CN1266440A - 含有噁唑烷、异氰酸酯、和选自巯基和磺酸官能化合物的化合物的可喷涂涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂料组合物,包含:(a)至少一种噁唑烷官能化合物,(b)至少一种异氰酸酯官能化合物,和(c)选自巯基官能化合物、磺酸官能化合物及其混合物的至少一种化合物。本发明还涉及一种使用该涂料组合物涂布基材的方法以及涂有该涂料组合物的基材。

Description

含有噁唑烷、异氰酸酯、和选自巯基 和磺酸官能化合物的化合物的可喷涂涂料组合物
本发明涉及一种基于噁唑烷官能化合物、异氰酸酯官能化合物、和选自巯基和磺酸官能化合物的化合物的新涂料组合物。
用于给汽车上漆和修复原始漆的涂料需要有良好的物理性能，例如硬度、机械强度、以及耐水、酸和溶剂性。该涂料还需要有良好的外观性能，这意味着膜必须平滑且具有高光泽和高图象清晰度(DOI)。另外，最好在长期室外气候老化条件下保持所有这些性能。
由于环境原因，要求使用这样的涂料组合物，该组合物能够容易通过喷雾施用法，以低挥发性有机含量(VOC)进行涂覆。当使用具有较低有机溶剂含量的涂料时，它们散发出较低量的溶剂，所以较不污染大气。
一种实现较低溶剂含量的方法是使用所谓的高固体含量组合物。这种组合物包括较高含量的非挥发性物质，如成膜聚合物、颜料和填料，和较低含量的有机溶剂。在配制高固体含量涂料组合物时，问题在于，这种组合物由于高分子量的常规成膜聚合物而具有不可接受的高粘度。高粘度在喷雾施用中带来的问题是，油漆雾化作用差且流出性不好，因此导致光泽度低且外观差。
使用低分子量成膜聚合物(可达到合适的施用粘度)的缺点在于，所得涂层软且易出现划痕。因此，涂层的复合硬度不令人满意。
降低涂料组合物中挥发性有机化合物量的另一种方法是使用反应性稀释剂。反应性稀释剂的例子包括醛亚胺和酮亚胺。EP-A-0686654讨论了这些化合物。提到了其它的反应性稀释剂，如噁唑烷，但指出：由于通常低的膜硬化性，所以它们作为与异氰酸酯反应的唯一反应物用途有限。
对于低VOC油漆体系，使用醛亚胺作为反应性稀释剂。这些稀释剂可购得，并且美国专利5214086和EP-A-0686654涉及这些醛亚胺的应用。一般来说，这些反应性稀释剂提供了良好的固化和硬度性能。然而，已知它们会引起皮肤刺激并且在施用于低VOC清漆涂层中时造成粘合失败。
对于低VOC涂料体系，也使用双环噁唑烷作为反应性稀释剂。这些稀释剂可购得，并且WO 95/14528涉及到这些双环噁唑烷的应用。一般来说，这些反应性稀释剂提供了良好的耐久性和颜色稳定性及低毒性。然而，基于双环噁唑烷的这些组合物具有令人不满意的长固化时间。
对于低VOC涂料体系，也使用单环噁唑烷作为反应性稀释剂。在EP0499188A1涉及到基于单环噁唑烷的涂料组合物。单环噁唑烷及其二聚体是可购得的。基于单环噁唑烷的这些组合物长时间时会丧失粘合性。
尽管已经描述了使用单或双环噁唑烷(参见，例如美国专利5126421)，但没有描述同时使用单和双环噁唑烷。WO 92/13907涉及到使用单和双环噁唑烷(第7页，第20-21行)，但该文献仅涉及到择一地使用这些化合物且没有公开两种噁唑烷的混合物。
美国专利5506328涉及一种双组分体系，其中A面是脂族聚异氰酸酯且B面是叔胺催化剂和视需要选自一元醇、多元醇、亚胺、噁唑烷、或其混合物的异氰酸酯-活性化合物。一元醇可以是-SH化合物。实施例仅给出醇作为一元醇。该公开文件没有意识到，相对使用噁唑烷官能化合物仅与异氰酸酯官能化合物的混合物，噁唑烷官能化合物、异氰酸酯官能化合物、和巯基官能化合物的混合物可预想不到地提高效果。
令人意想不到地发现，将巯基官能化合物加入包含噁唑烷官能化合物和异氰酸酯官能化合物的涂料组合物中可在保持该组合物干燥性能的同时提高适用期，或在保持可接受适用期的同时提高干燥速率。
还已发现，将磺酸官能化合物加入包含噁唑烷官能化合物和异氰酸酯官能化合物的涂料组合物中可提高涂料组合物的固化性能，即使是在较低的湿度(如，30％及其更低)下，而不会破坏适用期，且有时会提高适用期。
还已发现，在低VOC涂料中使用双环和单环噁唑烷的混合物可产生能够与亚胺时媲美的各种性能，但不损失粘合性。
如果使用本发明的涂料组合物，那么可同时得到在相同粘度下的低VOC和较高的适用期/干燥性能，而其它油漆性能则保持在同一水平。
本发明涉及一种涂料组合物，它包含：
(a)至少一种噁唑烷官能化合物；
(b)至少一种异氰酸酯官能化合物；和
(c)选自巯基官能化合物、磺酸官能化合物及其混合物的至少一种化合物。
组分(a)包括至少一种噁唑烷官能化合物，它可以是单环噁唑烷官能化合物、双环噁唑烷官能化合物，且优选是其混合物。
组分(b)包括至少一种异氰酸酯官能化合物，它可以是异氰脲酸酯、二氮丁酮、缩二脲、脲基甲酸酯(allophonate)、加合物、NCO预聚物或其混合物。
组分(c)可以是巯基官能化合物，优选巯基官能硅烷、最优选γ-巯基丙基乙氧基硅烷。组分(c)也可以是磺酸官能化合物，优选对甲苯磺酸或十二烷基苯磺酸。组分(c)更优选包括巯基和磺酸官能化合物，最优选γ-巯基丙基三甲氧基硅烷和对甲苯磺酸的混合物。
组合物还可进一步包括：
(d)一种含有选自羟基和胺官能团的树脂。
本发明进一步涉及一种用该涂料组合物涂覆基体的方法和用该涂料组合物涂覆的基体。
组分(a)包含至少一种噁唑烷官能化合物。该噁唑烷官能化合物优选具有以下结构式：其中：
x和y独立地选自0-10，前提是x和y不能同时为0；
n选自整数2或3；
m和p独立地选自整数1或2；
R1、R2、R3，R4，R5和R6可相同或不同，且选自氢、直链或支链(环)烷基和视需要取代的直链或支链芳基；
R1和R2、R3和R4，以及R5和R6可与该结构式中环的连接碳原子结合在一起形成5或6元碳环，即R1和R2、R3和R4，以及R5和R6共同表示四亚甲基或五亚甲基；和
R7是单-或多价的脂族、芳族、芳脂族或环脂族部分，它可视需要含有氧、氮、硫和硅；且当x或y为0时，R7可以是H。
该结构式中所引用的各种变数要独立地在一个部分之内、从一个部分到另一部分、以及由一种化合物到另一种化合物来进行选择。
更优选的是，噁唑烷官能化合物选自具有以下结构式II(单环噁唑烷官能化合物)和III(双环噁唑烷官能化合物)的一种：
Figure A9880799600062
其中n、m、p、R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7定义如上且z为0-9。
优选的是，n为2且m和p为1。z优选0-3。
优选的是，R1、R2、R3、R4、R5、和R6选自氢、苯基、苄基、或直链或支链C1-12烷基。更优选地，R1、R2、R3、R4、R5和R6选自氢和异丙基。
在结构式II中，R7优选多价的，且R7优选为包含2-15个碳原子的脂族、芳基脂族或环脂族部分，且视需要为酯、碳酸酯、和氨基甲酸乙酯基团。例如，GB-B-992721描述了基于丙烯酸酯聚合物的其中R7包括酯基的单环噁唑烷官能化合物。
更优选的是，z为1且R7为包含碳酸酯基团或至少两个氨基甲酸乙酯基团的二价部分。
EP-A-0499188描述了其中R7基团包括碳酸酯基团的化合物。R7可以是，例如
其中R7包含至少两个氨基甲酸乙酯基团，R7可选自基于以下多价部
Figure A9880799600072
更优选的是，z为1，n为2，R1为氢原子，R2为异丙基，且R7为：
Figure A9880799600081
该具体物质可以商品名“INCOZOLTM”LV而得到(来自IndustrialCopolymers Ltd.，Preston，Lancashire，UK)。
组分(a)可包含结构式II单环噁唑烷官能化合物的混合物。
在结构式III中，z是0和R7是含有1-10个碳原子的烷基，更优选甲基、乙基或丙基。最优选地，噁唑烷官能化合物包括1-氮杂-3，7-二氧代-2，8-二异丙基-5-乙基双环(3，3，0)辛烷，它可以商品名“ZOLDINE”RD-20从Angus Chemical Company(Buffalo Grove，IL)购得并且具有下面结构式：
Figure A9880799600082
组分(a)可包含结构式III双环噁唑烷官能化合物的混合物。
最优选的是，组分(a)包含单环结构式II噁唑烷官能化合物和结构式III噁唑烷官能化合物的混合物。如果使用这种混合物，结构式III双环噁唑烷官能化合物与结构式II单环噁唑烷官能化合物的重量比优选5∶1-1∶5，更优选3∶1-1∶3，最优选1∶1。
组分(b)包括至少一种异氰酸酯官能化合物。异氰酸酯官能化合物可以是芳香族、脂族、环脂族和/或芳脂族的异氰酸酯官能化合物。异氰酸酯官能化合物可以是异氰脲酸酯、二氮丁酮、缩二脲、脲基甲酸酯、其加成物、NCO预聚物，或混合物。
用作异氰酸酯官能化合物、或用作原料制备含异氰脲酸酯、缩二脲或二氮丁酮结构的异氰酸酯的合适例子包括由下式表示的有机聚异氰酸酯：
R(NCO)k
其中k是2或更大，且R表示通过从具有芳族或(环)脂族键合异氰酸基团的有机聚异氰酸酯中去除该异氰酸基团而得到的有机基团。优选的二异氰酸酯是由上式表示的那些，其中k是2且R表示具有2-18个碳原子的二价脂族烃基、具有5-15个碳原子的二价环脂族烃基、具有7-15个碳原子的二价芳脂族烃基或具有6-15个碳原子的二价芳香族烃基。特别合适的有机二异氰酸酯的例子包括：亚乙基二异氰酸酯、1，3-亚丙基二异氰酸酯、1，4-四亚甲基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、1，3-和1，4-亚苯基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯、2-甲基-1，5-二异氰酸酯戊烷、2-乙基-1，4-二异氰酸酯丁烷、1，12-十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1，3-和-1，4-二异氰酸酯、1-异氰酸根合-2-异氰酸根合甲基环戊烷、异佛尔酮二异氰酸酯、双-(4-异氰酸根合环己基)-甲烷、2，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、1，3-和1，4-双(异氰酸根合甲基)-环己烷、双-(4-异氰酸根合-3-甲基环己基)-甲烷、1-甲基-2，4-二异氰酸根合环己烷、1-异氰酸根合-1-甲基-4(3)-异氰酸根合甲基环己烷、二甲苯二异氰酸酯、1-甲基-2，4-二异氰酸根合苯、α，α，α’，α’-四甲基-1，3-和-1，4-亚二甲苯二异氰酸酯、2，4-和2，6-六氢亚甲苯基二异氰酸酯、13，-和1，4-亚苯基二异氰酸酯、2，4-和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-二异氰酸根合萘、及其混合物。也可以使用含有3个或更多异氰酸基团的脂族聚异氰酸酯，例如4-异氰酸根合甲基-1，8-辛烷二异氰酸酯和含有3个或更多异氰酸基的芳族聚异氰酸酯，例如4，4’，4”-三苯基甲烷异氰酸酯、1，3，5-三异氰酸酯苯、通过将苯胺/甲醛缩合物光气化得到的多苯基多亚甲基聚异氰酸酯、及其混合物。
包含脲基甲酸酯结构的异氰酸酯官能化合物通过上述有机聚异氰酸酯与一元醇或多元醇的反应而得到。优选的是，包含脲基甲酸酯结构的异氰酸酯官能化合物通过1，6-六亚甲基二异氰酸酯和/或异佛尔酮二异氰酸酯与醇(优选丁醇)反应而得到。1997年8月7日递交的待审美国专利申请08/906644公开了其它的脲基甲酸酯结构，在此将其作为参考并入本发明。
聚异氰酸酯加成物包括三羟甲基丙烷和间-四亚甲基二甲苯二异氰酸酯的加成物、以及三羟甲基丙烷与甲苯二异氰酸酯的加成物。
NCO预聚合物是从上述的单体聚异氰酸酯(优选单体二异氰酸酯)、和含有至少2个异氰酸酯活性基团(优选至少2个羟基)的有机化合物制备的。这些有机化合物包括：数均分子量为400-约6000，优选800-约3000的高分子量化合物，和视需要的分子量低于400的低分子量化合物。通过仅仅将聚异氰酸酯与低分子量化合物反应制备的产物是含有氨基甲酸乙酯基团的聚异氰酸酯加成物，因此不被认为是NCO预聚合物。
优选的是，组分(b)包含二异氰酸酯，选自1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、和甲苯二异氰酸酯(TDI)。更优选的是，组分(b)包含HDI、IPDI、和TDI的异氰脲酸酯和二氮丁酮结构。最优选的是，组分(b)是HDI的异氰脲酸酯。
组分(c)包含选自巯基官能化合物、磺酸官能化合物及其混合物的至少一种化合物。
巯基官能化合物优选为具有伯巯基的化合物。其例子为季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(巯基羟乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-羟基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三(巯基羟乙酸酯)、和巯基官能硅烷化合物，如γ-巯基-丙基-三甲氧基硅烷、γ-巯基-丙基-三乙氧基硅烷、γ-巯基-丙基-甲基二甲氧基硅烷、β-巯基-乙基-三甲氧基硅烷和β-巯基-乙基--三乙氧基硅烷。最优选使用γ-巯基-丙基-三甲氧基硅烷，得自Hüls，商品名为“DYNASYLAN MTMO”。
巯基官能化合物的量优选占待喷雾涂料组合物的约0.1-2.0％重量，更优选约0.2-0.6％重量，最优选约0.2-0.4％重量。最佳量取决于催化剂的量。
使用巯基官能化合物可在保持类似干燥性能的同时通过适用期，或在保持可接受适用期的同时通过干燥速率。
在不受理论局限的情况下，据信这些意想不到的优异效果与硫原子的配合性质有关。巯基被认为可配合常用的杯状锡催化剂，这惊人地不会对固化产生不利影响。
磺酸官能化合物可以是强酸，如对甲苯磺酸或十二烷基苯磺酸。加入量取决于所用的磺酸官能化合物。磺酸官能化合物的量占待喷雾涂料组合物的约0.2-2.0％重量，更优选0.3-1.6％重量，最优选0.6-1.0％重量。
意想不到的是，加入磺酸官能化合物可提高涂料组合物的固化性能。即使是在低相对湿度(为30％或更低)下，它也可固化而不会留下粘性膜。
适用期不受任何不利影响，实际上，适用期有时还有所提高。
在不受理论局限的情况下，据信磺酸官能化合物可打开噁唑烷结构，而且令人惊奇的是，这不会降低适用期。也试验了其它酸，如有机酸和金属酸，但发现都不能产生如磺酸官能化合物那样的效果。
组分(d)包含树脂，其中包含选自羟基和胺的官能团。羟基官能树脂可以是丙烯酸系、聚酯、聚醚、聚氨酯官能树脂或暴露于已知的其它组成物质，而且可以是它们的混合物。其例子包括羟基官能粘合剂，如聚酯多元醇，如H..Wagner等人Lackkunstharze，第5版，1971(CarlHanser Verlag，Munich)所述、聚醚多元醇、丙烯酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、乙酰丁酸纤维素、羟基官能环氧树脂、醇酸树脂、酮树脂、以及WO93/17060所述的树枝状多元醇。也可存在羟基官能低聚物和单体，如蓖麻油和三羟甲基丙烷。
另外，组分(d)包括胺官能树脂。合适的化合物可以是脂族、芳族、环脂族和/或芳脂族的，可以含有饱和、不饱和基团、O、S或N，且包括乙二胺、乙二醇二胺、丙二醇二胺和环脂族二胺。其例子包括天冬氨酸酯，但也可存在潜在或非潜在的氨基官能化合物，如酮亚胺、醛亚胺、二亚胺、仲胺、和多胺。这些以及其它的化合物是本领域熟练技术人员已知的，并且在例如美国专利5,214,086中指出。优选，胺官能树脂是天冬氨酸酯。合适的树脂是由Bayer公司以商品名“Desmopher”XP7052(位阻胺，即2摩尔马来酸二乙酯与胺“Laromin”C260(BASF，德国)的加合物)和“Desmophen”XP7053(2摩尔马来酸二乙酯与胺PACM20的加合物)出售。
优选组分(d)是羟基官能树脂。
以总载体固体计，优选组分(a)-(d)的重量百分数约为：(a)5-60wt％，(b)30-70wt％，(c)0.3-4.0wt％，和(d)0-30wt％。
本发明涂料组合物还包括羟基或其它官能反应性稀释剂，它们可降低粘度、降低VOC和提高涂料组合物的反应性。
优选异氰酸酯基与异氰酸酯反应基之比为0.25-1.5，优选0.75-1.25。
本发明的涂料组合物还可包括附加组分，例如溶剂、催化剂、稳定剂、填料、流变控制剂、流动添加剂、流平添加剂、分散剂和其它本领域专业人员已知组分。合适的溶剂包括甲基戊基酮、乙酸丁酯、乙酸戊酯、丙酸乙氧基乙酯和二甲苯。合适的催化剂包括芳族或脂族羧酸以及有机金属化合物。可使用的酸是甲酸，乙酸，一-、二-和三-乙酸，草酸、马来酸、丙二酸、富马酸、庚酸、壬酸、异壬酸、苯甲酸、4-羟基苯甲酸、单-、二-和三氯苯甲酸、以及水杨酸及其酸酐。优选的酸为乙酸、庚酸、和苯甲酸。有用的有机金属化合物包括链烷酸锌，如辛酸锌、二月桂酸二丁基锡、(双)硫醇二丁基锡、二乙酸二丁基锡、和二丁基硫化锡。优选的是有机锡催化剂，如二月桂酸二丁基锡。可以使用上述催化剂的混合物。
视需要，颜料也可以存在于本发明的涂料组合物中。有用的颜料是本领域普通的各种类型，它包括但不限于：二氧化钛、石墨、炭黑、氧化锌、硫化钙、氧化铬、硫化锌、铬酸锌、铬酸锶、铬酸钡、铬酸铅、铅氨基氰、硅铬酸铅、黄镍钛、黄铬钛、氧化铁红、氧化铁黄、黑氧化铁、萘酚红和棕、蒽醌、二噁锌紫、异二氢吲哚黄、芳基化合物黄和橙、群青蓝、酞菁络合物、苋菜红、喹吖啶酮、卤代硫靛颜料、体质颜料例如硅酸镁、硅酸铝、硅酸钙、碳酸钙、烘制硅石、硫酸钡和磷酸锌。
按总组合物计，该涂料组合物优选含有低于500克/l(4.2lb/gal)的挥发性有机溶剂，更优选低于480克/l(4.0lb/gal)，最优选低于420克/l(3.5lb/gal)。固体树脂含量优选高于50％，更优选高于52％，最优选高于58％。
本发明的涂料组合物可用作清漆涂层，底层漆，面漆和底漆。
本发明的涂料组合物可用于制备涂覆基材。这些基材包括玻璃，陶瓷，纸张，木材，塑料和金属。
该涂料组合物可调配成2-、3-、或4-组分体系，这取决于组分(a)、(b)、(c)和视需要(d)的选择。例如，磺酸官能化合物可作为第四组分加入由组分(a)、(b)和(d)组成的3-组分体系中，或可作为已有组分，如组分(d)的一部分加入。
该涂料组合物特别适用于翻新工业，尤其是在机体车间修理汽车。该涂料组合物也可用于汽车工业来给大的交通工具(例如火车和公共汽车)涂末道漆，并且也可以用于飞机中。该基材可以是未涂覆的材料或者可以是涂了底漆的。该基材也可以用在制造时施用的涂料成品涂覆，或者在使用本发明组合物之前涂覆。该涂料组合物可以使用常规的喷雾装置或高容积低压力喷雾装置涂覆，结果形成高质量的面漆。其它涂覆方式是滚涂，刷涂，喷涂，流涂，浸涂，静电喷雾或电泳，其中喷雾是优选的。金属基材的例子包括钢、铝、铜、锌、镁及其合金。固化温度优选0-80℃，更优选20-60℃。
下面实施例说明了本发明组合物的制备。这些实施例是说明性的并且含有最佳方式。比较例包括在其中以说明本发明与其它体系相比的益处。
实施例1
使用以下的化合物。
丙烯酸酯多元醇
这是丙烯酸酯多元醇在乙酸正丁酯中的66％固体含量溶液，单体组成如下：
甲基丙烯酸羟乙基酯(39.8％重量)
苯乙烯(15.0％重量)
甲基丙烯酸甲酯(15％重量)
甲基丙烯酸正丁基酯(19.6％重量)
丙烯酸正丁基酯(9.8％重量)，和
甲基丙烯酸(0.8％重量)
该固体树脂的酸值为7毫克KOH/克，且羟基值为170毫克KOH/克(都基于固体物质)。数均分子量为1780，重均分子量为3800，这是通过凝胶渗透色谱，使用聚苯乙烯作为标准测得的。树脂溶液的粘度为3.0Pa·s(23℃)。该树脂是通过熟知方法制备的，即，在合适的时间内将单体加料到反应器中，然后进行聚合直到所有单体基本上转化。
聚酯多元醇1
向配有搅拌器、填充柱、冷凝器、加热套、温度计、和氮气入口的10升圆底反应容器中，加入：
2608克六氢邻苯二甲酸酐，
2981克三羟甲基丙烷，
2015克异壬酸，
195克邻苯二甲酸酐，和
9.2克的包含85％磷酸的水溶液。
将该反应混合物在10升/小时的氮气流下加热。将该混合物的温度逐渐升至240℃。蒸馏去除反应水的速率要使得填充柱的顶部温度不超过103℃。在240℃下反应1小时之后，将氮气流升至50升/小时，然后在240℃下继续反应直到达到酸值9.3。将反应混合物冷却至130℃，然后用1817克乙酸丁酯稀释。
所得聚酯多元醇溶液的固体含量为80.5％，粘度为7.5Pa·s(在20℃下测定)，酸值为9.3毫克KOH/克，且羟基值为145毫克KOH/克(均以固体含量为基准)。该聚酯多元醇的Tg为-2℃。数均分子量为1900，重均分子量为4500，这是通过凝胶渗透色谱，使用聚苯乙烯作为标准测得的。
聚酯多元醇2
这是聚酯多元醇在乙酸正丁酯中的85％固体含量溶液，其中单体组成如下：
1，4-环己烷二甲醇(1.37摩尔)，
六氢邻苯二甲酸酐(5.53摩尔)，
己二酸(2.77摩尔)，
三羟甲基丙烷(2.77摩尔)，和
3，5，5-三甲基己酸，即异壬酸(5.87摩尔)。
该树脂的酸值为10毫克KOH/克且羟基值为170毫克KOH/克(都基于固体物质)。数均分子量为800，重均分子量为2300，这是通过凝胶渗透色谱，使用聚苯乙烯作为标准测得的。该树脂溶液的粘度为7.5Pa·s(23℃)。聚酯是按照熟知的方法制备的：在去除酯化水的条件下缩合单体。
Incozol LV(得自Industrial Copolymers Ltd.，Preston，Lancashire，UK)是1摩尔碳酸二烷基酯与2摩尔Incozol 3(得自Industrial Copolymers Ltd.)的反应产物。
Zoldine RD20 LC是1-氮杂-3，7-二氧代-2，8-二异丙基-5-乙基双环(3，3，0)辛烷，得自Angus Chemical Company，Buffalo Grove，IL。
Desmodur N3390是一种基于六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯的异氰酸酯官能化合物，得自Bayer，Pittsburgh，PA(固体含量为90％，在乙酸丁酯中)。
Fascat 4202是一种锡催化剂，来自ElfAtochem(Philadelphia，PA)。
Byk 310是一种匀化剂，来自Byk Chemicals，Wallington，CT。
TINUVIN 292和384是位阻胺光稳定剂(HALS)，得自CIBA-GEIGY，Tarrytown，NY。
DYNASYLAN MTMO是γ-巯基-丙基-三甲氧基硅烷，得自Hüls，Chicago，IL。
实施例1
本发明的透明涂层制备如下：
这些化合物是按照加料顺序排列的。所有化合物都是在搅拌下加入的，而且在加料完成之后，在空气混合器中至少混合20分钟。
透明配方
丙烯酸酯多元醇 47.84g
聚酯多元醇1 13.46g
聚酯多元醇2 4.70g
20％BYK 310，在乙酸丁酯中 0.79g
乙酸丁酯 3.13g
10％FASCAT 4202，在乙酸丁酯中 1.47g
DYNAS YLAN MTMO 0.98g
TINUVIN 292 2.45g
TINUVIN 384 4.89g
乙酸异丁酯(氨基甲酸乙酯级) 20.29g
总计 100g
VOC 3.76Lbs/Gal
硬化剂配方
DESMODUR N-3390 83.84g
甲基·正丙基酮 16.16g
总计 100g
VOC 2.17Lbs/Gal
活化剂配方
ZOLDINE RD-20 49.03g
INCOZOL LV 49.01g
二甲苯(技术级) 1.96g
总计 100g
VOC 0.017Lbs/Gal
透明涂层配方
透明配方 29.71g
硬化剂配方 47.53g
活化剂配方 22.76g
总计 100g
VOC 2.2Lbs/Gal
试验步骤
如下制备E-涂布的冷轧钢板：
用M600脱脂剂(得自Akzo Nobel Coatings Inc.，Norcross GA)将钢板脱脂，然后用红色Scotch Brite垫进行磨损。然后再次用M600进行脱脂。
以1∶1的混合比(体积)，用AUTOBASE还原剂介质(得自Akzo NobelCoatings)还原“AUTOBASE”(得自Akzo Nobel Coatings)。将10％AUTOBASE雾化剂(Akzo Nobel Coatings)加入该混合物中。使用以下的AUTOBASE彩色配方：
                       ％重量(在加入还原剂之前)调色剂777                  9调色剂666                  9调色剂333C                 36调色剂956                  36硬化剂                     10
在用AUTOBASE还原剂介质和AUTOBASE雾化剂还原之后，在约70°F和约20％相对湿度下，在10psi的枪空气压力下，使用SATA NR95 HVLP喷枪(端速度设定为1.3)在底涂层上涂覆3个涂层和一个覆盖涂层。各涂层之间闪蒸5-10分钟，然后在涂覆透明涂层之前闪蒸30分钟。
将实施例1的组合物涂成2层，其中利用HVLP喷枪(SATA NR95，端速度设定为1.5，10psi)，在约70°F和约20％相对温度下，将第一涂层喷雾成薄涂层以达到较低的总膜堆积。将第一涂层闪蒸10分钟，然后涂覆第二涂层。涂覆透明涂层至约25密耳的干膜堆积。将透明涂层在140°F下烘烤15分钟。涂层的性能在表1中给出。
实施例2
向250克的实施例1的待喷雾透明涂层组合物中，加入15克的以下物质溶液：
33.3份的40％活性对甲苯磺酸异丙醇溶液
66.7份正丁醇。
对甲苯磺酸在待喷雾透明涂层组合物中占0.8％重量。
如实施例1涂覆透明涂层组合物。涂层性能列于表1。
表1
实施例1 实施例2
Persoz硬度在RT下7天之后 166秒 166秒
适用期起始粘度与20秒(在DINC 4中测定)之间的时间间隔 60分钟 60分钟
无粘性 在60℃下15分钟以及RT下3小时之后 在60℃下15分钟之后
RT＝室温
与不含巯基官能化合物的以上制备的透明涂层组合物相比，包含巯基官能化合物的实施例1透明涂层可在保持适用期的同时提高干燥速率。
包含巯基官能化合物和磺酸官能化合物的混合物的实施例2透明涂层可在低于30％的相对湿度下进行固化，而不会留下粘性膜。适用期未受不利影响，而且在某些情况下可发现适用期提高。
仅包含磺酸官能化合物的类似组合物干燥非常快，但适用期降低，因此需要调节锡催化剂的用量以获得可接受的适用期。
本领域熟练技术人员可以看出，除了用于说明而非限定的所述实施方案，其它实施方案也可实现本发明，因此本发明仅由以下的权利要求书限定。

Claims (12)

1.一种涂料组合物，包含：
(a)至少一种噁唑烷官能化合物；
(b)至少一种异氰酸酯官能化合物；和
(c)选自巯基官能化合物、磺酸官能化合物及其混合物的至少一种化合物。
2.根据权利要求1的涂料组合物，其中组分(a)包含选自单环噁唑烷官能化合物、双环噁唑烷官能化合物及其混合物的至少一种噁唑烷官能化合物。
3.根据任何前述权利要求的涂料组合物，其中组分(b)包含具有异氰脲酸酯结构的至少一种异氰酸酯。
4.根据任何前述权利要求的涂料组合物，其中组分(c)包含巯基官能硅烷。
5.根据权利要求4的涂料组合物，其中所述巯基官能硅烷包含γ-巯基-丙基-三甲氧基硅烷。
6.根据任何权利要求1-3的涂料组合物，其中组分(c)包含对甲苯磺酸。
7.根据任何权利要求1-3的涂料组合物，其中组分(c)包含十二烷基苯磺酸。
8.根据任何权利要求1-3的涂料组合物，其中组分(c)包含巯基官能硅烷与磺酸官能化合物的混合物。
9.根据权利要求8的涂料组合物，其中组分(c)包含γ-巯基-丙基-三甲氧基硅烷和对甲苯磺酸。
10.根据任何前述权利要求的涂料组合物，它还包括组分(d)包含选自羟基和胺的官能团的树脂。
11.一种涂布基材的方法，包括用任何前述权利要求的涂料组合物来涂布基材。
12.涂有任何前述权利要求的组合物的涂覆基材。
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