TW200923029A - Coating formulation with improved metal adhesion - Google Patents

Description

200923029 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有改良金屬黏附力的塗料配方。 【先前技術】 營建塗料和清漆防止迅速毀壞和維持建築物的功能。 用於每一種建材，每一種基板和每一種類型的後續暴露， 建築物塗料的製造商提供最適合和專用的塗料，通常合倂 成系統。 鋼是一種高價値且幾乎可以通用的建材。尤有甚者’ 某些建築結構無法不使用鋼。寬跨距的橋、桅桿和化學設 備以未摻雜或低摻雜的鋼豎立。此類型的鋼具有品質問題 :當大氣中的氧和濕氣同時存在時，其會腐蝕。腐蝕中， 藉精煉法得到的高能量鐵金屬驅動逆轉而轉化成其天然和 低能量氧化物形式，鐵銹。此鋼組份逐漸耗損材料。此危 及安定性或承重能力。 腐蝕控制系統由彼此專用的許多塗料組份所構成且這 些組份一起形成防禦氧和濕氣的阻隔。底漆（其黏合劑主 要由醇酸樹脂或環氧樹脂所組成）之後爲中間塗漆，以改 良阻隔功能。面塗一方面確保耐天候性，另一方面爲確保 光學品質（即’顏色和光澤）。醇酸樹脂和以丙烯酸系樹脂 爲基礎的高級聚胺基甲酸乙酯黏合劑及脂族聚異氰酸酯固 化劑爲目前最重要的黏合劑。 與建材之塗覆有關的一個問題係腐蝕控制系統與不同 -5- 200923029 材料之黏附性。腐蝕可僅藉建材和塗料之間的全面積材料 黏合而抑制。此外，控制系統因爲環境影響而易碎，並於 之後於最小的機械應力下掉落。因此，塗層通常有小缺陷 ，其中，非常迅速地，位於下方的材料發生腐蝕性分解情 況。因此，在安定性和/或承重力非常重要的物件中，必 須建立偵測程序，此耗費人力且花費頗高。橋之營建，例 如，必須常規地控制檢視可能發生的任何腐飩損壞。 通常，塗料在營造期間內於現場施用。但是，由於須 在經控制的條件下進行，所以，較佳地，於工廠中施用。 但在乾燥緩慢的情況中，由於要等到組件乾燥才能移動， 所以此循環時間變得不切實際。 【發明內容】 一目的是要提供具有良好黏附性質（更特別是對於金 屬表面）之改良的塗料配方。 另一目的是要提供其製法。 此目的可藉包含具有至少一種乙烯系不飽和單體組份 之樹脂系統之金屬用塗料配方而達成，該配方之特徵在於 有至少一種帶有酸性（甲基）丙烯酸酯或選自二羧酸之可共 聚之多官能化的羧酸的聚合組份。 【實施方式】 令人訝異地，已發現此新穎的塗料配方具有對於金屬 表面（更特別是鋼）之卓越的黏附性。 -6 - 200923029 本發明之塗料可於現場和工廠二處使用。 已發現到，該塗料配方之乾燥非常快速。乾燥時間可 爲約1小時。藉由進一步添加固化劑，可進一步降低乾燥 /固化時間。據此，較佳的工廠中應用可發生於可接受的 循環時間內。 此外，已發現到，迅速乾燥/固化和良好黏附的塗料 配方亦非常適用於厚塗膜，如，1 - 5毫米。 更特別地，使用的交聯劑是，多官能性甲基丙烯酸酯 ，如，甲基丙烯酸烯丙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲 基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基 丙烯酸四乙二醇酯、聚二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙 烯酸1，3-丁二醇酯、二甲基丙烯酸！，4-丁二醇酯、二甲基 丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,12-十二碳烷基二醇 酯、二甲基丙烯酸甘油酯和三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯 〇 已經知道用以塗覆金屬表面的樹脂系統。 較佳地，此塗料樹脂包含至少一熱塑性聚合物樹脂和 具有乙烯系不飽和雙鍵的低分子量單體或低聚物（其形式 如’〇:，/3 -乙烯系不飽和羧酸酯基，如，甲基丙烯酸酯基 或丙烯酸酯基）。 此處所謂的（甲基）丙烯酸酯不僅是指甲基丙烯酸酯（ 如’甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯.·等），亦可爲丙烯 酸酯（如’丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯·.等），亦可爲此二者 之混合物。 200923029 該熱塑性聚合物以（甲基）丙烯酸酯樹脂爲佳，其爲均 聚物、共聚物和/或三聚物形式。特別佳地，該聚合組份 可爲（甲基）丙烯酸酯聚合物。此聚合物可藉一或多種甲基 丙烯酸酯或丙烯酸酯單體之聚合反應製得，較佳地，該單 體選自（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙 烯酸正丁酯、（甲基）丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸第三丁 酯、（甲基）丙烯酸2-羥乙酯、（甲基）丙烯酸2-羥丙酯和/ 或（甲基）丙烯酸2-乙基己酯。併用的化學劑可爲苯乙烯或 乙烯基甲苯。一特別佳的熱塑性聚合物是甲基丙烯酸丁酯 和甲基丙烯酸甲酯之共聚物。 該乙烯系不飽和單體組份包含至少一甲基丙烯酸酯或 丙烯酸酯官能性。 較佳地，該乙烯系不飽和單體組份可選自（甲基）丙烯 酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基 )丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸第三丁酯、（甲基）丙烯酸2-羥乙酯、（甲基）丙烯酸2-羥丙酯和/或（甲基）丙烯酸2-乙 基己酯。 熱塑係聚合物樹脂的另一類型包含乙烯系單體（如， 苯乙烯、乙烯基甲苯、氯乙烯、乙酸乙烯酯、偏氯乙烯和 /或乙烯酯）之均聚物、共聚物或三聚物。倂用的化學劑 可爲二烯，如，丁二烯。 該熱塑性樹脂構成塗料混合物之樹脂組份的1 〇%至60 重量％。 此聚合組份可包含（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸 200923029 乙醋、（甲基）丙儲酸正丁酯、（甲基）丙稀酸異丁酯、（甲基 )丙烯酸第三丁酯、（甲基）丙烯酸2 -羥乙酯、（甲基）丙烯酸 2-羥丙酯和/或（甲基）丙烯酸2-乙基己酯。 該聚合組份亦可爲一或多種二烯與苯乙烯、乙烯基甲 本、氯乙稀、乙酸乙稀酯、偏氯乙稀和/或乙稀醋中之至 少一者之反應產物。 液態單體組份中之至少一者包含甲基丙烯酸酯官能性 ’特別佳者爲甲基丙烯酸酯。有須要時，也可以有丙烯酸 酯官能性（以丙烯酸酯爲佳）存在。 此外，該單體組份爲單官能性，使得與有機過氧化物 之反應產物具熱塑性並於高至添加劑之反應溫度溶解和流 動。 例如’該乙烯系不飽和單體組份選自（甲基）丙烯酸甲 酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙 烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸第三丁酯、（甲基）丙烯酸2-羥 乙酯、（甲基）丙烯酸2-羥丙酯和/或（甲基）丙烯酸2-乙基 己酯和它們的混合物。甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸2 -乙基己 酯爲特別佳者。 液態單體組份構成此塗料混合物之樹脂組份的3 0%至 6 0重量％。 樹脂組份構成塗料混合物的1 〇 % - 6 0重量％，2 5 % - 5 0重 量％特別佳。 可以使用引發劑來固化此液態塗料配方。使用 AZO 引發劑或有機過氧化物。所用之較佳的引發劑是二烷基過 -9- 200923029 氧化物、酮基過氧化物、過氧酯、二醯基過氧化物、過氧 化氫和/或過氧基縮酮。相對於總樹脂組成物’此引發劑 的用量爲0.5%至5%，1%-4%特別佳。 使用二苯甲醯過氧化物作爲引發劑時，較佳地，添加 三級胺以加速固化。較佳的二級胺是N，N - 一甲基苯胺和 Ν,Ν -二院基-對-甲苯胺。 三級胺相對於總樹脂混合物之比例爲〇· 1 ’以 0.2 5 % - 3 % 爲佳。 較佳的偶氮基引發劑是2,2-偶氮基雙（脒基丙烷）二氯 化氫、2,2-偶氮基雙（2-甲基丁腈）、2,2-偶氮基雙（2-甲基 丙腈）、2,2-偶氮基雙（2,4-二甲基戊腈）和它們的混合物。 添加酸性（甲基）丙烯酸酯或可聚合的多官能性羧酸， 可實質改良塗料對於金屬表面的黏附性。此酸性（甲基）丙 烯酸酯以選自二羧酸爲佳’特別佳者是沒_CEA。特別佳 地，此可共聚的多官能性羧酸選自衣康酸、富馬酸和馬來 酸。/3 -CEA是一種丙烯酸的Michael加成產物且一直是 下列者之混合物：

丙烯酸/3 -羧乙酯 其中 n=l-20 。 較佳地，此酸性（甲基）丙烯酸酯和可共聚的多官能性 -10- 200923029 羧酸分別爲樹脂之聚合組份的一部分。 此酸性（甲基）丙烯酸酯另在所用的彩色 好的分散效果。 此目的亦可藉製造塗料配方之方法達$ 法之特徵在於，至少一乙烯系不飽和單體組 有源自二羧酸的酸性（甲基）丙烯酸酯或可共 的羧酸的聚合組份及典型輔助劑和添加劑藉 應聚合。 可以使用觸變助劑以改良流變性，以得 驟製造厚塗層。它們的添加量爲以塗料總量 以0.05%-1%爲佳。 也可以添加潤濕助劑或分散助劑。 塗料施用至金屬表面之前，添加有機過 液態塗料固化時，引發自由基反應。基本上 3 0分鐘。其可視引發劑和促進劑的量而改變 此塗料配方可藉噴霧技術、刷、滾筒、 施用。或者，也可以使用多組份噴霧系統。 基本上，金屬表面於施用之前經潔淨， 餘物··等。一些情況中，亦施用底漆。 也可以對，例如，外露的金屬，施用面 構份上具有良 。本發明之方 份和至少一帶 聚之多官能化 自由基聚合反 以於一施用步 計之〇%-2%， 氧化物。此於 ’固化時間爲 〇 刮板或浸泡法 以移除加工殘 塗。 -11 -

Claims (1)

1. 200923029 十、申請專利範園 1 . 一種包含具有至少一種乙烯系不飽和單體組份之樹 脂系統之金屬用塗料配方’其特徵在於有至少一種帶有酸 性（甲基）丙烯酸酯或選自二羧酸之可聚合之多官能化的羧 酸的聚合組份。 2 ·如申g靑專利範圍桌1項之塗料配方，其中酸性（甲基） 丙烯酸酯選自/3 -CEA。 3·如申請專利範圍第1項之塗料配方，其中可聚合之 多官能化的羧酸選自衣康酸、富馬酸和馬來酸。 4 _如申請專利範圍第1項之塗料配方，其中一聚合組 份選自熱塑性樹脂。 5 ·如申請專利範圍第3項之塗料配方，其中一聚合組 份選自（甲基）丙烯酸系樹脂的均聚物、共聚物和/或三聚 物。 6 ·如申請專利範圍第1項之塗料配方，其中一聚合組 份包含（甲基）丙烯酸酯共聚物。 7.如申請專利範圍第1項之塗料配方，其中一聚合組 份由（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯 酸正丁酯、（甲基）丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸第三丁酯 、（甲基）丙烯酸2-羥乙酯、（甲基）丙烯酸2-羥丙酯和/或（ 甲基）丙烯酸2-乙基己酯所構成。 8 .如申請專利範圍第1項之塗料配方，其中一聚合組 份可爲一或多種二烯與苯乙烯、乙烯基甲苯、氯乙烯、乙 酸乙烯酯、偏氯乙烯和/或乙烯酯之反應產物。 -12- 200923029 9 -如申請專利範圍第1項之塗料配方，其中一乙烯系 不飽和單體組份包含甲基丙稀酸醋或丙燦酸酯官能性。 1〇·如申請專利範圍第1項之塗料配方，其中該乙烯系 不飽和單體組份包含（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙 醋、（甲基）丙嫌酸正丁酯、（甲基）丙嫌酸異丁酯、（甲基） 丙烯酸第三丁酯、（甲基）丙烯酸2-羥乙酯、（甲基）丙烯酸 2 -羥丙酯和/或（甲基）丙烯酸2 -乙基己酯。 1 1. 一種製造申請專利範圍第1項之塗料配方之方法， 其特徵在於至少一乙烯系不飽和單體組份和至少一帶有酸 性（甲基）丙烯酸酯或選自二羧酸之可共聚合之多官能化的 羧酸的聚合組份及典型輔助劑和添加劑藉自由基聚合反應 聚合。 1 2 .如申請專利範圍第丨〗項之製造塗料配方之方法， 其中所用輔助劑和添加劑係引發劑，以有機過氧化物爲佳 〇 1 3 ·如申請專利範圍第丨2項之製造塗料配方之方法， 其中所用的引發劑是二烷基過氧化物、酮基過氧化物、過 氧酯、二醯基過氧化物、過氧化氫和/或過氧基縮酮。 1 4 · 一種如申請專利範圍第丨項之塗料配方於塗佈金 屬表面之用途。 -13 - 200923029 明 說 單 無簡 :號 為符 圖件 表元 代之 定圖 :指表 圖案代 表本本 無 代 N Z-S 定：一 七日 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無