CN109971286A - 涂料组合物制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制备涂料组合物的方法，该方法包括以下步骤：基于环境温度从多种温度调节剂中选择温度调节剂，在所述环境温度下所述涂料组合物的施用待进行，所述温度调节剂包括树脂和溶剂，其中所述树脂、所述溶剂、和/或所述树脂和所述溶剂的量取决于所述环境温度，其中所述温度调节剂包括不小于约1wt％的固体，并且其中所述温度调节剂具有不高于预设的总VOC含量；结合油漆与所述温度调节剂，所述油漆包括树脂和溶剂并且具有不高于所述预设的总VOC含量；和混合所述温度调节剂和所述油漆以形成所述涂料组合物，其中所述涂料组合物具有不高于所述预设的总VOC含量，其中所述预设的总VOC含量为约1.2kg/L。

Description

涂料组合物制备方法
本申请是申请日为2014年10月10日、申请号为201410532544.2、发明名称为“涂料组合物制备方法、用于生成该组合物系统的制备方法及用于制备该组合物的温度调节剂”之申请的分案申请。
技术领域
该技术领域总体上涉及制备涂料组合物的方法、制备用于生成该涂料组合物的系统的方法以及用于制备该涂料组合物的温度调节剂，更特别地涉及制备具有预设VOC含量的涂料组合物的方法、制备用于生成该涂料组合物的系统的方法及用于制备该涂料组合物的温度调节剂。
背景技术
对环境的关心导致了油漆和涂料中的挥发性有机化合物(VOC，volatile organiccompound)的政府规章制度。例如，在美国，很多州已经通过了或正在考虑通过将整修底涂层中的VOC限制到不超过0.42千克(kg)VOC/升油漆(3.5磅VOC/加仑油漆)的法律。其他国家也已经仿效了或将要仿效该法律。目前可以通过使用“豁免的”溶剂(不包括在VOC的计算中的溶剂)适应这些规章制度。依照环境化学研究者，VOC豁免溶剂不会导致形成地面的臭氧(烟雾)。几种在商业上更有用的VOC豁免溶剂包括丙酮、乙酸甲酯、乙酸叔丁酯(TBAc)和对氯三氟甲苯(P-chlorobenzotriflouride，PCBTF)。水也被认为是豁免溶剂。
然而，由这些溶剂制备的涂料并不总适于施用，例如在所有温度下通过喷涂施用。在涂料组合物(例如整修底涂层)的施用过程中，优选该底涂层可快速干燥，但干燥速度并不快到以至于该底涂层没有时间在车辆上均匀流动。只有有限数量的豁免溶剂，并且其并不必然具有使其适于在所有温度范围内使用的蒸发速率。例如，如果该整修底涂层要在低温(例如在低于21℃(约70°F)的范围内的温度)下喷涂到汽车上，那么具有低蒸发速率的溶剂将会蒸发过慢，从而在底涂层中将会是不适合的。类似地，如果整修底涂层要在高温(例如高于32℃(约90°F))喷涂，具有高蒸发速率的溶剂将会蒸发过快，使该涂料不能流过汽车并实现光面精整。
因此，需要提供用于生成多种适用于预设温度范围内的具有预设VOC含量的涂料组合物的系统的组成方法。此外，进一步需要提供生成所述涂料组合物的方法。还需要提供生成多种该涂料组合物的系统。进一步地，结合附图和该背景技术，从随后的详细描述中，其他适合的特点和特征将变得显而易见。
发明内容
本发明提供了制备具有预设VOC含量的涂料组合物的方法、制备用于生成该涂料组合物的系统的方法及用于制备该涂料组合物的温度调节剂。依照示例的实施方案，一种用于制备涂料组合物的方法包括基于环境温度从多种温度调节剂中选择温度调节剂，在所述环境温度下涂料组合物的施用待进行。所述温度调节剂包括树脂和溶剂，其中所述树脂、溶剂和/或树脂和溶剂的量取决于所述环境温度。所述温度调节剂包括不小于1wt％的固体并且所述温度调节剂具有不高于预设的VOC含量。结合油漆与所述温度调节剂。所述油漆包括树脂和溶剂并且具有不高于预设的VOC含量。混合所述温度调节剂和所述油漆以形成涂料组合物，其中所述涂料组合物具有不高于预设的VOC含量。
依照另一示例的实施方案，一种制备用于生成具备预设的VOC含量涂料组合物的系统的方法包括：选择环境温度范围，在该环境温度下涂料组合物将被施用至基材，以及选择豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂，从它们中形成用于制备涂料组合物的温度调节剂。基于在该环境温度范围内所述豁免溶剂和非豁免溶剂的挥发速度来选择豁免溶剂和非豁免溶剂。确定所述豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂的量，以便形成具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的所述温度调节剂。确定所述豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂的量以形成具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的所述温度调节剂，其中所述温度调节剂具有不小于1％的固体。重复所述选择步骤、确定步骤和混合步骤以制备另外的温度调节剂，该另外的温度调节剂适于制备另外的涂料组合物。
依照再一示例的实施方案，提供了一种用于制备涂料组合物的温度调节剂。所述温度调节剂具有预设的VOC含量并且包括不小于1％的固体。所述温度调节剂通过以下步骤形成，选择环境温度范围，在该环境温度下涂料组合物将被施用。选择豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂，从它们中形成用于制备涂料组合物的温度调节剂，其中基于在该环境温度范围内所述豁免溶剂和非豁免溶剂的挥发速度来选择豁免溶剂和非豁免溶剂。确定所述豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂的量，以便形成具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的所述温度调节剂。混合所述豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂的量以形成具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的所述温度调节剂。
具体实施方式
以下发明详述本身仅是示例性的，并不意于对各种实施方案或其应用和用途进行限制。进一步地，并不意于被前述背景技术或后面的详细描述中呈现的任何理论的所束缚。
本文提供了用于制备生成多种具有预设VOC含量的涂料组合物的系统的方法、生成具有预设VOC含量的涂料组合物的系统和用于制备该涂料组合物的温度调节剂的各种实施方案。该系统制造成用于生成多种具有预设VOC含量的涂料组合物。如本文所用，当组分具有“预设VOC含量”时，该组分具有在制造该组分之前选择的VOC含量。在这一点上，该组分的制造使得其具有选择的VOC含量。例如，预设VOC含量能够选自约0.21千克(kg)VOC/升(L)组分—约0.48kg/L(约1.8－约4.0磅(lb.)VOC/加仑(gal.)组分)的范围，例如在约0.25kg/L组分－约0.45kg/L(约2.1lbs./gal－约3.8lbs./gal)的范围内，例如约0.34kg/L组分－0.42kg/L(约2.8lbs./gal－约3.5lbs./gal)。
该系统通常包括具有预设的或更低的VOC含量的更低的油漆。此外，该系统包含多种温度调节剂，其各自具有余量的溶剂和树脂。本文所用的术语“树脂”表示任意类型的可以由作为渗出物直接由特定植物得到的天然油的无定形混合物构成的非挥发性的、固体或半固体有机物质，或者是由单分子的聚合反应制备的树脂。适合的树脂包括但不限于：本领域中常用的丙烯酸类树脂、聚酯树脂和纤维素树脂。特别适用的包含羟基的丙烯酸类聚合物由各自在烷基中具有1－12个碳原子的甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯(例如甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯)、各自在烷基中具有1－4个碳原子的甲基丙烯酸羟基烷基酯和丙烯酸羟基烷基酯、苯乙烯或任意上述单体的任意混合物的聚合单体构成。这些丙烯酸类聚合物具有2,000－50,000的重均分子量和从-20℃到100℃的玻璃态转变温度(Tg)。适用的聚酯是一种或多种脂肪族或芳香族多元羧酸和一种或多种脂肪族多元醇的酯化产物，但也可以包括酸酐、一元酸、一元醇或内酯。适用的羧酸或酸酐组分包括在酸基团之间具有0－12个碳原子的脂肪族二元羧酸、酞酸酐、异酞酸、对酞酸、六氢酞酸酐、苯甲酸和椰油脂肪酸。适用的羟基组分包括在羟基之间具有0－6个碳原子的脂肪族二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二羟甲基丙酸、环己醇和ε-己内酯。适合的聚酯具有在1,500－20,000范围内的重均分子量和在-50℃到100℃范围内的玻璃态转变温度(Tg)。适用的纤维素树脂包括纤维素乙酸丁酸酯类型(cellulose acetate butyrate type)和纤维素乙酸丙酸酯类型(cellulose acetate propionate type)。该树脂可使该温度调节剂配制成使得非豁免溶剂可以用于该温度调节剂中同时各温度调节剂仍符合预设的VOC含量或更低的VOC含量。各温度调节剂具有不同的溶剂或溶剂混合物或溶剂用量，使得所得到的涂料组合物适用于在预设的环境温度范围内膜施用、膜形成、流平和干燥。在这一点上，能够配制涂料组合物以满足预设的或更低的VOC含量且显示出在给定的环境温度下适合的施用、膜形成、流平和干燥性能。
依照示例的实施方案，用于生成多种具有预设VOC含量的涂料组合物的系统的组成方法包括制备具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的油漆和制备多种各自具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的温度调节剂。本文所用的术语“涂料组合物”用于表示施用到基材上的任何类型的涂料。该基材可以由金属、塑料或其他聚合物材料、木材、陶瓷、粘土、混凝土、石材或其他人造或天然材料制成。适合的基材的示例包括但不限于：车辆(例如汽车或卡车)、家用器具(例如电冰箱、洗衣机、洗碗机、微波炉、烹饪和烘培烤炉)、电子器具(例如电视机、计算机、电子游戏机、音频和视频设备)、娱乐设备(例如自行车、滑雪设备和全地形车辆)和家用或办公家具(例如桌子和文件柜)。该基材还可以具有一个或多个现有的涂层。该涂料组合物能够包括底漆、封底层(sealer)、外涂层、透明涂层、底涂层、单级和双级涂层等。本文所用的术语“油漆”表示具有颜料或不具有颜料的组合物。在车辆涂层的上下文中，该涂料组合物能够用于车辆原始设备制造(OEM)的涂层和用于修复或整修车辆和车辆部件的涂层。
在示例的实施方案中，该油漆是由树脂和溶剂形成的。该树脂的选择至少部分地取决于该涂料组合物的用途。例如，如果该涂料组合物是透明涂料，油漆的树脂可以至少部分地提供耐磨功能。该油漆中的溶剂将包括豁免溶剂和非豁免溶剂。VOC含量和油漆中树脂和溶剂的类型和含量的关系能够基于配方，例如由政府规章制度所提供的配方。例如，在美国，当包括VOC豁免溶剂时，对于特定体积的油漆，使用以下方程I：
其中水也被认为是豁免溶剂。如果该油漆包含树脂和溶剂和其他固体，那么方程I变成：
其中kg表示千克，L表示升，简化后，方程I变成：
因此，如下面更详细解释的那样，如果在油漆中需要非豁免溶剂，例如为了其功能，那么将树脂添加到油漆中将降低VOC含量。
在示例的实施方案中，该油漆是使用染色剂形成的。该染色剂能够封装作为该系统的第一组分。在一种实施方案中，该染色剂具有与该涂料组合物相同的预设VOC含量或具有更低的VOC含量。在可替代的实施方案中，该染色剂具有比预设VOC含量更高的VOC含量。该染色剂能够包括常规有机的或无机的有色颜料或颜料混合物，其将为该涂料组合物提供用户选择的所需颜色的或效果。也能够使用金属薄片(例如铝薄片)、效果颜料(例如涂覆云母薄片、涂覆铝薄片)或其组合。该染色剂是通过将颜料与树脂和溶剂结合而生成的。该树脂能够是一般种类的丙烯酸类树脂、聚酯、醇酸树脂等，提供润湿颜料、帮助研磨和有利于油漆相容性的作用。该溶剂是VOC豁免的或非豁免的，能够包括酮(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基戊基酮、甲基异戊基酮和二异丁基酮)、酯(例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸异丁酯、乙酸戊酯和3-乙氧基丙酸乙酯)、醇(例如乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇)、二醇醚(例如丙二醇甲基醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯)、芳香族烃(例如甲苯、二甲苯和芳香族100)或脂肪族烃(例如庚烷、石脑油以及清漆制造和油漆用石脑油(VM&Pnaptha))。该染色剂还可以包括具有极性的、离子的、芳香族的、碱性的或酸性的官能团的丙烯酸类和/或聚酯类分散剂聚合物。该分散剂聚合物的选择基于其将要被用于的多种功能，例如润湿和/或稳定染色剂中的颜料。该染色剂进一步可以包括用作提供流变性的材料的添加剂(例如膨润土或疏水煅制氧化硅)，以防止颜料的沉降和提高其悬浮性。如果需要染色剂具有与涂料组合物相同的预设的VOC含量或具有更低的VOC含量，那么能够使用带入染色剂的总升(total liters of tint)的方程(I)选择和计算该染色剂的各种成分和用量。或者可以使用另一适合的由VOC豁免溶剂和非豁免溶剂和树脂确定VOC含量的VOC含量公式。
在实施方案中，该染色剂是通过将颜料、树脂、溶剂和分散剂混合到混合物中而制备的。该混合物也可以通过研磨机加工以将颜料磨碎到微细的颗粒尺寸，并用树脂和溶剂涂覆该颜料颗粒。然后将其他树脂、溶剂和添加剂添加到该颜料分散液中以生成最终稳定的颜料浓缩物。
在另一实施方案中，该油漆是使用粘合剂溶液形成的。该粘合剂溶液能够封装作为该系统的第二组分。在实施方案中，该粘合剂溶液具有与涂料组合物相同的预设VOC含量或具有更低的VOC含量。在可替代的实施方案中，该粘合剂溶液具有高于涂料组合物的预设VOC含量的VOC含量。除溶剂之外，该粘合剂溶液还包含粘合剂树脂。当油漆中使用染色剂时，根据颜料的特定颜色，使用该粘合剂树脂进一步调节该涂料组合物中的颜料浓度。此外，该粘合剂调节剂能够包括添加剂，例如油漆工业中常用的那些。这种添加剂的示例是光稳定剂(例如基于苯并三唑和HALS化合物的光稳定剂)、基于(甲基)丙烯酸类均聚物或硅油的流动控制剂、提供流变性的材料(例如疏水煅制氧化硅或聚脲化合物)、增稠剂(例如交联的多元羧酸或聚氨酯)、消泡剂、润湿剂等。适用于粘合剂溶液中的树脂的常用化学种类的示例包括但不限于本领域常见的丙烯酸类树脂、聚酯树脂和纤维素树脂。特别适用的包含羟基的丙烯酸类聚合物由各自在烷基中具有1－12个碳原子的甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯；各自在烷基中具有1－4个碳原子的甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟基烷基酯和丙烯酸羟基烷基酯；苯乙烯或任意上述单体的任意混合物的聚合单体构成。这些丙烯酸类聚合物具有2,000－50,000的重均分子量和从-20℃到100℃的玻璃态转变温度(Tg)。适用的聚酯是一种或多种脂肪族或芳香族多元羧酸和一种或多种脂肪族多元醇的酯化产物，但也可以包括酸酐、一元酸、一元醇或内酯。适用的羧酸或酸酐组分包括在酸基团之间具有0－12个碳原子的脂肪族二元羧酸、酞酸酐、异酞酸、对酞酸、六氢邻苯二甲酸酐、苯甲酸和椰油脂肪酸。适用的羟基组分包括在羟基之间具有0－6个碳原子的脂肪族二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二羟甲基丙酸、环己醇和ε-己内酯。适合的聚酯具有在1,500－20,000范围内的重均分子量和在-50℃到100℃范围内的玻璃态转变温度(Tg)。适用的纤维素树脂包括纤维素乙酸丁酸酯类型和纤维素乙酸丙酸酯类型。该溶剂是VOC豁免和非豁免的，能够包括酮(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基戊基酮、甲基异戊基酮和二异丁基酮)、酯(例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸异丁酯、乙酸戊酯和3-乙氧基丙酸乙酯)、醇(例如乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇)、二醇醚(例如丙二醇甲基醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯)、芳香族烃(例如甲苯、二甲苯和芳香族100)或脂肪族烃(例如庚烷、石脑油以及清漆制造和油漆用石脑油(VM&Pnaptha))。如果需要粘合剂溶液具有与涂料组合物相同的预设的VOC含量或具有更低的VOC含量，那么能够使用带入粘合剂溶液的总升数(total liters of binder solution)的方程(I)选择和计算该粘合剂溶液剂的各种成分和用量。或者可以使用另一适合的由VOC豁免溶剂和非豁免溶剂和树脂确定VOC含量的VOC含量公式。
依照另一实施方案，该油漆还使用减粘剂制备。该减粘剂能够封装作为该系统的第三组分。在实施方案中，该减粘剂具有与该涂料组合物相同的预设VOC含量或具有更低的VOC含量。在可替代的实施方案，该减粘剂具有比该涂料组合物的预设VOC含量更高的VOC含量。该减粘剂主要是溶剂，例如所有豁免溶剂，且用于进一步稀释染色剂和/或粘合剂溶液中的颜料和/或官能树脂。在其中选择的减粘剂的非VOC豁免溶剂含量已经较低的情况中，仅通过将少量树脂添加到该减粘剂的溶剂中，就能够降低该减粘剂的VOC含量使得该减粘剂的VOC含量达到预设的VOC含量或更低的VOC含量。该溶剂是VOC豁免和非豁免的，能够包括酮(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基戊基酮、甲基异戊基酮和二异丁基酮)、酯(例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸异丁酯、乙酸戊酯和3-乙氧基丙酸乙酯)、醇(例如乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇)、二醇醚(例如丙二醇甲基醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯)、芳香族烃(例如甲苯、二甲苯和芳香族100)或脂肪族烃(例如庚烷、石脑油以及清漆制造和油漆用石脑油(VM&Pnaptha))。适合的树脂包括但不限于非常低VOC的丙烯酸类树脂或聚酯树脂或流动产生树脂(flow-imparting resin)(例如丙烯酸类或聚酯增塑剂)。在一种实施方案中，该减粘剂为约96wt％的溶剂。在另一实施方案中，该减粘剂为约98wt％的溶剂。在另一实施方案中，该减粘剂为100wt％的溶剂。如果需要减粘剂具有与涂料组合物相同的预设的VOC含量或具有更低的VOC含量，那么能够使用带入减粘剂的总升数(total liters of reducer)的方程(I)选择和计算该减粘剂的各种成分和用量。或者可以使用另一适合的由VOC豁免溶剂和非豁免溶剂和树脂确定VOC含量的VOC含量公式。
在实施方案中，将染色剂、粘合剂溶液和/或减粘剂以任意适合的比例并以任何顺序相结合以形成该油漆。该油漆能够使用任意适合的方法混合以将该成分结合，例如高剪切混合、搅拌、搅动、共混或其任意组合。在一种实施方案中，其中各组分具有预设的VOC含量或更低的VOC含量，该组分能够依照预设配方或方案共混以实现所需的颜色，或者为了特定的功能施用(例如作为底涂层、透明涂层等)，仍得到具有预设VOC含量的油漆。尽管在一种实施方案中，该油漆是通过将染色剂、粘合剂溶液和减粘剂相结合而形成的，然而将认识到该溶剂、树脂和这三种组分的其他成分可以不必分离成三种该组分，但可以分隔成两种组分或四种组分或更多组分，然后可以混合在一起形成该油漆。例如，当该油漆是透明涂层且在染色剂中将不使用颜料时，在粘合剂溶液中能够使用染色剂中常用的树脂和溶剂，仅将粘合剂溶液和减粘剂相结合以形成该油漆。
如上所述，用于生成具有预设VOC含量的涂料组合物的系统的组成方法包括制备多种温度调节剂，其中每种都具有预设的或更少的VOC含量。该温度调节剂能够封装作为该系统的第四组分。该温度调节剂的作用是将油漆进一步稀释到适于施用的程度，并完善整个树脂组合物以实现所需的颜色平衡、提高粘合性、提高流变性、加速干燥等。在涂料组合物的施用过程中，优选该涂料组合物快速干燥，但干燥速度并不快到以致于底涂层没有时间均匀流动在整个基材上。而且如上所述，在美国，仅有较少的豁免溶剂，其并不必然具有使其适用于所有温度范围内的蒸发速率。这种有限数量的豁免溶剂使得难以形成满足低VOC含量限制的温度调节剂。因此，生成该涂料组合物的系统是用几种温度调节剂组成的，各温度调节剂包含溶剂或溶剂的混合物或的一种或多种在预设温度范围施用的涂料组合物中优选使用的溶剂的量。例如，该系统可以制造成包括三种温度调节剂。第一温度调节剂可以适于制备在约15℃－约24℃(约59°F－约75°F)范围内的温度施用的涂料组合物，第二温度调节剂可以适于制备在约24℃－约32℃(75°F－约90°F)范围内的温度施用的涂料组合物，第三温度调节剂可以适于制备在超过32℃(约90°F)的温度施用的涂料组合物。当然，在其他实施方案中，该系统可以包含两种、四种或更多种温度调节剂。
选择的在各种温度范围内使用的溶剂可以不是豁免溶剂，因此其很可能具有超出预设VOC含量的VOC含量。因此，能够使用上面的方程I或另一适合的VOC含量公式确定树脂在该温度调节剂中的用量以达到预设的VOC含量或更低的VOC含量。该树脂本身能够基于其作用(例如其平衡颜色、提高粘合性、提高流变性、加速干燥等的能力)而被选择。在温度调节剂中特别适用的是本身不与非豁免溶剂一起封装的树脂，即其本身是不添加非豁免溶剂的树脂。例如，优选粉末树脂。该溶剂是VOC豁免的和非豁免的，且能够包括酮(例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲基戊基酮、甲基异戊基酮和二异丁基酮)、酯(例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸异丁酯、乙酸戊酯和3-乙氧基丙酸乙酯)、醇(例如乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇)、二醇醚(例如丙二醇甲基醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯)、芳香族烃(例如甲苯、二甲苯和芳香族100)或脂肪族烃(例如庚烷、石脑油以及清漆制造和油漆用石脑油(VM&Pnaptha))。适合的树脂包括但不限于本领域中常用的丙烯酸类树脂、聚酯树脂和纤维素树脂。特别适用的包含羟基的丙烯酸类聚合物由各自在烷基中具有1－12个碳原子的甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯、各自在烷基中具有1－4个碳原子的甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟基烷基酯和丙烯酸羟基烷基酯、苯乙烯或任意上述单体的任意混合物的聚合单体构成。这些丙烯酸类聚合物具有2,000－50,000的重均分子量和从-20℃到100℃的玻璃态转变温度(Tg)。适用的聚酯是一种或多种脂肪族或芳香族多元羧酸和一种或多种脂肪族多元醇的酯化产物，但也可以包括酸酐、一元酸、一元醇或内酯。适用的羧酸或酸酐组分包括在酸基团之间具有0－12个碳原子的脂肪族二元羧酸、酞酸酐、异酞酸、对酞酸、六氢酞酸酐、苯甲酸和椰油脂肪酸。适用的羟基组分包括在羟基之间具有0－6个碳原子的脂肪族二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二羟甲基丙酸、环己醇和ε-己内酯。适合的聚酯具有在1,500－20,000范围内的重均分子量和在-50℃到100℃范围内的玻璃态转变温度(Tg)(ε)。适用的纤维素树脂包括纤维素乙酸丁酸酯类型和纤维素乙酸丙酸酯类型。该温度调节剂可以进一步包括添加剂，例如油漆工业中常用的那些。这些添加剂的实例是光稳定剂(例如基于苯并三唑和受阻胺类光稳定剂(HALS)化合物的光稳定剂)、基于(甲基)丙烯酸类均聚物或硅油的流动控制剂、提供流变性的材料(例如疏水煅制氧化硅或聚脲化合物)、增稠剂(例如交联的多元羧酸或聚氨酯)、消泡剂、润湿剂等。在各温度调节剂中树脂和溶剂的含量使得基于该温度调节剂的整个重量计各温度调节剂具有不低于1wt％的固体(例如不低于4％固体，例如不低于6％固体)。
在其他可选的实施方案中，该用于生成多种具有预设VOC含量的涂料组合物的系统的组成方法包括在该系统中提供交联组分。该交联组分能够封装作为该涂料组合物的可选的第五组分。术语“交联组分”表示具有“交联官能团”的组分，“交联官能团”是在组分的每个分子中存在的官能团，其中这些官能团能够与该涂料组合物中的其他官能团交联(在固化步骤过程中)以生成交联结构形式的涂料。
适合的交联官能团可以包括异氰酸酯、硫异氰酸酯、烷基化的三聚氰胺甲醛、乙酰氧基乙酰(acetoacetoxy)、羧基、伯胺、仲胺、环氧基、酸酐、氯胺酮、醛亚胺或其可用组合。在示例的实施方案中，该交联组分是聚异氰酸酯。
在另一示例的实施方案中，用于生成多种涂料组合物的系统包含均如上所预期的染色剂、粘合剂溶液、减粘剂、多种温度调节剂和可选的交联组分。将这些组分在一起封装和/或销售和/或以其他方式配制或制造以结合生成如本文预期的涂料组合物。在另一实施方案中，该系统封装有多种染色剂，使得使用该粘合剂溶液、减粘剂、多种温度调节剂和可选的交联组分能够生成多种颜色和效果的涂料组合物。
在另一示例的实施方案中，涂料组合物的制备方法包括形成油漆。该油漆是通过将如上预期的粘合剂溶液、减粘剂和可选的染色剂以依照预设配方的含量或比例和顺序相结合而形成的，以得到具有预设颜色、效果或功能的涂料组合物。该油漆能够使用任意适合的方法混合以将该成分相结合，例如高剪切混合、搅拌、搅动、共混和其任意组合。而在一种实施方案中，该油漆是通过将染色剂、粘合剂溶液和减粘剂相结合形成的，将认识到该溶剂、树脂和这三种组分的其他成分可以不必分离成该三种组分，而是可以分割成两种组分、或四种或更多种组分，然后可以混合在一起形成该油漆。例如，对于透明涂层，可以不在染色剂中使用颜料。因此，染色剂中其他必要的树脂和溶剂也能够在粘合剂溶液和减粘剂之间分割，该油漆能够仅由这两种组分形成。
该方法进一步包括基于所得到的涂料组合物将被施用的温度从多种温度调节剂中选择温度调节剂。该涂料组合物的施用能够在环境温度下实施，例如在约18℃－约43℃的范围内。因此，如上所述，对于在约18℃－约35℃范围内的环境温度，第一温度调节剂可以适于制备在低于约24℃(约75°F)范围内的温度下施用的涂料组合物，第二温度调节剂可以适于制备在约24℃－约32℃(约75°F－约90°F)范围内的温度下施用的涂料组合物，以及第三温度调节剂可以适于制备在高于约32℃(约90°F)范围内的温度下施用的涂料组合物。当然，在其他实施方案中，该系统可以包含两种、四种或更多种温度调节剂。
一旦为该涂料组合物待施用的温度选择了温度调节剂，该方法继续将该油漆与该温度调节剂混合。该油漆和温度调节剂以依照预设配方的含量或比例相结合，以得到具有预设颜色、效果或功能的涂料组合物。例如，该油漆和该温度调节剂能够以在约4：1－约1：4(例如约2：1－约1：2)的体积比范围内的预设比例结合。该油漆能够能够使用任意适合的方法混合以将该成分相结合，例如高剪切混合、搅拌、搅动、共混和其任意组合。在一种实施方案中，该染色剂、粘合剂溶液、减粘剂和各温度调节剂具有预设VOC含量或更低的VOC含量。在另一实施方案中，该染色剂、粘合剂溶液、减粘剂和/或温度调节剂具有高于预设VOC含量的VOC含量，但其在涂料组合物中的存在基本无关紧要使得所得到的涂料组合物将仍然展现出预设的VOC含量或更低的VOC含量。因此，最终使用者(例如车体整修人员)不必在配制该涂料组合物时担心是否满足国家或地区VOC规章制度的问题，因为使用该系统产生的任何涂料组合物都将满足这些规章制度。也可以向涂料组合物添加可选的交联组分以使得有利于该组合物的交联。
然后，将该涂料组合物施用到基底上并干燥。该涂料组合物能够通过常规技术(例如喷涂、静电喷涂、浸涂、刷涂和流涂)施用。该涂料组合物能够施用于约2.54微米(μm)－约254μm(约0.1－约10密尔)(例如约12.7μm－约76.2μm(约0.5－约3密尔))的范围内的厚度，且能够施用任意数量的涂层。因为该涂料组合物包含配制成用以在施用发生的温度下有利于施用、流平、膜成形和干燥的温度调节剂，因此该涂料组合物较为快速和均匀地干燥(或固化，视情况而定)。
尽管上述实施方案描述了用油漆与温度调节剂相结合形成的涂料组合物，但重要的是指出该涂料组合物并非限制于此。而是在其他实施方案中，该涂料组合物能够用涂料调节剂首先与该油漆的一种或多种单一组分(例如与染色剂、粘合剂溶液或减粘剂)相结合然后再与其他组分相结合而形成。
以下是整修底涂层系统、该系统的组成方法和生成具有小于0.42kg/L(3.5lb/gal)的VOC含量的银白色涂料组合物的方法的实施例。该实施例提供仅用于示例目的，绝不意于限制此处预期的各种实施方案。
实施例
丙烯酸树脂#1
通过将以下组分加入到配备有温度计、热源、搅拌器、滴液漏斗、氮气吹扫和冷凝器的聚合反应器中，通过自由基共聚反应制备丙烯酸类聚合物溶液：
第1部分 wt.％
甲基戊基酮 27.42
第2部分
第3部分
二叔丁基过氧化物 0.55
甲基戊基酮 30.85
总计 158.82
将第1部分添加到反应器中，加热到其回流温度。将第2部分预混，然后以均匀的速率在195分钟期间添加到该反应器中，同时将得到的反应混合物保持在其回流温度。将第3部分预混并在200分钟期间以均匀的速率添加到反应器中，同时将反应混合物保持在其回流温度。将该反应混合物在其回流温度再保持2小时。
得到的丙烯酸类聚合物溶液具有约63wt％的聚合物固体含量和Z的加德纳－霍尔德(Gardner-Holdt)粘度。
丙烯酸树脂#2
通过将以下组分加入到配备有温度计、热源、搅拌器、滴液漏斗、氮气吹扫和冷凝器的聚合反应器中，通过自由基共聚反应制备丙烯酸类聚合物溶液：
第1部分 wt.％
乙酸叔丁酯 13.70
第2部分
第3部分
3.40
乙酸叔丁酯 23.20
总计 158.82
其中67是可获自特拉华州威明顿市杜邦公司(E.I.DuPont de Nemoursand Co.,Wilmington,DE)的2,2’-偶氮基二-(2-甲基丁腈)。将第1部分添加到反应器中，加热到其回流温度。将第2部分预混，然后以均匀的速率在360分钟期间添加到该反应器中，同时将得到的反应混合物保持在其回流温度。将第3部分预混并与第2部分同时添加到反应器中。第3部分是在390分钟期间添加的，将反应混合物在其回流温度再保持60分钟，然后冷却到室温。所得到的丙烯酸类聚合物溶液具有约60wt％的聚合物固体含量和约Y+1/4的加德纳－霍尔德(Gardner-Holdt)粘度。
丙烯酸树脂#2中的流变控制剂
将约1.7wt％的可获自新泽西州弗洛勒姆帕克市巴斯夫(BASF,Florham Park,NewJersey)的苯甲胺与约1.34wt％的1,6-六亚甲基二异氰酸酯在96.36wt％的丙烯酸树脂#2存在下混合。将反应物搅拌5分钟。
聚酯树脂
通过二羟甲基丙酸、季戊四醇和ε-己内酯的酯化合成共聚酯多元醇。将2064.3g的二羟甲基丙酸(DMPA)、167.1g的季戊四醇(PE)、31.0g的2-乙基己酸锡(II)和108.3g的二甲苯在氮气吹扫下加入配备有机械搅拌器、热电偶和具有分水器的短程蒸馏头的12升反应器中。将反应混合物加热到其回流温度，从分水器收集反应水。通过收集的水的量监控反应进程，并且使反应温度不超过185℃。在整个反应期间另外添加20g的二甲苯以保持回流温度低于185℃。当收集的水的量达到理论值(277g)时，使用酸值测量确定终点，其为小于5的酸值。在测量到的酸值为1.7时，使反应器冷却到120℃。然后在15－20分钟期间通过加料漏斗缓慢添加4126.8g的ε-己内酯。将反应器保持在120℃，直至固体超过95％。然后将反应器冷却到90℃，用1391.8g的甲基戊基酮稀释所得到的聚合物溶液。使用强迫通风将反应器冷却到低于50℃。
该聚合物溶液具有80.2wt％的固体含量、V+1/4的加德纳－霍尔德(GardnerHoldt)粘度，最终酸值为2.1(对固体校正)。通过另外添加甲基戊基酮，将该聚酯树脂进一步降低到65.5wt％的固体含量。
然后依照以下配方并相对于预设VOC含量生成银白色涂料组合物的油漆的各组分。
其中铝粉浆7768N可获自获自日本东洋铝业(Toyo Aluminum K.K.,Japan)；Bentone 27粘土可获自新泽西州东温莎市海明斯特殊化学公司(Elementis Specialties,Inc.,East Windsor,New Jersey)。
减粘剂#2(高于预设VOC含量) (wt.％)
乙酸叔丁酯 100.000
总计 100.000
其中CAB树脂381-0.5和381-0.1是可获自田纳西州金斯波特市伊士曼化工公司(Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee)的纤维素乙酸丁酸酯；Resamin HF480是可获自比利时湛新(Allnex,Belgium)的氨基甲酸树脂；361N是可获自德国的毕克(Byk,Germany)的聚丙烯酸酯表面添加剂。
其中CAB树脂381-0.5和551-0.2是可获自田纳西州金斯波特市伊士曼化工公司(Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee)的纤维素乙酸丁酸酯；Resamin HF480是可获自比利时湛新(Allnex,Belgium)的氨基甲酸树脂；361N是可获自德国毕克(Byk,Germany)的聚丙烯酸酯表面添加剂。
其中CAB树脂381-0.5和381-2是可获自田纳西州金斯波特市伊士曼化工公司(Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee)的纤维素乙酸丁酸酯；Resamin HF480是可获自比利时湛新(Allnex,Belgium)的氨基甲酸树脂；361N是可获自德国毕克(Byk,Germany)的聚丙烯酸酯表面添加剂。
其中CAB树脂381-0.5是可获自田纳西州金斯波特市伊士曼化工公司(EastmanChemical Co.,Kingsport,Tennessee)的纤维素乙酸丁酸酯；Resamin HF480是可获自比利时湛新(Allnex,Belgium)的氨基甲酸树脂；361N是可获自德国毕克(Byk,Germany)的聚丙烯酸酯表面添加剂。
因此，此处描述了制备用于生成多种具有预设VOC含量的涂料组合物的系统的方法、制备具有预设VOC含量的涂料组合物的方法以及用于制备所述涂料组合物的温度调节剂的各种方案。尽管在前面的发明详述中已经呈现了至少一种示例性实施方案，但应当认为存在非常多的变型。还应当认识到该一种或多种示例性的实施方案仅是实施例，绝不意于以任何方式限制本发明的范围、可应用性或构造。而是前面的详细描述将为本领域技术人员提供实施本发明的示例性实施方案的方便的路线图。认识到在不脱离后附权利要求中提出的发明范围的情况下示例性实施方案中描述的要素的作用和排列可以进行各种改变。
以下内容对应于母案申请中的原始权利要求书，现作为说明书的一部分并入此处：
1、一种用于制备涂料组合物的方法，该方法包括以下步骤：
基于环境温度从多种温度调节剂中选择温度调节剂，在所述环境温度下涂料组合物的施用待进行，所述温度调节剂包括树脂和溶剂，其中所述树脂、溶剂和/或树脂和溶剂的量取决于所述环境温度，且其中所述温度调节剂包括不小于1wt％的固体并且所述温度调节剂包括不高于预设的VOC含量；和
结合油漆与所述温度调节剂，所述油漆包括树脂和溶剂并且具有不高于预设的VOC含量；和
混合所述温度调节剂和所述油漆以形成涂料组合物，其中所述涂料组合物具有不高于预设的VOC含量。
2、根据项1所述的方法，其中所述结合油漆与所述温度调节剂包括结合由染色剂形成的油漆，其中所述染色剂具有预设的VOC含量或者更低的VOC含量，并且包含颜料。
3、根据项1所述的方法，其中所述结合油漆与所述温度调节剂包括结合由粘合剂溶液形成的油漆，其中所述粘合剂溶液具有预设的VOC含量或者更低的VOC含量，并且包含树脂和溶剂。
4、根据项1所述的方法，其中所述结合油漆与所述温度调节剂包括结合由减粘剂形成的油漆，其中该减粘剂具有预设的VOC含量或更低的VOC含量，且包含具有树脂或不具有树脂的溶剂。
5、根据项1所述的方法，其中混合包括混合所述温度调节剂、油漆和交联组分。
6、根据项5所述的方法，其中混合包括混合所述温度调节剂、油漆和异氰酸酯。
7、根据项1所述的方法，其中混合包括以约4：1至约1：4的比例范围混合温度调节剂和油漆。
8、根据项7所述的方法，其中混合包括以约2：1至约1：2的比例范围混合温度调节剂和油漆。
9、根据项1所述的方法，其中所述结合油漆与所述温度调节剂包括结合由染色剂、粘合剂溶液和减粘剂形成的油漆，并且所述染色剂、粘合剂溶液和减粘剂的一种或多种不具有预设的VOC含量。
10、一种制备用于生成涂料组合物的系统的方法，所述涂料组合物具备预设的VOC含量，所述方法包括以下步骤：
选择环境温度范围，在该环境温度下涂料组合物将被施用；
选择豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂，从它们中形成用于制备涂料组合物的温度调节剂，其中基于在该环境温度范围内所述豁免溶剂和非豁免溶剂的挥发速度来选择豁免溶剂和非豁免溶剂；
确定所述豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂的量，以便形成具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的所述温度调节剂；
混合所述豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂的量以形成具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的所述温度调节剂；
其中所述温度调节剂具有不小于1％的固体，且其中所述温度调节剂是所述系统的第一组分；以及
重复所述选择步骤、确定步骤和混合步骤以制备另外的温度调节剂，该另外的温度调节剂适于制备另外的涂料组合物，其中所述另外的温度调节剂是所述系统另外的组分。
11、根据项10所述的方法，其中确定包括使用确定温度调节剂的VOC含量的方程，来确定所述树脂的量、豁免溶剂的量和/或非豁免溶剂的量。
12、根据项11所述的方法，其中确定包括使用方程I来所述树脂的量、豁免溶剂的量和/或非豁免溶剂的量：
其中水是豁免溶剂，且其中“VOC含量(kg/L)”是该涂料组合物的以千克/升计的预设VOC含量。
13、根据项10所述的方法，该方法进一步包括制备包括树脂和溶剂并具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的油漆。
14、根据项13所述的方法，其中制备所述油漆包括制备染色剂，其中所述染色剂具有预设的VOC含量或更低的VOC含量，包含颜料，并且是所述系统的第二组分。
15、根据项13所述的方法，其中制备所述油漆包括制备粘合剂溶液，其中所述粘合剂溶液具有预设的VOC含量或更低的VOC含量，包含树脂和溶剂，并且是所述系统的第二组分。
16、根据项13所述的方法，其中制备所述油漆包括制备减粘剂，其中所述减粘剂具有预设的VOC含量或更低的VOC含量，包含树脂和溶剂，并且是所述系统的第二组分。
17、根据项13所述的方法，其中制备所述油漆由染色剂、粘合剂溶液和减粘剂形成，并且所述染色剂、粘合剂溶液和减粘剂的一种或多种不具有预设的VOC含量。
18、根据项13所述的方法，所述方法进一步包括与该系统中的油漆和温度调节剂一起提供交联组分。
19、一种用于制备涂料组合物的温度调节剂，所述温度调节剂具有预设的VOC含量并且包括不小于1％的固体，所述温度调节剂根据包括以下步骤的方法形成：
选择环境温度范围，在该环境温度下涂料组合物将被施用；
选择豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂，从它们中形成用于制备涂料组合物的温度调节剂，其中基于在该环境温度范围内所述豁免溶剂和非豁免溶剂的挥发速度来选择豁免溶剂和非豁免溶剂；
确定所述豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂的量，以便形成具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的所述温度调节剂；
混合所述豁免溶剂、非豁免溶剂、以及树脂的量以形成具有预设的VOC含量或更低的VOC含量的所述温度调节剂。
20、根据项19所述的温度调节剂，其中确定包括使用方程I来确定所述树脂的量、豁免溶剂的量和/或非豁免溶剂的量：
其中水是豁免溶剂，且其中“VOC含量(kg/L)”是该涂料组合物的以千克/升计的预设VOC含量。

Claims (17)

1.一种用于制备涂料组合物的方法，该方法包括以下步骤：
基于环境温度从多种温度调节剂中选择温度调节剂，在所述环境温度下所述涂料组合物的施用待进行，所述温度调节剂包括树脂和溶剂，其中所述树脂、所述溶剂、和/或所述树脂和所述溶剂的量取决于所述环境温度，其中所述温度调节剂包括不小于约1wt％的固体，并且其中所述温度调节剂具有不高于预设的总VOC含量；
结合油漆与所述温度调节剂，所述油漆包括树脂和溶剂并且具有不高于所述预设的总VOC含量；以及
混合所述温度调节剂和所述油漆以形成所述涂料组合物，其中所述涂料组合物具有不高于所述预设的总VOC含量，其中所述预设的总VOC含量为约1.2kg/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述油漆由染色剂形成，以及其中所述染色剂包含不高于所述预设的总VOC含量并且包含颜料。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述油漆由粘合剂溶液形成，以及其中所述粘合剂溶液包含不高于所述预设的总VOC含量并且包含树脂和溶剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述油漆由减粘剂形成，以及其中所述减粘剂包含不高于所述预设的总VOC含量并且包含溶剂而具有或不具有树脂。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述油漆由染色剂、粘合剂溶液和减粘剂形成，以及其中所述染色剂、所述粘合剂溶液和所述减粘剂中的一者或更多者包含不高于所述预设的总VOC含量。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合包括混合所述温度调节剂、所述油漆和交联组分。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合包括混合所述温度调节剂、所述油漆和异氰酸酯。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合包括以约4：1至约1：4的比例范围混合所述温度调节剂和所述油漆。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合包括以约2：1至约1：2的比例范围混合所述温度调节剂和所述油漆。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂料组合物具有不高于约1.1kg/L的总VOC含量。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂料组合物具有不高于约0.9kg/L的总VOC含量。
12.一种用于制备涂料组合物的方法，该方法包括以下步骤：
基于环境温度从多种温度调节剂中选择温度调节剂，在所述环境温度下所述涂料组合物的施用待进行，所述温度调节剂包括树脂和溶剂，其中所述树脂、所述溶剂、和/或所述树脂和所述溶剂的量取决于所述环境温度，其中所述温度调节剂包括不小于约1wt％的固体，并且其中所述温度调节剂具有不高于约1.2kg/L的总VOC含量；
结合油漆与所述温度调节剂，所述油漆包括树脂和溶剂，其中所述油漆具有不高于约1.2kg/L的总VOC含量；以及
混合所述温度调节剂和所述油漆以形成所述涂料组合物。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述油漆具有不高于约0.48kg/L的总VOC含量。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述温度调节剂具有不高于约1.1kg/L的总VOC含量，并且所述油漆具有不高于约0.48kg/L的总VOC含量。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述温度调节剂具有不高于约0.48kg/L的总VOC含量。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述温度调节剂具有不高于约1.0kg/L的总VOC含量。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述温度调节剂具有不高于约0.9kg/L的总VOC含量。
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