CN116218346A - 双组分溶剂型涂料组合物、涂覆基材的方法、涂覆的基材和涂料组合物改进耐侵蚀性的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双组分溶剂型涂料组合物，其包含：i)基础组分，其包含：(A)一种或多种羟值为150‑500mg KOH/g聚酯二醇的聚酯二醇；(B)任选的一种或多种羟值为75‑500mg KOH/g树脂的羟基官能丙烯酸酯树脂；以及(C)一种或多种有机硅烷改性的无机填料，以及ii)固化组分，其包含：(D)一种或多种多异氰酸酯，其用量使得所述涂料组合物包含：‑5‑50重量％的所述一种或多种聚酯二醇(A)；‑0‑25重量％的所述一种或多种羟基官能丙烯酸酯树脂(B)；‑10‑70重量％的所述一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)；‑5‑40重量％的所述一种或多种多异氰酸酯(D)，其中所述涂料组合物包含5‑35重量％的量的一种或多种有机溶剂，并且在合并和混合所述基础组分和所述固化组分之后30秒，具有50‑2,000mPa.s的粘度，所述粘度通过旋转粘度计在1,000s‑1的剪切速率、23℃的温度下测量。

Description

双组分溶剂型涂料组合物、涂覆基材的方法、涂覆的基材和涂 料组合物改进耐侵蚀性的用途
本申请是申请号为201980043194.4、申请日为2019年6月27日、发明名称为“双组分溶剂型涂料组合物、涂覆基材的方法、涂覆的基材和该涂料组合物在改进耐侵蚀性中的用途”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及双组分溶剂型涂料组合物，使用该双组分涂料组合物涂覆基材的方法，可通过该方法获得的涂覆基材，以及该涂料组合物在改进基材的耐侵蚀性中的用途。
背景技术
在各种应用领域，需要满足高机械要求的保护性涂层。实例包括在高速下暴露于侵蚀性物质的物体的表面，例如风力涡轮机或直升机的动叶片、船舶螺旋桨以及运输工具例如飞机、火车、汽车和船舶。侵蚀通常由撞击在物体表面上的液体或固体物质引起，例如气载砂、雨或冰雹。在这种物体的边缘区域中侵蚀影响特别强。
物体表面通常通过在这样的表面上施加保护性涂层或多层涂层体系而受到保护以防磨损，特别是防侵蚀。为了有效的耐侵蚀性，重要的是平衡涂层的柔韧性或弹性和涂层的硬度。过高的硬度和/或不足的弹性可能对有效的耐侵蚀性有害。
已知有各种涂料材料用于风力涡轮机的动叶片的防侵蚀。基于聚氨酯的保护性涂料例如描述于WO 2010/122157、WO 2012/032113和WO 2016/000845中。
用于风力涡轮机的动叶片的侵蚀防护的已知涂料组合物通常配制为不含有机溶剂。因此，这种组合物具有高粘度，并且不能令人满意地通过喷涂施加到基材上。相反，要使用刷涂或辊涂。由于喷涂允许更简单和更可控的涂料组合物的施加，因此希望使用喷涂。
已知的适于喷涂的耐侵蚀性涂料组合物通常包含相对大量的有机溶剂以控制粘度。
在WO 2016/128166中公开了一种溶剂型双组分涂料组合物，其包含基础漆组分，具有聚碳酸酯二醇、羟值为75-500mg KOH/g的含羟基的丙烯酸酯树脂、聚酯树脂和/或聚酯/丙烯酸酯树脂，和至少一种有机硅烷改性的填料，以及多异氰酸酯硬化剂组分。WO2016/128166的涂料组合物具有100-350g/L有机溶剂且具有适合于喷涂的粘度。
然而，WO 2016/128166的涂料组合物相对昂贵。
本领域需要提供具有改进的耐侵蚀性的涂层的较便宜的涂料组合物，其可通过喷涂施加，不需要使用UV引发剂和/或高温来固化，并且不包含大量的有机溶剂。
发明概述
现已发现，可以配制双组分溶剂型涂料组合物，其包含i)基础组分，其包含一种或多种羟值为150-500mg KOH/g的聚酯二醇和一种或多种有机硅烷改性的无机填料，和ii)多异氰酸酯固化组分，使得其具有适于喷涂的粘度(在高剪切速率下低粘度)并产生具有非常好的耐侵蚀性的涂层。
因此，在第一方面，本发明提供了一种双组分溶剂型涂料组合物，其包含：
i)基础组分，其包含：
(A)一种或多种羟值为150-500mg KOH/g聚酯二醇的聚酯二醇；
(B)任选的一种或多种羟值为75-500mg KOH/g树脂的羟基官能丙烯酸酯树脂；以及
(C)一种或多种有机硅烷改性的无机填料
以及
ii)固化组分，其包含：
(D)一种或多种多异氰酸酯，
其用量使得所述涂料组合物包含：
-5-50重量％的所述一种或多种聚酯二醇(A)
-0-25重量％的所述一种或多种羟基官能丙烯酸酯树脂(B)；
-10-70重量％的所述一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)；
-5-40重量％的所述一种或多种多异氰酸酯(D)
其中所述涂料组合物包含5-35重量％的量的一种或多种有机溶剂，并且在合并和混合所述基础组分和所述固化组分之后30秒，具有50-2,000mPa.s的粘度，所述粘度通过旋转粘度计在1,000s-1的剪切速率、23℃的温度下测量。
本发明涂料组合物的优点是，它易于施加，甚至在大的物体如风力涡轮机或飞机的动叶片上。该组合物可通过喷涂施加，并且可在不使用UV引发剂或高温的情况下固化。
在第二方面，本发明提供了一种涂覆基材的方法，包括将根据本发明第一方面的双组分涂料组合物施加到基材上，并使所施加的涂料组合物固化，优选在至多80℃的温度下，更优选在15-60℃的温度下固化。
在第三方面，本发明提供了可通过根据本发明第二方面的方法获得的涂覆基材。
当将本发明的涂料组合物施加到基材上时，可以在不使用高温的情况下固化，同时得到具有优异的耐侵蚀性的涂层。因此，本发明的涂料组合物特别适合用于施加到经受严重侵蚀力的基材，例如动叶片。
因此，在最后一个方面，本发明提供了根据本发明第一方面的涂料组合物在改进基材的耐侵蚀性中的用途。
发明详述
本发明的涂料组合物是双组分涂料组合物。它包含基础组分i)和固化组分ii)。组分i)和ii)分别制备和储存，并且直到在施加涂料组合物之前不久才合并。适用期(涂料组合物可以在15-25℃的温度下施加而粘度不会由于交联反应而增加到不再可能施加的程度的时间)取决于所用的组分，特别是聚酯二醇(A)、任选的羟基官能丙烯酸酯树脂(B)和多异氰酸酯(D)。通常，涂料组合物的适用期为0.1-10分钟，优选0.5-5分钟。
双组分涂料组合物的固化通过涂料组合物中的粘合剂组分的反应性官能团的化学反应，特别是通过一种或多种聚酯二醇和任选的一种或多种OH官能丙烯酸酯树脂的羟基与一种或多种多异氰酸酯的异氰酸酯基的反应而发生。通过这些交联反应，形成涂膜，即固化涂层。本文所用的术语“粘合剂”与涂料组合物中主要负责成膜的那些组分，特别是聚酯二醇、其它树脂和多异氰酸酯有关。多异氰酸酯也称为固化剂或交联剂。
本发明的涂料组合物在其基础组分中含有一种或多种羟值为150-500mg KOH/g聚酯二醇的聚酯二醇。
聚酯二醇是具有包含几个酯基即碳原子直接连接到碳原子上的-C(O)O-基团的主链和两个侧羟基或端羟基的聚合物。
一种或多种聚酯二醇可合适地通过一种或多种二羧酸与一种或多种二醇的酯化反应来制备。合适的二醇的实例包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇和二羟甲基环己烷。合适的二羧酸的实例包括邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸、环己烷二羧酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、马来酸、富马酸、戊二酸和/或二聚脂肪酸。
一种或多种聚酯二醇优选为线性聚酯二醇。所述一种或多种聚酯二醇优选为羟基封端的聚酯二醇，更优选为在直链聚酯二醇的两端具有端羟基的羟基封端的聚酯二醇。
所述一种或多种聚酯二醇优选为脂族聚酯二醇，即不含芳族基团，因为这些基团表现出显著受限的耐UV性。特别优选直链脂族聚酯二醇。
所述一种或多种聚酯二醇的OH值为150-500mg KOH/g，优选为200-400mg KOH/g，更优选为250-350mg KOH/g(根据DIN 53240测量)。
在直链聚酯二醇的两端具有端羟基的羟基封端的聚酯二醇的情况下，聚酯二醇的OH值和数均分子量彼此依赖。因此OH值提供了数均分子量的信息。高的数均分子量与低的OH值同时存在。数均分子量可以在宽范围内变化，例如在220-2,250g/mol的范围内(通过GPC分析，用THF(+0.1％乙酸)作为洗脱剂(1ml/min)在苯乙烯-二乙烯基苯柱组合上测量，使用聚苯乙烯标准物校准)。
合适的聚酯二醇是可市购的，例如在产品线SynthoesterTM(来自Synthopol)、
Figure BDA0004110345860000041
(来自Covestro)或/>
Figure BDA0004110345860000042
(来自Kraemer)中。
一种或多种聚酯二醇的量为5-50重量％，更优选7.5-40重量％，甚至更优选10-30重量％，基于涂料组合物的总重量。
优选地，涂料组合物包含一种聚酯二醇(A)。
本发明的涂料组合物可以包含一种或多种羟基官能丙烯酸酯树脂(B)，其量基于涂料组合物的总重量为至多25重量％。优选地，涂料组合物包含一种或多种羟基官能丙烯酸酯树脂，其量为1-20重量％，更优选2-15重量％。一种或多种羟基官能丙烯酸酯树脂(B)的羟值为75-500mg KOH/g树脂，优选100-450mg KOH/g，更优选175-400mg KOH/g，甚至更优选250-350mg KOH/g。
丙烯酸酯树脂，也称为聚(甲基)丙烯酸酯树脂，是公知的通过使丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体反应获得的聚合有机化合物。
可适用于获得丙烯酸酯树脂(B)的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体的实例是(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸环烷基酯，如丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸乙基己酯、丙烯酸3,3,5-三甲基己酯、甲基丙烯酸3,3,5-三甲基己酯、丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸月桂基酯或甲基丙烯酸月桂基酯、丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸环戊酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸环己酯。
一种或多种丙烯酸酯树脂(B)含有羟基。这种羟基通常通过掺入到具有羟基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体的聚合物结构中而引入。合适的含羟基单体包括(甲基)丙烯酸羟烷基酯，例如丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸3-羟丙酯、甲基丙烯酸3-羟丙酯、丙烯酸3-羟丁酯、甲基丙烯酸3-羟丁酯，尤其是丙烯酸4-羟丁酯和/或甲基丙烯酸4-羟丁酯。
羟值为75-500mg KOH/g树脂的合适的羟基官能丙烯酸酯树脂是可市购的，例如以商品名WorléeCryl(来自Worlée)和Synthalat(来自Synthpol)市购。
另外的烯属不饱和单体可以用于制备丙烯酸酯树脂，例如：乙烯基芳族烃，例如乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯和苯乙烯；丙烯酸或甲基丙烯酸的酰胺或腈；乙烯基酯或乙烯基醚；特别是丙烯酸和甲基丙烯酸。
优选地，涂料组合物包含至多一种羟基官能丙烯酸酯树脂(B)。
优选地，基础组分不包含除了聚酯二醇(A)和任何羟基官能丙烯酸酯树脂(B)之外的任何树脂或粘合剂组分。优选地，除了聚酯二醇(A)、任何羟基官能丙烯酸酯树脂(B)和多异氰酸酯(D)之外，涂料组合物不包含任何粘合剂组分。
本发明的涂料组合物包含一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)。待改性的无机填料可以是已知适用于涂料组合物的任何无机填料。这些填料包括各种物质，通常为颗粒或粉末形式，用于实现涂料组合物的特定物理性质。合适的无机填料包括：碳酸盐，例如碳酸钙、白云石或碳酸钡；硫酸盐，例如硫酸钙和硫酸钡；硅酸盐和任选的页硅酸盐如滑石、叶蜡石、云母、高岭土、长石、沉淀钙、铝、钙/铝、钠/铝硅酸盐、莫来石、硅灰石、霞石如霞石正长岩，以及二氧化硅如石英和方石英。为了本发明的目的，硅酸盐组包括二氧化硅。其它合适的无机填料是沉淀二氧化硅或热解法二氧化硅，以及金属氧化物如氢氧化铝和氢氧化镁。优选地，无机填料是硅酸盐。
一种或多种无机填料(C)用有机硅烷改性。待改性的无机填料用作在物理吸附和/或化学吸附的典型条件下施加有机硅烷的基材。通过添加有机硅烷，使无机填料的表面疏水化。因此，通过改进涂料组合物的其它组分的物理吸附和任选的化学反应，增加填料与涂料组合物的疏水性聚合物基质的相容性。结果，填料可以更有效地改进由涂料组合物沉积的涂层的机械抗性。
用有机硅烷改性无机填料是本领域已知的。这种改性方法和适用于这种改性的有机硅烷例如详细描述于WO 2017/207521(第9页第23行至第12页第12行)中，其通过引用结合到本文中。优选地，用含有环氧基或氨基的有机硅烷，更优选含有有机基团的有机硅烷改性无机填料，所述有机基团含有经由碳原子键合到硅原子上的环氧基或氨基。通过在无机填料中掺入这种环氧基或氨基，调节了填料的极性，并且对涂料组合物的其它组分的物理吸附更有效。此外，在涂料组合物固化时，如此改性的无机填料可与聚酯二醇、任选的OH官能丙烯酸树脂和/或多异氰酸酯的官能团反应。于是，填料可以更有效地掺入形成的聚合物网络中。
有机硅烷改性的无机填料是可市购的，例如商标为Tremin、Treminex、Tremica或Silbond(来自HPF The Mineral Engineers)。
一种或多种有机硅烷改性的无机填料的粒度本身不是关键参数，并且可以在填料的常见范围内，通常为几微米至几百微米。优选地，平均粒度(D50)在0.1-100μm的范围内，更优选1-50μm，如根据ISO 13320:2009通过激光衍射测量。
一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)在涂料组合物中的量为10-70重量％，优选15-60重量％，更优选20-50重量％，基于涂料组合物的总重量。
优选地，涂料组合物包含小于10重量％，更优选小于3重量％，甚至更优选小于1重量％的不同于有机硅烷改性的无机填料(C)的无机填料。更优选地，除了一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)之外，涂料组合物不含无机填料。术语“无机填料”在此不包括无机彩色颜料、无机添加剂或无机分子筛。
双组分涂料组合物在固化组分ii)中包含一种或多种多异氰酸酯(D)。
多异氰酸酯是每分子平均具有多于一个异氰酸酯基团的有机化合物，并且是本领域已知的。一种或多种多异氰酸酯(D)可以是脂族或芳族的。
一种或多种多异氰酸酯可以是改性的多异氰酸酯，例如聚醚改性和/或聚酯改性的多异氰酸酯。这些组分中的异氰酸酯基团可以是游离的，或者可以用已知的封端剂封端。优选地，异氰酸酯基团是未封端的，即游离的异氰酸酯基团。
二异氰酸酯，和二异氰酸酯的二聚体或三聚体，例如二氮杂环丁二酮、三异氰脲酸酯或缩二脲，是优选的多异氰酸酯。合适的二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、十四亚甲基二异氰酸酯、三甲基己烷二异氰酸酯、四甲基己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2-异氰酸根合丙基环己基异氰酸酯、二环己基甲烷2,4′-二异氰酸酯、二环己基甲烷4,4′-二异氰酸酯、1,4-或1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷、1,4-或1,3-或1,2-二异氰酸根合环己烷、2,4-或2,6-二异氰酸根合-1-甲基环己烷、其任何C2-C18烷基化衍生物，或其两种或更多种的混合物。
优选的二异氰酸酯是脂族二异氰酸酯，更优选1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1,3-环己基二异氰酸酯、1,4-环己基二异氰酸酯(CHDI)、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及其混合物。
优选二异氰酸酯，优选脂族二异氰酸酯，更优选六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的二氮杂环丁二酮、三异氰脲酸酯或缩二脲或其混合物。特别优选六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲或三异氰脲酸酯。
一种或多种多异氰酸酯优选具有10-25％，更优选16-24％，甚至更优选20-23.5％的异氰酸酯含量。异氰酸酯含量根据DIN EN ISO 11909通过使一种或多种多异氰酸酯与过量二丁胺反应并用盐酸对溴酚蓝反滴定来测定。
一种或多种多异氰酸酯(D)的量为5-40重量％，优选10-30重量％，更优选12-25重量％，基于涂料组合物的总重量。
优选地，涂料组合物包含一种多异氰酸酯(D)。
优选地，组分(A)、(B)、(C)和(D)在涂料组合物中的总量为至少40重量％，更优选至少50重量％，基于涂料组合物的总重量。
优选地，该组合物包含一种聚酯二醇(A)、至多一种OH官能丙烯酸树脂(B)、一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)、一种多异氰酸酯(D)，并且不含除了一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)之外的任何无机填料。
聚酯二醇(A)和OH-官能丙烯酸树脂(B)中羟基的总摩尔量与多异氰酸酯(D)中异氰酸酯基的摩尔量之比优选为1.0:0.9-1.0:1.5。
涂料组合物是溶剂型的，并且包含一种或多种有机溶剂，其量为5-35重量％，优选7.5-25重量％，更优选10-20重量％，基于涂料组合物的总重量。
本文所指的“有机溶剂”是指1999年3月11日的委员会的1999/13/EC指令(在1999年3月29日的欧盟官方杂志中出版)中规定的有机溶剂。在该指令中，有机溶剂被指定为“挥发性有机化合物”，其单独使用或与其它试剂组合使用，并且不经历化学变化，以溶解原料、产物或废料，或用作清洁剂以溶解污染物，或用作溶解剂，或用作分散介质，或用作粘度调节剂，或用作表面张力调节剂，或增塑剂，或用作防腐剂。上述指令将“挥发性有机化合物”定义为在293.15K下具有0.01kPa或更高的蒸气压，或在特定使用条件下具有相应挥发性的有机化合物。
合适的有机溶剂的实例包括：脂族和/或芳族烃，例如甲苯、二甲苯、溶剂石脑油、Solvesso 100或
Figure BDA0004110345860000091
(来自ARAL)；酮，例如丙酮、甲基乙基酮或甲基戊基酮；酯，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁基乙二醇乙酸酯、乙酸3-甲氧基-正丁酯、乙酸戊酯、乙酸甲氧基丙酯或乙氧基丙酸乙酯；醚，例如二丙二醇甲醚；醇；和氢氯烃。
选择有机溶剂的量，使得本发明的涂料组合物具有至多350g/L，优选100-325g/L，更优选150-300g/L的挥发性有机化合物(VOC)含量。
特别优选的有机溶剂是非质子溶剂，例如酯、酮或烃。特别合适的酯的实例是乙酸酯，例如乙酸的C1-4烷基酯和乙酸的C1-4烷氧基烷基酯、乙酸丁酯、乙酸1-和2-甲氧基丙酯、丁基乙二醇乙酸酯和乙酸3-甲氧基-正丁酯。特别合适的酮的实例是甲基异丁基酮，或二酮如乙酰丙酮。特别合适的烃溶剂的实例是Shellsol A，或烷基苯如二甲苯和甲苯。
涂料组合物优选不含或仅含少量的水。优选地，基于涂料组合物的总重量，涂料组合物含有小于1.0重量％，更优选小于0.2重量％，甚至更优选小于0.01重量％的水。优选不明确地添加水，例如以调节涂料组合物的粘度，但如果存在的话，仅以少量存在作为典型涂料添加剂的一部分。
在优选的实施方案中，涂料组合物包含：
-10-30重量％的所述一种或多种聚酯二醇(A)；
-0-25重量％的所述一种或多种羟基官能丙烯酸酯树脂(B)；
-20-50重量％的所述一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)；
-10-30重量％的所述一种或多种多异氰酸酯(D)；以及
-7.5-25重量％的一种或多种有机溶剂。
涂料组合物可以，通常在其基础组分i)中，包含通常已知作为涂料组合物的成分的其它组分，例如彩色颜料、催化剂或添加剂。
涂料组合物可以包含一种分子筛或多种分子筛。本文提及的分子筛是指具有相对大的内表面积(约600-700m2/g)和均匀孔径的天然或合成沸石。合适的分子筛的孔径为2-10埃，优选3-4埃。例如，可以使用具有3埃孔径的高孔隙率硅酸铝。优选地，涂料组合物包含至多20重量％，优选1-15重量％，更优选2-10重量％的分子筛，基于涂料组合物的总重量。
涂料组合物可以包含染料、彩色颜料或其它催化剂。彩色颜料，包括白色颜料，可以以常规量存在；通常为8-30重量％，基于涂料组合物的总重量。
涂料组合物可以包含一种或多种用于催化羟基与异氰酸酯基反应的催化剂。涂料组合物优选含有基于涂料组合物总重量0.01-2重量％的这种催化剂。合适的催化剂是本领域已知的，包括金属催化剂如锡、钼、锆或锌催化剂和胺催化剂如2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇。特别合适的催化剂是锡化合物，例如二羧酸二烷基锡，特别是二月桂酸二甲基锡或二月桂酸二丁基锡。
涂料组合物可以包含典型的添加剂，例如抗氧化剂、脱气剂、润湿剂、分散剂、粘合促进剂、流变改性剂如增稠剂、蜡和蜡状化合物、杀生物剂、消光剂、自由基清除剂、光稳定剂或阻燃剂。添加剂可以以常规量存在，通常为0.1-10重量％，基于涂料组合物的总重量。
涂料组合物的密度优选为1,100-1,700g/L，更优选1,200-1,650g/L，甚至更优选1,300-1,600g/L。
本发明涂料组合物的固体含量优选为70-95重量％，更优选75-92.5重量％，甚至更优选80-90重量％。
固体含量(非挥发性部分)是指在特定条件下蒸发时作为残余物保留的重量部分。在本申请中，固体含量根据DIN EN ISO 3251测定。这通过在130℃下蒸发组合物60分钟来完成。
本发明的涂料组合物在将基础组分和固化组分合并和混合后30秒，在1,000s-1的剪切速率、23℃的温度下，通过旋转粘度计测量的粘度为50-2,000mPa.s。优选地，涂料组合物在1,000s-1剪切速率下的粘度为50-2,000mPa.s，更优选200-1,000mPa.s(如上文所述测量)。根据DIN 53019进行通过旋转粘度计的测量。
因此，该涂料组合物在高剪切速率下具有相对低的粘度，并且可以合适地通过喷涂施加到基材上。在喷涂时，涂料组合物在离开喷嘴时经受高剪切速率。
优选地，该涂料组合物在1s-1的剪切速率下的粘度为1,000-10,000mPa.s，并且该涂料组合物在1,000s-1的剪切速率下的粘度比其在1s-1的剪切速率下的粘度低2-20倍，其中该粘度是在基础组分和固化组分合并和混合之后30秒在23℃的温度下通过旋转粘度计测量(根据DIN53019测定)。更优选地，1s-1剪切速率下的粘度为1,500-7,500mPa.s，在1,000s-1剪切速率下低5-15倍；甚至更优选地，1s-1剪切速率下的粘度为2,500-5,000mPa.s，在1,000s-1剪切速率下低6-10倍。
当存在高剪切条件时，涂料组合物在喷涂期间具有低粘度，使得其可以合理地雾化。紧临施加后，当几乎没有施加任何剪切力或施加低剪切力时，粘度足够高以提供抗流挂性并避免涂料从基材上滴落。
本发明还涉及涂覆基材的方法，其包括将根据本发明第一方面的双组分涂料组合物施加到基材上并使所施加的涂料组合物固化。
涂料组合物可以通过本领域已知的任何技术来施加，例如喷涂、辊涂、刷涂、倾倒或通过料筒施加。优选地，通过喷涂施加涂料组合物。喷涂是本领域公知的，包括例如压缩空气喷涂、无空气喷涂、转铃喷涂、静电喷涂(任选地与热喷涂结合)和空气诱导喷涂的技术。如上所述，本发明的涂料组合物特别适合于喷涂，因为其具有特定的流变性能，特别是在高剪切应力下的低粘度。
在施加之后，优选在至多80℃，更优选至多60℃，甚至更优选在15-60℃，还更优选15-50℃的温度下，使施加的涂层固化。
完全固化所需的时间随固化温度而变化。典型的固化时间为30分钟至10天。固化可以例如在40-60℃的固化温度下需要30分钟，或在15-25℃的固化温度下需要7天。
固化涂层的干膜厚度适宜为100-500μm，优选150-400μm。
基材可以是任何合适的基材。所述基材优选为金属基材，例如钢或铝，或塑料基材，更优选为纤维增强的塑料基材。特别优选环氧树脂基塑料基材，尤其是纤维增强环氧树脂基塑料基材。用于增强的合适纤维是玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和/或碳纤维，或天然纤维，例如大麻或剑麻。优选的基材是玻璃纤维增强的环氧树脂基塑料基材。基材可以具有任何期望的尺寸或形状。
本发明的涂料组合物有利地施加到非常大的基材如动叶片上，因为它可以合适地通过喷涂施加，然后在室温下(例如15-25℃)固化，即不需要供热来施加。由于所得涂层的非常好的耐侵蚀性，优选将涂料组合物施加到将暴露于雨水或砂侵蚀的基材，例如风力涡轮机或直升机的动叶片、船用螺旋桨、航空器如飞机。特别合适的基材是风力涡轮机的动叶片和飞机的表面。
由于其高耐侵蚀性，本发明的涂料组合物优选作为面漆施加。在将本发明第一方面的涂料组合物作为面漆层施加之前，待施加的基材可以已经包含一层或多层涂层(例如底漆涂层或二道底漆涂层)。
本发明还涉及可通过根据本发明第二方面的方法获得的涂覆基材，即，已经向其施加根据本发明第一方面的涂料组合物，随后固化。优选地，涂覆的基材包含多个涂层，并且根据本发明第一方面的涂料组合物提供面漆层。
本发明将通过以下非限制性实施例进一步说明。
实施例
1.测试方法
1.1一般性评论
为了在实验室中测定耐侵蚀性，可以使用各种设备，其使待测试的涂覆基材移动通过侵蚀介质，或者其中基材是固定的，侵蚀介质在其周围流动。例如，可以使用通常用于水射流切割的高压水射流来测试静止的测试试样。侵蚀作用由水压、到测试试样的距离以及喷嘴的类型和尺寸控制。通过使用砂、刚玉或碳化硅可以增强该效果。或者，可使用喷砂或蒸汽喷射，其中压力、喷嘴尺寸和到测试试样的距离可同样用于控制侵蚀作用并使其适应实际条件。
在移动试样的雨水侵蚀测试中，将涂覆的基材附着到转子或盘上，并径向移动通过水滴幕帘或水滴与盐或砂的混合物幕帘。在风能工业中最常用的测试方案是在140m/s的速度和30L/h的雨量下运行，在飞机工业中，使用高达220m/s的速度，在可比较的雨量下。耐雨水侵蚀性的测试可以根据ASTM G 73进行。
1.2测试条件
根据ASTM G 73测试耐雨水侵蚀性。以140m/s的速度旋转试样通过水滴幕帘。雨量保持恒定在30L/h，所施加的“雨水”的液滴尺寸平均为5-6mm。测试在20-25℃的温度下进行，以15分钟的时间间隔目测评价试样。耐侵蚀性对应于直到通过涂层可见基材的时间。
2.涂料组合物和涂覆基材的制备
通过将各组分合并在溶解器中均匀混合来制备各种涂料组合物(I＝根据本发明；C＝对比)的基础组分和固化组分(参见表1中的涂料组合物的组成)。对于每种涂料组合物，将基础组分和固化组分以表1所示的比例均匀混合。
在合并和混合基础组分i)和固化组分ii)后30秒，在1s-1的剪切速率和1,000s-1的剪切速率下，在23℃的温度下，通过旋转粘度计(HAAKE RheoStress 600)测定所制备的涂料组合物的粘度(DIN 53019)。
在制备后立即通过空气混合喷涂将涂料组合物施加到已涂覆有可市购的基于聚脲的孔填料的基于玻璃纤维增强的环氧树脂的测试试样上。通过在20-25℃下储存7天进行固化。固化涂层的干膜厚度为300微米。
研究了由此形成的多层涂层(孔隙填料涂层和面漆)的耐雨水侵蚀性。
结果示于表2.
表1涂料组合物的组成和特性
Figure BDA0004110345860000141
/>
*Synthalat AT-H 2104
**丁基乙二醇乙酸酯(9.5重量％)和乙酸丁酯(90.5重量％)的混合物
表2涂覆基材的耐雨水侵蚀性
I1 I2 I3 I4 I5 C1 C2
耐雨水侵蚀性(分钟) >300 >300 >300 >600 >300 50 240

Claims (15)

1.一种双组分溶剂型涂料组合物，其包含：
i)基础组分，其包含：
(A)一种或多种羟值为150-500mg KOH/g聚酯二醇的聚酯二醇；
(B)任选的一种或多种羟值为75-500mg KOH/g树脂的羟基官能丙烯酸酯树脂；以及
(C)一种或多种有机硅烷改性的无机填料
以及
ii)固化组分，其包含：
(D)一种或多种多异氰酸酯，
其用量使得所述涂料组合物包含：
-5-50重量％的所述一种或多种聚酯二醇(A)
-0-25重量％的所述一种或多种羟基官能丙烯酸酯树脂(B)；
-10-70重量％的所述一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)；
-5-40重量％的所述一种或多种多异氰酸酯(D)
其中所述涂料组合物包含5-35重量％的量的一种或多种有机溶剂，并且在合并和混合所述基础组分和所述固化组分之后30秒，具有50-2,000mPa.s的粘度，所述粘度通过旋转粘度计在1,000s-1的剪切速率、23℃的温度下测量。
2.根据权利要求1的双组分涂料组合物，其中所述一种或多种聚酯二醇(A)的羟值为200-400mg KOH/g聚酯二醇，优选250-350mg KOH/g聚酯二醇。
3.根据权利要求1或2的双组分涂料组合物，其中所述一种或多种聚酯二醇(A)为直链脂族聚酯二醇。
4.根据前述权利要求中任一项的双组分涂料组合物，其中所述涂料组合物包含2-15重量％的一种或多种羟基官能丙烯酸酯树脂(B)。
5.根据前述权利要求中任一项的双组分涂料组合物，其中所述一种或多种羟基官能丙烯酸酯树脂(B)的羟值为175-400mg KOH/g树脂，优选250-350mg KOH/g树脂。
6.根据前述权利要求中任一项的双组分涂料组合物，其中所述一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)为有机硅烷改性的硅酸盐。
7.根据前述权利要求中任一项的双组分涂料组合物，其中所述一种或多种多异氰酸酯选自脂族二异氰酸酯的二氮杂环丁二酮、三异氰脲酸酯和缩二脲及其混合物，优选选自六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的二氮杂环丁二酮、三异氰脲酸酯和缩二脲及其混合物。
8.根据前述权利要求中任一项的双组分涂料组合物，其包含一种或多种有机溶剂，其量为7.5-25重量％，优选10-20重量％。
9.根据前述权利要求中任一项的双组分涂料组合物，其包含：
-10-30重量％的所述一种或多种聚酯二醇(A)；
-0-25重量％的所述一种或多种羟基官能丙烯酸酯树脂(B)；
-20-50重量％的所述一种或多种有机硅烷改性的无机填料(C)；
-10-30重量％的所述一种或多种多异氰酸酯(D)；以及
-7.5-25重量％的所述一种或多种有机溶剂。
10.根据前述权利要求中任一项的双组分涂料组合物，其中所述涂料组合物在1s-1的剪切速率下的粘度为1,000-10,000mPa.s，并且所述涂料组合物在1,000s-1的剪切速率下的粘度比其在1s-1的剪切速率下的粘度低2-20倍，其中所述粘度是在所述基础组分和所述固化组分合并和混合之后30秒在23℃的温度下通过旋转粘度计测量。
11.一种涂覆基材的方法，其包括：
-将根据前述权利要求中任一项的双组分涂料组合物施加到基材上；和
-使所施加的涂料组合物固化，优选在至多80℃，更优选在15-60℃的温度下。
12.根据权利要求11的方法，其中将所述双组分涂料组合物通过喷涂施加到基材上。
13.根据权利要求11或12的方法，其中所述基材为包含一个或多个涂层的基材并且根据权利要求1-10中任一项的双组分涂料组合物作为面漆层施加。
14.可通过根据权利要求11-13中任一项的方法获得的涂覆基材。
15.根据权利要求1-10中任一项的涂料组合物在改进基材的耐侵蚀性中的用途。
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