CN108727934A - 高固体分涂料组合物及使用其的涂布方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高固体分涂料组合物及使用其的涂布方法。所述高固体分涂料组合物可以包含:约70重量%至约80重量%的丙烯酸树脂;和约15重量%至约21重量%的溶剂,其中非挥发性成分(NV)的含量为约55重量%至约60重量%,固体体积比(SVR)为约50%至约55%,并且作为外观评价指数的组合因子(CF)值为约78%或更大。

Description

高固体分涂料组合物及使用其的涂布方法
技术领域
本发明涉及一种高固体分涂料组合物及使用其的涂布方法,并且更特别地,其特征在于通过使涂料高度固体化以降低挥发性溶剂的用量来减少挥发性有机化合物(VOC),并通过提高涂料施工性来改进涂膜的外观质量。
背景技术
近年来,由于有机化工的发展,全球环境急剧恶化,例如空气污染、全球变暖以及臭氧层破坏等。为了防止如上所述的环境破坏,需要最大限度地抑制挥发性有机化合物的使用。随着对此的尝试,高度固体化的涂料引起了关注。
然而,高固体分涂料组合物具有的问题在于,在涂布过程中该组合物干燥缓慢,并且与现有的中等固体分涂料相比,该涂料施工性显著下降。为了使涂料高度固体化,使用具有高含量的非挥发性成分的树脂,而当使用低分子量的树脂时,树脂的反应性变差,从而使得与中等固体分涂料相比干燥性能下降,因此,由于出现涂膜流动的现象,所以外观质量变差。
公开于该发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不可被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种高固体分涂料组合物及使用其的涂布方法,所述高固体分涂料组合物能够由于提高的涂料施工性而改进涂膜的外观质量,同时能够由于所使用的少量挥发性溶剂而减少挥发性有机化合物。
本发明的目的不限于上述目的。本发明的目的将通过以下描述而变得更加显而易见,并且将通过权利要求中描述的手段及其组合来实现。
在一个方面,本发明提出具有以下配置的高固体分涂料组合物作为实现上述目的的手段。
所述高固体分涂料组合物包含约70重量%至约80重量%的丙烯酸树脂和约15重量%至约21重量%的溶剂,并且非挥发性成分(NV)的含量可以为约55重量%至约60重量%,固体体积比(SVR)可以为约50%至约55%,作为外观评价指数的组合因子(CF)值可以为约78%或更大。
在本发明的示例性实施方案中,高固体分涂料组合物可以具有约30秒至约35秒的粘度,其由福特杯#4粘度计测得。
在另一个示例性实施方案中,高固体分涂料组合物可以进一步包含约1重量%至约4重量%的添加剂,并且添加剂可以选自UV吸收剂、增滑剂、抗污染剂、光稳定剂、表面调节剂、干燥促进剂及其组合。
还在另一个示例性实施方案中,丙烯酸树脂可以包含:第一丙烯酸多元醇树脂,其具有约70重量%至约80重量%的非挥发性成分(NV)含量、约3.0重量%至约3.5重量%的羟基含量以及约20℃至约30℃的玻璃化转变温度;和第二丙烯酸多元醇树脂,其具有约70重量%至约80重量%的非挥发性成分(NV)含量、约2.2重量%至约2.5重量%的羟基含量以及约17℃至约20℃的玻璃化转变温度。
还在另一个示例性实施方案中,丙烯酸树脂可以包含约35重量%至约45重量%的第一丙烯酸多元醇树脂和约25重量%至约35重量%的第二丙烯酸多元醇树脂。
仍然还在另一个示例性实施方案中,丙烯酸树脂可以包含约45重量%的第一丙烯酸多元醇树脂和约30重量%的第二丙烯酸多元醇树脂。
在进一步的示例性实施方案中,丙烯酸树脂可以包含:第一丙烯酸多元醇树脂,其具有约70重量%至约80重量%的非挥发性成分(NV)含量、约3.0重量%至约3.5重量%的羟基含量以及约20℃至约30℃的玻璃化转变温度;第二丙烯酸多元醇树脂,其具有约70重量%至约80重量%的非挥发性成分(NV)含量、约2.2重量%至约2.5重量%的羟基含量以及约17℃至约20℃的玻璃化转变温度;和第三丙烯酸多元醇树脂,其具有约70重量%至约80重量%的非挥发性成分(NV)含量、约1.8重量%至约2.1重量%的羟基含量以及约10℃至约16℃的玻璃化转变温度。
在另一进一步的示例性实施方案中,丙烯酸树脂可以包含约35重量%至约40重量%的第一丙烯酸多元醇树脂、约15重量%至约30重量%的第二丙烯酸多元醇树脂和约5重量%至约25重量%的第三丙烯酸多元醇树脂。
还在另一进一步的示例性实施方案中,丙烯酸树脂可以包含约40重量%的第一丙烯酸多元醇树脂、约30重量%的第二丙烯酸多元醇树脂和约5重量%的第三丙烯酸多元醇树脂。
还在另一进一步的示例性实施方案中,高固体分涂料组合物可以进一步包含非水分散体树脂和辐射固化树脂。
仍然还在另一进一步的示例性实施方案中,溶剂可以包含慢干性溶剂,并且所述慢干性溶剂可以选自丁基溶纤剂乙酸酯、二价酸酯及其组合。
仍然还在另一进一步的示例性实施方案中,溶剂可以包含约6重量%至约7重量%的速干性溶剂,约1重量%至约2重量%的中干性溶剂,约9重量%至约10重量%的慢干性溶剂,以及约1.5重量%至约2.5重量%的酮类溶剂。
本发明的各个方面旨在提供一种使用高固体分涂料组合物的涂布方法,所述涂布方法包括:通过将高固体分涂料组合物涂布成约30μm至约40μm(例如约30μm、约31μm、约32μm、约33μm、约34μm、约35μm、约36μm、约37μm、约38μm、约39μm或约40μm)的厚度来形成涂膜。
在本发明的示例性实施方案中,可以通过以约(例如约或约)的涂覆面积涂布高固体分涂料组合物来形成涂膜。
由于本发明包括上述配置,所以可以根据该配置获得以下效果。
根据本发明示例性实施方案的高固体分涂料组合物是环保的,并且由于组合物包含少量的挥发性有机化合物,因此其具有在涂布过程中大大改进施工环境的效果。
根据本发明示例性实施方案的高固体分涂料组合物随着调节丙烯酸树脂的含量以及包含于丙烯酸树脂中的具有特定物理性能的丙烯酸多元醇树脂的含量、使用慢干性溶剂等而具有优良的干燥性能和涂料施工性,并由此具有在涂布过程中显著改进涂膜的外观质量的效果。
本发明的效果不限于上述效果。本发明的效果被理解为包括能够从以下说明中包括的所有效果。
以下讨论本发明的其它方面和示例性实施方案。
应当理解,本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆,例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用车辆,包括各种舟艇和船舶的船只,航空器等等,并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如本文中所指代的那样,混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆,例如具有汽油动力和电力动力的车辆。
本发明的方法和装置具有其它的特征和优点,这些特征和优点从随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者将在随后的具体实施方式中进行更详细的陈述,这些具体实施方式共同用于解释本发明的某些原理。
以下讨论本发明的上述和其它特征。
具体实施方式
现在在下文中将具体参考本发明的各个实施方案,在以下的描述中示出了这些实施方案的示例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述,但是应当了解,本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反,本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案,而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等同形式以及其它实施方案。
在下文中,将通过实施例来详细地描述本发明。只要本发明的主旨没有改变,就可以以各种形式修改本发明的实施例。然而,本发明的恰当范围并不限于以下的实施例。
如果可以判定公知的配置和功能可使本发明的主旨模糊不清,则将省略对公知的配置和功能的描述。在本说明书中,术语“包含”和“包括”是指可进一步包括其它的构成元素,除非另外特别说明。
本发明的各个方面旨在提供一种高固体分涂料组合物,其包含约70重量%至约80重量%(例如约70重量%、约71重量%、约72重量%、约73重量%、约74重量%、约75重量%、约76重量%、约77重量%、约78重量%、约79重量%或约80重量%)的丙烯酸树脂,约15重量%至约21重量%(例如约15重量%、约16重量%、约17重量%、约18重量%、约19重量%、约20重量%或约21重量%)的溶剂,和约1重量%至约4重量%(例如约1重量%、约2重量%、约3重量%或约4重量%)的添加剂。在各种示例性实施方案中,高固体分涂料组合物具有约55重量%至约60重量%(例如约55重量%、约56重量%、约57重量%、约58重量%、约59重量%或约60重量%)的非挥发性成分(NV)含量,约50%至约55%(例如约50%、约51%、约52%、约53%、约54%或约55%)的固体体积比(SVR),约78或更大(例如约78、约79、约80、约81、约82、约85、约90或更大)的组合因子(CF)值(其是外观评价指数),以及由福特杯#4粘度计测得的约30秒至约35秒的粘度。
根据本发明示例性实施方案的高固体分涂料组合物的特征在于具有高含量的非挥发性成分(NV)和低的粘度。挥发性有机化合物的含量可由于高固体含量而降低,并且涂料施工性可由于低粘度而得以显著改进。
在本说明书中,术语“挥发性有机化合物”也被称为VOC,统称为由于高蒸气压而容易在大气中蒸发的液相或气相有机化合物,是指通过以下方式造成光化学烟雾的材料:在大气中引起光化学反应,从而产生光化学氧化剂(例如臭氧)。
在通过使用波形扫描装置进行测量时,作为根据本发明示例性实施方案的高固体分涂料组合物的外观评价指数的CF值可以为约78或更大(例如约78、79、80、81、82、83、84、85或更大)或者80或更大(例如约80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95或更大)。CF值越高,外观越好。由于高固体分涂料组合物具有78或更大的CF值,所以能够显著提高外观质量,并同时将挥发性有机化合物的含量维持在低的水平。
在下文中,将详细描述本发明的高固体分涂料组合物的各个组分。
丙烯酸树脂
丙烯酸树脂是用于改进涂料施工性以及涂膜的物化性质和外观质量的组分,并且优选地以约70重量%至约80重量%(例如约70重量%、约71重量%、约72重量%、约73重量%、约74重量%、约75重量%、约76重量%、约77重量%、约78重量%、约79重量%或约80重量%)的量包含在整个涂料组合物中。
当丙烯酸树脂的含量大于80重量%时,涂膜的外观质量和涂料施工性会变差,而当含量小于70重量%时,物理性能如耐水性、耐热性和耐磨性会变差。
根据本发明各种示例性实施方案的丙烯酸树脂包含第一丙烯酸多元醇树脂和第二丙烯酸多元醇树脂。
第一丙烯酸多元醇树脂和第二丙烯酸多元醇树脂可以通过使烯键式不饱和单体、含酸基的丙烯酸单体、缩水甘油酯、或它们的混合物与含有羟基的丙烯酸单体聚合来制得。
作为烯键式不饱和单体,可以使用例如苯乙烯,(甲基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸丙酯,(甲基)丙烯酸正丁酯,(甲基)丙烯酸异丁酯,(甲基)丙烯酸叔丁酯,(甲基)丙烯酸2-乙基己酯,(甲基)丙烯酸苄酯,(甲基)丙烯酸异冰片酯,(甲基)丙烯酸月桂酯等。
作为含酸基的丙烯酸单体,可以使用例如(甲基)丙烯酸,富马酸,丙烯酸二聚体,马来酸等。
缩水甘油酯可以通过在聚合反应前、聚合反应中或聚合反应后使丙烯酸、甲基丙烯酸、或α-支链一元羧酸与缩水甘油进行缩水甘油酯反应来制得。
作为含有羟基的丙烯酸单体,可以使用例如(甲基)丙烯酸羟乙酯,(甲基)丙烯酸羟丙酯,(甲基)丙烯酸羟丁酯,ε-己内酯加成的(甲基)丙烯酸羟乙酯等。
丙烯酸树脂可以包含:约35重量%至约45重量%(例如约35重量%、约36重量%、约37重量%、约38重量%、约39重量%、约40重量%、约41重量%、约42重量%、约43重量%、约44重量%或约45重量%),优选40重量%的第一丙烯酸多元醇树脂;和25重量%至35重量%(例如约25重量%、约26重量%、约27重量%、约28重量%、约29重量%、约30重量%、约31重量%、约32重量%、约33重量%、约34重量%或约35重量%),优选30重量%的第二丙烯酸多元醇树脂。第一丙烯酸多元醇树脂和第二丙烯酸多元醇树脂的含量基于高固体分涂料组合物的总重量来表示。
第一丙烯酸多元醇树脂具有约70重量%至约80重量%(例如约70重量%、约71重量%、约72重量%、约73重量%、约74重量%、约75重量%、约76重量%、约77重量%、约78重量%、约79重量%或约80重量%)的非挥发性成分(NV)含量,约3.0重量%至约3.5重量%(例如约3.0重量%、约3.1重量%、约3.2重量%、约3.3重量%、约3.4重量%或约3.5重量%)的羟基含量,以及约20℃至约30℃(例如约20℃、约21℃、约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃或约30℃)的玻璃化转变温度,这可以通过适当地调节上述单体的含量来实现。
在本说明书中,术语“羟基含量”是以第一丙烯酸多元醇树脂或第二丙烯酸多元醇树脂的重量计的羟基(-OH)的重量,并且以“重量%”单位来表示。
当第一丙烯酸多元醇树脂中非挥发性成分(NV)的含量落入约70重量%至约80重量%(例如约70重量%、约71重量%、约72重量%、约73重量%、约74重量%、约75重量%、约76重量%、约77重量%、约78重量%、约79重量%或约80重量%)时,可以使提高外观质量效果最大化,并且当羟基含量落入约3.0重量%至约3.5重量%(例如约3.0重量%、约3.1重量%、约3.2重量%、约3.3重量%、约3.4重量%或约3.5重量%)时,根据当量比通过与异氰酸酯官能团(-NCO)的反应可以获得充分的固化效果,并且当玻璃化转变温度为约20℃至约30℃(例如约20℃、约21℃、约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃或约30℃)时,可以提高涂膜的硬度。
第二丙烯酸多元醇树脂具有为70重量%至80重量%(例如约70重量%、约71重量%、约72重量%、约73重量%、74重量%、约75重量%、约76重量%、约77重量%、约78重量%、约79重量%或约80重量%)的非挥发性成分(NV)含量,约2.2重量%至约2.5重量%(例如约2.2重量%、约2.3重量%、约2.4重量%或约2.5重量%)的羟基含量,以及约17℃至约20℃(例如约17℃、约18℃、约19℃或约20℃)的玻璃化转变温度,这也可以通过适当地调节上述单体的含量来实现。
当第二丙烯酸多元醇树脂中非挥发性成分(NV)的含量落入约70重量%至约80重量%(例如约70重量%、约71重量%、约72重量%、约73重量%、约74重量%、约75重量%、约76重量%、约77重量%、约78重量%、约79重量%或约80重量%)时,可以获得透明的成像清晰度效果,并且当羟基含量落入约2.2重量%至约2.5重量%(例如约2.2重量%、约2.3重量%、约2.4重量%或约2.5重量%)时,根据当量比通过与异氰酸酯官能团(-NCO)的反应可以获得充分的固化效果,并且当玻璃化转变温度为约17℃至约20℃(例如约17℃、约18℃、约19℃或约20℃),可以提高涂膜的硬度。
根据本发明各种示例性实施方案的丙烯酸树脂包含第一丙烯酸多元醇树脂、第二丙烯酸多元醇树脂和第三丙烯酸多元醇树脂。
第一丙烯酸多元醇树脂、第二丙烯酸多元醇树脂和第三丙烯酸多元醇树脂可以通过使烯键式不饱和单体、含酸基的丙烯酸单体、缩水甘油酯、或它们的混合物与含有羟基的丙烯酸单体聚合来制得。上面已经描述了关于单体的具体说明,因此下面将省略该具体说明。
丙烯酸树脂可以包含:约35重量%至约40重量%(例如约35重量%、约36重量%、约37重量%、约38重量%、约39重量%、约40重量%),优选40重量%的第一丙烯酸多元醇树脂;约15重量%至约30重量%(例如约15重量%、约16重量%、约17重量%、约18重量%、约19重量%、约20重量%、约21重量%、约22重量%、约23重量%、约24重量%、约25重量%、约26重量%、约27重量%、约28重量%、约29重量%或约30重量%),优选30重量%的第二丙烯酸多元醇树脂;和约5重量%至约25重量%(例如约5重量%、约6重量%、约7重量%、约8重量%、约9重量%、约10重量%、约11重量%、约12重量%、约13重量%、约14重量%、约15重量%、约16重量%、约17重量%、约18重量%、约19重量%、约20重量%、约21重量%、约22重量%、约23重量%、约24重量%或约25重量%),优选5重量%的第三丙烯酸多元醇树脂。第一丙烯酸多元醇树脂、第二丙烯酸多元醇树脂和第三丙烯酸多元醇树脂的含量基于高固体分涂料组合物的总重量来表示。
第一丙烯酸多元醇树脂具有约70重量%至约80重量%(例如约70重量%、约71重量%、约72重量%、约73重量%、约74重量%、约75重量%、约76重量%、约77重量%、约78重量%、约79重量%或约80重量%)的非挥发性成分(NV)含量,约3.0重量%至约3.5重量%(例如约3.0重量%、约3.1重量%、约3.2重量%、约3.3重量%、约3.4重量%或约3.5重量%)的羟基含量,以及约20℃至约30℃(例如约20℃、约21℃、约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃或约30℃)的玻璃化转变温度。
当第一丙烯酸多元醇树脂中非挥发性成分(NV)的含量落入70重量%至80重量%时,可以使提高涂膜的光泽度和外观质量的效果最大化,并且当羟基含量落入3.0重量%至3.5重量%时,根据当量比通过与异氰酸基(-NCO)官能团的反应可以获得充分的固化效果,并且当玻璃化转变温度为20℃至30℃时,可以提高涂膜的硬度。
第二丙烯酸多元醇树脂具有约70重量%至约80重量%(例如约70重量%、约71重量%、约72重量%、约73重量%、约74重量%、约75重量%、约76重量%、约77重量%、约78重量%、约79重量%或约80重量%)的非挥发性成分(NV)含量,约2.2重量%至约2.5重量%(例如约2.2重量%、约2.3重量%、约2.4重量%或约2.5重量%)的羟基含量,以及约17℃至约20℃(例如约17℃、约18℃、约19℃或约20℃)的玻璃化转变温度。
当第二丙烯酸多元醇树脂中非挥发性成分(NV)的含量落入70重量%至80重量%时,可以使提高外观成像清晰度的效果最大化,并且当羟基含量落入2.2重量%至2.5重量%时,根据当量比通过与异氰酸基(-NCO)官能团的反应可以获得充分的固化效果,并且当玻璃化转变温度为17℃至20℃时,可以实现适当的硬化涂膜效果。
第三丙烯酸多元醇树脂具有约70重量%至约80重量%(例如约70重量%、约71重量%、约72重量%、约73重量%、约74重量%、约75重量%、约76重量%、约77重量%、约78重量%、约79重量%或约80重量%)的非挥发性成分(NV)含量,约1.8重量%至约2.1重量%(例如约1.8重量%、约1.9重量%、约2.0重量%或约2.1重量%)的羟基含量,以及约10℃至约16℃(例如约10℃、约11℃、约12℃、约13℃、约14℃、约15℃或约16℃)的玻璃化转变温度。
当第三丙烯酸多元醇树脂中非挥发性成分(NV)的含量落入70重量%至80重量%时,可以将涂膜的硬度和干燥性能调节至合适的水平,并且当羟基含量落入1.8重量%至2.1重量%时,根据当量比通过与异氰酸酯官能团(-NCO)的反应可以获得充分的固化效果,并且当玻璃化转变温度为10℃至16℃,可以实现适当的硬化涂膜效果。
除了丙烯酸树脂之外,高固体分涂料组合物还可以进一步包含非水分散体树脂和辐射固化树脂。
非水分散体树脂是用于改进高固体分涂料组合物的流动性和抛光性能的组分,并且可以由丙烯酸聚合物、分散介质(脂族烃)、粒子聚合物(直径0.1μm至0.8μm)、分散体稳定剂等的组合组成。
辐射固化树脂是用于改进高固体分涂料组合物的流动性的组分,并且可以由蜡、RC树脂、微凝胶、气凝胶(多孔二氧化硅)、本顿(Benton)等的组合组成。
溶剂
溶剂是与涂料施工性和外观质量相关的组分,并且以约15重量%至约21重量%(例如约15重量%、约16重量%、约17重量%、约18重量%、约19重量%、约20重量%或约21重量%)的量包含在整个涂料组合物中,并且优选地使用约6重量%至约7重量%的速干性溶剂、约1重量%至约2重量%的中干性溶剂、约9重量%至约10重量%的慢干性溶剂以及约1.5重量%至约2.5重量%的酮类溶剂混合于其中的溶剂。
通过组合使用速干性溶剂、中干性溶剂和慢干性溶剂,可以获得提高施工性的效果,并且通过使用在它们当中为过量的慢干性溶剂可以进一步改进外观质量。
在本说明书中,术语“速干性溶剂”是指其蒸发速率比乙酸丁酯的蒸发速率快两倍至三倍或更多倍的溶剂,并且可以选自例如甲苯、乙酸乙酯、丙酮及其组合。
在本说明书中,术语“中干性溶剂”是指其蒸发速率比乙酸丁酯的蒸发速率快一倍至一倍半或更多倍的溶剂,并且可以选自例如乙醇、乙酸2-丁酯及其组合。
在本说明书中,术语“慢干性溶剂”是指其蒸发速率比戊醇的蒸发速率快而比乙酸2-丁酯的蒸发速率慢的溶剂,并且可以选自例如丁基溶纤剂、环己酮、二丁烯二醇(dibutylene glycol)、二价酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯及其组合。
酮类溶剂是具有优良溶剂化能力的溶剂,并且可以选自甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基丁基酮、乙基丙基酮、甲基异丁基酮及其组合。
添加剂
添加剂可以选自UV吸收剂、增滑剂、抗污染剂、光稳定剂、表面调节剂、干燥促进剂及其组合。
特别地,添加剂可以包含约0.1重量%至约2重量%的UV吸收剂,约0.1重量%至约0.5重量%的增滑剂,约0.1重量%至约0.5重量%的抗污染剂,约0.1重量%至约0.5重量%的光稳定剂,约0.1重量%至约0.5重量%的表面调节剂,以及约0.1重量%至约1重量%的干燥促进剂。
UV吸收剂是用于防止涂膜变色和光泽度损失等的组分,并且可以使用选自苯并三唑类UV吸收剂、亚苄基乙内酰脲类(benzylidenehydantoin-based)UV吸收剂、二苯甲酮类UV吸收剂、苯并鸟嘌呤类(benzoguanine-based)UV吸收剂及其组合的UV吸收剂。
增滑剂是用于通过将流平性赋予涂膜的表面层来实现出色的外观、以及降低表面张力以将提高的润湿性能赋予表面层的成分,并且可以使用聚硅氧烷类增滑剂如聚醚改性的聚甲基烷基硅氧烷和聚酯改性的聚二甲基硅氧烷。
抗污染剂是用于防止涂膜表面污染的组分,并且可以使用纳米硅酸盐类抗污染剂。
作为光稳定剂,可以使用微凝胶等。
表面调节剂是用于通过调节涂膜的表面张力来提高外观质量的组分,并且可以使用聚硅氧烷类表面调节剂、非聚硅氧烷类表面调节剂等。
作为干燥促进剂,可以使用金属催化剂类或叔胺类干燥促进剂等。
在下文中,将通过实施例更详细地描述本发明。然而,这些实施例是为了举例说明本发明而提供的,本发明的范围并不限于它们。
实施例
以下实施例说明了本发明,而并非旨在限制本发明。
实施例1
在下表1中,制备具有与实施例1-1相同组成的高固体分涂料组合物以及具有与比较例1-1相同组成的现有技术中的典型涂料组合物。
将预定量的具有优良溶剂化能力的酮类溶剂和速干性溶剂引入经洗涤的槽中,在以600rpm至800rpm搅拌混合物的同时向其加入丙烯酸树脂,然后将非水分散体树脂、辐射固化树脂、添加剂和慢干性溶剂依次引入其中。将所得混合物搅拌20分钟至30分钟。通过使用中干性溶剂来调节粘度,并以600rpm至800rpm搅拌混合物约20分钟,然后通过过滤器进行过滤。
[表1]
表1的注释:
1)丙烯酰基A:具有65重量%的非挥发性成分(NV)、1.61重量%的羟基含量以及63.2℃的玻璃化转变温度的丙烯酸多元醇树脂,A-009-NX,Gangnam 0000公司;
2)丙烯酰基B:具有66重量%的非挥发性成分(NV)、2.0重量%的羟基含量以及-6℃的玻璃化转变温度的丙烯酸多元醇树脂,A-005-NX,Gangnam 0000公司;
3)丙烯酰基C:具有60重量%的非挥发性成分(NV)、2.08重量%的羟基含量以及5.7℃的玻璃化转变温度的丙烯酸多元醇树脂,KH-003,Gangnam 0000公司;
4)第一丙烯酸多元醇树脂:具有80重量%的非挥发性成分(NV)、3.4重量%的羟基含量以及25℃的玻璃化转变温度的丙烯酸多元醇树脂,7300PS80,ETOOOO公司;
5)第二丙烯酸多元醇树脂:具有70重量%的非挥发性成分(NV)、2.29重量%的羟基含量以及17.3℃的玻璃化转变温度的丙烯酸多元醇树脂,A-005-PX,Gangnam 0000公司;
6)非水分散体树脂:NB-008,Gangnam 0000公司;
7)辐射固化树脂:芳香族聚氨酯丙烯酸酯(Aromatic urethane acrylate),RC-007-HXS,Gangnam 0000公司;
8)速干性溶剂:酯类溶剂(乙酸乙酯)/烃类溶剂(甲苯);
9)中干性溶剂:酯类溶剂(乙酸2-丁酯);
10)慢干性溶剂:烃类溶剂(KO#100,XY)/酯类溶剂(二价酸酯);
11)酮类溶剂:甲基乙基酮;
12)UV吸收剂:EV000083,Campia;
13)增滑剂:聚硅氧烷类,BYK-004,BYK;
14)抗污染剂:硅酸盐,Dow Corning;
15)光稳定剂:微凝胶,AG-002,Gangnam 0000公司;
16)表面调节剂:聚醚改性的硅氧烷,Baysilon OL-17,OMG Borchers股份有限公司;
17)干燥促进剂:氨基甲酸乙酯促进剂,DBTDL,Gangnam 0000公司。
测量根据实施例1-1和比较例1-1的涂料组合物的物理性能。结果示于下表2中。
[表2]
分类 实施例1-1 比较例1-1
比重(20℃) 0.987 0.983
粘度(福特杯#4粘度计) 31sec 47sec
原溶液的非挥发性成分 57重量% 49重量%
稀释溶液的非挥发性成分1) 51重量% 41重量%
原溶液的固体体积比 52% 40.4%
表2的注释:
1)稀释溶液的非挥发性成分:在将固化剂引入实施例1-1和比较例1-1中的涂料组合物、然后稀释所得混合物的状态下测得的非挥发性成分的含量。
参考表2,可以看出,与比较例1-1相比,作为满足本发明的高固体分涂料组合物的实施例1-1具有的原溶液的非挥发性成分和稀释溶液的非挥发性成分高了约10重量%或更多。
将固化剂、经稀释的稀释剂等添加至根据实施例1-1和对比例1-1的涂料组合物,并通过喷涂法形成涂膜。在实施例1-1的情况中,将涂料组合物涂布成具有33μm至36μm的厚度和的涂覆面积,而在比较例1-1的情况中,通过将涂料组合物涂布成具有28μm至30μm的厚度和的涂覆面积来形成涂膜。
如下评价涂膜的涂料施工性、干燥性能,外观和涂层性能。结果示于下表3中。
[表3]
表3的注释:
1)流动限度:是指在垂直无碍的梯度涂布之后涂膜不流动的程度。数值越高意味着流动限度越优良。
2)小孔限度:是指在无碍的梯度涂布和干燥之后在涂膜上不产生小孔的程度。数值越高意味着小孔限度越优良。
3)平滑性限度:是指在基础颜料上无碍的梯度涂布过程中涂膜平滑的程度。数值越低意味着平滑性越优良。
4)光稳定性:是指在基础颜料(黑色)的梯度涂布之后,在明显均匀分布的涂层中干燥后不发生光泽度损失的程度。
5)干燥性能:用底漆/均匀分布涂层(4至8μm)、基础颜料/均匀分布涂层(20至30μm)和HS clear(32至42μm)涂布预定试样,然后在80℃干燥40分钟的条件下评价干燥性能。在干燥之后,将试样静置30分钟,然后在评价过程中,显示出打磨性800#为10次或更少的情况是不良的,打磨性800#为10次的情况是正常的,打磨性为10次或更多的情况是良好的。
6)CF:表示使用波形扫描装置测量的值。测得的高值表明外观光泽度、成像清晰度、橘皮皱(OP)值优良。
7)光泽度:通过BYK光泽计测得。通常,光泽度在60°下测量,高值表示光泽度良好。
8)初始附着性能:根据ASTM D3359胶带附着测试方法,在具有1mm×1mm的100个刻度下,在胶带粘结的测试之后,观察已经被剥离的部分的程度。M-2.5或更大的情况表示良好。
9)耐水性:通过将试样在40℃的条件下浸入水浴中240小时时观察试样的变色、不均匀性和起泡的有无以及附着性能测试来评价。当满足上述测试条件时,证明结果良好。
10)耐热性:通过将试样在烘箱温度为80℃的条件下静置300小时时,通过观察变色、不均匀性和附着测试来评价。当满足上述测试条件时,证明结果良好。
11)耐磨性:在将1kg的标度重量附着于试样的同时,使得试样以30转/分钟的速率往返运动10000次之后通过观察多少涂膜被磨损来评价。由于涂膜的磨损但并未使材料暴露的情况被评价为良好。
12)高压洗车性:通过根据附着测试方法(具有1mm×1mm的100个刻度)切割经涂布的试样、然后使用预定的高压洗车性测试机喷射样品来评价。通过在距预定高压洗车性测试机10cm的距离处以70kgf的压力喷射高压水来观察多少涂膜被剥离。M-2.5或更小的情况表示良好。
参考表3,可以看出,与比较例1-1相比,作为根据本发明示例性实施方案的高固体分涂料组合物的实施例1-1在涂料施工性的所有方面显示出优良的结果,并且与现有技术的高固体分涂料组合物不同,干燥性能优良。
还可以看出,与比较例1-1相比,实施例1-1在CF值(外观评价指数)和光泽度方面显示出优良的结果。还有以下结果,实施例1-1在涂膜的物理性能例如附着性能、耐水性、耐热性、耐磨性、高压洗车性方面也显示出良好的结果。
实施例2
在下表4中,制备具有与实施例2-1和2-2相同组成的高固体分涂料组合物以及具有与比较例2-1至2-3相同组成的高固体分涂料组合物。
除了各构成成分的组成之外,以与实施例1中相同的方式制备涂料组合物。
[表4]
表4的注释:
1)第三丙烯酸多元醇树脂:具有80重量%的非挥发性成分(NV)、2.1重量%的羟基含量以及16℃的玻璃化转变温度的丙烯酸多元醇树脂,70006-S-80,ETOOOO公司。
涂膜由根据实施例2-1和2-2以及比较例2-1至2-3的涂料组合物形成。以与实施例1-1中相同的条件和方法形成涂膜。
如下评价涂膜的涂料施工性、干燥性能、外观和涂层性能。结果示于下表5中。
[表5]
参考表5,可以看出,当需要将具有特定物理性能的35重量%至40重量%的第一丙烯酸类多元醇树脂、具有特定物理性能的15重量%至30重量%的第二丙烯酸多元醇树脂和具有特定物理性能的5重量%至25重量%的第三丙烯酸多元醇树脂用作丙烯酸树脂,并且需要使用9重量%至10重量%的慢干性溶剂时,可以使涂料施工性、干燥性能、外观和涂层物理性能全部得以改进。
已呈现的前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了例证和说明的目的。这些描述并非旨在穷尽本发明,或者将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多修改和变型。对示例性实施方案进行选择和描述是为了解释本发明的某些原理及其实际应用,从而使得本领域的其他技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案以及它们的各种替换和修改。本发明的范围意在由所附的权利要求及其等同形式所限定。

Claims (14)

1.一种高固体分涂料组合物,其包含:
70重量%至80重量%的丙烯酸树脂;和
15重量%至21重量%的溶剂,
其中非挥发性成分的含量为55重量%至60重量%,固体体积比为50%至55%,并且作为外观评价指数的组合因子值为78%或更大。
2.根据权利要求1所述的高固体分涂料组合物,其中,由福特杯#4粘度计测得的粘度为30秒至35秒。
3.根据权利要求1所述的高固体分涂料组合物,其进一步包含:
1重量%至4重量%的添加剂,其中所述添加剂选自UV吸收剂、增滑剂、抗污染剂、光稳定剂、表面调节剂、干燥促进剂及其组合。
4.根据权利要求1所述的高固体分涂料组合物,其中,所述丙烯酸树脂包含:第一丙烯酸多元醇树脂,其具有70重量%至80重量%的非挥发性成分含量、3.0重量%至3.5重量%的羟基含量以及20℃至30℃的玻璃化转变温度;和第二丙烯酸多元醇树脂,其具有70重量%至80重量%的非挥发性成分含量、2.2重量%至2.5重量%的羟基含量以及17℃至20℃的玻璃化转变温度。
5.根据权利要求4所述的高固体分涂料组合物,其中,所述丙烯酸树脂包含:35重量%至45重量%的第一丙烯酸多元醇树脂;和25重量%至35重量%的第二丙烯酸多元醇树脂,其中重量百分比以高固体分涂料组合物的总重量计。
6.根据权利要求4所述的高固体分涂料组合物,其中,所述丙烯酸树脂包含:45重量%的第一丙烯酸多元醇树脂;和30重量%的第二丙烯酸多元醇树脂,其中重量百分比以高固体分涂料组合物的总重量计。
7.根据权利要求1所述的高固体分涂料组合物,其中,所述丙烯酸树脂包含:第一丙烯酸多元醇树脂,其具有70重量%至80重量%的非挥发性成分含量、3.0重量%至3.5重量%的羟基含量以及20℃至30℃的玻璃化转变温度;第二丙烯酸多元醇树脂,其具有70重量%至80重量%的非挥发性成分含量、2.2重量%至2.5重量%的羟基含量以及17℃至20℃的玻璃化转变温度;和第三丙烯酸多元醇树脂,其具有70重量%至80重量%的非挥发性成分含量、1.8重量%至2.1重量%的羟基含量以及10℃至16℃的的玻璃化转变温度。
8.根据权利要求7所述的高固体分涂料组合物,其中,所述丙烯酸树脂包含:35重量%至40重量%的第一丙烯酸多元醇树脂;15重量%至30重量%的第二丙烯酸多元醇树脂;和5重量%至25重量%的第三丙烯酸多元醇树脂,其中重量百分比以高固体分涂料组合物的总重量计。
9.根据权利要求7所述的高固体分涂料组合物,其中,所述丙烯酸树脂包含:40重量%的第一丙烯酸多元醇树脂;30重量%的第二丙烯酸多元醇树脂;和5重量%的第三丙烯酸多元醇树脂,其中重量百分比以高固体分涂料组合物的总重量计。
10.根据权利要求1所述的高固体分涂料组合物,其进一步包含:
非水分散体树脂;以及辐射固化树脂。
11.根据权利要求1所述的高固体分涂料组合物,其中,所述溶剂包含慢干性溶剂,并且所述慢干性溶剂选自丁基溶纤剂乙酸酯、二价酸酯及其组合。
12.根据权利要求1所述的高固体分涂料组合物,其中,所述溶剂包含:6重量%至7重量%的速干性溶剂,1重量%至2重量%的中干性溶剂,9重量%至10重量%的慢干性溶剂,和1.5重量%至2.5重量%的酮类溶剂,其中重量百分比以高固体分涂料组合物的总重量计。
13.一种使用高固体分涂料组合物的涂布方法,其包括:
通过将如权利要求1所述的高固体分涂料组合物涂布成30μm至40μm的厚度来形成涂膜。
14.根据权利要求13所述的使用高固体分涂料组合物的涂布方法,其中,通过以15m2/l至20m2/l的涂覆面积涂布高固体分涂料组合物来形成涂膜。
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