CN117255834A - 透明涂层组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透明涂层组合物,其包含第一聚酯树脂、第二聚酯树脂、有机硅改性聚酯树脂和三聚氰胺树脂,其中第一聚酯树脂具有200至300mgKOH/g的羟值和15至30℃的玻璃化转变温度,并且第二聚酯树脂具有80至180mgKOH/g的羟值和1至10℃的玻璃化转变温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种透明涂层组合物,其具有优异的反应性和改善的针孔特性,使得所制造的涂层具有优异的外观特性和优异的机械性能,如耐刮擦性。
背景技术
车身会经历多种涂敷工艺,如电沉积涂敷、中间涂敷、底涂敷和透明涂敷,以改善外观特性并保护表面免受外部环境的影响。具体来说,通常是在车身上施加电沉积涂漆和中间涂漆并固化,然后在中间涂敷层上连续施加底涂层和透明涂层,然后干燥和固化。如上所述,在底涂层和透明涂层的情况下,通常施加底涂层组合物并干燥,然后施加透明涂层组合物,并在140至150℃下将透明涂层和底涂层一起固化。
同时,常规透明涂层组合物是基于包括聚酯树脂、丙烯酸树脂和三聚氰胺固化剂的聚氨酯固化体系。另外,如上所述的常规透明涂层组合物被广泛使用,原因在于所制造的涂层具有优异的外观特性和优异的耐刮擦性。具体地,韩国专利公开号2014-0125415(专利文献1)公开了一种单组分涂漆组合物,其包含含有羟基基团的聚酯树脂和作为与羟基基团反应的交联剂的三聚氰胺树脂。
然而,在涂装后的干燥时间短、透明涂层干燥后到固化炉的距离短或车体之间的距离短的情况下,常规的透明涂层组合物存在所制造涂层的外观特性差,特别是针孔差和光泽差等问题。
因此,有需要研究和开发一种透明涂层组合物,其具有优异的反应性,从而确保即使在涂装后的干燥时间短、透明涂层干燥后到固化炉的距离短或车体之间的距离短的情况下,所制造的涂层都有优异的外观特性和优异的机械性能,如耐刮擦性。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种透明涂层组合物,其具有优异的反应性,从而确保即使在涂装后的干燥时间短、透明涂层干燥后到固化炉的距离短或车体之间的距离短的情况下,所制造的涂层都有优异的外观特性和优异的机械性能,如耐刮擦性。
技术方案
本发明提供了一种透明涂层组合物,其包含第一聚酯树脂、第二聚酯树脂、有机硅(silicone)改性聚酯树脂和三聚氰胺树脂,
其中第一聚酯树脂具有200至300mgKOH/g的羟值和15至30℃的玻璃化转变温度,并且
第二聚酯树脂具有80至180mgKOH/g的羟值和1至10℃的玻璃化转变温度。
此外,本发明提供了一种透明涂漆套装,其包含涂层组合物和固化剂。
有益效果
根据本发明的透明涂层组合物具有优异的反应性,因此具有优异的外观特性,原因在于所制造的涂层中不会出现针孔并且光泽度不会变差,即使在涂装后的干燥时间短、透明涂层干燥后到固化炉的距离短或车体之间的距离短的情况下。此外,由透明涂层组合物制造的涂层具有优异的机械性能,如硬度、粘合性和耐刮擦性,因此其可有效地用于涂装车身。
具体实施方式
最佳模式
以下,对本发明进行详细说明。
本说明书中使用的“重均分子量”通过本领域已知的常见方法测量,并且可以通过例如GPC(凝胶渗透色谱)法测量。
另外,“玻璃化转变温度”通过本领域已知的常见方法测量,并且可以例如通过差示扫描量热法(DSC)测量。
诸如“酸值”和“羟值”的官能团值可以通过本领域公知的方法测量,并且可以表示通过例如滴定法测量的值。
透明涂层组合物
根据本发明的透明涂层组合物包含第一聚酯树脂、第二聚酯树脂、有机硅改性聚酯树脂和三聚氰胺树脂。在这种情况下,第一聚酯树脂具有比第二聚酯树脂更高的羟值(OHv)和玻璃化转变温度。由于透明涂层组合物含有两种具有如上所述的不同酸值和羟值的聚酯树脂,因此通过控制组合物的干燥速度和交联密度而具有改善所制造的涂层的外观特性和机械性能如硬度、粘合性和耐刮擦性的效果。
第一聚酯树脂
第一聚酯树脂是组合物中的主要树脂并且用于赋予涂层成型性能。
第一聚酯树脂可以根据已知方法直接合成,或者可以是市售产品。例如,第一聚酯树脂可以通过使第一羧酸和第一多元醇反应来产生。即,第一聚酯树脂可以是未经改性的未改性聚酯树脂。
在这种情况下,第一羧酸可以例如是选自己二酸(AA)、间苯二甲酸(IPA)、偏苯三酸酐(TMA)、环脂肪酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、富马酸、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)以及它们的衍生物中的至少一种。
第一多元醇可以是例如选自甲氧基聚乙二醇、1,6-己二醇(1,6-HD)、新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)、乙二醇、丙二醇、二甘醇、丁二醇、1,4-己二醇和3-甲基戊二醇中的至少一种。
第一聚酯树脂可以具有15至25mgKOH/g或18至22mgKOH/g的酸值(Av)。如果第一聚酯树脂的酸值在上述范围内,则可以防止由热处理引起的快速硬化,这具有防止涂层外观不良并减少气泡(爆裂)发生的效果。如果第一聚酯树脂的酸值小于上述范围,则可能存在由于固化反应速度降低而导致所制造的涂层的硬度和外观特性降低的问题。如果第一聚酯树脂的酸值超过上述范围,则可能存在这样的问题:随着固化反应速度的增加,涂层变脆并且耐刮擦性降低,而随着亲水性的提高,耐水性下降。
此外,第一聚酯树脂可以具有200至300mgKOH/g或220至280mgKOH/g的羟值(OHv)。如果第一聚酯树脂的羟值在上述范围内,则其具有改善涂层的铺展性和改善由于聚氨酯反应而导致的耐化学性的效果。另外,如果第一聚酯树脂的羟值小于上述范围,则可能存在这样的问题:由于与三聚氰胺树脂的反应性不足而导致交联密度不足,所制造的涂层的耐久性、重涂时的粘合特性和耐溶剂性降低。如果第一聚酯树脂的羟值超过上述范围,则可能存在发生过度固化和涂层变脆的问题,从而使其外观和耐刮擦性变差。
第一聚酯树脂可以具有15至30℃或18至25℃的玻璃化转变温度(Tg)。如果第一聚酯树脂的玻璃化转变温度在上述范围内,则可加工性(喷雾感)优异并且具有给予涂层柔性的效果。如果第一聚酯树脂的玻璃化转变温度低于上述范围,则可能存在涂漆的干燥速度降低和涂层的机械性能变差的问题。如果第一聚酯树脂的玻璃化转变温度超过上述范围,则可能存在这样的问题:随着干燥速度的增加,外观变差,并且随着涂层变脆,耐刮擦性降低。
另外,第一聚酯树脂可以具有800至1,500g/mol或1,000至1,300g/mol的重均分子量(Mw)。如果第一聚酯树脂的重均分子量在上述范围内,则涂漆的平滑性得到改善并且具有形成软涂层的效果。如果第一聚酯树脂的重均分子量小于上述范围,则可能存在所制造的涂层的机械性能由于低分子量而变差的问题。如果第一聚酯树脂的重均分子量超过上述范围,则可能存在这样的问题:随着分子量增加,流动性降低并且所制造的涂层变硬,从而降低平滑度和耐刮擦性。
基于树脂的总重,第一聚酯树脂按重量计可以具有60%至85%或70%至80%的固含量(NV)。如果第一聚酯树脂的固含量在上述范围内,则由于高固含量,其具有降低总挥发性有机化合物(TVOC)含量的效果。如果第一聚酯树脂的固含量小于上述范围,则存在由于组合物的固含量降低而导致固化反应性降低的问题。如果第一聚酯树脂的固含量超过上述范围,则可能存在由于涂漆中过高的固含量导致的可加工性差,所制造的涂层的外观特性降低的问题。
另外,基于透明涂层组合物的总重,包含的第一聚酯树脂的量按重量计可以为20%至30%或22%至28%。如果包含的第一聚酯树脂在上述含量范围内,则其具有改善外观、耐刮擦性和涂层平滑度的效果。如果组合物中第一聚酯树脂的含量小于上述范围,则存在交联密度降低和机械性能和外观变差的问题。如果组合物中第一聚酯树脂的含量超过上述范围,则组合物的黏度可能过度增加,从而导致不良的针孔特性,从而降低可加工性和干燥性能。
第二聚酯树脂
第二聚酯树脂用于改善所制造的涂层的外观特性。
第二聚酯树脂可以根据已知方法直接合成,或者可以是市售产品。例如,第二聚酯树脂可以通过使第二羧酸和第二多元醇反应来产生。即,第二聚酯树脂可以是未经改性的未改性聚酯树脂。
在这种情况下,第二羧酸可以例如是选自己二酸(AA)、间苯二甲酸(IPA)、偏苯三酸酐(TMA)、环脂肪酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、富马酸、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、异壬酸(INA)以及它们的衍生物中的至少一种。
第二多元醇可以是选自1,6-己二醇(1,6-HD)、季戊四醇、山梨醇、甲氧基聚乙二醇、新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)、乙二醇、丙二醇、二甘醇、丁二醇、1,4-己二醇和3-甲基戊二醇中的至少一种。
第二聚酯树脂可以具有20至30mgKOH/g或20至25mgKOH/g的酸值(Av)。如果第二聚酯树脂的酸值在上述范围内,则可以防止由热处理引起的快速硬化,这具有防止涂层外观不良并减少气泡(爆裂)发生的效果。如果第二聚酯树脂的酸值小于上述范围,则可能存在由于固化反应速度降低而导致所制造的涂层的硬度和外观特性降低的问题。如果第二聚酯树脂的酸值超过上述范围,则可能存在随着亲水性提高而耐水性降低的问题。
此外,第二聚酯树脂可以具有80至180mgKOH/g或100至150mgKOH/g的羟值(OHv)。如果第二聚酯树脂的羟值在上述范围内,则其具有改善涂层的铺展性和改善由于聚氨酯反应而导致的耐化学性的效果。另外,如果第二聚酯树脂的羟值小于上述范围,则可能存在这样的问题:由于与作为固化剂的三聚氰胺树脂的交联密度不足,所制造的涂层的外观、耐久性和耐化学性降低。如果第二聚酯树脂的羟值超过上述范围,则可能存在发生过度固化和涂层变脆的问题,从而使其涂漆可加工性和耐冷碎裂性(cold chipping resistance)变差。
第二聚酯树脂可以具有1至10℃或3至7℃的玻璃化转变温度(Tg)。如果第二聚酯树脂的玻璃化转变温度在上述范围内,则可加工性(喷雾感)优异并且具有给予涂层柔性的效果。如果第二聚酯树脂的玻璃化转变温度低于上述范围,则可能存在涂漆的干燥速度降低和涂层的机械性能变差的问题。如果第二聚酯树脂的玻璃化转变温度超过上述范围,则可能存在这样的问题:随着干燥速度的增加,外观变差,并且随着涂层变脆,耐刮擦性降低。
另外,第二聚酯树脂可以具有800至1,600g/mol或1,000至1,500g/mol的重均分子量(Mw)。如果第二聚酯树脂的重均分子量在上述范围内,则涂漆的平滑性得到改善并且具有形成软涂层的效果。如果第二聚酯树脂的重均分子量小于上述范围,则可能存在所制造的涂层的机械性能由于低分子量而变差的问题。如果第二聚酯树脂的重均分子量超过上述范围,则可能存在这样的问题:随着分子量增加,流动性降低并且所制造的涂层变硬,从而降低平滑度和耐刮擦性。
基于树脂的总重,第二聚酯树脂按重量计可以具有60%至80%或65%至75%的固含量(NV)。如果第二聚酯树脂的固含量在上述范围内,则由于高固含量,其具有降低总挥发性有机化合物(TVOC)含量的效果。如果第二聚酯树脂的固含量小于上述范围,则存在由于涂漆的固含量降低而导致固化反应性降低的问题。如果第二聚酯树脂的固含量超过上述范围,则可能存在由于涂漆的可加工性差,所制造的涂层的外观特性降低的问题。
另外,基于透明涂层组合物的总重,包含的第二聚酯树脂的量按重量计可以为15%至25%或17%至23%。如果包含的第二聚酯树脂在上述含量范围内,则其具有改善外观、耐刮擦性和涂层平滑度的效果。如果组合物中第二聚酯树脂的含量小于上述范围,则存在涂层的交联密度降低,从而使重涂期间的粘合特性和耐刮擦性变差的问题。如果组合物中第二聚酯树脂的含量超过上述范围,则存在这样的问题:随着黏度过度增加,可加工性和干燥性能降低,因此所制造的涂层的外观特性变差。
有机硅改性聚酯树脂
有机硅改性聚酯树脂具有高反应性,并且通过防止所制造的涂层中出现针孔而起到改善外观特性的作用。
有机硅改性聚酯树脂的聚酯树脂可以根据已知方法直接合成,或者可以是市售产品,并且可以是通过将由第三羧酸和第三多元醇与有机聚硅氧烷反应制备的聚酯树脂改性而获得的。
在这种情况下,第三羧酸可以例如是选自己二酸(AA)、间苯二甲酸(IPA)、偏苯三酸酐(TMA)、环脂肪酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、富马酸、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、异壬酸(INA)以及它们的衍生物中的至少一种。
第三多元醇可以是选自1,6-己二醇(1,6-HD)、季戊四醇、山梨醇、甲氧基聚乙二醇、新戊二醇(NPG)、三羟甲基丙烷(TMP)、乙二醇、丙二醇、二甘醇、丁二醇、1,4-己二醇和3-甲基戊二醇中的至少一种。
有机聚硅氧烷可以包含官能团和非官能有机基团。例如,有机聚硅氧烷可以包含选自硅烷醇和烷氧基基团的至少一种官能团,并且可以包含选自甲基、丙基和苯基基团的至少一种非官能有机基团。烷氧基基团可以是例如甲氧基、乙氧基和丁氧基基团。
有机硅改性聚酯树脂可以具有10mgKOH/g或更低、8mgKOH/g或更低、或者1至8mgKOH/g的酸值(Av)。如果有机硅改性聚酯树脂的酸值小于上述范围,则可能存在由于涂漆的高表面张力而导致所制造的涂层的外观特性降低的问题。如果有机硅改性聚酯树脂的酸值超过上述范围,则可能存在由于涂漆的表面张力太低而导致所制造的涂层的机械性能变差的问题。
此外,有机硅改性聚酯树脂可以具有150至250mgKOH/g或190至210mgKOH/g的羟值(OHv)。如果有机硅改性聚酯树脂的羟值小于上述范围,则可能存在这样的问题:由于与三聚氰胺树脂的反应性不足而导致交联密度不足,所制造的涂层的耐久性和耐化学性降低。如果有机硅改性聚酯树脂的羟值超过上述范围,则可能存在发生过度固化和涂层变脆的问题,从而使其外观特性和耐刮擦性变差。
有机硅改性聚酯树脂可以具有-20至0℃或-15至-5℃的玻璃化转变温度(Tg)。如果有机硅改性聚酯树脂的玻璃化转变温度低于上述范围,则可能存在这样的问题:由于弹性增加,涂漆的硬度降低,并且由于干燥性能差,涂层的外观特性降低。如果有机硅改性聚酯树脂的玻璃化转变温度超过上述范围,则可能存在这样的问题:由于涂漆的流动性降低,涂层的外观特性变差,并且涂层的弹性降低,从而导致粘合性和抗碎裂性降低。
有机硅改性聚酯树脂在25℃下的黏度可以为5,000至10,000cps或6,000至9,000cps。如果有机硅改性聚酯树脂在25℃下的黏度小于上述范围,则可能存在这样的问题:组合物的黏度太低,因此由于所制造的涂层未成型而导致涂层的粘合性和耐刮擦性降低。如果有机硅改性聚酯树脂在25℃下的黏度超过上述范围,则可能存在由于组合物的可加工性不足,所制造的涂层的外观特性变差的问题。
此外,基于树脂的总重,有机硅改性聚酯树脂按重量计可以具有80%或更大,或85%至95%的固含量(NV)。如果有机硅改性聚酯树脂的固含量小于上述范围,则可能存在由于组合物的固含量降低,固化反应性降低的问题。如果有机硅改性聚酯树脂的固含量超过上述范围,则可能存在所制造的涂漆的可加工性差和涂层的外观特性变差的问题。
另外,基于透明涂层组合物的总重,包含的有机硅改性聚酯树脂的量按重量计可以为2%至10%或4%至8%。如果包含的有机硅改性聚酯树脂在上述含量范围内,则存在改善外观、耐刮擦性和涂层平滑度的效果。如果组合物中聚酯树脂的含量小于上述范围,则可能存在交联密度降低,从而导致外观和耐刮擦性降低的问题。如果组合物中聚酯树脂的含量超过上述范围,则可能存在组合物的黏度变得过高(这降低了可加工性和干燥性能),导致外观和机械性能变差的问题。
三聚氰胺树脂
三聚氰胺树脂是用于通过与透明涂层组合物的各组分交联来硬化组合物的固化剂。
三聚氰胺树脂可以根据已知方法直接合成,或者可以是市售产品。例如,三聚氰胺树脂可以是选自甲氧基甲基三聚氰胺、甲基三聚氰胺、丁基三聚氰胺、异丁氧基三聚氰胺、丁氧基三聚氰胺、六羟甲基三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺、六丁氧基甲基三聚氰胺、六甲氧基丁氧基甲基三聚氰胺和亚氨基甲氧基甲基三聚氰胺中的至少一种。
另外,三聚氰胺树脂可以具有100至5,000g/mol、500至4,500g/mol或1,000至4,000g/mol的重均分子量(Mw)。如果三聚氰胺树脂的重均分子量在上述范围内,则其具有通过提高交联密度来提高所制造的涂层的粘合性和硬度的效果。另外,如果三聚氰胺树脂的重均分子量小于上述范围,则可能存在涂层的交联密度降低和耐化学性和耐刮擦性降低的问题。如果三聚氰胺树脂的重均分子量超过上述范围,则可能存在涂层的外观特性由于分子量增加而变差的问题。
三聚氰胺树脂在25℃下的黏度可以为400至1,200cps、500至1,100cps或600至1,000cps。如果三聚氰胺树脂在25℃下的黏度在上述范围内,则所制造的涂层具有优异的光泽度和外观。另外,如果三聚氰胺树脂在25℃时的黏度小于上述范围,则可能会出现涂漆黏度低并因此无法形成涂层,从而降低涂层的粘合性和耐刮擦性的问题。如果三聚氰胺树脂在25℃下的黏度超过上述范围,则可能存在组合物的可加工性差和因此所制造的涂层的外观特性不足的问题。
另外,三聚氰胺树脂可以具有5mgKOH/g或更低,或0.1至3mgKOH/g的酸值(Av)。如果三聚氰胺树脂的酸值小于上述范围,则可能存在固化反应速度降低和因此所制造的涂层的硬度和外观特性降低的问题。如果三聚氰胺树脂的酸值超过上述范围,则可能存在随着亲水性提高而涂层的耐水性降低的问题。
基于树脂的总重,三聚氰胺树脂按重量计可以具有50%至70%或55%至60%的固含量(NV)。如果三聚氰胺树脂的固含量小于上述范围,则可能存在涂漆的可加工性变差的问题。如果三聚氰胺树脂的固含量超过上述范围,则可能存在由于涂漆生产期间的高固含量,可加工性降低的问题。
另外,基于透明涂层组合物的总重,包含的三聚氰胺树脂的量按重量计可以为5%至15%或7%至13%。如果包含的三聚氰胺树脂在上述含量范围内,则其具有通过提高交联密度来提高所制造的涂层的粘合性和硬度的效果。如果组合物中三聚氰胺树脂的含量小于上述范围,则可能存在由于固化性降低,涂层的机械性能和耐化学性降低的问题。如果组合物中三聚氰胺树脂的含量超过上述范围,则可能存在由于过度固化,涂层变脆,粘合性和抗碎裂性变差的问题。
透明涂层组合物还可包含溶剂。
溶剂
溶剂起到控制组合物的黏度、改善干燥性能以及改善所制造的涂层的外观特性和铺展性的作用。
溶剂没有特别限制,只要其在透明涂层组合物中常用即可,并且例如,可以是选自芳族溶剂、基于乙酸酯的溶剂、基于醇的溶剂和基于丙酸酯的溶剂中的至少一种。具体地,溶剂可以包括芳族溶剂,如甲苯和二甲苯;基于乙酸酯的溶剂,如1-甲氧基-2-丙基乙酸酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、戊二酸甲酯、琥珀酸甲酯、己二酸甲酯、戊二酸二甲酯、琥珀酸二甲酯、己二酸二甲酯、丁基卡必醇乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PMA)和邻乙酸三甲酯;基于醇的溶剂,如正丁醇、丙醇、1-甲氧基-2-丙醇和2-丁氧基乙醇;基于酮的溶剂,如丙酮、甲基乙基酮、甲基丁基酮和甲基异丁基酮;以及基于丙酸酯的溶剂,如乙氧基丙酸乙酯。另外,芳族溶剂的市售品包括Cocosol#100、Cocosol#150等。
另外,基于透明涂层组合物的总重,包含的溶剂的量按重量计可以为5%至40%或10%至35%。若包含的溶剂在上述范围内,组合物的黏度是适当调节的,从而改善可加工性和干燥性质。另外,如果溶剂的含量小于上述范围,则可能存在由于组合物中的高固含量,组合物的可加工性不足的问题。如果溶剂的含量超过上述范围,则所制造的涂漆的固含量低,因此所制造的涂层的外观和粘合性不足。
添加剂
根据本发明的透明涂层组合物还可以包含添加剂,如防流剂、紫外线吸收剂、分散剂、表面调节剂、消泡剂和固化催化剂。在这个情况下,添加剂没有特别限制,只要其常添加到涂漆组合物中即可。
另外,添加剂的含量没有特别限制,只要其落入透明涂层组合物中通常可以包含的范围内即可,并且例如,基于透明涂层组合物的总重,包含的添加剂的量按重量计可以为10%至30%或15%至25%。
透明涂层组合物可以具有按重量计40%至60%或45%至55%的固含量。如果透明涂层组合物的固含量在该范围内,存在组合物的涂装可加工性变得适当的优点。
此外,基于福特杯4号,在25℃下透明涂层组合物可以具有15至50秒或20至35秒的黏度。如果透明涂层组合物在25℃下的黏度小于上述范围,则可能发生诸如从垂直表面滴落的问题,从而导致可加工性不足。如果透明涂层组合物在25℃下的黏度超过上述范围,则由于组合物的高黏度,由其制造的涂层的外观特性可能降低或者可能对喷涂机施加负荷,从而导致喷涂机故障。
如上述,根据本发明的透明涂漆组合物具有优异的外观特性,因为所制造的涂层中不会出现针孔并且光泽度不会损失,即使在涂装后的干燥时间短、透明涂层干燥后到固化炉的距离短或车体之间的距离短的情况下。此外,由透明涂层组合物制造的涂层具有优异的机械性能,如硬度、粘合性和耐刮擦性,并且可有效地用于涂装车身。
透明涂漆套装
另外,本发明的透明涂漆套装包含如上所述的透明涂层组合物;和固化剂。即,本发明的透明涂漆套装可以是两部分式涂漆。
透明涂漆套装可以在使用前将透明涂层组合物和固化剂混合后使用。
固化剂
固化剂起到通过与如上所述的树脂的羟基基团反应以形成氨基甲酸酯键并使组合物硬化而形成涂层的作用。
固化剂可以包含基于异氰酸酯的化合物。在这种情况下,基于异氰酸酯的化合物的类型没有特别限制,并且可以包括例如没有泛黄现象的脂肪族多异氰酸酯化合物。具体地,基于异氰酸酯的化合物可以包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯或它们的混合物。
另外,基于固化剂的总重,固化剂可以具有按重量计15%至30%或19%至24%的未反应异氰酸酯基团含量(NCO%)。如果固化剂的NCO%小于上述范围,则可能存在涂层的交联密度降低,因此涂层的抗冲击性、耐水性和耐冷碎裂性降低的问题。如果固化剂的NCO%超过上述范围,则可能存在固化速度增加和树脂附聚,从而降低涂层的外观特性、光泽度和机械性能的问题。
透明涂漆套装可以包含重量比为2至4:1或重量比为2.5至3.4:1的透明涂层组合物和固化剂。如果透明涂层组合物与固化剂的重量比小于上述范围,即,如果相对于固化剂的重量其含有较少量的透明涂层组合物,则可能存在固化后,涂层内出现未反应的异氰酸酯基团,从而使涂层的物理性能变差的问题。如果透明涂层组合物和固化剂的重量比超过上述范围,即,如果相对于固化剂的重量其含有过量的透明涂层组合物,则可能存在固化密度因组合物缺乏反应性而降低的问题。
透明涂漆套装可以具有按重量计50%至70%或55%至65%的固含量。如果透明涂漆套装的固含量在该范围内,存在组合物的涂装可加工性变得适当的优点。
此外,基于福特杯4号,在25℃下透明涂漆套装可以具有20至50秒或25至45秒的黏度。如果透明涂漆套装在25℃下的黏度小于上述范围,则可能发生诸如从垂直表面滴落的问题。如果透明涂漆套装在25℃下的黏度超过上述范围,则由于涂漆的高黏度,由其制造的涂层的外观特性可能降低或者可能对喷涂机施加负荷,从而导致喷涂机故障。
如上述,根据本发明的透明涂层套装具有优异的反应性并因此具有优异的外观特性,因为所制造的涂层中不会出现针孔并且光泽度不会损失,即使在涂装后的干燥时间短、透明涂层干燥后到固化炉的距离短或车体之间的距离短的情况下。
下面,将通过实施例更详细地描述本发明。然而,这些实施例仅旨在帮助理解本发明,并且本发明的范围无论如何不会限制于这些实施例。
实施例1至21和对比例1至11。透明涂层组合物的制备
通过以与表1至3中所示相同的量混合各组分,制备基于福特杯4号的在25℃下黏度为28秒的透明涂层组合物。
[表1]
表2:
[表3]
下面,对比例和实施例中使用的各组分的制造商、产品名称或成分名称如表4所示:[表4]
参考例。固化剂的制备
通过将49wt.%的作为基于异氰酸酯的树脂的六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)、15wt.%的作为有机溶剂的Cocosol-100、17wt.%的二甲苯和19wt.%的乙酸丁酯混合来制备固化剂。
制备的固化剂的未反应异氰酸酯基团含量(NCO%)为21wt.%。
实验例.涂层特性的评估
将底漆(primer paint)(制造商:KCC,产品名称:FU2290)施加至样品并在140℃下固化20分钟,以形成厚度为40μm的底胶涂层。然后,在底胶涂层上钟形涂覆底涂层(basecoat)(生产厂家:KCC,产品名称:WT3062),并吹80℃热风3分钟,以使涂漆中残留的水份蒸发,从而形成具有15μm厚度的底涂层。
然后,将实施例和对比例中制备的透明涂层组合物与参考例中的固化剂以3:1的重量比混合,在底涂层上制备透明涂漆,并将透明涂漆施加并在140℃下固化25分钟以形成40μm厚度的透明涂层,从而制备最终涂层。按以下方式测量上述样品的物理性能,结果示于表5中。
(1)针孔特性
以与上述相同的方式以10至80μm的厚度以5μm的间隔施加透明涂漆,并测量首次出现针孔的点。
具体而言,如果在60μm或更大的厚度处出现针孔,则评估为优异(◎),如果在50μm或更大且小于60μm的厚度处出现针孔,则评估为良好(○),如果在40μm或更大且小于50μm的厚度处出现针孔,则评估为正常(△),并且如果在小于40μm的厚度处出现针孔,则评估为缺陷(×)。
(2)外观
使用Wave Scan DOI(BYK Gardner)汽车外饰测量仪来测量所制造的最终涂层的光泽度(LU)、锐度(SH)和桔皮(OP),并使用测得的物理性能,使用以下等式1计算综合外观评估值(CF)。
[等式1]
CF=LU×0.15+SH×0.35+OP×0.5
在这种情况下,横向和纵向测量并计算CF。
如果计算的CF为65或更大,则评估为优异(◎),如果计算的CF为60或更大且小于65,则评估为良好(○),如果计算的CF为55或更大且小于60,则评估为正常(△),而如果计算的CF小于55,则评估为缺陷(×)。
(3)光泽度
对于最终涂层,使用光泽计测量在20°的光泽度。如果20°光泽度为91或更大,则评估为优异(◎),如果20°光泽度为89或更大且小于91,则评估为良好(○),如果20°光泽度为87或更大且小于89,则评估为正常(△),而如果20°光泽度小于87,则评估为缺陷(×)。
(4)重涂时的粘合特性
对于最终涂层,以与上述相同的方式施加底涂层和透明涂层,然后使用棋盘法评估重涂期间的粘合特性。
具体地,在棋盘法中,用刀在最终涂层的表面上制作100个宽2mm、高2mm的正方形,然后用胶带将正方形除去以测量粘合性。在这种情况下,如果100个正方形100%完全附着,则测量的粘合性评估为优异(◎),如果剩余的正方形大于70%且少于100%,则测量的粘合性评估为良好(○),如果剩余正方形为50%或更大且少于70%,则测量的粘合性评估为正常(△),而如果剩余正方形少于50%,则测量的粘合性评估为缺陷(×)。
(5)耐刮擦性
使用抛光机测量最终涂层的初始20°光泽度,并在使用Amtec Kistler(洗车机)喷洒石英粉和水的同时,进行10次往复表面处理后测量20°光泽度。基于表面处理前的光泽度,计算表面处理后的光泽度的光泽保持率。
此时,如果光泽保持率为70%或更大,则评估为优异(◎),如果光泽保持率为60%或更大且低于70%,则评估为良好(○),如果光泽保持率为55%或更大且低于60%,则评估为正常(△),而如果光泽保持率小于55%,则评估为缺陷(×)。
[表5]
如表5所示,发现由实施例中的组合物制造的涂层具有优异的针孔特性、外观特性、光泽度、重涂期间的粘合特性和耐刮擦性。
另一方面,不包含第一聚酯树脂的比较例1缺乏针孔特性和耐刮擦性。
不包含第二聚酯树脂的比较例2缺乏外观特性和光泽度。
另外,不包含有机硅改性聚酯树脂的比较例3缺乏针孔特性和外观特性。
包含具有低羟值的第一聚酯树脂-4的比较例4和包含具有低玻璃化转变温度的第二聚酯树脂-8的比较例10缺乏重涂期间的粘合特性和耐刮擦性。
另外,包含具有高羟值的第一聚酯树脂-5的比较例5和包含具有高羟值的第二聚酯树脂-5的比较例9缺乏外观特性和耐刮擦性。特别地,比较例9在重涂期间也缺乏光泽度和粘合特性。
包含具有低玻璃化转变温度的第一聚酯树脂-8的比较例6和包含具有低羟值的第二聚酯树脂-4的比较例8缺乏针孔特性、重涂期间的粘合特性和耐刮擦性。
另外,包含具有高玻璃化转变温度的第一聚酯树脂-9的比较例7和包含具有高玻璃化转变温度的第二聚酯树脂-9的比较例11缺乏针孔特性、外观特性和耐刮擦性。
Claims (6)
1.一种透明涂层组合物,包含第一聚酯树脂、第二聚酯树脂、有机硅改性聚酯树脂和三聚氰胺树脂,
其中,所述第一聚酯树脂具有200至300mgKOH/g的羟值和15至30℃的玻璃化转变温度,以及
所述第二聚酯树脂具有80至180mgKOH/g的羟值和1至10℃的玻璃化转变温度。
2.根据权利要求1所述的透明涂层组合物,其中所述第一聚酯树脂具有15至25mgKOH/g的酸值和800至1,500g/mol的重均分子量,并且所述第二聚酯树脂具有20至30mgKOH/g的酸值和800至1,600g/mol的重均分子量。
3.根据权利要求1所述的透明涂层组合物,其中所述有机硅改性聚酯树脂具有10mgKOH/g或更低的酸值、150至250mgKOH/g的羟值、-20至0℃的玻璃化转变温度和25℃下5,000至10,000cps的黏度。
4.根据权利要求1所述的透明涂层组合物,其中基于组合物的总重,其包含20至30wt.%的所述第一聚酯树脂、15至25wt.%的所述第二聚酯树脂、2至10wt.%的有机硅改性聚酯树脂以及5至15wt.%的三聚氰胺树脂。
5.一种透明涂漆套装,其包含如权利要求1至4的任一种组合物和固化剂。
6.根据权利要求5所述的透明涂漆套装,其中其包含重量比为2至4:1的所述组合物和所述固化剂;并且所述固化剂包含基于异氰酸酯的化合物。
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