多种颜料和/或其他可用于制备、储存、施加和固化底漆涂层组合物的添加剂。适宜添加剂包括填料、整平助剂等或其组合。这些任选的化合物可包括通常用于本领域技术人员已知的用于制备可固化组合物和热固物的树脂调配物中的化合物。通常，基于组合物的总重量，包括在底漆涂层组合物中的颜料和/或添加剂的量可在约5重量％到约50重量％的范围内。在某些实施方案中，颜料和/或添加剂的量可在约10重量％到约40重量％或约25重量％到约35重量％的范围内。
(d)底漆涂层组合物的形成
底漆涂层组合物可通过形成包含环氧树脂组合物、被封阻多异氰酸酯交联剂化合物和任选的添加剂的反应混合物来制备。这些组分可同时、依序或以任一顺序添加。反应混合物可进一步包含至少一种任选的添加剂。底漆涂层组合物可通过将上述组分混合在任何已知的混合设备或反应容器中直到混合物达到同质性来实现。
通常，用于制备底漆涂层组合物的反应可在约10℃到约40℃范围内的温度下进行。在各个实施方案中，反应的温度可在约10℃到约40℃、约15℃到约35℃或约20℃到约30℃的范围内。在一个实施方案中，反应的温度可以是约室温(约23℃)。所述反应通常在环境压力下进行。所述反应也可在惰性气氛下进行，例如在氮、氩或氦下进行。
所述反应的持续时间可以并且将根据许多因素而变化，所述因素例如温度、混合方法和混合材料的量。所述反应的持续时间可在约5分钟到约12小时的范围内。在一些实施方案中，所述反应的持续时间可以是约5分钟到约30分钟、约30分钟到约2小时、约2小时到约4小时、约4小时到约10小时或约10小时到约12小时。在各个实施方案中，可使制备继续直到底漆涂层组合物似乎充分混合为止。
(e)底漆涂层组合物的性质
通常，底漆涂层组合物在固化之前是液体。本文所公开的底漆涂层组合物通常展现低粘度(<450mPa·s)。在各个实施方案中，底漆涂层组合物可具有在约25℃可具有在约50mPa·s到约500mPa·s范围内的粘度。在各个实施方案中，底漆涂层组合物在约25℃的粘度的范围为约50mPa·s到约500mPa·s、约150mPa·s到约400mPa·s、约200mPa·s到约350mPa·s或约250mPa·s到约300mPa·s。在某些实施方案中，在约25℃下，粘度可在约100mPa·s到约130mPa·s的范围内。在其他实施方案中，在约25℃下，粘度可在约350mPa·s到约425mPa·s的范围内。
通常，底漆涂层组合物可包含高固体含量(例如至少60重量％)。在各个实施方案中，底漆涂层组合物可展现约60重量％到约70重量％或约62重量％到约66重量％的固体含量。
本文所公开的底漆涂层组合物通常具有低挥发性有机化合物(VOC)浓度(例如，小于约420g/L)。在某些实施方案中，底漆涂层组合物可具有约380g/L到约420g/L浓度的挥发性有机化合物。在各个实施方案中，底漆涂层组合物可具有约390g/L到约415g/L或约400g/L到约412g/L浓度的挥发性有机化合物。
作为比较，9型环氧树脂所展现的性质与包括低固体含量(<60wt％)、高粘度(>450mPa·s)和高挥发性有机化合物浓度(>420g/L)的本发明底漆涂层组合物的性质不同。
如本文所详述，底漆涂层组合物可通过加热组合物来固化。通常，固化底漆涂层组合物所需的温度可在约100℃到约300℃的范围内。在各个实施方案中，固化温度可在约100℃到约200℃、约100℃到约150℃、约150℃到约200℃或约125℃到约175℃的范围内。在特定实施方案中，固化温度可以是约150℃。
固化底漆涂层组合物的持续时间可以并且将根据底漆涂层组合物的类型、温度、湿度和底漆涂层的厚度而变化。通常，固化底漆涂层组合物的持续时间可以是5分钟到2小时。在各个实施方案中，固化底漆涂层组合物的持续时间可以是约5分钟到2小时、约15分钟到1.5小时或约30分钟到1小时。在特定实施方案中，固化底漆涂层组合物的持续时间可以是约30分钟。
(II)经涂布物品
本公开的又一方面涵盖包括粘附到衬底至少一个表面的至少一部分的固化或未固化的底漆涂层的物品。粘附到衬底的底漆涂层是通过将包含环氧树脂组合物和被封阻多异氰酸酯交联剂化合物的底漆涂层组合物施加到衬底来制备的。广义地说，所述物品可定义为如下材料：其中底漆涂层组合物初始被施加并粘附到衬底的至少一个表面的至少一部分，其中底漆涂层可在指定温度下固化，使得底漆涂层粘合到衬底。衬底可以是任何可承受固化温度以形成固化涂层的材料。
在各个实施方案中，衬底可以是金属。如本文所定义的衬底可以是单一金属或各种金属的合金。这些金属的非限制性实施例包括铸铁、铝、锡、黄铜、钢、铜、锌铝合金、镍或其组合。在一个优选实施方案中，衬底可以是钢。
在各个实施方案中，物品可呈各种配置。物品的非限制性配置实施例可以是线圈、板、薄片、丝线、管或管道。物品的配置可具有各种尺寸、形状、厚度和重量。在一个优选实施方案中，物品的形状是线圈。
可将底漆涂层组合物施加到物品至少一个表面的至少一部分、物品单个表面的全部、物品的多个表面或侧面上、物品的两个表面上或物品的每个表面上。通常，可在一个层或形成多层结构的多个层上施加和固化底漆涂层组合物。在一些实施方案中，可在衬底上直接施加和固化底漆涂层组合物。在其他实施方案中，可将底漆涂层组合物施加到至少一个预处理层。在底漆涂层组合物固化之后，可施加至少一个其他涂层，例如背衬或面涂层。
在一个优选实施方案中，衬底可以是线圈。线圈结构可包括直接涂布到衬底上的线圈底漆涂层，例如金属层。在另一实施方案中，例如，线圈涂层结构可包括几个层，其中一个层是粘附到金属衬底层的固化的底漆涂层，随后是一个或多个面涂层或背衬层。在又一实施方案中，可在背衬层和面涂层之间包括几个层，所述几个层包括(例如)第一底漆涂层、第一预处理层、第一锌(热浸镀锌[HDG])或锌铝层。
作为上述实施方案的阐释，图1和图2显示经涂布板的各个实施方案。然而，应当理解，本发明不限于附图中所示的实施方案。
参考图1，示出了总体用数字10指示的层状结构的剖视图，所述层状结构包括粘附到衬底(例如金属板12)的一个表面的至少一部分的底漆涂层11。底漆涂层11可直接施加并粘附到衬底(例如金属层12)上，如图1中所示。可根据需要将任一数量的其他任选的各种材料层添加到图1的层状结构中，例如在底漆层11与金属层12之间的一个或多个层。
参考图2，例如，底漆涂层结构可包括几个层，其中一个层是粘附到金属衬底层12的底漆涂层11，随后是一个或多个背衬层21。例如，在图2的实施方案中，示出了总体用数字20指示的多层结构，所述多层结构包括夹在衬底金属板12与背衬涂层21之间的底漆涂层11。在图2中，示出了底漆涂层11粘附到金属板12的一个表面的至少一部分，并且背衬涂层21粘附到底漆涂层11表面的至少一部分。可根据需要将任一数量的其他任选的各种材料层添加到图2的层状结构中，例如在底漆层11与背衬涂层21之间的一个或多个层；或在底漆涂层11与金属层12之间的一个或多个层。
固化的底漆组合物可展现3B到5B的高横切粘附力。在各个实施方案中，横切粘附力可在3B到约5B、约4B到约5B的范围内或可大于5B。在某些实施方案中，横切粘附力可以是约5B。
铅笔硬度是固化涂层硬度的量度。通常，固化的底漆涂层可展现从B到2H的高铅笔硬度。在各个实施方案中，铅笔硬度可在从B到约2H、从约HB到H或从F到H的范围内。在某些实施方案中，固化的底漆涂层可展现HB的铅笔硬度。在其他实施方案中，固化的底漆涂层可展现H的铅笔硬度。
在各个实施方案中，固化的底漆涂层可展现在约50kg.cm到约150kg.cm范围内的高耐反向冲击性。在各个实施方案中，耐反向冲击性可在约50kg.cm到约150kg.cm、约60kg.cm到约140kg.cm或约75kg.cm到约125kg.cm的范围内。在某些实施方案中，固化的底漆涂层可展现大于100kg.cm的耐反向冲击性。
固化涂层的另一有价值量度是T形弯曲柔性。通常，固化的底漆涂层可展现从0T到2T的高T形弯曲柔性。在各个实施方案中，T形弯曲柔性可在0T到约1T或1T到约2T的范围内。
这些固化的底漆涂层组合物的再一量度是干膜厚度(DFT)。在各个实施方案中，固化的底漆膜具有在0微米到约15微米范围内的DFT。在某些实施方案中，DFT可在约0微米到15微米、约2.5微米到12.5微米、约5微米到10微米或约6微米到8微米的范围内。
固化的底漆涂层所展现的一个重要性质是耐腐蚀性。在用盐溶液喷雾划线的固化的底漆涂层之后测定这种耐腐蚀性。经过一段时间后，在暴露于盐溶液之前和之后评估膜表面性质。与其他商业涂层相比，通常获得的一个量度是蠕变值。在各个实施方案中，本发明中划线的固化底漆涂层的蠕变值可以是1mm到约5mm。在各个实施方案中，蠕变值可在1.0mm到5.0mm、1.5mm到约4.5mm、2.0mm到约4.0mm或2.5mm到约3.5mm的范围内。作为比较，商业涂层具有2.44mm到6.37mm的蠕变值。图3到图11显示盐雾测试7天之前和之后的固化涂层调配物的比较。
(III)制备固化的底漆涂层的工艺
本公开的另一方面提供了制备固化的底漆涂层的工艺。所述工艺包括提供上面在部分(I)中详述的可固化底漆涂层组合物，和将可固化底漆涂层组合物加热到约100℃到300℃的温度以形成固化的底漆涂层。通常，在所述工艺的加热步骤之前，将可固化的底漆涂层组合物施加到待涂布物品表面的至少一部分。
(a)提供可固化涂层组合物
上文在部分(I)中描述了适宜的可固化底漆涂层组合物。
(b)施涂底漆涂层组合物
所述工艺进一步包括将可固化底漆涂层组合物施加到衬底的至少一个表面的一部分。上文在部分(II)中详述了适宜衬底。可固化底漆涂层组合物的施加可通过各种手段来施加。例如，可使用刮涂棒、辊、刀、油漆刷、喷雾器、浸涂或本领域技术人员已知的其他方法来施加底漆涂层组合物。另外，可应用底漆涂层组合物的一次以上施加来形成多层涂层。如上文所详述，可将可固化底漆涂层组合物施加到待涂布物品的一个或多个表面。
(c)加热可固化底漆涂层组合物
所述工艺进一步包括将可固化底漆涂层组合物加热到约100℃到300℃的温度以形成固化的底漆涂层。在一个实施方案中，本发明的可固化线圈底漆组合物可固化以形成热固性或固化组合物。例如，本发明的可固化底漆组合物可在常规加工条件下固化以形成膜，涂层或固体。固化可固化线圈底漆组合物可在包括预定温度在内的固化反应条件下进行足以固化组合物的预定时间段。通常，可将底漆涂层组合物加热到约100℃到约300℃的温度，以形成固化的底漆涂层。在各个实施方案中，可将底漆涂层组合物加热到约100℃到约200℃、约100℃到约150℃、约150℃到约200℃或约125℃到约175℃的温度。在特定实施方案中，固化温度可以是约150℃。用于加热衬底的方法可通过常规方式或通过本领域技术人员的方法进行。通常，加热步骤的持续时间可以是5分钟到2小时。在各个实施方案中，加热步骤的持续时间可以是约5分钟到2小时、约15分钟到1.5小时或约30分钟到1小时。在特定实施方式中，加热步骤的持续时间可以是约30分钟。
(d)固化的底漆涂层的性质
在底漆涂层组合物固化之后，所得固化的底漆涂层可展现几种有益的物理性质。在各个实施方案中，所得固化的底漆涂层展现以下性质：包括例如高粘附性、高铅笔硬度、高耐反向冲击性、高T形弯曲柔性、可接受的MEK耐受性。在各个实施方案中，固化的底漆组合物可展现3B到5B的高横切粘附力。在其他实施方案中，横切粘附力可在3B到约5B、约4B到约5B的范围内或可大于5B。在某些实施方案中，横切粘附力可以是约5B。
铅笔硬度是固化涂层硬度的量度。通常，固化的底漆涂层可展现从B到2H的高铅笔硬度。在各个实施方案中，铅笔硬度可在从B到约2H、从约HB到H或从F到H的范围内。在某些实施方案中，固化的底漆涂层可展现HB的铅笔硬度。在其他实施方案中，固化的底漆涂层可展现H的铅笔硬度。
在各个实施方案中，固化的底漆涂层可展现在约50kg.cm到约150kg.cm范围内的高耐反向冲击性。在各个实施方案中，耐反向冲击性可在约50kg.cm到约150kg.cm、约60kg.cm到约140kg.cm或约75kg.cm到约125kg.cm的范围内。在某些实施方案中，固化的底漆涂层可展现大于100kg.cm的耐反向冲击性。
固化涂层的另一有价值量度是T形弯曲柔性。通常，固化的底漆涂层可展现从0T到2T的高T形弯曲柔性。在各个实施方案中，T形弯曲柔性可在0T到约1T或1T到约2T的范围内。
这些固化的底漆涂层组合物的再一量度是干膜厚度(DFT)。在各个实施方案中，固化的底漆膜具有在0微米到约15微米范围内的DFT。在某些实施方案中，DFT可在约0微米到15微米、约2.5微米到12.5微米、约5微米到10微米或约6微米到8微米的范围内。
固化的底漆涂层所展现的一个重要性质是耐腐蚀性。在用盐溶液喷雾划线的固化的底漆涂层之后测定这种耐腐蚀性。经过一段时间后，在暴露于盐溶液之前和之后评估膜表面性质。与其他商业涂层相比，通常获得的一个量度是蠕变值。在各个实施方案中，本发明中划线的固化底漆涂层的蠕变值可以是1mm到约5mm。在各个实施方案中，蠕变值可在1.0mm到5.0mm、1.5mm到约4.5mm、2.0mm到约4.0mm或2.5mm到约3.5mm的范围内。作为比较，商业涂层具有2.44mm到6.37mm的蠕变值。图3到图11显示盐雾测试7天之前和之后的固化涂层调配物的比较。
定义
当介绍本文所描述实施方案的要素时，冠词“一(a、an)”、“所述(the和said)”旨在表示存在一个或多个要素。术语“包含(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”旨在具有包含性，并且意味着除了所列示要素以外还可存在其他要素。
如本文所用术语“烷基”描述含有1到30个碳原子的饱和烃基。他们可以是直链的、具支链的或环状的，可如下文所定义被取代，并且包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、己基、庚基、辛基、壬基等。
如本文所用术语“烃”和“烃基”描述了仅由元素碳和氢组成的有机化合物或基团。这些部分包括烷基、烯基、炔基和芳基部分。这些部分还包括被其他脂肪族或环状烃基取代的烷基、烯基、炔基和芳基部分，例如烷芳基、烯芳基和炔芳基。他们可以是直链的、具支链的或环状的。除非另外指示，否则这些部分优选包含1到20个碳原子。
本文所述的“被取代的烃基”部分是被至少一个除碳以外的原子取代的烃基部分，包括其中碳链原子被杂原子(如氮、氧、硅、磷、硼或卤素原子)取代的部分和其中碳链包含其他取代基的部分。这些取代基包括烷基、烷氧基、酰基、酰氧基、烯基、烯氧基、芳基、芳氧基、氨基、酰胺基、缩醛、氨甲酰基、碳环、氰基、酯、醚、卤素、杂环、羟基、酮基、缩酮、磷基、硝基和硫基。
已经详细描述了本发明，显而易见的是，在不背离随附权利要求界定的本发明的范围的情况下，可进行修改和变化。
实施例
以下实施例和比较实施例进一步详细阐释本发明的各个实施方案，但其不应理解为限制本发明的范围。除非另有指示，否则所有份数和百分数都以重量计。在以下表I中描述以下实施例中所使用的各种术语、名称和材料。
表I–原材料
实施例中所使用的标准测量、分析设备和方法如下：
粘度
粘度是根据ASTM D445(2010)标题为“透明和不透明液体的运动粘度的标准测试方法(和动态粘度的计算)(Standard Test Method for Kinematic Viscosity ofTransparent and Opaque Liquids(and Calculation of Dynamic Viscosity))”的方法，使用具有6号轴的Brookfield CAP-2000+来测量。
环氧当量(EEW)
EEW是通过使用Mettler Toledo T70Titrator根据ASTM D1652(2004)标题为“环氧树脂的环氧含量的标准测试方法(Standard Test Method for Epoxy Content ofEpoxy Resins)”的测试方法来测定。
分解温度(Td)
Td是使用TA Instruments的TGA Q50根据IPC-TM-650(2006)标题为“层压材料的分解温度(Td)(TGA法)(Decomposition Temperature(Td)of Laminate Material UsingTGA)”的方法来测量。
膜厚度
干膜厚度是使用由BYK制造的BYK 4500干膜厚度计来测量并且求平均。
耐溶剂性：双摩擦
根据标题为“使用溶剂磨擦评估有机涂层的耐溶剂性的标准实践(StandardPractice for Assessing the Solvent Resistance of Organic Coatings UsingSolvent Rubs)”的ASTM D5402(2006)，使用甲基乙基酮(MEK)来测定耐溶剂性。当观察到膜的降解或分层时，记录双摩擦次数。
铅笔硬度
铅笔硬度是根据ASTM D3363(2005)标题为“通过铅笔测试进行的膜硬度的标准测试方法(Standard Test Method for Film Hardness by Pencil Test)”的测试方法来测量。硬度的评定量表在6B(较软)到6H(较硬)的范围内。
T形弯曲柔性
T形弯曲柔性是根据ISO17132(2007)标题为“油漆和清漆-T形弯曲测试(Paintsand Varnishes-T-Bend Test)”的方法来测定。T形弯曲柔性的评定量表在0T(高柔性)到4T(差柔性)的范围内。
交叉阴影粘附力
涂层的交叉阴影粘附力是根据标题为“通过胶带测试量测粘附力的标准测试方法(Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape Test)”的ASTM D3359(2009)中所描述的程序来测量并且根据所述程序中所描述的标准来评定。交叉阴影粘附力的评定量表在5B(良好粘附力)到0B(差粘附力)的范围内。
耐冲击性
固化膜的耐反向冲击性是根据标题为“有机涂层耐快速变形作用(冲击)的标准测试方法(Standard Test Method for Resistance of Organic Coatings to the Effectsof Rapid Deformation(Impact))”的ASTM D2794-93(2010)来测量。耐冲击性的评定量表在<1kg·cm(易碎)到>100kg·cm(柔性)的范围内。
耐腐蚀性测试
根据操作盐雾(雾)装置的ASTM B117-03标准实践进行盐雾测试以评估干涂层膜的耐腐蚀性。固化后，用胶带粘贴涂层面板并且划线，然后放入盐雾室中以在5重量％NaCl溶液中暴露。盐雾室的暴露区维持在约35℃。盐雾测试连续进行7天。测量划线潜变率(蠕变距离)以进行评估。
制备组合物/固化产物的一般程序
制备可固化组合物和使用所述组合物的固化产物的一般制备程序如下：将CNSL、二羧酸或具有两个羟基的酚和环氧树脂装填到具有机械搅拌器的反应器中，并且加热到足以维持反应混合物处于稳定条件的温度，例如高达约90℃的稳定温度。然后将催化剂(例如乙基三苯基乙酸鏻催化剂)添加到反应器中并且与反应器中的其他成分混合。下一步是使反应器中的温度升高到足以驱动反应混合物的反应温度，例如约140℃到约170℃的反应温度。缓慢加热反应混合物(例如以10℃/2分钟的速率)以达到反应温度；然后在一定固化时间段之后，例如在约2小时的反应时间之后，停止反应。
合成实施例1：环氧树脂组合物(ERC1)的制备
将720.0g D.E.R.383TM环氧树脂、43.8g己二酸和453.0g腰果壳油(CNSL)装填到配备有机械搅拌器、冷凝管和充氮接头的四颈玻璃烧瓶中。缓慢加热烧瓶中的所得混合物。在使混合物的温度缓慢升高到130℃后，所述温度保持恒定10分钟(min)。然后，将500ppm乙基三苯基乙酸鏻(70％的甲醇溶液)装填到烧瓶中。使所得反应混合物的温度缓慢升高到160℃。在反应期间监测反应混合物的EEW。2小时(hr)后停止反应。所得产物(在本文称为“ERC1”)显现为澄清且粘稠，并且具有1,068(g/当量)的EEW。
合成实施例2：环氧树脂组合物(ERC2)的制备
将480.0g D.E.R.383TM环氧树脂、45.6.g双酚A和307.6g CNSL装填到配备有机械搅拌器、冷凝管和充氮接头的四颈玻璃烧瓶中。缓慢加热烧瓶中的所得混合物。在使混合物的温度缓慢升高到130℃后，所述温度保持恒定10分钟。然后，将500ppm乙基三苯基乙酸鏻(70％的甲醇溶液)装填到烧瓶中。使所得反应混合物的温度缓慢升高到160℃。在反应期间监测反应混合物的EEW。2hr后停止反应。所得产物(在本文称为“ERC2”)显现为澄清且粘稠，并且具有990(g/当量)的EEW。
合成实施例3：环氧树脂组合物(ERC3)的制备
将480.0g D.E.R.383TM环氧树脂、112.2g二聚脂肪酸和307.6g CNSL装填到配备有机械搅拌器、冷凝管、充氮适配器的四颈玻璃烧瓶中。缓慢加热烧瓶中的所得混合物。在使混合物的温度缓慢升高到130℃后，所述温度保持恒定10分钟。然后，将500ppm乙基三苯基乙酸鏻(70％的甲醇溶液)装填到烧瓶中。使所得反应混合物的温度缓慢升高到160℃。在反应期间监测反应混合物的EEW。2hr后停止反应。所得产物(在本文称为“ERC3”)显现为澄清且粘稠，并且具有1,185(g/当量)的EEW。
表II显示合成实施例1(ERC1)、合成实施例2(ERC2)和合成实施例3(ERC3)环氧树脂与固体环氧树脂(SER):D.E.R.671(1型环氧树脂和商业环氧产品)相比较的几种性质。“1型”到“9型”环氧树脂是环氧树脂行业常用术语，其基于环氧树脂的分子量(MW)来描述环氧树脂。ERC1、ERC2和ERC3在75℃呈液态，其粘度分别为8025mPa·s、8,250mPa s和6,150mPa·s；而SERD.E.R 671TM在75℃仍呈固态。如表II所示，ERC1、ERC2和ERC3的粘度比D.E.R.671TM环氧树脂低。另外，有利地，ERC1、ERC2和ERC3展现更高的Td。
表II—环氧树脂的性质比较
*NA＝不适用
实施例1到3和比较实施例A
A部分：制备线圈底漆涂层调配物的一般程序
在这些实施例中，使用Desmodur BL 3575作为交联剂来制备第一组线圈底漆涂层调配物。另外，使用ERC组分(a)(即合成实施例1(ERC1)、合成实施例2(ERC2)和合成实施例3(ERC3))来制备包括实施例1(F-1)、实施例2(F-2)和实施例3(F-3)在内的本发明线圈底漆涂层调配物。除了上述ERC树脂以外，使用商业聚酯多元醇树脂(Dynapol LH 818-05聚酯)来生产作为比较实施例的线圈底漆涂层调配物比较实施例A(F-A)。将上述树脂中的每一种与被封阻多异氰酸酯交联剂(Desmodur BL3575)一起调配成线圈底漆。表III描述了上文所制备的底漆涂层调配物F-1到F-3和F-A中的每一种；和此类调配物的组分。还测量了线圈底漆涂层调配物的性质，并且描述于表III中。
比较如表III所述的调配物性质，具有高级环氧树脂的调配物F-1到F-3展现较低的粘度和较低的VOC含量，同时所述调配物实现比F-A调配物高的固体含量。
表III–底漆涂层调配物和性质
如表III所述，将调配物F-1到F-3(实施例1到3)的粘度值与比较实施例A(F-A)的线圈底漆涂层调配物进行比较。本发明的调配物F-1到F-2具有比调配物F-A高5-8重量％的固体含量，同时保持相当的粘度。另外，本发明调配物F-1到F-3的VOC为410g/L(即低于420g/L)，而比较调配物F-A的VOC为534g/L。
B部分：制备线圈底漆涂层的一般程序
由上表III中所述的上述底漆涂层调配物制备线圈底漆涂层(即膜)。为了制备涂层膜，通过用拉杆在马口铁皮上涂布涂层膜，将线圈底漆涂层调配物浇注到马口铁皮(马口铁皮尺寸为10cm×15cm和0.05cm厚)上，随后通过在150℃将马口铁皮涂层烘烤30分钟来固化涂层膜。然后，测量所得膜涂层的性质。
盐雾测试
涂层所展现的防腐性是线圈底漆涂层施加的关键性质。使用盐雾测试来测量每个线圈底漆涂层的耐腐蚀性。在测试之前，在每个线圈底漆涂层膜上切割两条垂直划线。然后，将线圈底漆涂层面板在盐雾箱中保持7天。7天后，目视检查每个面板的腐蚀损害。如图3到图6所示，对每个线圈底漆涂层膜拍摄三张照片。图3到6中的每个图包括三个图像：(A)在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；(B)盐雾测试后的涂层膜；和(C)沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
所有涂层膜在远离划线的表面上都展现不合意的红锈。腐蚀损害(如鼓泡)出现在每个涂层的划线区域。比较了沿着划线的蠕变值(最宽腐蚀长度)，并且结果列于表IV中。具有环氧树脂的调配物F-1到F-3具有5.28mm、2.08mm和2.20mm的蠕变值；而具有聚酯的调配物F-A具有6.37mm和2.44mm的蠕变值。表IV中所示的结果表明具有环氧树脂的底漆调配物F-2和F-3具有比聚酯调配物F-A更好的耐腐蚀性。
表IV：盐雾后涂层的蠕变值
实施例4到6和比较实施例B到D
A部分：制备线圈底漆涂层调配物的一般程序
在这些实施例中，使用Desmodur BL 3175作为交联剂来制备第二组线圈底漆涂层调配物。另外，使用ERC组分(a)(即合成实施例1(ERC1)、合成实施例2(ERC2)和合成实施例3(ERC3))来制备包括实施例4(F-4)、实施例5(F-5)和实施例6(F-6)在内的本发明线圈底漆涂层调配物。除了上述ERC树脂以外，使用商业聚酯多元醇树脂(Dynapol LH 818-05聚酯)来生产作为比较实施例的线圈底漆涂层调配物比较实施例B(F-B)和比较实施例C(F-C)。另外，使用商业环氧树脂DER 669TM来制备作为另一比较实施例之线圈底漆涂层调配物比较实施例D(F-D)。将上述树脂中的每一种与被封阻多异氰酸酯交联剂(Desmodur BL 3175)一起调配成线圈底漆。表V描述了本发明底漆涂层调配物F-4到F-6和上文所制备的比较调配物F-B到和F-D中的每一种；和此类调配物的组分。还测量了线圈底漆涂层调配物的性质，并且描述于表V中。
比较调配物的性质，具有ERC的调配物展现较低的粘度和较低的VOC含量，同时ERC实现较高的固体含量。相比之下，DER 669调配物(F-D)显示最高的粘度，同时具有最低的固体含量。
表V–底漆涂层调配物和性质
B部分：制备线圈底漆涂层的一般程序
使用如上文实施例1中所述的一般程序B部分由上表V中所述的上述底漆涂层配制物制备线圈底漆涂层。
评估每种制备的底漆涂层的性能，并且结果描述表VI中。如表VI所示，作为具有聚酯和聚酯/DER 669TM环氧树脂的涂层膜，由ERC制备的底漆涂层显示良好的粘附性、耐冲击性和T形弯曲柔性。由ERC制备的底漆涂层显示比其他涂层膜低的硬度值。据推测，由于本发明的底漆涂层所用的ERC的特殊化学结构而为底漆涂层提供了改良的柔性。DER 669的调配物(F-D)显示较高的硬度，但展现非常弱的T形弯曲柔性(仅2T)。T形弯曲柔性是涂层非常重要的性质，其使得所述涂层能用于线圈涂层应用。在三种具有ERC的底漆中，具有ERC1的底漆显示最高的硬度H。
表VI–底漆涂层性质
盐雾测试
涂层所展现的防腐性是线圈底漆涂层施加的关键性质。使用盐雾测试来测量每种线圈底漆涂层的耐腐蚀性。在测试之前，在每个线圈底漆涂层膜上切割两条垂直划线。然后，将线圈底漆涂层面板在盐雾箱中保持7天。7天后，目视检查每个面板的腐蚀损害。如图7到图11所示，对每个线圈底漆涂层膜拍摄三张照片。图7到11中的每个图包括三个图像：(A)在盐雾测试之前具有划线的原始涂层膜；(B)盐雾测试后的涂层膜；和(C)沿着划线刮落以测量腐蚀的蠕变值(距离)的涂层膜。
所有涂层膜在远离划线的表面上都展现不合意的红锈。与具有环氧树脂的调配物F-4到F-6(实施例4到5)相比，由调配物F-B(比较实施例B)与聚酯制备的涂层膜显示最密集的锈印。腐蚀损害(如鼓泡)出现在每个涂层的划线区域。比较了沿着划线的蠕变值(最宽腐蚀长度)，并且结果列于表VII中。具有环氧树脂的调配物F-4到F-6具有1.79mm、1.83mm和1.00mm的蠕变值；而具有聚酯的调配物F-B和F-C为6.37mm和2.44mm。表VII中所示的结果表明具有环氧树脂的底漆调配物F-4、F-5和F-6具有比聚酯调配物F-B和F-C更好的耐腐蚀性。
表VII–盐雾测试后涂层的蠕变值

Claims (35)

1.一种涂层组合物，所述组合物包含：
(a)环氧树脂组合物；和
(b)被封阻多异氰酸酯交联剂化合物。
2.如权利要求1所述的涂层组合物，其中所述环氧树脂组合物包含以下各项的反应产物：(i)环氧树脂、(ii)含有腰果酚部分的化合物和(iii)选自羧酸、酚类化合物或其混合物的反应剂。
3.如权利要求1或2所述的涂层组合物，其中所述环氧树脂组合物在75℃具有小于约10,000mPa·s的粘度。
4.如权利要求1到3中任一项所述的涂层组合物，其中所述环氧树脂组合物具有约20重量％到约40重量％的浓度。
5.如权利要求1到4中任一项所述的涂层组合物，其中所述被封阻多异氰酸酯交联剂化合物是脂肪族多异氰酸酯。
6.如权利要求5所述的涂层组合物，其中所述脂肪族多异氰酸酯是被封阻六亚甲基二异氰酸酯或被封阻异佛尔酮二异氰酸酯。
7.如权利要求1到6中任一项所述的涂层组合物，其中所述被封阻多异氰酸酯交联剂化合物具有约5重量％到约10重量％的浓度。
8.如权利要求1到7中任一项所述的涂层组合物，其进一步包含至少一种选自固化催化剂、溶剂、颜料或其混合物的试剂。
9.如权利要求1到8中任一项所述的涂层组合物，其中所述组合物展现约60重量％到约70重量％的固体含量。
10.如权利要求1到9中任一项所述的涂层组合物，其中所述组合物在25℃展现小于约450mPa·s的粘度。
11.如权利要求1到10中任一项所述的涂层组合物，其中所述组合物具有小于约420克/升的挥发性有机化合物浓度。
12.如权利要求1到11中任一项所述的涂层组合物，其中所述组合物是通过加热到约100℃到约300℃的温度而固化。
13.一种制备固化涂层的方法，所述方法包括：
(i)提供可固化涂层组合物，所述涂层组合物包含(a)环氧树脂组合物和(b)被封阻多异氰酸酯交联剂化合物；和
(ii)将所述可固化涂层组合物加热到约100℃到约300℃的温度以形成所述固化的底漆涂层。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述环氧树脂组合物包含以下各项的反应产物：(i)环氧树脂、(ii)含有腰果酚部分的化合物和(iii)选自羧酸、酚类化合物或其混合物的反应剂。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中所述环氧树脂组合物在75℃具有小于约10,000mPa·s的粘度。
16.如权利要求13到15中任一项所述的方法，其中所述被封阻多异氰酸酯交联剂化合物为脂肪族多异氰酸酯。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述脂肪族多异氰酸酯为被封阻六亚甲基二异氰酸酯或被封阻异佛尔酮二异氰酸酯。
18.如权利要求13到17中任一项所述的方法，其中所述环氧树脂组合物具有约20重量％到约40重量％的浓度，并且所述被封阻多异氰酸酯交联剂化合物具有约5重量％到约10重量％的浓度。
19.如权利要求13到18中任一项所述的方法，其中所述可固化涂层组合物进一步包含至少一种选自固化催化剂、溶剂、颜料或其混合物的试剂。
20.如权利要求13到19中任一项所述的方法，其中所述可固化涂层组合物展现约60重量％到约70重量％的固体含量和在25℃小于约450mPa·s的粘度。
21.如权利要求13到20中任一项所述的方法，其中在所述加热步骤之前，将所述可固化涂层组合物施加到衬底表面的至少一部分。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述衬底是金属。
23.如权利要求13到22中任一项所述的方法，其中所述固化涂层展现约0T到约2T的T形弯曲柔性。
24.如权利要求13到23中任一项所述的方法，其中所述固化涂层展现耐腐蚀性，所述耐腐蚀性是以约1mm到约5mm的划线区域中的蠕变值来度量。
25.一种物品，所述物品包括衬底和粘附到所述衬底表面的至少一部分的涂层，其中所述涂层包含(a)环氧树脂组合物和(b)被封阻多异氰酸酯交联剂化合物。
26.如权利要求25所述的物品，其中所述衬底是金属。
27.如权利要求25或26所述的物品，其中所述环氧树脂组合物包含以下各项的反应产物：(i)环氧树脂、(ii)含有腰果酚部分的化合物和(iii)选自羧酸、酚类化合物或其混合物的反应剂。
28.如权利要求25到27中任一项所述的物品，其中所述环氧树脂组合物在75℃具有小于约10,000mPa·s的粘度。
29.如权利要求25到28中任一项所述的物品，其中所述被封阻多异氰酸酯交联剂化合物是脂肪族多异氰酸酯。
30.如权利要求29所述的物品，其中所述脂肪族多异氰酸酯是被封阻六亚甲基二异氰酸酯或被封阻异佛尔酮二异氰酸酯。
31.如权利要求25到30中任一项所述的物品，其中所述环氧树脂组合物具有约20重量％到约40重量％的浓度，并且所述被封阻多异氰酸酯交联剂化合物具有约5重量％到约10重量％的浓度。
32.如权利要求25到31中任一项所述的物品，其中所述涂层是通过加热到约100℃到约300°的温度粘合到所述衬底。
33.如权利要求32所述的物品，其中所述涂层展现约0T到约2T的T形弯曲柔性。
34.如权利要求32或33所述的物品，其中所述涂层展现耐腐蚀性，所述耐腐蚀性是以约1mm到约5mm的划线区域中的蠕变值来度量。
35.如权利要求25到34中任一项所述的物品，其进一步包括至少一种其他涂层。
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