CN110997836A - 双组分(2k)清漆和用具有增强视觉外观的双组分(2k)清漆涂布基底的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双组分清漆组合物含有含羟基官能树脂的第一组分;和含交联剂,即非封闭的第一异氰酸酯树脂的第二组分;其中第一组分和第二组分的至少一种进一步包含封闭型异氰酸酯树脂,其是第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式;其中第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂能与羟基官能树脂反应以形成交联涂层。用所述清漆组合物涂布的基底表现出涂布基底的改进的视觉外观,如减少的橘皮和提高的平衡值。

Description

双组分(2K)清漆和用具有增强视觉外观的双组分(2K)清漆涂 布基底的方法
公开背景
技术领域
本发明涉及一种双组分(2K)清漆组合物,其包含羟基官能树脂组分、非封闭型异氰酸酯树脂作为交联剂组分、和分布在这两种组分之间的封闭型异氰酸酯部分。本公开还涉及用双组分(2K)清漆组合物涂布基底的方法和被清漆组合物涂布的基底,其为涂布的基底提供改进的视觉外观,如减少的橘皮。
相关技术描述
利用涂料组合物形成用于保护和装饰用途的涂层,例如底漆、底色漆和清漆。涂料可用在建筑物、机械、设备、车辆上(作为汽车原始设备制造商(OEM)和修补涂料)或用于其它涂料用途。涂料可为下方基底提供一个或多个保护层并且也可具有美观价值。
在典型的汽车涂料中,在车辆的金属表面上施加至少四个层:电泳漆(e-coat)、底漆、底色漆和清漆。通常将电泳漆和底漆层施加到车辆表面上并固化。随后,用溶剂施加底色漆制剂,并在高温法中闪蒸出溶剂。在适当调节底色漆后,接着施加清漆以为车辆提供光泽饰面并防腐蚀。最后,涂布的车辆表面经过高温烘箱以固化底色漆和清漆。
汽车的漆面具有两个主要要求:保护下方的表面和增强整个产品。整体外观和结构可见度取决于结构尺寸、观察距离和成像质量。车漆的波纹度在大约0.1至30mm波长的范围内。具有不同结构尺寸的表面在视觉上看起来不同。通常视觉评估这些现象并使用主观术语如剥离度或织构度作为描述。原始设备制造商(OEM)和它们的漆供应商不断寻找改善视觉外观的制剂。较大波长peel的可见度的提高在工业中被称为橘皮。橘皮可在高光泽表面上显现为明暗区的波纹图样。根据结构单元的斜率,朝各种方向反射光。只有朝观察者眼睛的方向反射光的单元被感知为明区。表面的这种长波长不均匀性(或结构)已知令消费者反感,因为其甚至在1米或更大的长视距也可见。另一方面,较短波长结构只要不太严重,在超过0.5米的长视距下不容易看到。已经显示,短波长结构的增加实际上有助于掩盖由长波长不均匀性造成的反射的锐度。因此,随着长波长结构增加,例如在垂直表面上,理想的是短波长结构也增加。具体而言,如通过激光波长计(wavescan)装置测得的长波(LW)/短波(SW)比的改进被认为有利。这一比率也被称为平衡(balance)。
此外,长期以来观察到,双组分(2K)多异氰酸酯清漆具有低含量的短波长结构。这在传统上被认为理想并且被称为“湿亮感”。但是,现在已知的是,短波长结构的这种缺乏导致长波长结构的感知量增加。这在黑色之类的颜色上尤其如此。增加清漆中的结构的一般方法,如选择更快蒸发的溶剂或为抗流挂性而添加胶体材料,已经表明既影响长波结构又影响短波结构。因此,在双组分多异氰酸酯清漆在黑色底色漆上的多层系统中,理想的是增加短波结构而不显著增加长波结构。
在银色之类的颜色上,较大的颜料尺寸造成底色漆-清漆复合膜中的不平整,这会增加短波结构。因此,对黑色底色漆而言短波结构太低的相同清漆在银色金属底色漆上可能在指定范围内。由于常见做法是在所有颜色上使用相同清漆,在银色底色漆上的短波结构的显著增加会导致对这一颜色而言太多的短波。因此,理想的是提供增加黑色底色漆上的短波结构而对银色金属底色漆上的短波结构几乎没有影响的清漆。
本公开提供具有这两种期望的但看似相反的特征的清漆组合物。这种组合物首先适用于增加黑色底色漆上的短波结构而不显著增加长波结构,其次适用于增加黑色底色漆上的短波结构而不显著增加银色金属底色漆上的短波结构。
鉴于上述内容,本公开的一个方面是提供双组分(2K)清漆组合物,其包含羟基官能树脂组分、非封闭型异氰酸酯树脂作为交联剂组分、和分布在这两种组分之间的封闭型异氰酸酯部分。在交联反应和固化的过程中,第二异氰酸酯的延迟释放理想地延缓固化速率以允许形成更视觉理想的表面织构(即改进的平衡值、降低或不变的长波值、提高的短波值)。根据另一方面,本公开还涉及用双组分(2K)清漆组合物涂布基底的方法和被清漆组合物涂布的基底,其具有改进的视觉外观,如减少的橘皮和平衡值。
公开概述
根据第一实施方案,本公开涉及一种双组分清漆组合物,其包含含羟基官能树脂的第一组分;含交联剂,即非封闭的第一异氰酸酯树脂的第二组分;和封闭型异氰酸酯树脂,其是第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式;其中第一组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,或第一和第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂能与羟基官能树脂反应以形成交联涂层。
在第一实施方案的一个方面中,羟基官能树脂的含量为10至90重量%;第一异氰酸酯树脂的含量为25至75重量%;封闭型异氰酸酯树脂的含量为0.1至15重量%;其中重量百分比值基于第一和第二组分的树脂固体的总重量计,通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的0.3至1.0mm波长结构的Wb值与不含所述封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的双组分清漆组合物相比提高4个单位或更大;和通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的3.0至10.0mm波长结构的Wd值与不含所述封闭型异氰酸酯树脂同时总异氰酸酯摩尔量相同的其它方面相同的双组分清漆组合物相比降低小于或等于4个单位。在下列各种实施方案和说明中,固含量百分比始终通过ASTM D2369测定。
在第一实施方案的进一步方面中,羟基官能树脂包含羟基官能丙烯酸系树脂和羟基官能聚酯树脂的至少一种。
在第一实施方案的进一步方面中,第一异氰酸酯树脂、第二异氰酸酯树脂或两者是多异氰酸酯树脂,其包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,4’-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷和异佛尔酮二异氰酸酯的至少一种二异氰酸酯。
在第一实施方案的进一步方面中,用于第二异氰酸酯树脂的封闭剂是选自烷基醇、醚醇、马来酸二乙酯、肟、胺,优选咪唑或二甲基吡唑,酰胺和羟胺的至少一种化合物。
在第一实施方案的进一步方面中,通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的平衡值与不含所述封闭型异氰酸酯树脂同时总异氰酸酯摩尔量相同的其它方面相同的双组分清漆组合物相比提高。
在第一实施方案的进一步方面中,通过激光波长计装置测得的在被底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的平衡值为-4至6。
在第一实施方案的进一步方面中,在被底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的20°光泽度值大于80光泽度单位。
在第二实施方案中,提供形成用根据第一实施方案及其所有方面的双组分清漆组合物涂布的基底的方法。所述方法包括:用底色漆组合物涂布基底表面以获得底色漆层;至少部分干燥底色漆层;通过混合双组分清漆组合物的第一和第二组分与有机溶剂由此形成清漆组合物而制备双组分清漆组合物;将所述清漆组合物施加到底色漆层的表面以形成清漆组合物层;
使羟基官能树脂与第一异氰酸酯树脂和通过在固化过程中将封闭型异氰酸酯树脂解封闭而获得的第二异氰酸酯树脂反应和固化以在底色漆层上形成聚氨酯清漆涂层;其中在反应和固化过程中第二异氰酸酯树脂的延迟反应降低聚氨酯清漆涂层的固化速率以在底色漆层和聚氨酯清漆涂层之间形成皱纹。
在第二实施方案的一个方面中,清漆组合物中的封闭型异氰酸酯树脂的含量为清漆组合物中的树脂固体总重量的2至10重量%。
在第二实施方案的进一步方面中,所述固化在80-150℃的温度下进行15-45分钟的时间。
在第三实施方案中,提供通过根据第二实施方案及其所有方面的方法获得的涂布基底。根据这一实施方案,所述底色漆是黑色的并获得提高的0.3至1.0mm波长结构的Wb值和降低或相等的3.0至10.0mm波长结构的Wd值。Wb和Wd值通过激光波长计装置测量并且相对于通过具有相同的异氰酸酯总摩尔量同时不含封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的方法获得的其它方面相同的涂布基底计。
在第四实施方案中,提供通过根据第二实施方案及其所有方面的方法获得的涂布基底。根据这一实施方案,所述底色漆是银金属色并且所述涂布基底具有与具有相同的异氰酸酯总摩尔量同时不含封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的方法相比提高小于4个单位的如通过激光波长计装置测得的0.3至1.0mm波长结构的Wb值。
第五实施方案提供一种套装,其包含:含羟基官能树脂的第一组分;含交联剂,即非封闭的第一异氰酸酯树脂的第二组分;和封闭型异氰酸酯树脂,其是第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式;其中第一组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,或第一和第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂能与羟基官能树脂反应以形成交联涂层。
在第五实施方案的一个方面中,羟基官能树脂的含量为10至90重量%;第一异氰酸酯树脂的含量为25至75重量%;封闭型异氰酸酯树脂的含量为0.1至15重量%;其中重量百分比值基于第一和第二组分的树脂固体的总重量计,通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的0.3至1.0mm波长结构的Wb值与不含所述封闭型异氰酸酯树脂同时总异氰酸酯摩尔量相同的其它方面相同的双组分清漆组合物相比提高4个单位或更大;和通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的3.0至10.0mm波长结构的Wd值与不含所述封闭型异氰酸酯树脂同时总异氰酸酯摩尔量相同的其它方面相同的双组分清漆组合物相比降低小于或等于4个单位。
已作为总体介绍提供上述段落,并且无意限制下列权利要求书的范围。参照联系附图作出的下列详述最好地理解所述实施方案以及进一步的优点。
实施方案详述
在本公开的说明书内,在作者、共同作者名下或归属于受让人单位的成员的所有引用的参考文献、专利、申请、出版物和文章经此引用并入本文。如果指定数值界限或范围,包括端点。也像明确写出那样具体包括在数值界限或范围内的所有数值和子范围。本文所用的词语“一”等具有“一个或多个”的意思。短语“选自”等包括指定材料的混合物。除非明确地另行指明,“含有”之类的术语是开放术语,意味着“包括至少”。所有其它术语根据本领域技术人员理解的常规含义解释。
根据第一实施方案,本公开涉及一种双组分清漆组合物,其包含含羟基官能树脂的第一组分;含交联剂,即非封闭的第一异氰酸酯树脂的第二组分;和封闭型异氰酸酯树脂,其是第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式;其中第一组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,或第一和第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂能与羟基官能树脂反应以形成交联涂层.
异氰酸酯基团可与任何含反应性氢的化合物反应。异氰酸酯与醇(即羟基官能)的反应产生氨酯。为了制备聚合材料,反应参与者需要每分子至少两个官能团。当反应参与者都是双官能时形成线性聚合物。三维网络要求至少一种反应参与者具有三个或更多个反应性基团。在一个优选实施方案中,双组分清漆组合物可作为两种分开的组分提供给客户或用户并在临施加前混合。
本公开的双组分清漆组合物包含含羟基官能树脂的第一组分。本公开的双组分涂料组合物的第一组分的羟基官能树脂可以是任何具有可与交联剂或第一异氰酸酯树脂的官能团反应的羟基官能的聚合物。
在一个优选实施方案中,羟基官能树脂是羟基官能丙烯酸系树脂或羟基官能聚酯,羟基官能树脂优选是选自具有羟基官能的丙烯酸系聚合物和具有羟基官能的聚酯聚合物的至少一员。在一个更优选的实施方案中,羟基官能树脂是具有羟基官能的丙烯酸系聚合物。示例性的市售羟基官能树脂包括以商品名
Figure BDA0002380724540000061
出售的那些。
在某些实施方案中,除羟基官能团外,羟基官能树脂还可包含附加反应性官能团,只要其可与第二组分的交联剂,第一异氰酸酯树脂的官能团反应。在某些实施方案中,羟基官能树脂包括选自胺官能团、羧酸官能团、氨基甲酸官能团和环氧官能团的至少一种附加官能团。
双组分清漆组合物的第一组分中存在的羟基官能树脂通常可具有任何玻璃化转变温度(Tg),其与第二组分的交联剂,第一异氰酸酯树脂的玻璃化转变温度和羟基官能树脂的当量结合,导致形成具有所需硬度的固化膜。在一个优选实施方案中,羟基官能树脂具有-20℃至100℃,优选0℃至75℃,优选10℃至50℃的玻璃化转变温度。
共聚物Tg值由其中所含的共聚单体的均聚物的Tg值使用Fox方程计算。均聚物Tg值获自Polymer Handbook,第3版,J.Brandup,I.H.Immergut,第VI章,第215-225页。Fox方程如下基于各共聚单体的重量分数及其相应的均聚物的Tg:
Figure BDA0002380724540000071
Wi=单体i的重量分数
Tgi=单体i的均聚物Tg[KO]
在某些实施方案中,双组分涂料组合物的第一组分中存在的羟基官能树脂可具有500至30,000、或600至20,000、或750至10,000如通过对照无支链聚苯乙烯标样的凝胶渗透色谱法(GPC)测得的数均分子量(Mn)。羟基官能树脂可具有100至3000,优选200至1500,优选250至800,优选300至700克羟基官能树脂/OH当量的羟基当量率(即羟基官能树脂的克数/OH当量)。注:在下面的实验部分中更详细描述GPC方法。
在一个优选实施方案中,示例性的合适羟基官能丙烯酸系树脂或羟基官能聚酯树脂具有足够的羟基含量以在80至150℃,优选85-145℃,优选90-140℃,优选95-135℃,优选100-130℃,优选110-130℃的所需固化温度下反应。在一个优选实施方案中,羟基官能丙烯酸系树脂可具有15至565mg KOH/g,优选35至280mg KOH/g,优选70至225mg KOH/g的羟值。在某些实施方案中,羟值可小于200mg KOH/g,例如小于185mg KOH/g或小于175mg KOH/g。在一个优选实施方案中,羟基官能丙烯酸系树脂具有每分子平均至少两个活性氢基团。
在一个优选实施方案中,羟基官能树脂以基于该组合物中的总树脂固体的总重量计10至90重量%,优选30至80重量%,优选35至70重量%,优选基于该组合物中的总树脂固体的总重量计45至65重量%的量存在于双组分涂料组合物中。
本公开的双组分清漆组合物包含含交联剂,即第一异氰酸酯树脂的第二组分。第一异氰酸酯树脂具有游离NCO基团,其与羟基官能树脂的羟基反应以形成氨酯键(-NH-CO-O-)和因此交联氨酯涂层。
在某些实施方案中,第一异氰酸酯树脂可具有100至20,000,优选150至10,000,优选200至5,000的如通过对照无支链聚苯乙烯标样的凝胶渗透色谱法(GPC)测得的数均分子量(Mn)。第一异氰酸酯树脂可具有50至1000,优选100至500,优选150至250的NCO当量(即交联剂的克数/NCO当量)。
如本文所用,第一异氰酸酯树脂可具有适用于交联本公开的双组分涂料组合物的含羟基官能树脂的第一组分的羟基官能树脂的任何有机异氰酸酯。该异氰酸酯,优选多官能异氰酸酯在结构上可以是芳族、脂族、脂环族或多环的。优选的是含有3至36,优选4至16,优选6至15,优选8至大约12个碳原子的异氰酸酯。
适合作为第一异氰酸酯树脂的示例性二异氰酸酯包括但不限于甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、二苯甲烷-2,4’-二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、亚丙基二异氰酸酯、乙基亚乙基二异氰酸酯、2,3-二甲基亚乙基二异氰酸酯、1-甲基三亚甲基二异氰酸酯、1,3-环戊二异氰酸酯、1,4-环六亚甲基二异氰酸酯、1,2-环六亚甲基二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、二甲苯二异氰酸酯(XDI)、氢化二甲苯二异氰酸酯(HXDI)、萘1,5-二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、3,3’-二甲基二苯基-4,4’-二异氰酸酯(DDDI)、2,2,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)、降冰片烷二异氰酸酯(NDI)、4,4’-二苄基二异氰酸酯(DBDI)、4,4-二苯二异氰酸酯(例如4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯)、1,5-萘二异氰酸酯、1,4-萘二异氰酸酯、1-异氰酸酯基甲基-3-异氰酸酯基-3,5,5-三甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯或IPDI)、1,3-双(1-异氰酸酯基-1-甲基乙基)苯(间四甲基二甲苯二异氰酸酯或TMXDI)、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷、双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷、4,4′-二苯基醚二异氰酸酯和2,3-双(8-异氰酸酯基辛基)-4-辛基-5-己基环己烷。
其中,六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、二苯甲烷-2,4’-二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和间四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)是优选的。在一个优选实施方案中,第一异氰酸酯树脂、第二异氰酸酯树脂或两者包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,4’-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷和异佛尔酮二异氰酸酯的至少一种二异氰酸酯。
在某些实施方案中,同样设想可以使用具有比二异氰酸酯高的异氰酸酯官能度的多官能异氰酸酯。具有比二异氰酸酯高的异氰酸酯官能度的示例性多官能异氰酸酯包括但不限于TDI基多异氰酸酯、MDI基多异氰酸酯、HDI基多异氰酸酯、IPDI基多异氰酸酯、三(4-异氰酸酯基苯基)甲烷、1,3,5-苯三异氰酸酯、2,4,6-甲苯三异氰酸酯、1,3,5-三(6-异氰酸酯基己基缩二脲)、双(2,5-二异氰酸酯基-4-甲基苯基)甲烷、1,3,5-三(6-异氰酸酯基己基)-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三酮(即六亚甲基二异氰酸酯环状三聚物)、1,3,5-三(6-异氰酸酯基己基)和聚合多异氰酸酯,如甲苯二异氰酸酯的二聚物和三聚物。在某些实施方案中,用作第二组分的交联剂的第一异氰酸酯树脂可另外以例如衍生自多元醇,包括但不限于聚醚多元醇或聚酯多元醇的预聚物的形式存在。
在一个优选实施方案中,封闭型异氰酸酯树脂以基于该组合物中的总树脂固体的总重量计25至75重量%,优选35至65重量%,更优选基于该组合物中的总树脂固体的总重量计45至55重量%的量存在于双组分清漆组合物中。
在一个优选实施方案中,第一异氰酸酯树脂是基本未封闭的,即多于90%的NCO基团未封闭并可与羟基官能反应,优选多于95%,优选多于99%或多于99.5%的NCO基团未封闭并可与羟基官能反应。在某些实施方案中,第一异氰酸酯树脂可完全不含封闭NCO基团。
本公开的双组分清漆组合物包含含羟基官能树脂的第一组分和含交联剂,即第一异氰酸酯树脂的第二组分,其中第一组分和第二组分的至少一种进一步包含封闭型异氰酸酯树脂,其是第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式。在室温下,这些封闭型异氰酸酯不以任何明显比率与羟基反应。在升高的温度下,封闭型异氰酸酯释放封闭剂(即解封闭)且异氰酸酯官能可与羟基官能反应。
本公开的双组分清漆组合物中包含的第二异氰酸酯树脂与上文对第一异氰酸酯树脂描述的那些相同。在某些实施方案中,第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂可以相同。在某些实施方案中,第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂可以不同。在一个优选实施方案中,第一异氰酸酯树脂、第二异氰酸酯树脂或两者包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,4’-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷和异佛尔酮二异氰酸酯的至少一种二异氰酸酯。
在某些实施方案中,封闭型异氰酸酯树脂是基本封闭的,即多于90%的NCO基团是封闭的,优选多于95%,优选多于99%或多于99.5%的NCO基团是封闭的。在某些实施方案中,封闭型异氰酸酯树脂可完全不含游离NCO基团。
在本说明书通篇中,术语未封闭的异氰酸酯树脂描述具有可与异氰酸酯反应性官能团反应的异氰酸酯基团的树脂。这种反应性也可用术语“活性”表示,因此“未封闭”和“活性”可互换地用于描述异氰酸酯树脂。
在某些实施方案中,封闭型异氰酸酯树脂可具有150至30,000,优选200至20,000,优选250至10,000的如通过对照无支链聚苯乙烯标样的凝胶渗透色谱法(GPC)测得的数均分子量(Mn)。封闭型异氰酸酯可具有50至1000,优选100至500,优选150至250的NCO当量(即交联剂的克数/NCO当量)。
封闭剂可独立或结合使用。在某些实施方案中,封闭剂可以是任何具有活性氢的化合物。在一个优选实施方案中,封闭剂是选自烷基醇、醚醇、肟、胺、酰胺和羟胺的至少一种。
示例性的合适烷基醇封闭剂包括但不限于在烷基中具有1–20个碳原子的脂族、脂环族或芳族烷基单醇,例如甲醇、乙醇、正丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、2-乙基己醇、3,3,5-三甲基己-1-醇、环戊醇、环己醇、环辛醇、酚、吡啶酚、硫酚、甲酚、苯基甲醇和甲基苯基甲醇。也可使用多官能醇,如甘油和三羟甲基丙烷作为封闭剂。
示例性的合适醚醇封闭剂包括但不限于具有含1–10个碳原子的烷基的乙二醇单烷基醚、二乙二醇单烷基醚、丙二醇单烷基醚或二丙二醇单烷基醚,例如二乙二醇单丁基醚、乙二醇丁基醚、二乙二醇单甲基醚、乙二醇甲基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单丁基醚、丙二醇单丁基醚和丙二醇单甲基醚。
示例性的合适肟封闭剂包括但不限于甲乙酮肟、甲基异丙基酮肟、甲基异丁基酮肟、甲基异戊基酮肟、甲基正戊基酮肟、甲基2-乙基己基酮肟、环丁酮肟、环戊酮肟、环己酮肟、3-戊酮肟、2,4-二甲基-3-戊酮肟(即二异丙基酮肟)、二异丁基酮肟、二-2-乙基己基酮肟、丙酮肟、甲醛肟、乙醛肟、丙醛肟、丁醛肟、乙二醛单肟、二乙酰基单肟。
示例性的合适胺封闭剂包括但不限于二丁基胺和二异丙基胺。示例性的合适酰胺封闭剂包括但不限于己内酰胺、甲基乙酰胺、琥珀酰亚胺和乙酰苯胺。示例性的合适羟胺封闭剂是乙醇胺。
在一个优选实施方案中,封闭剂是选自咪唑、二甲基吡唑和马来酸二乙酯的至少一种。在一个更优选的实施方案中,封闭型异氰酸酯树脂是二甲基吡唑封闭的六亚甲基二异氰酸酯(HDI),其是第二异氰酸酯树脂(HDI)和封闭剂二甲基吡唑的反应形式,例如以商品名
Figure BDA0002380724540000111
优选Desmodur PL-350出售。
在一个优选实施方案中,封闭型异氰酸酯树脂以基于该组合物中的总树脂固体的总重量计0.1至15重量%,优选0.5至12重量%,优选1-11重量%,优选2-10重量%,优选3-9重量%,优选4-8重量%,优选基于该组合物中的总树脂固体的总重量计5-7重量%的量存在于双组分清漆组合物中。重要地,封闭型异氰酸酯树脂可存在于第一组分或第二组分或两者中,条件是封闭型异氰酸酯树脂的总量在所述范围内。有利地,在一个优选实施方案中,相对于双组分清漆组合物中的封闭型异氰酸酯的总重量计多于80重量%的封闭型异氰酸酯树脂存在于第一组分中,相对于双组分清漆组合物中的封闭型异氰酸酯的总重量计优选多于82%,优选多于84%,优选多于86%,优选多于88%,优选多于90%,优选多于95重量%的封闭型异氰酸酯树脂存在于第一组分中。
在一个优选实施方案中,本公开的双组分清漆组合物在其任一实施方案中是溶剂型组合物并可含有本领域普通技术人员常规已知的任何溶剂。示例性的合适溶剂包括但不限于芳族溶剂,如甲苯、二甲苯、石脑油和石油馏出物;脂族溶剂,如庚烷、辛烷和己烷;酯溶剂,如乙酸丁酯、乙酸异丁酯、丙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸己酯、乙酸庚酯、丙酸乙酯、异丁酸异丁烯酯、乙二醇二乙酸酯和乙酸2-乙氧基乙酯;酮溶剂,如丙酮、甲乙酮、甲基戊基酮和甲基异丁基酮;低碳醇,如甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇;二醇醚,如乙二醇单丁基醚、二乙二醇丁基醚;二醇醚酯,如丙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇丁基醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基正丁酯;内酰胺,如N-甲基吡咯烷酮(NMP);及其混合物。在某些实施方案中,该溶剂可以是无VOC溶剂,如氯溴甲烷、1-溴丙烷、C12–18正烷烃、乙酸叔丁酯、全氯乙烯、三氟甲苯、对氯三氟甲苯、丙酮、1,2-二氯-1,1,2-三氟乙烷、二甲氧基甲烷、1,1,1,2,2,3,3,4,4-九氟-4-甲氧基-丁烷、2-(二氟甲氧基甲基)-1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷、1-乙氧基-1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁烷、2-(乙氧基二氟甲基)-1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷及其混合物。在一个优选实施方案中,溶剂型双组分清漆组合物的溶剂是选自低碳醇(即丁醇)和酯(即乙酸叔丁酯)的至少一种。有利地,溶剂型双组分清漆组合物的水含量小于1重量%,优选小于0.5重量%,更优选小于0.1重量%,溶剂型双组分清漆组合物最优选不含水。
在某些实施方案中,本公开的双组分清漆组合物在其任一实施方案中具有相对于溶剂型双组分清漆组合物的总合计重量计至少20重量%,优选至少25重量%,更优选至少30重量%,更优选相对于溶剂型双组分清漆组合物的总合计重量计至少35重量%的总合计树脂固含量。在某些实施方案中,本公开的双组分清漆组合物在其任一实施方案中具有相对于溶剂型双组分清漆组合物的总合计重量计最多85重量%,优选最多80重量%,优选最多75重量%,优选最多70重量%,优选最多65重量%,优选相对于溶剂型双组分清漆组合物的总合计重量计最多60重量%的总合计树脂固含量。在某些实施方案中,本公开的溶剂型双组分清漆组合物的总稀释剂(即溶剂/有机溶剂)含量在其任一实施方案中为溶剂型双组分清漆组合物的总重量的至少5重量%至80重量%,优选至少10重量%至70重量%,更优选至少15重量%至50重量%。
在一个优选实施方案中,含羟基官能树脂和任选封闭型异氰酸酯树脂的第一组分、含第一异氰酸酯树脂和任选封闭型异氰酸酯树脂的第二组分或两者是溶剂型的并可含有如上所述的本领域普通技术人员常规已知的任何溶剂。在某些实施方案中,含羟基官能树脂和任选封闭型异氰酸酯的第一组分具有相对于溶剂型第一组分的总合计重量计至少20重量%,优选至少25重量%,更优选至少30重量%,更优选至少35重量%,优选至少40重量%,优选相对于溶剂型第一组分的总合计重量计至少45重量%的总树脂固含量。在某些实施方案中,含第一异氰酸酯树脂和任选封闭型异氰酸酯树脂的第二组分具有相对于溶剂型第一组分的总合计重量计至少20重量%,优选至少25重量%,更优选至少30重量%,更优选至少35重量%,优选至少40重量%,优选相对于溶剂型第二组分的总合计重量计至少45重量%的总树脂固含量。
在某些实施方案中,同样设想,本公开的双组分清漆组合物在其任一实施方案中可进一步任选包含催化剂,优选金属催化剂以促进羟基官能树脂与第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂形式的交联剂的反应。示例性的金属催化剂是本领域常规技术人员公知的并包括但不限于有机金属化合物,其选自脂族铋羧酸盐,如乙基己酸铋、次水杨酸铋(具有经验式C7H5O4Bi)、己酸铋、乙基己酸铋或二羟甲基丙酸铋、草酸铋、己二酸铋、乳酸铋、酒石酸铋、水杨酸铋、乙醇酸铋、琥珀酸铋、甲酸铋、乙酸铋、丙烯酸铋、甲基丙烯酸铋、丙酸铋、丁酸铋、辛酸铋、癸酸铋、硬脂酸铋、油酸铋、二十烷酸铋、苯甲酸铋、苹果酸铋、马来酸铋、邻苯二甲酸铋、柠檬酸铋、葡糖酸铋;乙酰丙酮铋;双-(三有机锡)氧化物,如双(三甲基锡)氧化物、双(三乙基锡)氧化物、双(三丙基锡)氧化物、双(三丁基锡)氧化物、双(三戊基锡)氧化物、双(三己基锡)氧化物、双(三庚基锡)氧化物、双(三辛基锡)氧化物、双(三-2-乙基己基锡)氧化物、氧化双(三苯基锡)、双(三有机锡)硫化物、(三有机锡)(二有机锡)氧化物、亚砜和砜、双(三有机锡)二羧酸盐,如双(三丁基锡)己二酸盐和马来酸盐;双(三有机锡)二硫醇盐、三有机锡盐,如辛酸三辛基锡、磷酸三丁基锡;(三有机锡)(有机锡)氧化物;三烷基烷氧基锡氧化物,如氧化三甲基甲氧基锡、二乙酰丙酮二丁基锡、二月桂酸二丁基锡;氧化三辛基锡、氧化三丁基锡、二烷基锡化合物,如氧化二丁基锡、氧化二辛基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、二硬脂酸二丁基锡、二辛酸二丙基锡和氧化二辛基锡;单烷基锡化合物,如三辛酸单丁基锡、三乙酸单丁基锡、三苯甲酸单丁基锡、三辛酸单丁基锡、三月桂酸单丁基锡、三肉豆蔻酸单丁基锡、三甲酸单甲基锡、三乙酸单甲基锡、三辛酸单甲基锡、三乙酸单辛基锡、三辛酸单辛基锡、三月桂酸单辛基锡;三乙酸单月桂基锡、三辛酸单月桂基锡和三月桂酸单月桂基锡;辛酸锌、环烷酸锌、妥尔油脂肪酸锌(zinctallate)、在羧酸基中具有大约8至14个碳的羧酸锌、乙酸锌;羧酸锂,如乙酸锂、2-乙基己酸锂、环烷酸锂、丁酸锂、异丁酸锂、辛酸锂、新癸酸锂、油酸锂、叔碳酸锂、妥尔油脂肪酸锂(lithium tallate)、草酸锂、己二酸锂、硬脂酸锂;氢氧化锂;锆醇盐,例如甲醇锆、乙醇锆、丙醇锆、异丙醇锆、丁醇锆、叔丁醇锆、异丁醇锆、戊醇锆、新戊醇锆、己醇锆和辛醇锆;羧酸锆,例如甲酸锆、乙酸锆、丙酸锆、丁酸锆、异丁酸锆、戊酸锆、己酸锆、环己酸锆、庚酸锆、辛酸锆、2-乙基己酸锆、壬酸锆、癸酸锆、新癸酸锆、十一烷酸锆、十二烷酸锆、乳酸锆、油酸锆、柠檬酸锆、苯甲酸锆、水杨酸锆和苯基乙酸锆;1,3-二酮酸锆,例如乙酰丙酮锆(2,4-戊二酮酸锆)、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸锆、1,3-二苯基-1,3-丙二酮酸锆(二苯甲酰基甲酸锆(methanate))、1-苯基-1,3-丁二酮酸锆和2-乙酰基环己酸锆;8-羟基喹啉锆;1,3-酮酯(ketoesterate)锆,例如乙酰乙酸甲酯锆、乙酰乙酸乙酯锆、2-甲基乙酰乙酸乙酯锆、2-乙基乙酰乙酸乙酯锆、2-己基乙酰乙酸乙酯锆、2-苯基乙酰乙酸乙酯锆、乙酰乙酸丙酯锆、乙酰乙酸异丙酯锆、乙酰乙酸丁酯锆、乙酰乙酸叔丁酯锆、3-氧代戊酸乙酯锆、3-氧代己酸乙酯锆和2-氧代环己烷羧酸乙酯锆;1,3-酮酰胺酸锆,例如N,N-二乙基-3-氧代丁酰胺酸锆、N,N-二丁基-3-氧代丁酰胺酸锆、N,N-双-(2-乙基己基)-3-氧代丁酰胺酸锆、N,N-双-(2-甲氧基乙基)-3-氧代丁酰胺酸锆、N,N-二丁基-3-氧代庚酰胺酸锆、N,N-双-(2-甲氧基乙基)-3-氧代庚酰胺酸锆、N,N-双-(2-乙基己基)-2-氧代环戊烷甲酰胺酸锆、N,N-二丁基-3-氧代-3-苯基丙酰胺酸锆、N,N-双-(2-甲氧基乙基)-3-氧代-3-苯丙酰胺锆;以及前述金属催化剂的组合。
在一个优选实施方案中,催化剂是金属催化剂,更优选是选自氧化二丁基锡、氧化二辛基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、二硬脂酸二丁基锡、二辛酸二丙基锡和氧化二辛基锡的二烷基锡化合物,二月桂酸二丁基锡是非常优选的催化剂。
在某些实施方案中,如果存在金属催化剂,其可以基于该组合物中的总树脂固体的总重量计0.001至10重量%,优选0.01至8重量%,优选0.05至7.5重量%,优选0.1至6.0重量%,优选基于该组合物中的总树脂固体的总重量计1.0至5.0重量%存在。在某些实施方案中,如果存在金属催化剂,其可构成基于该组合物中的总树脂固体的总重量计小于5.0重量%,优选小于2.5重量%,优选小于2.0重量%,优选小于1.0重量%,优选小于0.5重量%,优选小于0.1重量%,优选基于该组合物中的总树脂固体的总重量计小于0.01重量%。
在某些实施方案中,同样设想,本公开的双组分清漆组合物在其任一实施方案中可进一步任选包含一种或多种附加添加剂。示例性的合适添加剂包括但不限于表面活性剂、稳定剂、润湿剂、流变控制剂、分散剂、紫外线吸收剂、受阻胺光稳定剂、增粘剂等。在一个优选实施方案中,这些添加剂可构成基于该组合物中的总树脂固体的总重量计0.1至5重量%,优选0.5至4重量%,优选基于该组合物中的总树脂固体的总重量计0.5至2.5重量%。在某些实施方案中,这些添加剂构成基于该组合物中的总树脂固体的总重量计小于2.5重量%,优选小于2.0重量%,优选小于1.0重量%,优选小于0.5重量%,优选小于0.25重量%,优选基于该组合物中的总树脂固体的总重量计小于0.1重量%。
在一个优选实施方案中,本公开的双组分清漆组合物意为半透明并含有少于1重量%的着色剂。但是,如本领域技术人员公认,被称为体质颜料的某些颜料不赋予溶剂型清漆颜色并且可以溶剂型双组分清漆组合物的小于5重量%,优选2至4%的量包含这样的颜料。
根据第二个方面,本公开涉及一种形成涂布基底的方法,所述方法包括i)用底色漆组合物涂布基底的表面以获得底色漆层,ii)至少部分干燥底色漆层,iii)通过混合iiia)含羟基官能树脂的第一组分、iiib)含交联剂,即第一异氰酸酯树脂的第二组分和iiic)有机溶剂而制备双组分清漆组合物,其中第一组分和第二组分的至少一种进一步包含封闭型异氰酸酯,其是第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式,由此形成清漆组合物,iv)将所述清漆组合物施加到底色漆层的表面以形成清漆组合物层,v)使羟基官能树脂与第一异氰酸酯树脂和通过在固化过程中将封闭型异氰酸酯树脂解封闭而获得的第二异氰酸酯树脂反应和固化以形成聚氨酯清漆涂层,由此形成涂布基底,其中所述涂布基底包含在基底和聚氨酯清漆涂层之间的底色漆层,并且其中在反应和固化过程中第二异氰酸酯树脂的延迟释放降低聚氨酯清漆涂层的固化速率以在底色漆层和聚氨酯清漆涂层之间形成皱纹。
如本文所用,基底是指在某物下方或在其上发生某一过程的物质或层。合适的基底包括但不限于木材、玻璃纤维、金属、玻璃、布、碳纤维和聚合基底。可涂布的示例性的合适金属基底包括但不限于含铁金属如铁、钢及其合金,非铁金属如铝、锌、镁及其合金,及其组合。可涂布的示例性的合适聚合基底包括但不限于热塑性材料,如热塑性聚烯烃(即聚乙烯、聚丙烯)、聚酰胺、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、EPDM橡胶、丙烯酸系聚合物、乙烯基聚合物、共聚物及其混合物,优选热塑性聚烯烃。
在一个优选实施方案中,基底是聚合基底,优选存在于机动车,例如汽车、卡车和拖拉机上的聚合基底,并且本公开的双组分清漆组合物在其任一实施方案中特别适用于涂布这样的汽车聚合基底。同样设想,本文所述的双组分清漆组合物在其任一实施方案中也可施加到模制或成型制品或组件、玩具、体育用品、电子器件的外壳或外罩和小家电上。此外,这些组件可具有任何形状,但优选是汽车车身组件,如机动车的车体(框架)、发动机罩、门、挡泥板、保险杠和/或边柱的形式。
就本公开而言,底色漆组合物不受到特别限制。就本公开而言,底色漆可以是固体漆、金属漆和/或珠光漆,其也可以是单组分(1K)或双组分(2K)制剂并且可以是溶剂型或水性的。在某些实施方案中,底色漆可包含与酸基,例如羧酸或磺酸反应的三聚氰胺甲醛交联剂。此外,底色漆组合物可进一步包含催化剂(即强酸催化剂、有机胺)和如本文所述的添加剂。
在一个优选实施方案中,底色漆组合物包含或可用至少一种颜料或着色剂着色。示例性的合适颜料或着色剂包括但不限于金属氧化物,如氧化锌、氧化锑、氧化铁、二氧化钛和氧化铅;炭黑;云母,包括云母基效果颜料;金属颜料,如铝薄片、青铜薄片、镍薄片、锡薄片、银薄片和铜薄片;和有机颜料,如酞菁,如铜酞菁蓝、苝红和苝褐红、喹吖啶酮品红、二
Figure BDA0002380724540000171
嗪咔唑紫等。
在某些实施方案中,颜料和着色剂可构成相对于底色漆组合物中的总固体的总重量计最多50重量%,优选最多40重量%,优选相对于底色漆组合物中的总固体的总重量计最多30重量%,并可相对于底色漆组合物中的总固体的总重量计低至10重量%,优选低至5重量%,优选低至1重量%,优选低至0.1重量%。就底色漆组合物的总重量而言,颜料或着色剂的含量可为底色漆组合物的总重量的5至90重量%,优选10至70重量%,优选15至50重量%。
在该方法的一个步骤中,用组合物涂布基底的表面以获得底色漆层并至少部分干燥底色漆层。在施加底色漆组合物后,通过加热或风干从底色漆层中部分或完全逐出水或溶剂,例如可用持续1至10分钟,优选2-8分钟,优选4-6分钟并具有30至90℃,优选40至80℃,优选50至70℃,优选55至65℃、或大约60℃的温度的环境和/或强制闪蒸部分除去一部分水或溶剂。
在该方法的一个步骤中,使羟基官能树脂与第一异氰酸酯树脂和通过在固化过程中将封闭型异氰酸酯树脂解封闭而获得的第二异氰酸酯树脂反应和固化以形成聚氨酯清漆涂层,由此形成涂布基底。在一个优选实施方案中,该固化在80-150℃,优选90-145℃,优选100-140℃,优选110-135℃,优选120-130℃的温度下进行15-45分钟,优选18-40分钟,优选20-35分钟,优选22-30分钟、或大约25分钟的时间。
尽管不希望受理论限制,但第一异氰酸酯树脂和羟基官能树脂在接触时开始反应并在固化过程中继续反应(即交联),此时解封闭的第二异氰酸酯树脂和羟基官能树脂开始反应(即交联)。在反应和固化过程中第二异氰酸酯树脂的延迟释放降低聚氨酯清漆涂层的固化速率以在底色漆层和聚氨酯清漆涂层之间形成“皱纹”。“皱纹”是指完全涂布的基底中的表面形态和织构的变化,表面形态和织构的这些变化优选导致提高的短波结构的量(即Wb)和降低或相等的长波结构的量(即Wd)。因此,皱纹提供改善的视觉外观和就短波结构与长波结构的比率而言的平衡。
在一个优选实施方案中,将底色漆组合物和双组分清漆组合物各自施加到基底上以提供5至90μm,优选7.5至75μm,优选10至60μm,优选12.5至55μm,优选15至50μm的干膜厚度。例如,底色漆层的干膜厚度可为5至35μm,优选10至30μm,更优选大约20μm,由双组分清漆组合物形成的聚氨酯清漆涂层的干膜厚度可为10至70μm,优选25至50μm,更优选大约45μm。
如本文所用,“橘皮”或“橘皮效应”是指在上漆和铸造表面上可能形成的某种饰面。该织构与橘子皮的表面相像。喷涂在光滑表面(即车身)上的光泽漆也应该干燥成光滑表面。但是,各种因素可导致其干燥成与橘皮质地相像的凹凸表面。可通过改变所用材料最小化和/或防止橘皮现象。
用于测量橘皮的仪器,例如激光波长计装置模拟视觉感知,例如Byk激光波长计装置。类似于人眼,该仪器光学扫描波纹明暗图样。类似于其它橘皮计,激光波长计装置使用激光点光源以60°角照射试样并使用检测器测量在相等但相反角度下的反射光强度。该仪器滚过表面并经过指定距离逐点测量表面的光学轮廓。该仪器根据结构的尺寸分析结构。为了模拟人眼在各种距离下的分辨率,使用数学滤波函数将测量信号分成几个范围。由此,Wa对应于0.1至0.3mm波长的结构,Wb对应于0.3至1.0mm波长的结构,Wc对应于1.0至3.0mm波长的结构,Wd对应于3.0至10.0波长的结构,We对应于10至30mm波长的结构,SW(“短”)对应于0.3至1.2mm波长的结构,LW(“长”)对应于1.2至12mm波长的结构。小于0.1mm的结构也影响视觉感知,因此激光波长计装置测量仪器可使用CCD照相机测量由这些精细结构造成的漫射光。这一参数被称为“晦涩度”。晦涩度、Wa、Wb、Wc、Wd和We的值形成“结构谱”。这能够详细分析橘皮及其影响因素,即材料或应用参数。结构谱以及LW和SW的详细信息构成与特定标度和与如ASTM E430中所述的图像鲜映度(DOI)相关联的基础。
就本公开而言,在被底色漆涂布的基底上固化后的双组分清漆交联涂层或通过本文所述的方法获得的涂布基底具有5至45,优选10-40,优选15-35,优选20-30的Wb值。就本公开而言,在被底色漆涂布的基底上固化后的双组分清漆交联涂层或通过本文所述的方法获得的涂布基底具有1至40,优选5-30,优选10-25,优选15-20的Wd值。在一个优选实施方案中,通过激光波长计装置测得的在被底色漆涂布的基底上固化后的双组分清漆交联涂层或通过本文所述的方法获得的涂布基底的0.3至1.0mm波长结构的Wb值与不含封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的双组分清漆组合物、方法或涂布基底相比提高,优选提高2-20个单位,优选4-15个单位,优选6-10个单位。在一个优选实施方案中,通过激光波长计装置测得的在被底色漆涂布的基底上固化后的双组分清漆交联涂层或通过本文所述的方法获得的涂布基底的3.0至10.0mm波长结构的Wd值与不含封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的双组分清漆组合物、方法或涂布基底相比降低或相等,优选地,如果降低,降低1-10个单位,优选2-6个单位,优选3-5个单位。
如本文所用,平衡、结构平衡、平衡数或平衡值是小波与大波的比率并基于在视觉相关性研究中发现的“良好平衡的”结构谱曲线评估。通过增加封闭型异氰酸酯的量,可使平衡从负(长波Wd为主)向正(短波Wb为主)移动。可鉴别有利的浓度以产生良好平衡的外观。公式(I)提供Wd和Wb值之间的关系,公式(II)提供使用这一关系计算平衡值(B)的手段。
(I):
Figure BDA0002380724540000191
(II):
Figure BDA0002380724540000192
就本公开而言,在被底色漆涂布的基底上固化后的双组分清漆交联涂层或通过本文所述的方法获得的涂布基底具有-4至6,优选-2-5,优选-1-4,优选0-2的通过激光波长计装置测得的平衡值。就本公开而言,在被底色漆涂布的基底上固化后的双组分清漆交联涂层或通过本文所述的方法获得的涂布基底具有与不含封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的双组分清漆组合物、方法或涂布基底相比提高的通过激光波长计装置测得的平衡值,优选提高0.2-10个单位,优选0.5-8个单位,优选1-6个单位,优选2-4个单位。
如本文所用,可通过光泽计测量表面的镜面反射光泽度。通过将光束以固定强度和角度投射到表面上并测量在相等但相反角度下的反射光的量来测定光泽度。许多不同的几何可用于光泽度测量,各自取决于要测量的表面的类型。有许多国际技术标准规定了在各种类型的材料上使用的不同类型的光泽计的使用方法和规范。
光泽计提供测量光泽强度的可量化方式,其通过规定精确的照射和观察条件确保测量的一致性。照明光源和观察接收角的配置允许在总反射角的小范围中测量。光泽计的测量结果与从具有指定折光指数的黑玻璃标准反射的光量有关。与光泽度标准的比率相比较,试样的反射光/入射光比率被记录为光泽度单位(GU)。
测量角是指在入射光与垂直线之间的角度。规定三个测量角(20°、60°和85°)以覆盖大部分工业涂料用途。基于预期光泽度范围选择该角度以提高测量精度。中等光泽度是指10-70GU 60°值,低光泽度是指<10GU 60°值并且试验设置应该变成85°,高光泽度是指>70GU 60°值并且试验布置应该变成20°。
就本公开而言,在被底色漆涂布的基底上固化后的双组分清漆交联涂层或通过本文所述的方法获得的涂布基底具有大于80光泽度单位,优选大于82光泽度单位,优选大于84光泽度单位,优选大于86光泽度单位,优选大于88光泽度单位,优选大于90光泽度单位,优选大于95光泽度单位的20°光泽度值。
因此,如迄今描述,具体实施方案如下:
实施方案1:一种双组分清漆组合物,其包含:
含羟基官能树脂的第一组分;和含交联剂,即非封闭的第一异氰酸酯树脂的第二组分;和封闭型异氰酸酯树脂,其是第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式;其中第一组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,或第一和第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,其中第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂能与羟基官能树脂反应以形成交联涂层。
实施方案2:实施方案1的双组分清漆组合物,其中所述清漆组合物包含,基于组合物中的总树脂固体的总重量计:10至90重量%的羟基官能树脂;25至75重量%的第一异氰酸酯树脂;和0.1至15重量%的封闭型异氰酸酯树脂。
实施方案3:实施方案1的双组分清漆组合物,其中所述羟基官能树脂是羟基官能丙烯酸系树脂或羟基官能聚酯树脂。
实施方案4:实施方案1的双组分清漆组合物,其中第一异氰酸酯树脂、第二异氰酸酯树脂或两者是包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,4’-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷和异佛尔酮二异氰酸酯的至少一种二异氰酸酯的多异氰酸酯树脂。
实施方案5:实施方案1的双组分清漆组合物,其中所述封闭剂是选自烷基醇、醚醇、肟、胺、酰胺和羟胺的至少一种。
实施方案6:实施方案1的双组分清漆组合物,其中所述封闭剂是选自咪唑、二甲基吡唑和马来酸二乙酯的至少一种。
实施方案7:实施方案1的双组分清漆组合物,其中相对于双组分清漆组合物中的封闭型异氰酸酯的总重量计多于80重量%的封闭型异氰酸酯树脂存在于第一组分中。
实施方案8:实施方案1的双组分清漆组合物,其中第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂相同。
实施方案9:实施方案1的双组分清漆组合物,其中第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂不同。
实施方案10:实施方案1的双组分清漆组合物,其中所述涂料组合物包含,基于组合物中的总树脂固体的总重量计,2至10重量%的封闭型异氰酸酯树脂。
实施方案11:实施方案1的双组分清漆组合物,其中
通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的0.3至1.0mm波长结构的Wb值与不含所述封闭型异氰酸酯树脂同时总异氰酸酯摩尔量相同的其它方面相同的双组分清漆组合物相比提高4个单位或更大;和通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的3.0至10.0mm波长结构的Wd值与不含所述封闭型异氰酸酯树脂同时总异氰酸酯摩尔量相同的其它方面相同的双组分清漆组合物相比降低小于或等于4个单位。
实施方案12:实施方案1的双组分清漆组合物,其中通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的平衡值与不含所述封闭型异氰酸酯树脂同时总异氰酸酯摩尔量相同的其它方面相同的双组分清漆组合物相比提高。
实施方案13:实施方案1的双组分清漆组合物,其中通过激光波长计装置测得的在被底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的平衡值为-4至6。
实施方案14:实施方案1的双组分清漆组合物,其中在被底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的20°光泽度值大于80光泽度单位。
实施方案15:实施方案1的双组分清漆组合物,其中通过激光波长计装置测得的在被银色金属底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的0.3至1.0mm波长结构的Wb值与不含所述封闭型异氰酸酯的其它方面相同的双组分清漆组合物相比提高最多4个单位。
实施方案16:一种形成涂布基底的方法,所述方法包括:用底色漆组合物涂布基底表面以获得底色漆层;至少部分干燥底色漆层;通过混合含羟基官能树脂的第一组分;含交联剂,即非封闭的第一异氰酸酯树脂的第二组分;和有机溶剂而制备双组分清漆组合物;其中第一组分和第二组分的至少一种进一步包含封闭型异氰酸酯,其是第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式;由此形成清漆组合物;将所述清漆组合物施加到底色漆层的表面以形成清漆组合物层;使羟基官能树脂与第一异氰酸酯树脂和通过在固化过程中将封闭型异氰酸酯树脂解封闭而获得的第二异氰酸酯树脂反应和固化以形成聚氨酯清漆涂层,由此形成涂布基底;其中所述涂布基底包含在基底和聚氨酯清漆涂层之间的底色漆层;其中在反应和固化过程中第二异氰酸酯树脂的延迟反应降低聚氨酯清漆涂层的固化速率以在底色漆层和聚氨酯清漆涂层之间形成皱纹,并且通过激光波长计装置测得的所述涂布基底的0.3至1.0mm波长结构的Wb值提高。
实施方案17:实施方案16的方法,其中所述清漆组合物包含,基于清漆组合物中的总树脂固体的总重量计:10至90重量%的羟基官能树脂;25至75重量%的第一异氰酸酯树脂;和0.1至15重量%的封闭型异氰酸酯树脂。
实施方案18:实施方案16的方法,其中所述羟基官能树脂是羟基官能丙烯酸系树脂或羟基官能聚酯树脂。
实施方案19:实施方案16的方法,其中第一异氰酸酯树脂、第二异氰酸酯树脂或两者是包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,4’-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷和异佛尔酮二异氰酸酯的至少一种二异氰酸酯的多异氰酸酯树脂。
实施方案20:实施方案16的方法,其中所述封闭剂是选自烷基醇、醚醇、肟、胺、酰胺和羟胺的至少一种。
实施方案21:实施方案16的方法,其中所述封闭剂是选自咪唑、二甲基吡唑和马来酸二乙酯的至少一种。
实施方案22:实施方案16的方法,其中所述清漆组合物包含,基于清漆组合物中的总树脂固体的总重量计,2至10重量%的封闭型异氰酸酯树脂。
实施方案23:实施方案16的方法,其中相对于清漆组合物中的封闭型异氰酸酯的总重量计多于80重量%的封闭型异氰酸酯树脂存在于第一组分中。
实施方案24:实施方案16的方法,其中所述底色漆是黑色的,并且所述涂布基底具有与不含封闭型异氰酸酯树脂同时具有相同的总异氰酸酯摩尔量的其它方面相同的方法相比通过激光波长计装置测得的提高的0.3至1.0mm波长结构的Wb值和降低或相等的3.0至10.0mm波长结构的Wd值。
实施方案25:实施方案16的方法,其中所述底色漆是黑色的,并且所述涂布基底具有与不含封闭型异氰酸酯树脂同时具有相同的总异氰酸酯摩尔量的其它方面相同的方法相比通过激光波长计装置测得的提高的平衡值。
实施方案26:实施方案16的方法,其中所述涂布基底具有-4至6的如通过激光波长计装置测得的平衡值。
实施方案27:实施方案16的方法,其中所述涂布基底具有大于80光泽度单位的20°光泽度值。
实施方案28:实施方案16的方法,其中所述固化在80-150℃的温度下进行15-45分钟的时间。
实施方案29:实施方案16的方法,其中所述底色漆是银金属色,并且所述涂布基底具有与不含封闭型异氰酸酯的其它方面相同的方法相比提高小于4个单位的如通过激光波长计装置测得的0.3至1.0mm波长结构的Wb值。
实施方案30:通过实施方案16的方法获得的涂布基底。
实施方案31:实施方案30的涂布基底,其中所述底色漆是黑色的,并且其具有与通过不含封闭型异氰酸酯树脂同时具有相同的总异氰酸酯摩尔量的其它方面相同的方法获得的其它方面相同的涂布基底相比通过激光波长计装置测得的提高的0.3至1.0mm波长结构的Wb值和降低或相等的3.0至10.0mm波长结构的Wd值。
实施方案32:实施方案30的涂布基底,其中所述底色漆是黑色的,并且其具有与通过不含封闭型异氰酸酯树脂同时具有相同的总异氰酸酯摩尔量的其它方面相同的方法获得的其它方面相同的涂布基底相比通过激光波长计装置测得的提高的平衡值。
实施方案33:实施方案30的涂布基底,其具有-4至6的如通过激光波长计装置测得的平衡值。
实施方案34:实施方案30的涂布基底,其具有大于80光泽度单位的20°光泽度值。
实施方案35:实施方案30的涂布基底,其中所述底色漆是金属银色的,并且其具有与通过不含封闭型异氰酸酯的其它方面相同的方法获得的其它方面相同的涂布基底相比提高小于4个单位的如通过激光波长计装置测得的0.3至1.0mm波长结构的Wb值。
实施方案36:一种套装,其包含:含羟基官能树脂的第一组分;含交联剂,即第一异氰酸酯树脂的第二组分;和封闭型异氰酸酯树脂,其包含第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式;其中所述封闭型异氰酸酯树脂存在于第一组分、第二组分或两者中;其中第一异氰酸酯树脂、第二异氰酸酯树脂或两者能与羟基官能树脂反应以形成交联涂层。
下列实施例意在进一步例示制备和表征本公开的双组分清漆组合物的程序。此外,它们意在例示评估这些材料的性质和评估它们的性能,尤其是涂布基底上的视觉外观。它们无意限制权利要求书的范围。
试验方法
聚合物分子量测定
为了通过GPC测定聚合物分子量,在多孔柱固定相上分馏聚合物样品的完全溶解的分子。使用在四氢呋喃(THF)中的0.1mol/l乙酸溶液作为洗脱溶剂。固定相是WatersStyragel HR 5、HR 4、HR 3和HR 2柱的组合。将5毫克样品添加到1.5毫升洗脱溶剂中并经0.5μm过滤器过滤。在过滤后,将100μl聚合物样品溶液以1.0ml/min的流量注射到柱中。根据在洗脱溶剂中形成的聚合物线团的尺寸进行分离。小分子更频繁扩散到柱材料的孔隙中,因此比大分子更受阻滞。因此,大分子比小分子更早洗脱。利用由可获自PolymerStandards Service的包括不同分子量的一系列无支链聚苯乙烯标样的EasyValid校验试剂盒生成的校准曲线,借助色谱软件计算聚合物样品的分子量分布、平均Mn和Mw和多分散性Mw/Mn
实施例1
涂布基底的制备
使用测得为8”x 20”的铝试验面板作为基底。使用在两道涂层中施加到面板上的0.5-0.8mL的BASF水性底色漆涂布试验面板。底色漆包括黑色底色漆(BASF E211KU015)和银色金属底色漆(BASF E211AW628A)。在用底色漆涂布后,面板接受5分钟环境闪蒸和在150℉(65.56℃)下的6分钟加热闪蒸。随后,将1.2-2.6mL的溶剂型双组分清漆锲在两道涂层中施加到面板上。在涂布后,面板接受10分钟环境闪蒸和在285℉(140.56℃)的温度下的20分钟烘烤。尽管下列实施例显示垂直涂布、闪蒸和烘烤的垂直面板,但同样设想,可以水平涂布、闪蒸和烘烤水平面板。
表1概括制备的溶剂型双组分清漆组合物的一般组成。
表1
Figure BDA0002380724540000261
双组分清漆组合物通常包含组分A和组分B。尽管下列实施例显示在组分A中的封闭型异氰酸酯,但同样设想,封闭型异氰酸酯可存在于组分A、组分B或两者中。组分A通常包含具有~36℃的玻璃化转变温度、5500的分子量、185的OH值、65%的固含量和295的当量的丙烯酸系共聚物(树脂1和树脂2)以及具有400的分子量、365的OH值、100%的固含量和154的当量的聚酯多元醇。聚酯多元醇可充当油基反应性稀释剂或聚酯树脂。组分A可进一步包含在丙烯酸系共聚物中的疏水气相二氧化硅分散体、液体UV吸收剂(
Figure BDA0002380724540000262
384,UVA)、流平剂(聚硅氧烷)、液体受阻胺光稳定剂(
Figure BDA0002380724540000263
123,HALS)、溶剂(丙二醇甲基醚)、一定量的封闭型异氰酸酯(
Figure BDA0002380724540000271
PL350、
Figure BDA0002380724540000272
PL340、
Figure BDA0002380724540000273
BL3475、
Figure BDA0002380724540000275
MFK-60B及其混合物),共混到Automotive OEM 2K Clear中。可将封闭型异氰酸酯添加到A组分、B组分或两者中。组分B通常包含活性/未封闭多异氰酸酯的共混物(
Figure BDA0002380724540000276
Z4470SN和
Figure BDA0002380724540000277
N3990)。
表2概括包含2.5%、5.0%和10%的
Figure BDA0002380724540000278
PL350(二甲基吡唑(DMP)封闭的六亚甲基二异氰酸酯(HDI))的双组分清漆的组成。
表2
Figure BDA0002380724540000274
表3概括包含2.5%、5.0%和10%的
Figure BDA0002380724540000279
PL340(二甲基吡唑(DMP)封闭的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI))的双组分清漆的组成。
表3
Figure BDA0002380724540000281
表4概括包含2.5%、5.0%和10%的
Figure BDA0002380724540000283
BL3475(丙二酸二乙酯(DEM)封闭的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI))的双组分清漆的组成。
表4
Figure BDA0002380724540000282
Figure BDA0002380724540000291
表5概括包含1.0%、2.5%和5.0%的
Figure BDA0002380724540000293
MFK60B(丙二酸二乙酯(DEM)封闭的六亚甲基二异氰酸酯(HDI))的双组分清漆的组成。
表5
Figure BDA0002380724540000292
表6概括包含1.0%、2.5%、5.0%和10%的
Figure BDA0002380724540000304
BL3475和
Figure BDA0002380724540000305
MFK60B的共混物(丙二酸二乙酯(DEM)封闭的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI))的双组分清漆的组成。
表6
Figure BDA0002380724540000301
实施例2
涂布基底的视觉外观分析
在烘烤后使用激光波长计Dual激光折射外观仪器评估面板的外观。通过公式(I)和公式(II)的方程计算平衡数。公式(I)提供Wd和Wb值之间的关系,公式(II)提供使用这一关系计算平衡值(B)的手段。
(I):
Figure BDA0002380724540000302
(II):
Figure BDA0002380724540000303
本公开使用固化层清漆率提供在颜色层(底色漆)和清漆层之间的精妙皱纹。这一效应降低常被称为“橘皮”的较大波长皮纹的可见度。OEM制造商不断推动它们的漆供应商改善外观。具体而言,它们寻求如通过Byk激光波长计装置测得的长波(LW)/短波(SW)比的改进。这一比率也被称为平衡。通过将少量封闭型异氰酸酯(10%或更少的固载体)混入当前2K清漆中,实现平衡改进的固化涂层。通过增加封闭型异氰酸酯的量,可使平衡从负(长波为主)向正(短波为主)移动。可鉴别有利的浓度以产生良好平衡的外观。表7概括不同浓度的封闭型异氰酸酯(PL350、PL340、BL3475和MF-K60B)在黑色底色漆(BASF E211KU015)上的2.2mL清漆垂直膜中的效果。
表7
样品 Wb Wd B R-值
1对比 15 12.9 -4.05 9.1
2 2.5%PL350 19 12.9 -2.56 9
3 5.0%PL350 25 10.5 0.665 9.4
4 10%PL350 39 14.4 4.38 4.4
1对比 19.2 15.7 -3.09 8.3
5 2.5%PL340 27.9 13.3 0.78 8.7
6 5.0%PL340 34.1 13.3 3.17 8.5
7 10%PL340 37.1 14 4.03 8.3
1对比 19.6 12.7 -2.28 8.7
8 2.5%BL3475 34.8 15.8 2.5 7.9
9 5.0%BL3475 39.3 17.3 3.57 7.6
10 10%BL3475 40.8 17.2 4.13 7.6
11 1.0%MFK60B 20.7 13 13 8.73
12 2.5%MFK60B 24.5 16 16 8.06
13 5.0%MFK60B 36.3 14.8 14.8 8.15
表8概括不同浓度的共混封闭型异氰酸酯(BL3475和MFK60B)在黑色底色漆(BASFE211KU015)和银色金属底色漆(BASF E211AW628A)上的2.2mL清漆垂直膜中的效果。
表8
Figure BDA0002380724540000321
如所示,本公开的双组分清漆组合物适用于增加黑色底色漆上的短波结构(Wb)而不显著增加长波结构(Wd)(表7)。另外,本公开的双组分清漆组合物适用于增加黑色底色漆上的短波结构而不显著增加银色金属底色漆上的短波结构(表8)。
因此,上文的论述公开和描述了本公开的仅示例性实施方案。如本领域技术人员理解,本公开可具体化为其它具体形式而不背离其精神或基本特征。因此,本发明的公开内容意为示例性的,而非限制本公开的范围以及其它权利要求。本公开,包括其中的教导的任何容易识别的变体,部分界定上述权利要求术语的范围使得没有发明主题贡献给公众。

Claims (15)

1.一种双组分清漆组合物,其包含:
含羟基官能树脂的第一组分;
含交联剂,即非封闭的第一异氰酸酯树脂的第二组分;和封闭型异氰酸酯树脂,其是第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式;其中
第一组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,或第一和第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂能与羟基官能树脂反应以形成交联涂层。
2.根据权利要求1的双组分清漆组合物,其中
羟基官能树脂的含量为10至90重量%;
第一异氰酸酯树脂的含量为25至75重量%;
封闭型异氰酸酯树脂的含量为0.1至15重量%;
其中重量百分比值基于第一和第二组分的树脂固体的总重量计,
通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的0.3至1.0mm波长结构的Wb值与不含封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的双组分清漆组合物相比提高4个单位或更大;
通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的3.0至10.0mm波长结构的Wd值与不含封闭型异氰酸酯树脂同时总异氰酸酯摩尔量相同的其它方面相同的双组分清漆组合物相比降低小于或等于4个单位。
3.根据权利要求1或2的双组分清漆组合物,其中羟基官能树脂包含羟基官能丙烯酸系树脂和羟基官能聚酯树脂的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任一项的双组分清漆组合物,其中第一异氰酸酯树脂、第二异氰酸酯树脂或两者是多异氰酸酯树脂,其包含选自甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二苯甲烷-2,4’-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷和异佛尔酮二异氰酸酯的至少一种二异氰酸酯。
5.根据权利要求1-4中任一项的双组分清漆组合物,其中用于第二异氰酸酯树脂的封闭剂是选自烷基醇、醚醇、马来酸二乙酯、肟、胺,优选咪唑或二甲基吡唑、酰胺和羟胺的至少一种化合物。
6.根据权利要求1-5中任一项的双组分清漆组合物,其中通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的平衡值与不含封闭型异氰酸酯树脂同时总异氰酸酯摩尔量相同的其它方面相同的双组分清漆组合物相比提高。
7.根据权利要求1-6中任一项的双组分清漆组合物,其中通过激光波长计装置测得的在被底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的平衡值为-4至6。
8.根据权利要求1-7中任一项的双组分清漆组合物,其中在被底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的20°光泽度值大于80光泽度单位。
9.一种形成用根据权利要求1-8中任一项的双组分清漆组合物涂布的基底的方法,所述方法包括:
用底色漆组合物涂布基底表面以获得底色漆层;
至少部分干燥底色漆层;
通过混合双组分清漆组合物的第一和第二组分与有机溶剂由此形成清漆组合物而制备双组分清漆组合物;
将清漆组合物施加到底色漆层的表面以形成清漆组合物层;
使羟基官能树脂与第一异氰酸酯树脂和通过在固化过程中将封闭型异氰酸酯树脂解封闭而获得的第二异氰酸酯树脂反应和固化以在底色漆层上形成聚氨酯清漆涂层;
其中在反应和固化过程中第二异氰酸酯树脂的延迟反应降低聚氨酯清漆涂层的固化速率以在底色漆层和聚氨酯清漆涂层之间形成皱纹。
10.根据权利要求9的方法,其中清漆组合物中的封闭型异氰酸酯树脂的含量为清漆组合物中的树脂固体总重量的2至10重量%。
11.根据权利要求9或10的方法,其中固化在80-150℃的温度下进行15-45分钟的时间。
12.通过根据权利要求9-11中任一项的方法获得的涂布基底,其中底色漆是黑色的并且其具有与通过具有相同的异氰酸酯总摩尔量同时不含封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的方法获得的其它方面相同的涂布基底相比通过激光波长计装置测得的提高的0.3至1.0mm波长结构的Wb值和降低或相等的3.0至10.0mm波长结构的Wd值。
13.通过根据权利要求9-11中任一项的方法获得的涂布基底,其中底色漆是银金属色并且涂布基底具有与具有相同的异氰酸酯总摩尔量同时不含封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的方法相比提高小于4个单位的如通过激光波长计装置测得的0.3至1.0mm波长结构的Wb值。
14.一种套装,其包含:
含羟基官能树脂的第一组分;
含交联剂,即非封闭的第一异氰酸酯树脂的第二组分;和封闭型异氰酸酯树脂,其是第二异氰酸酯树脂和封闭剂的反应形式;其中
第一组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,或第一和第二组分包含封闭型异氰酸酯树脂,第一异氰酸酯树脂和第二异氰酸酯树脂能与羟基官能树脂反应以形成交联涂层。
15.根据权利要求14的套装,其中
羟基官能树脂的含量为10至90重量%;
第一异氰酸酯树脂的含量为25至75重量%;
封闭型异氰酸酯树脂的含量为0.1至15重量%;
其中重量百分比值基于第一和第二组分的树脂固体的总重量计,
通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的0.3至1.0mm波长结构的Wb值与不含封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的双组分清漆组合物相比提高4个单位或更大;
通过激光波长计装置测得的在被黑色底色漆涂布的基底上固化后的交联涂层的3.0至10.0mm波长结构的Wd值与不含封闭型异氰酸酯树脂的其它方面相同的双组分清漆组合物相比降低小于或等于4个单位。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111944409A (zh) * 2020-08-27 2020-11-17 东来涂料技术(上海)股份有限公司 一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法
CN112495740A (zh) * 2020-11-18 2021-03-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种高固色漆加2k清漆涂装环保工艺

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2020005911A (es) 2017-12-07 2020-08-20 Basf Coatings Gmbh Recubrimientos automotrices resistentes al rayado y al deterioro.
US11920541B2 (en) * 2020-08-28 2024-03-05 Northrop Grumman Systems Corporation Precursor formulations for a liner, a rocket motor including the liner, and related methods

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87105631A (zh) * 1986-08-19 1988-03-02 赫伯特有限公司 非自交联粘合剂混合物与含该混合物的水性涂漆液及其应用
CN1252424A (zh) * 1998-10-23 2000-05-10 巴斯福公司 清漆涂层组合物和用于涂层间粘附的方法
CN1778826A (zh) * 2004-11-25 2006-05-31 拜尔材料科学股份公司 新的多异氰酸酯混合物,其制备方法及其在涂料组合物中的应用
US20070190311A1 (en) * 2005-10-07 2007-08-16 Isidor Hazan Method of forming multi-layer coating on automobile bodies without a primer bake
US20110200756A1 (en) * 2006-05-03 2011-08-18 E.I. Du Pont De Nemours And Company Liquid Coating Composition Comprising Polyurethane Resin Sag Control Agents

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4437841A1 (de) * 1994-10-22 1996-04-25 Basf Lacke & Farben Füllstoffkomponente zur Verwendung in wäßrigen Basislacken
JP2004161941A (ja) 2002-11-14 2004-06-10 Asahi Kasei Chemicals Corp 2液ウレタン組成物
US20070071901A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Giannoula Avgenaki Process for the production of multi-layer coatings
JP2009034667A (ja) 2007-07-06 2009-02-19 Toyota Central R&D Labs Inc 塗装方法およびそれにより得られる塗装体
CA2708101A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-09 E. I. Dupont De Nemours And Company Process for producing a multilayer coating
CN103459527B (zh) * 2011-04-12 2017-05-24 巴斯夫涂料有限公司 含溶剂的清漆涂布组合物,其制备方法及其用途
JP5843384B2 (ja) 2011-07-09 2016-01-13 関西ペイント株式会社 複層塗膜形成方法
DE112014001170T5 (de) * 2013-03-06 2015-11-19 Coatings Foreign Ip Co. Llc Zwei-Komponenten-Beschichtungs-Zusammensetzung
ES2910224T3 (es) * 2014-12-09 2022-05-12 Basf Coatings Gmbh Dispersión acuosa de poliuretano-poliurea y barniz base acuoso que contiene la dispersión
WO2019065961A1 (ja) * 2017-09-29 2019-04-04 関西ペイント株式会社 複層塗膜形成方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87105631A (zh) * 1986-08-19 1988-03-02 赫伯特有限公司 非自交联粘合剂混合物与含该混合物的水性涂漆液及其应用
CN1252424A (zh) * 1998-10-23 2000-05-10 巴斯福公司 清漆涂层组合物和用于涂层间粘附的方法
CN1778826A (zh) * 2004-11-25 2006-05-31 拜尔材料科学股份公司 新的多异氰酸酯混合物,其制备方法及其在涂料组合物中的应用
US20070190311A1 (en) * 2005-10-07 2007-08-16 Isidor Hazan Method of forming multi-layer coating on automobile bodies without a primer bake
US20110200756A1 (en) * 2006-05-03 2011-08-18 E.I. Du Pont De Nemours And Company Liquid Coating Composition Comprising Polyurethane Resin Sag Control Agents

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111944409A (zh) * 2020-08-27 2020-11-17 东来涂料技术(上海)股份有限公司 一种水性双组份聚氨酯涂料及其制备方法
CN112495740A (zh) * 2020-11-18 2021-03-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种高固色漆加2k清漆涂装环保工艺

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