TW201726826A - 底漆塗層 - Google Patents

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Abstract

塗層組成物，其包含(a)環氧樹脂組成物，其包含以下的反應產物：(i)環氧樹脂、(ii)包含腰果酚(cardanol)部分的化合物、以及(iii)選自羧酸、酚化合物或其混合物的反應試劑，以及(b)封端聚異氰酸酯交聯劑化合物；製備硬化塗層組成物的方法；以及包含塗層組成物的物件。

Description

底漆塗層
本揭示一般而言關於底漆塗層組成物及其用途。
環氧樹脂是最重要之熱固性聚合物中的一類，在許多塗層工業之保護塗層上有很大的用處。然而，當環氧樹脂硬化時呈脆性；而且環氧樹脂不佳的可撓性限制了此種環氧樹脂在線圈底漆塗層的應用。因此，通常使用習知可撓性的聚酯樹脂而不使用環氧樹脂；以及使用封端聚異氰酸酯使聚酯樹脂硬化而形成硬化底漆塗層。然而，使用聚酯樹脂的底漆塗層相較於環氧樹脂系統表現不佳的抗腐蝕性能。
已經嘗試解決上述問題而沒有成功。例如，U.S.專利第5,066,757A號揭示一種一罐式(one-can)可熱硬化樹脂組成物，其包含：(1)具有至少三個官能基的聚酯多元醇；(2)環氧樹脂與至少一員選自由鏈烷醇胺和一價酚組成之群的加合物；以及(3)具有末端NCO基團的封端有機聚異氰酸酯或封端預聚物，係得自有機聚異氰酸酯與含有活性氫的化合物的反應。當將上述樹脂組成物用於製造預塗覆金屬，所得塗層薄膜能供予均衡性質，諸如抗化性、耐污性、加工性以及硬度。然而，對底漆塗層應用而言，所得塗層固體含量太低(諸如，50重量%或更低)。因此，將可硬化底漆塗層組成的固體含量物高至較高水平如64重量%或更高將會是有利的。高 固體塗層有助於減少塗層調配物所需溶劑量，使得調配物表現足以讓調配物流動且加工調配物的黏度。此種組成物必須小心的製備，以可控制的方式提供用於塗層應用有用的黏度樹脂。反過來說，減少調配物溶劑負載能提供具有較低揮發性有機化合物(VOC)的塗層調配物。塗層產業的VOC排放受到環境法規的限制；且提供具有減少VOC排放的塗層調配物以及由此種調配物製成的塗層以降低對環境的衝擊係有益的。
據上所述，以下對產業是有益的：提供一種可硬化底漆塗層組成物，其可賦予由此種可硬化組成物製成的硬化底漆塗層增益性質的均衡組合，該等性質諸如高機械強度、高溫性能、高可撓性以及高耐腐蝕性能。同時，底漆塗層組成物會釋出較少揮發性有機化合物(VOC)排放至環境。本發明解決了上述問題。
本揭示的各種態樣提供以環氧樹脂組成物為基礎的底漆塗層組成物類別，使用此等底漆塗層組成物的物件，以及製備及硬化此等組成物的方法。本揭示的多樣方面是提供一種基於環氧樹脂組成物的底漆組成物、利用此等底漆組成物的物件、製備以及硬化此等組成物的方法。
本揭示的另一態樣涵蓋塗層組成物，其包含(a)環氧樹脂組成物以及(b)封端聚異氰酸酯交聯劑化合物。
本揭示的另一態樣涵蓋一種製備硬化塗層的方法。該方法包括提供可硬化的塗層組成物，其包括(a)環氧樹脂組成物以及(b)封端聚異氰酸酯交聯劑化合物；以及將可硬化的塗層組成物加熱到從約100℃到約300℃的溫度以形成硬化的塗層。
本揭示的進一步態樣提供一種物件，其包括基材以及附著於基材之至少部分表面的塗層，其中塗層是藉由施加包括(a)環氧樹脂組成物以及(b)封端聚異氰酸酯交聯劑化合物的塗層組成物而製備。
本發明的其它特色以及重複內容則更詳細描述如下。
專利或申請案檔案包含至少一幅彩色圖式。經專利局要求及繳交必須規費後會提供附有彩色圖式的此專利或申請案公報影本。
為了說明本發明，圖式顯示本發明目前較佳的形式。然而，應了解本發明不限於圖式所示的具體實例。
圖1是顯示在金屬板上的底漆塗層薄膜部分的示意截面圖。
圖2是顯示在金屬板上的底漆塗層薄膜部分以及在底漆塗層薄膜上的背塗層的示意截面圖。
圖3為在金屬板上的F-1底漆塗層調配物(參見實施例1)的一系列三張照片，顯示在鹽霧試驗7天之前和之後薄膜表面性質的結果。面板(A)顯示在鹽霧試驗之前具有劃線的原始塗層薄膜；面板(B)顯示鹽霧試驗後的塗層薄膜；以及(C)表示沿著劃線刮下以測定腐蝕的蠕變值(距離)的塗層薄膜。
圖4為在金屬板上的F-2底漆塗層調配物(參見實施例2)的一系列三張照片，顯示在鹽霧試驗7天之前和之後薄膜表面性質的結果。面板(A)顯示在鹽霧試驗之前具有劃線的原始塗層薄膜；面板(B)顯示鹽霧試驗後的塗層薄膜；以及(C)表示沿著劃線刮下以測定腐蝕的蠕變值(距離)的塗層薄膜。
圖5為在金屬板上的F-3底漆塗層調配物(參見實施例3)的一系列三張照片，顯示在鹽霧試驗7天之前和之後薄膜表面性質的結果。面板(A)顯示在鹽霧試驗之前具有劃線的原始塗層薄膜；面板(B)顯示鹽霧試驗後的塗層薄膜；以及(C)表示沿著劃線刮下以測定腐蝕的蠕變值(距離)的塗層薄膜。
圖6為在金屬板上的比較F-A底漆塗層調配物(參見實施例F-A)的一系列三張照片，顯示在鹽霧試驗7天之前和之後薄膜表面性質的結果。面板(A)顯示在鹽霧試驗之前具有劃線的原始塗層薄膜；面板(B)顯示鹽霧試驗後的塗層薄膜；以及(C)表示沿著劃線刮下以測定腐蝕的蠕變值(距離)的塗層薄膜。
圖7為在金屬板上的F-4底漆塗層調配物(參見實施例4)的一系列三張照片，顯示在鹽霧試驗7天之前和之後薄膜表面性質的結果。面板(A)顯示在鹽霧試驗之前具有劃線的原始塗層薄膜；面板(B)顯示鹽霧試驗後的塗層薄膜；以及(C)表示沿著劃線刮下以測定腐蝕的蠕變值(距離)的塗層薄膜。
圖8為在金屬板上的F-5底漆塗層調配物(參見實施例5)的一系列三張照片，顯示在鹽霧試驗7天之前和之後薄膜表面性質的結果。面板(A)顯示在鹽霧試驗之前具有劃線的原始塗層薄膜；面板(B)顯示鹽霧試驗後的塗層薄膜；以及(C)表示沿著劃線刮下以測定腐蝕的蠕變值(距離)的塗層薄膜。
圖9為在金屬板上的F-6底漆塗層調配物(參見實施例6)的一系列三張照片，顯示在鹽霧試驗7天之前和之後薄膜表面性質的結果。 面板(A)顯示在鹽霧試驗之前具有劃線的原始塗層薄膜；面板(B)顯示鹽霧試驗後的塗層薄膜；以及(C)表示沿著劃線刮下以測定腐蝕的蠕變值(距離)的塗層薄膜。
圖10為在金屬板上的比較F-B底漆塗層調配物(參見實施例F-B)的一系列三張照片，顯示在鹽霧試驗7天之前和之後薄膜表面性質的結果。面板(A)顯示在鹽霧試驗之前具有劃線的原始塗層薄膜；面板(B)顯示鹽霧試驗後的塗層薄膜；以及(C)表示沿著劃線刮下以測定腐蝕的蠕變值(距離)的塗層薄膜。
圖11為在金屬板上的比較F-C底漆塗層調配物(參見實施例F-C)的一系列三張照片，顯示在鹽霧試驗7天之前和之後薄膜表面性質的結果。面板(A)顯示在鹽霧試驗之前具有劃線的原始塗層薄膜；面板(B)顯示鹽霧試驗後的塗層薄膜；以及(C)表示沿著劃線刮下以測定腐蝕的蠕變值(距離)的塗層薄膜。
本揭示提供環氧底漆塗層組成物，其包含環氧樹脂組成物以及封端聚異氰酸酯交聯劑化合物。此等底漆塗層組成物，一旦經施用至金屬基材且硬化後，提供多項有利的特性，諸如高機械強度、高溫性能、高可撓性、高耐腐蝕性能，且具有低揮發性有機化合物(VOC)排放。
(I)底漆塗層組成物
本揭示的一個態樣提供底漆塗層組成物，其包括環氧樹脂組成物以及封端聚異氰酸酯交聯劑化合物。一般而言，底漆塗層組成物是可硬化的底漆塗層組成物。
(a)環氧樹脂組成物
一般而言，環氧樹脂組成物包括以下的反應產物：環氧樹脂、包含腰果酚(cardanol)部分的化合物、以及選自羧酸、酚化合物或其混合物的反應試劑。
一般而言，包含腰果酚部分的化合物以及包含反應基(例如羥基或羧酸基)的反應試劑都與環氧樹脂中的環氧基反應。當環氧樹脂對包含腰果酚部分之化合物以及反應試劑的比例接近化學計量時，反應產物一般而言具有高分子量。如果環氧樹脂多出太多，則最終反應產物一般而言包含大部分的殘餘環氧樹脂以及環氧基。反之，如果包含腰果酚部分的化合物以及反應試劑過多，則多數的環氧基一般而言被反應性羥基以及羧酸基所消耗。此外，如果以下詳列的範圍不用於環氧樹脂組成物，則可能導致無法接受的黏度或無法接受的環氧當量(EEW)以及不同的Td性質。
一般而言，環氧樹脂組成物在底漆塗層組成物中的重量%範圍可以從20重量%到約40重量%。於多種具體實例中，環氧樹脂組成物的重量%範圍可以從約20重量%到約40重量%、從約22重量%到約38重量%、從約26重量%到約34重量%、或從28重量%到約32重量%。在特定具體實例中，環氧樹脂在底漆塗層組成物中的重量%可以是約29重量%。
(i)環氧樹脂組成物組分
<環氧樹脂>各式各樣的環氧樹脂可以用來製備環氧樹脂組成物。一般而言，環氧樹脂是可硬化的。可以使用改善環氧樹脂組成物的機械以及熱性能的任何環氧樹脂。環氧樹脂或聚環氧化物的非限制性實例包括脂族、環脂族、芳族、雜環環氧化合物及其混合物。於較佳的具體實 例中，環氧樹脂平均而言可以包含至少一種反應性環氧乙烷基。可用於此處所用之環氧樹脂組成物的環氧樹脂舉例而言包括單官能基的環氧樹脂、多官能基的環氧樹脂及其組合。於某些具體實例中，可用於本發明的環氧樹脂以及此種環氧樹脂的製備舉例而言揭示於H.Lee以及K.Neville的環氧樹脂手冊，McGraw-Hill圖書公司，紐約，1967年，第2章，第2-1到2-27頁，其以參考方式併於本文。環氧樹脂的詳細敘述以及製備也可以發現於國際專利公告案第2008/045894號，其以參考方式併於本文。
於較佳的具體實例中，環氧樹脂可以呈液體形式，稱為液態環氧樹脂(LER)。對本發明可以是有用之液態環氧樹脂的非限制性實例可以包括但不限於D.E.R.331TM、D.E.R.354TM、D.E.R.332TM、D.E.R.330TM、D.E.R.383TM及其混合物。上面D.E.R.環氧樹脂是可得自Dow化學公司的商業產物。
<包含腰果酚部分的化合物>各式各樣之包含腰果酚部分的化合物可以用來製備環氧樹脂組成物。適合之包含腰果酚部分的化合物舉例而言包括腰果酚、包含檟如二酚(cardol)部分(舉例而言像是檟如二酚)的化合物及其混合物。可用於本發明而包含腰果酚部分之化合物的實例性實例包括環氧化腰果酚、環氧樹脂修飾的腰果酚、檟如堅果殼液體(cashew nutshell liquid，CNSL)、基於腰果酚的酐及其混合物。包含腰果酚部分之化合物的詳細敘述以及製備可以發現於國際專利公告案第WO 2014/117351號，其以參考方式併於本文。
於另一具體實例中，包含腰果酚部分的化合物舉例而言可以是CNSL所製成的環氧丙基醚。CNSL化合物所製成的環氧丙基醚可為一或更多種化合物，其描述於「來自腰果酚的環氧樹脂而作為基於雙酚A之環 氧樹脂的部分取代以用於塗層應用」，塗層科技研究期刊，2014年，第11期，第601~618頁，其以參考方式併於本文。
包含腰果酚部分之化合物的一個有利性質是其疏水性，提供斥水的調配物，因為水可能有利於金屬材料的腐蝕。
環氧樹脂對包含腰果酚部分之化合物的莫耳比例可以且會有所變化。一般而言，環氧樹脂對包含腰果酚部分之化合物的莫耳比例範圍可以從1：0.05到約1：0.75。於多種的具體實例中，環氧樹脂對包含腰果酚部分之化合物的莫耳比例可以是約1：0.05到1：0.75、從約1：0.10到約1：0.5、從約1：0.20到約1：0.40、或從約1：0.25到約1：0.30。
<反應試劑>一般而言，反應試劑是羧酸、酚化合物或其混合物。於多種具體實例中，反應試劑可以是羧酸或二羧酸。此等羧酸都可以在脂族或芳族部分中包含從2到約34個碳原子。羧酸的非限制性實例可以是乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十六酸、十七酸、十八酸、十九酸、二十酸、二十二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、羥乙酸、葡萄糖酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、抗壞血酸、葡萄糖醛酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、丙酮酸、天門冬胺酸、麩胺酸、苯甲酸、鄰胺苯甲酸、甲磺酸、4-羥苯甲酸、苯乙酸、苯乙醇酸、撲酸(embonic、pamoic)、草酸、丙二酸、琥珀酸、庚二酸、栓酸、杜鵑花酸、癸二酸、十三烷二酸、十二烷二酸以及十六烷二酸。於其他具體實例中，反應試劑可以是酚。可用於製備環氧樹脂組成物的酚化合物舉例而言包括具有二個羥官能基的芳族基(亦即雙酚)。此等酚化合物的非限制性實例可以是雙酚A、雙酚AP、雙酚AF、雙酚B、雙酚BP、雙酚C、雙 酚E、雙酚F、雙酚G、雙酚M、雙酚P、雙酚PH、雙酚S、雙酚TMC以及雙酚Z。
環氧樹脂對反應試劑的莫耳比例可以且會有所變化。一般而言，環氧樹脂對反應試劑的莫耳比例範圍可以從約1：0.50到約1：1.4。於多種具體實例中，環氧樹脂對反應性化合物的莫耳比例可以從約1：0.50到約1：1.4、從約1：0.60到約1：1.3、從約1：0.75到約1：1.2、或從約1：0.9到約1：1.10。
(ii)形成環氧樹脂組成物的反應
反應開始於形成包括環氧樹脂、包括腰果酚部分之化合物、反應試劑的反應混合物。反應混合物可以進一步包括催化劑。於某些具體實例，反應混合物可以進一步包括溶劑。適合的溶劑是熟於此技藝者所知的。此等反應組分可以全部同時、依序或以任何次序來添加。環氧樹脂組成物可以藉由在任何已知的混合設備或反應容器中來摻合以上組分而達成。而且，製備環氧樹脂組成物的方法可以是批次或連續的過程。
於多種具體實例中，環氧樹脂組成物的形成可以在催化劑存在下而進行。適合的催化劑可以包括多種四級鏻鹽催化劑、四級銨鹽、有機質子受體以及無機質子受體。四級銨鹽的非限制性實例可以包括氯化四乙銨、溴化四乙銨、氯化四丁銨、溴化四丁銨、氯化苄三乙銨、溴化苄三乙銨以及碘化苄三乙銨。有機質子受體的非限制性實例可以包括咪唑、苯并咪唑、N-甲咪唑、N-乙醯咪唑、N-丁咪唑、N-苄咪唑、三乙醇胺、乙甲胺、二甲胺、二乙胺、二環己胺、甲環已胺、苯乙胺、二苄胺、甲苄胺、乙苄胺、環己苯胺、二丁胺、二三級丁胺、二丙胺、二戊胺、二環己胺、 哌啶、2-甲哌啶、2,5-二甲哌啶、2,6-二甲哌啶、哌、2-甲哌、2,6-二甲哌、啉、三甲胺、三乙胺、二異丙乙胺、三丙胺、三丁胺、4-甲啉、4-乙啉、N-甲吡咯啶、N-甲哌啶、1,8-二吖雙環[5.4.0]十一-7-烯、吡、4-二甲胺吡啶、吡啶、(R)-α-甲苄胺、(S)-α-甲苄胺、α,α-二苯基-2-吡咯啶甲醇(DPP)以及α,α-二苯基-2-吡咯啶甲醇三甲矽醚(DPPT)。無機質子受體的非限制性實例可以包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇、碳酸銫、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、硼酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、甲氧化鈉、三級丁氧化鈉以及三級丁氧化鉀。適合之四級鏻催化劑的非限制性實例可以包括氯化苄三苯鏻、乙酸乙三苯鏻、碘化乙三苯鏻以及乙酸四丁鏻。較佳的具體實例，催化劑可以是乙酸乙三苯鏻。
環氧樹脂對催化劑的重量%比例可視所用環氧樹脂的類型、包含腰果酚部分之化合物的類型以及反應試劑而變化。一般而言，環氧樹脂對催化劑的重量%比例可以從0.005重量%到約2.0重量%。多種具體實例中，環氧樹脂對催化劑的重量%比例可以從0.005重量%到約2.0重量%、從0.01重量%到約1.75重量%、從0.05重量%到約1.5重量%、從0.1重量%到約1.25重量%、或從0.5重量%到約1.0重量%。
一般而言，製備環氧樹脂組成物的反應可以在從約100℃到約200℃的溫度範圍下進行。多種具體實例中，反應溫度的範圍可以從約100℃到約200℃、從約120℃到約180℃、或從約130℃到約170℃。一個具體實例中，反應溫度可以是約140℃到約160℃。反應典型而言是在周遭壓力下進行。反應也可以在惰性氣氛下進行，舉例而言在氮、氬或氦下。
反應的持續時間視許多因素而定且會有所變化，例如用於方 法的起始基材、反應的溶劑以及溫度。一般而言，反應的持續時間範圍可以從約5分鐘到約24小時。某些具體實例中，反應的持續時間範圍可以從約5分鐘到約30分鐘、從約30分鐘到約2小時、從約2小時到約4小時、從約4小時到約10小時、從約10小時到約15小時、或從約15小時到約24小時。較佳的具體實例中，可以允許反應進行約2小時。
(iii)環氧樹脂組成物的結構以及性質
如以下結構所示但非受限於此，以下結構是由環氧樹脂、包含腰果酚部分的化合物、包括羧酸以及/或具有多官能性羥基的酚之反應試劑的反應所製備之環氧樹脂組成物(ERC)的一般化學結構(I)~(IX)：
其中n可為1至20
其中Z為：
其中R0為：-C15H25+2m-其中m可為0,1,2或3
其中R1為：-C4H8-
其中R2及R3為：
此外，以上化學結構中，R0可以是直鏈烷基，其具有15個碳而包含從0到3個碳-碳雙鍵(C=C)，舉例而言像是R0可以選自-C15H31、-C15H29、-C15H27以及-C15H25；R1可以是二價基，其具有4個碳原子的脂族結構(-(CH2)4-)；以及R2以及R3可以是p,p'-亞異丙雙苯基結構。
一般而言，環氧樹脂組成物至少在60℃是液體。此外，環氧樹脂組成物一般而言表現在75℃小於約10,000mPa．s的黏度。某些具體實例中，環氧樹脂組成物的黏度可以是在75℃小於約8,000mPa．s。其他具體 實例中，環氧樹脂組成物的黏度可以是在75℃小於約6,000mPa．s。
(b)封端聚異氰酸酯交聯劑化合物
本文揭示的底漆塗層組成物也包含封端聚異氰酸酯交聯劑化合物或具有得自有機聚異氰酸酯與活性氫化合物的反應末端NCO基團的封端預聚物。使用封端聚異氰酸酯化合物的關鍵性質可為去封端溫度。一般而言，本揭示中所用封端聚異氰酸酯交聯劑化合物的去封端溫度可在200°C以下。
封端聚異氰酸酯交聯劑化合物可為脂族或芳香族封端聚異氰酸酯。脂族封端聚異氰酸酯交聯劑化合物的非限制實例包含封端六亞甲基二異氰酸酯、封端異佛爾酮二異氰酸酯、封端亞甲基二環己基二異氰酸酯，或其混合物。封端脂族二異氰酸酯可為單體形式或三聚體形式。芳香族封端聚異氰酸酯交聯劑化合物的非限制實例包含封端甲苯二異氰酸酯、封端二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯以及封端二苯基甲烷-2,4'-二異氰酸酯。具有末端NCO基團的封端預聚物非限制實施例可為來自1,1,1-三(羥甲基)丙烷以及2,4-二異氰酸根甲苯反應的預聚物。較佳具體實例中，封端聚異氰酸酯交聯劑化合物可為封端六亞甲基二異氰酸酯、封端異佛爾酮二異氰酸酯，或其混合物。
一般而言，未封端聚異氰酸酯可能因反應性太高而無法用於塗層組成物。可以加入封端基團形成的封端聚異氰酸酯可以在硬化步驟期間反應而形成塗層。合適的封端基團的非限制實例可為ε-己內醯胺、2-丁酮肟、酚或3,5-二甲基吡唑。特定具體實例中，所用封端可為2-丁酮肟或3,5-二甲基吡唑。顯示以下的化學結構(X)以及(XI)提供較佳封端基團的一般 結構。
一般而言，封端聚異氰酸酯交聯劑化合物在組成物中的重量%範圍可以從5.0重量%到約10.0重量%。多種具體實例中，封端聚異氰酸酯交聯劑化合物在組成物中的重量%範圍可以從約5.0重量%到約10.0重量%、從約5.4重量%到約9.0重量%、或從5.6重量%到約8重量%，或從6.0重量%到約7重量%。較佳的具體實例中，所用之環氧樹脂對封端聚異氰酸酯交聯劑化合物的重量比例可以是約6.3重量%。
(c)視需要的添加劑
多種具體實例中，底漆塗層組成物可以進一步包括至少一種添加劑，其選自硬化催化劑、溶劑、顏料、其他添加劑或其混合物。
於某些具體實例，固化催化劑可以添加到本發明的底漆塗層組成物以加速底漆塗層組成物的固化方法。適合之固化催化劑的非限制性範例包括三(二甲胺甲基)-酚、雙(二甲胺甲基)-酚、柳酸、雙酚A、二月桂酸二丁錫、三(2-乙基己酸酯)鉍、雙(2-乙基己酸酯)鈷、雙(2-乙基己酸酯)鋅、四(乙酰乙酸乙酯)鈦、月桂酸三辛基錫、氧化雙(三辛基錫)、二氮雜雙環[2.2.2]辛烷、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-1-烯、二氮雜雙環壬酸酯、四丁基碳酸氫鏻以及其混合物。包括於底漆塗層組成物中之硬化催化劑的量以組成物的總重量計可為從約0.01重量%到約5.0重量%的範圍。多種具體實例中， 包括於底漆塗層組成物中之硬化催化劑的量可為從約0.01重量%到約5重量%、從約0.05重量%到約2.5重量%、從約0.1重量%到約1.0重量%、或從約0.15重量%到約0.25重量%範圍。
其他具體實例中，可將至少一種溶劑添加到底漆塗層組成物以幫助降低組成物的黏度及/或性能參數。舉例而言，可用於環氧樹脂組成物的溶劑可以選自酮、環酮、醚、芳族烴、二醇醚以及其組合。適合溶劑的非限制性實例包括乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、(單)丙二醇(單)甲醚(PM)、丙酮、甲乙酮、甲異丁酮、乙異丁酮、N-甲基吡咯酮、二甲基甲醯胺、二甲亞碸以及其混合物。也可以使用芳族溶劑作為溶劑，例如市售可得自ExxonMobil化學公司的Solvesso-100以及Solvesso-150。一般而言，以組成物的總重量計，包括在背漆層組成物中之溶劑的份量範圍可以從約5重量%到約50重量%。多種具體實例中，溶劑的份量可以是約5重量%到50重量%、從約10重量%到約40重量%、或從約25重量%到約35重量%。
一些具體實例中，底漆塗層組成物可以進一步包括一或更多種顏料以及/或其他添加劑，其對於製備、儲存、施加、硬化底漆塗層組成物可以是有用的。適合的添加劑包括填料、調平助劑以及類似者或其組合。此等可選用的化合物可以包括正常用於熟於此技藝者所知的樹脂調配物的化合物以製備可硬化的組成物以及熱固物。一般而言，，包括在底漆塗層組成物中之顏料及/或添加劑的量以組成物的總重量計可以從約5重量%到約50重量%的範圍。特定的具體實例中，顏料及/或添加劑的量可以從約10重量%到約40重量%、或從約25重量%到約35重量%的範圍。
(d)底漆塗層組成物的形成
底漆塗層組成物可以藉由形成包括環氧樹脂組成物、封端聚異氰酸酯交聯劑化合物、可選用之添加劑的反應混合物而製備。此等組分可以全部同時、依序或以任何次序來添加。反應混合物可以進一步包括至少一種可選用的添加劑。要達成底漆塗層組成物則可以在任何已知的混合設備或反應容器中來摻合以上組分，直到混合物達成均質性為止。
一般而言，製備底漆塗層組成物的反應可以在從約10℃到約40℃範圍的溫度下進行。多種具體實例中，反應溫度可以從約10℃到約40℃、從約15℃到約35℃、或從約20℃到約30℃的範圍。一個具體實例中，反應溫度可以是約室溫(~23℃)。反應典型而言是在周遭壓力下進行。反應也可以在惰性氣氛下進行，舉例而言在氮、氬或氦下。
反應的持續時間可以且會視許多因素而有所變化，例如溫度、混合的方法及被混合的材料量。反應的持續時間範圍可以從約5分鐘到約12小時。某些具體實例中，反應的持續時間範圍可以從約5分鐘到約30分鐘、從約30分鐘到約2小時、從約2小時到約4小時、從約4小時到約10小時、或從約10小時到約12小時。多種具體實例中，可以讓製備持續，直到底漆塗層組成物看起來良好混合為止。
(e)底漆塗層組成物的性質
一般而言，底漆塗層組成物在硬化之前是液體。在此揭示的底漆塗層組成物一般而言表現低黏度(小於450mPa．s)。多種具體實例中，底漆塗層組成物所具有的黏度範圍可以在約25℃是從約50mPa．s到約500mPa．s。多種具體實例中，底漆塗層組成物所具有的黏度範圍在約25℃是從 約50mPa．s到約500mPa．s、從約150mPa．s到約400mPa．s、從約200mPa．s到約350mPa．s、或從約250mPa．s到約300mPa．s。特定的具體實例中，黏度的範圍可以在約25℃是從約100mPa．s到約130mPa．s。其它的具體實例中，黏度的範圍可以在約25℃是從約350mPa．s到約425mPa．s。
一般而言，底漆塗層組成物可以包括高的固體含量(譬如至少60重量%)。多種具體實例中，底漆塗層組成物可以表現的固體含量是從約60重量%到約70重量%、或從約62重量%到約66重量%。
在此揭示的底漆塗層組成物一般而言具有低的揮發性有機化合物(VOC)濃度(譬如每公升小於約420公克)。特定的具體實例中，底漆塗層組成物所具有之揮發性有機化合物的濃度可以從每公升約380公克到每公升約420公克。多種具體實例中，底漆塗層組成物所具有之揮發性有機化合物的濃度可以從每公升約390公克到每公升約415公克、或從每公升約400公克到每公升約412公克。
相較而言，第9型環氧樹脂所表現的性質不同於本發明的底漆塗層組成物，前者包括低的固體含量(小於60重量%)、較高的黏度(大於450mPa．s)以及高濃度的揮發性有機化合物(每公升大於420公克)。
如在本文詳述的底漆塗層組成物可以藉由加熱組成物而硬化。一般而言，硬化底漆塗層組成物所需的溫度範圍可以從約100℃到約300℃。多種具體實例中，硬化溫度範圍可以從約100℃到約200℃、從約100℃到約150℃、從約150℃到約200℃、或從約125℃到約175℃。特定的具體實例中，硬化溫度可以是約150℃。
硬化底漆塗層組成物的持續時間可以且會視底漆塗層組成 物種類、溫度、濕度以及底漆厚度而變化。一般而言，硬化底漆塗層組成物的持續時間可以從5分鐘到2小時。多種具體實例中，硬化底漆塗層組成物的持續時間可以從約5分鐘到2小時、從約15分鐘到1.5小時、或從約30分鐘到1小時。特定的具體實例中，硬化底漆塗層組成物的持續時間可以是約30分鐘。
(II) 塗覆的物件
本揭示的另一態樣涵蓋了物件，其包括附著於基材之至少一個表面的至少一部分的硬化的或未硬化的底漆塗層。附著於基材的底漆塗層乃藉由將包括環氧樹脂組成物以及封端聚異氰酸酯交聯劑化合物的底漆塗層組成物施加到基材而製備。物件就廣義而言可以定義成一種材料，其中底漆塗層組成物起初施加並且附著於基材之至少一個表面的至少一部分，其中底漆塗層可以在指定的溫度硬化，使得底漆塗層黏結到基材。基材可為可以承受硬化溫度以形成硬化之塗層的任何材料。
多種具體實例中，基材可以是金屬。如在此定義的基材可以是單一金屬或各種金屬的合金。此等金屬的非限制性實例包括鑄鐵、鋁、錫、黃銅、鋼、銅、鋅鋁合金、鎳或其組合。較佳的具體實例中，基材可以是鋼。
多種具體實例中，物件可以呈多種組態。物件的非限制性組態實例可以是線圈、板、片、線、軟管或管子。物件的組態可以有多種尺寸、形狀、厚度、重量。較佳的具體實例中，物件的形狀是線圈。
底漆塗層組成物可以施加到物件之至少一個表面的至少一部分、物件的整個單一表面、物件的多個表面或側面上、物件的二個表面 上、或物件的每個表面上。一般而言，底漆塗層組成物可以在一層上或形成多層結構的多層上來施加以及硬化。某些具體實例中，底漆塗層組成物可以直接在基材上施加以及硬化。其他具體實例中，底漆塗層組成物可以施加到至少一個預先處理層。在底漆塗層組成物硬化之後，可以施加至少一個其他塗層，例如背層或頂塗層。
一個較佳的具體實例中，基材可以是線圈。線圈結構可以包括直接在基材(例如金屬層)上的線圈底漆塗層。另一具體實例中，舉例而言，線圈塗層結構可以包括數層，其中一層是附接於金屬基材層的硬化底漆塗層，接下來是一或更多頂塗層或背層。又一具體實例中，數層可以包括在背層以及頂塗層之間，舉例而言包括第一底漆塗層、第一預先處理層、第一鋅(熱浸鍍鋅[HDG])或鋅-鋁層。
作為以上具體實例的例示，圖1及2顯示塗覆板的各種具體實例。然而，應了解本發明不限於圖式所示的具體實例。
參考圖1，顯示的是層狀結構的截面圖，其大致由數字10所示，包括附著於基材(例如金屬板12)的一個表面之至少一部分的底漆塗層11。底漆塗層11可以直接施加以及附著到基材上，例如圖1所示的金屬層12。各種材料製成的任何數目之其他可選用的層可以如所想要的添加到圖1的層狀結構，例如一或更多層在底漆塗層11以及金屬層12之間。
參考圖2，舉例而言，底漆塗層結構可以包括數層，其中一層是附接於金屬基材層12的底漆塗層11，接下來是一或更多層背層21。舉例而言，於圖2的具體實例，顯示的是多層結構，其一般而言是由數字20所示，包括夾在基材金屬板12以及背塗層21之間的底漆塗層11。圖2顯 示的是底漆塗層11附著於金屬板12之一個表面的至少一部分，並且背塗層21附著於底漆塗層11的至少部分表面。多樣材料製成的任何數目之其他可選用的層可以如所想要的添加到圖2的層狀結構，例如一或更多層在底漆塗層11以及背塗層21之間，或者一或更多層在底漆塗層11以及金屬層12之間。
硬化底漆組成物可表現3B到5B的高劃格附著性。各種具體實例中，劃格附著性可為從3B到5B、從約4B到約5B，或可大於5B的範圍。特定具體實例中，劃格附著性可約為5B。
鉛筆硬度是硬化塗層之一種硬度量測。一般而言，硬化的底漆塗層可以表現從B到2H的高鉛筆硬度。各種具體實例中，鉛筆硬度可為從B到約2H、從約HB到H、或從F到H的範圍。特定具體實例中，硬化的底漆塗層可表現HB的鉛筆硬度。其它具體實例中，硬化的底漆塗層可表現H的鉛筆硬度。
各種具體實例中，硬化的底漆塗層可表現從約50kg.cm到約150kg.cm範圍的高逆耐衝擊性。各種具體實例中，逆耐衝擊性可為從約50kg.cm到約150kg.cm，從約60kg.cm到約140kg.cm，或從約75kg.cm到約125kg.cm的範圍。特定具體實例中，硬化的底漆塗層可表現大於100kg.cm的逆耐衝擊性。
硬化塗層之另一有價值的測量是T-彎曲可撓性。一般而言，硬化的底漆塗層可以表現從0T到2T範圍之高T-彎曲可撓性。各種具體實例中，T-彎曲可撓性的範圍可以從0T到約1T、或從1T到約2T。
此等硬化之底漆塗層組成物的另一測量是乾膜厚度(DFT)。 各種具體實例中，硬化的底漆薄膜所具有從0微米到約15微米範圍的DFT。特定的具體實例中，DFT可為從約0微米到15微米、從約2.5微米到12.5微米、從約5微米到10微米範圍、或從約6微米到8微米範圍。
硬化底漆塗層表現出的一個重要性質是耐腐蝕性。該耐腐蝕性是在用鹽溶液噴塗劃線的硬化底漆塗層之後測定的。一段時間後，在暴露於鹽溶液之前和之後評價薄膜表面性質。相較於其它商業塗層，通常獲得的一種量測為蠕變值。各種具體實例中，本發明劃線的硬化底漆塗層的蠕變值可為從1mm到約5mm。各種具體實例中，蠕變值可為從1.0mm到約5.0mm、從1.5mm到約4.5mm、從2.0mm到約4.0mm或從2.5mm到約3.5mm的範圍。相較之下，該商用塗層具有從2.44到6.37mm的蠕變值。圖3至11顯示比較鹽霧試驗7天之前及之後的硬化塗層調配物。
(III) 製備硬化之底漆塗層的方法
本揭示的另一態樣提供製備硬化之底漆塗層的方法。該方法包括：提供可硬化的底漆塗層組成物，其詳述於上面的第(I)節；以及將可硬化的底漆塗層組成物加熱到從約100℃到300℃的溫度以形成硬化的底漆塗層。一般而言，在該方法的加熱步驟之前，將可硬化的底漆塗層組成物施加到所要塗覆之物件的至少部分表面。
(a)提供可硬化的塗層組成物
適合之可硬化的底漆塗層組成物描述於以上的第(I)節。
(b)施用底漆塗層組成物
該方法進一步包括將可硬化的底漆塗層組成物施加到基材之至少一個表面的一部分。適合的基材詳述於以上的第(II)節。可硬化之底 漆塗層組成物的施加可以透過多種手段來施加。舉例而言，底漆塗層組成物可以使用下拉棒、滾筒、刀、漆刷、噴灑器、浸泡或熟練人士所知的其他方法而施加。而且，可以應用多於一次的底漆塗層組成物施加以形成多層塗層。如上所詳述，可硬化的底漆塗層組成物可以施加到所要塗覆之物件的一或更多個表面。
(c)加熱可硬化的底漆塗層組成物
該方法進一步包括將可硬化的底漆塗層組成物加熱到從約100℃到300℃的溫度，以形成硬化的底漆塗層。一個具體實例中，本發明之可硬化的線圈底漆塗層組成物可以被硬化以形成熱固的或硬化的組成物。舉例而言，本發明之可硬化的底漆塗層組成物可以在習用的處理條件下硬化而形成膜、塗層或固體。硬化可硬化的線圈底漆塗層組成物可以在包括足以硬化組成物之預先決定溫度以及預先決定時間的硬化反應條件下來進行。一般而言，底漆塗層組成物可以加熱到從約100℃到約300℃的溫度以形成硬化的底漆塗層。於多種具體實例，底漆塗層組成物可以加熱到的溫度是從約100℃到約200℃、從約100℃到約150℃、從約150℃到約200℃、或從約125℃到約175℃。特定的具體實例中，硬化溫度可以是約150℃。加熱基材的方法可以是藉由習用的方式或熟於此技藝者所知的方法來為之。一般而言，加熱步驟的持續時間可以從5分鐘到2小時。多種具體實例中，加熱步驟的持續時間可以從約5分鐘到2小時、從約15分鐘到1.5小時、或從約30分鐘到1小時。特定的具體實例中，加熱步驟的持續時間可以是約30分鐘。
(d)硬化之底漆塗層的性質
在底漆塗層組成物硬化之後，所得之硬化的底漆塗層可以表現幾個有利的物理性質。多種具體實例中，所得之硬化的底漆塗層所表現的性質舉例而言包括高附著性、高鉛筆硬度、高逆衝擊抵抗性、高T黏結彎曲可撓性、可接受的抗MEK性。各種具體實例中，硬化底漆組成物可表現從3B至5B的高劃格附著性。其它具體實例中，劃格附著性可為從3B至約5B，從約4B至約5B的範圍，或大於5B。特定具體實例中，劃格附著性可約為5B。
鉛筆硬度為量測硬化塗層的硬度。一般而言，硬化底漆塗層可表現從B至2H的高鉛筆硬度。各種具體實例中，鉛筆硬度可為從B至約2H，從約HB至H，或從F至H的範圍。特定具體實例中，硬化底漆塗層可表現HB的鉛筆硬度。其它具體實例中，硬化底漆塗層可表現H的鉛筆硬度。
各種具體實例中，硬化底漆塗層可表現從約50kg.cm至約150kg.cm範圍的高逆衝擊性。各種具體實例中，逆衝擊性可為從約50kg.cm至約150kg.cm，從約60kg.cm至約140kg.cm，或從約75kg.cm至約125kg.cm的範圍。特定具體實例中，硬化底漆塗層料可表現大於100kg.cm的逆衝擊性。
硬化塗層之另一有價值的測量是T-彎曲可撓性。一般而言，硬化的底漆塗層可以表現從0T到2T範圍之高T-彎曲可撓性。各種具體實例中，T-彎曲可撓性的範圍可以從0T到約1T、或從1T到約2T。
此等硬化之底漆塗層組成物的另一測量是乾膜厚度(DFT)。各種具體實例中，硬化的底漆薄膜所具有從0微米到約15微米範圍的DFT。 特定的具體實例中，DFT可為從約0微米到15微米、從約2.5微米到12.5微米、從約5微米到10微米範圍、或從約6微米到8微米範圍。
硬化底漆塗層表現出的一個重要性質是耐腐蝕性。該耐腐蝕性是在用鹽溶液噴塗劃線的硬化底漆塗層之後測定的。一段時間後，在暴露於鹽溶液之前和之後評價薄膜表面性質。相較於其它商業塗層，通常獲得的一種量測為蠕變值。各種具體實例中，本發明劃線的硬化底漆塗層的蠕變值可為從1mm到約5mm。各種具體實例中，蠕變值可為從1.0mm到約5.0mm、從1.5mm到約4.5mm、從2.0mm到約4.0mm或從2.5mm到約3.5mm的範圍。相較之下，該商用塗層具有從2.44到6.37mm的蠕變值。圖3至11顯示比較鹽霧試驗7天之前及之後的硬化塗層調配物。
定義
當介紹在此所述之具體實例的元件時，冠詞「一」以及「該」打算意謂有一或更多個要素。「包括」、「包含」以及「具有」等詞打算是含括性的，並且意謂可以有不是所列要素的額外要素。
如在此所用的「烷基」(alkyl)一詞描述包含了從1到30個碳原子的飽和烴基。它們可以是線性、分支或環狀的；可以如下定義的被取代；並且包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、己基、庚基、辛基、壬基以及類似者。
如在此所用的「烴」(hydrocarbon)以及「烴基」(hydrocarbyl)等詞描述專門由碳以及氫元素所構成的有機化合物或自由基。此等部分包括烷基、烯基、炔基、芳基部分。此等部分也包括由其他脂族或環烴基所取代的烷基、烯基、炔基、芳基部分，例如烷芳基、烯芳基、炔芳基。它 們可以是線性、分支或環狀的。除非另有所指，否則此等部分較佳而言包括1到20個碳原子。
在此描述的「取代的烴基」(substituted hydrocarbyl)部分是由至少一個非碳原子所取代的烴基部分，包括當中碳鏈原子被雜原子(例如氮、氧、矽、磷、硼或鹵素原子)所取代的部分以及當中碳鏈包括額外取代物的部分。此等取代物包括烷基、烷氧基、醯基、醯氧基、烯基、烯氧基、芳基、芳氧基、胺基、醯胺基、縮醛基、胺甲醯基、環甲醯基、氰基、酯、醚、鹵素、雜環、羥基、酮基、縮酮、二氧磷基、硝基、硫基。
已經詳細描述了本發明，則將明白可能有修改以及變化，而不偏離本發明在所附請求項中所界定的範圍。
實施例
以下實施例以及比較性實施例進一步詳細示範本發明各種具體實例，但不是要解讀成限制其範圍。除非另有所指，否則所有的份數以及百分比是以重量計。用於以下實施例的各種用語、標示以及材料則描述於以下表1。
用於實施例的標準測量、分析設備以及方法則如下：
黏度
根據ASTM D445(2010年)的方法，其標題為「透明以及不透明液體之動態黏度的標準測試方法(及動態黏度的計算)」，而使用具有#6轉針的Brookfield CAP-2000+來測量黏度。
環氧當量(EEW)
根據ASTM D1652(2004年)的測試方法，其標題為「環氧樹脂之環氧含量的標準測試方法」，而使用Mettler Toledo T70滴定器來決定EEW。
分解溫度(Td)
根據IPC-TM-650(2006年)的方法，其標題為「使用TGA之層合材料的分解溫度(Td)」，而使用TA儀器的TGA Q50來測量Td。
薄膜厚度
使用BYK所製造的BYK 4500乾膜厚度計來測量乾膜厚度並加以平均。
抗溶劑性：雙重摩擦
根據ASTM D5402(2006年)，其標題為「使用溶劑摩擦來評 估有機塗層之抗溶劑性的標準慣例」，而使用甲乙酮(MEK)來決定抗溶劑性。當觀察到膜劣化或脫層時，記錄雙重摩擦的次數。
鉛筆硬度
根據ASTM D3363(2005年)的測試方法，其標題為「以鉛筆測試來做之膜硬度的標準測試方法」，而測量鉛筆硬度。硬度的評比等級範圍則從6B(較軟)到6H(較硬)。
T-彎曲可撓性
根據IS017132(2007年)的方法，其標題為「漆以及清漆-T-彎曲測試」，而決定T-彎曲可撓性。T-彎曲可撓性的評比等級範圍則從0T(可撓性高)到4T(可撓性差)。
交叉刻劃附著
根據ASTM D3359(2009年)所述的程序，其標題為「以膠帶測試來測量附著性的標準測試方法」，以及根據該程序所述的標準來評比，而測量塗層的交叉刻劃附著性。交叉刻劃附著性的評比等級範圍則從5B(良好的附著性)到0B(附著性差)。
抗衝擊性
根據ASTM D2794-93(2010年)，其標題為「有機塗層對快速變形(衝擊)效應之抵抗性的標準測試方法」，而測量硬化膜的抗逆衝擊性。抗衝擊性的評比等級範圍則從小於1公斤-公分(脆性)到大於100公斤-公分(可撓性)。
耐腐蝕性試驗
根據用於操作鹽噴(霧)裝置的ASTM B117-03標準實務，進 行鹽霧試驗以評價乾燥塗膜的耐腐蝕性。塗覆面板在硬化之後被貼上膠帶以及劃線，然後放入鹽霧室中而暴露在5重量%NaCl溶液的霧。鹽霧室的暴露區保持在約35℃。鹽霧試驗連續進行7天。測量劃線蠕變(蠕變距離)供評價用。
製備組成物/硬化產物的一般程序
製備可硬化的組成物以及使用該組成物之硬化產物的一般製備程序如下：把CNSL、二羧酸或具有二個羥基的酚以及環氧樹脂加入具有機械攪拌器的反應器裡，並且加熱到足以維持反應混合物在穩定狀況的溫度，舉例而言高達約90℃的穩定溫度。然後，催化劑(例如乙酸乙三苯鏻催化劑)添加到反應器裡，並且與反應器中的其他組分混合。下一步驟則是將反應器中的溫度升高到足以驅動反應混合物的反應溫度，舉例而言到從約140℃到約170℃的反應溫度。使反應混合物緩慢加熱(譬如以每2分鐘10℃的速率)以抵達反應溫度；然後在舉例而言約2小時之反應時間的硬化時間後，便停止反應。
合成實施例1-環氧樹脂組成物(ERC1)的製備
把720.0公克的D.E.R.383TM環氧樹脂、43.8公克的己二酸、453.0公克的檟如堅果殼液體(CNSL)加入裝有機械攪拌器、冷凝管、裝氮配接器的四頸玻璃燒瓶裡。燒瓶中的所得混合物做緩慢加熱。在混合物的溫度緩慢上升到130℃之後，溫度維持恆定達10分鐘。然後，500ppm的乙酸乙三苯鏻(70%甲醇溶液)加入燒瓶。所得反應混合物的溫度緩慢上升到160°C。在反應期間監測反應混合物的EEW。反應在2小時之後停止。所得的ERC產物(在此標示為「ERC1」)顯得澄清而黏稠，並且具有1,068(克當量) 的EEW。
合成實施例2-環氧樹脂組成物(ERC2)的製備
把480.0公克的D.E.R.383TM環氧樹脂、45.6公克的雙酚A、307.6公克的CNSL加入裝有機械攪拌器、冷凝管、裝氮配接器的四頸玻璃燒瓶裡。燒瓶中的所得混合物做緩慢加熱。在混合物的溫度緩慢上升到130℃之後，溫度維持恆定達10分鐘。然後，500ppm的乙酸乙三苯鏻(70%甲醇溶液)加入燒瓶裡。所得反應混合物的溫度緩慢上升到160℃。在反應期間監測反應混合物的EEW。反應在2小時之後停止。所得的ERC產物(在此標示為「ERC2」)顯得澄清而黏稠，並且具有990(克當量)的EEW。
合成實施例3：環氧樹脂組成物(ERC3)的製備
480.0公克的D.E.R.383TM環氧樹脂、112.2公克的二聚脂肪酸以及307.6公克的CNSL加入裝有機械攪拌器、冷凝管、裝氮配接器的四頸玻璃燒瓶裡。燒瓶中的所得混合物做緩慢加熱。在將混合物的溫度緩慢上升到130℃之後，溫度維持恆定達10分鐘。然後，500ppm的乙酸乙三苯鏻(70%甲醇溶液)加入燒瓶裡。所得反應混合物的溫度緩慢上升到160℃。在反應期間監測反應混合物的EEW。反應在2小時之後停止。所得的產物(在此標示為「ERC3」)顯得澄清而黏稠，並且具有1,185(克當量)的EEW。
表II顯示合成實施例1(ERC1)、合成實施例2(ERC2)、合成實施例3(ERC3)環氧樹脂相較於固態環氧樹脂(SER)：D.E.R.671(第1型環氧樹脂以及商業環氧樹脂產物)的幾個性質。「第1型」到「第9型」環氧樹脂是常見的環氧樹脂工業用語，用來基於環氧樹脂的分子量(MW)而訂出環氧樹脂的特徵。ERC1、ERC2、ERC3在75℃是在液態，而黏度分別是8,025、 8,250、6,150；而SER D.E.R.671TM在75℃仍是固態。如表II所指，ERC1、ERC2、ERC3具有低於D.E.R.671TM環氧樹脂的黏度。而且，有利而言，ERC1、ERC2、ERC3表現較高的Td。
*NA=不適用
實施例1-3以及比較實施例A
A部分：製備線圈底漆塗層調配物的一般程序
在此等實施例中，使用Desmodur BL 3575作為交聯劑製備第一組線圈底漆塗層調配物。同時，ERCs，組分(a)，亦即合成實施例1(ERC1)、合成實施例2(ERC2)以及合成實施例3(ERC3)，被用於製備本發明包含實施例1(F-1)、實施例2(F-2)以及實施例3(F-3)的線圈底漆塗層調配物。除了上述ERC樹脂，商用聚酯多二醇樹脂(Dynapol LH 818-05聚酯)被用於製備線圈底漆塗層調配物作為比較實施例，比較實施例A(F-A)。每一種上述樹脂經使用封端聚異氰酸酯交聯劑(Desmodur BL3575)調配成線圈底漆。表III敘述每一種底漆塗層調配物，以上所製備的F-1至F-3以及F-A；以及此種調配物的組分。也量測線圈底漆塗層調配物的性質並記載於表III。
比較調配物性質，如表III所述，具有先進環氧樹脂的調配 物F-1至F-3表現較低黏度以及較低VOC含量，而調配物達成相較於F-A調配物較高固體含量。
如表III所述，調配物F-1至F-3(實施例1-3)的黏度值與比較 實施例A(F-A)的線圈底漆塗層調配物作比較。本發明的調配物F-1至F-2的固體含量比調配物F-A高出5-8重量%，而保持相當的黏度。此外，本發明調配物F-1至F-3的VOC為410g/L(亦即，低於420g/L)，而比較調配物F-A的VOC為534g/L。
B部分：製備線圈底漆塗層的一般程序
從以上表III所述上述底漆塗層調配物製備線圈底漆塗層(亦即，薄膜)。為了製備塗膜，用拉桿在錫板上拉下塗膜，然後將線圈底漆塗層調配物澆鑄到錫板(尺寸為10cm×15cm和0.05cm厚的錫板)上經由150℃下烘烤塗覆的錫板30分鐘使塗膜硬化。然後，測量所得的薄膜塗層的性質。
鹽霧試驗
塗層所表現的抗腐蝕性質為線圈底漆塗層應用的關鍵性質。使用鹽霧試驗測量每個線圈底漆塗層的耐腐蝕性。在測試之前，在每個線圈底漆塗膜上切割兩條垂直的劃線。然後，將線圈底漆塗層板在鹽霧箱中保持7天。7天後，目視檢查每片板的腐蝕損傷。對每個線圈底漆塗膜拍攝三張照片，如圖3-6所示。每個圖3-6包括三張影像：(A)鹽霧試驗前的具有劃線的原始塗膜；(B)鹽霧試驗後的塗膜；以及(C)沿著劃線刮下以測量腐蝕的蠕變值(距離)的塗膜。
所有的塗膜在遠離劃線的表面上都出現非所欲的紅銹。例如起泡的腐蝕損傷出現在每個塗層的劃線區域。比較蠕變值(沿著劃線的腐蝕的最寬長度)，結果列於表IV中。含有環氧的調配物F-1至F-3具有5.28、2.08以及2.20mm的蠕變值；而含有聚酯的調配物F-A具有6.37mm以及2.44mm的蠕變值。表IV所示結果建議含有環氧的底漆調配物F-2以及F-3具有 相較於聚酯調配物F-A較佳的抗腐蝕性。
實施例4-6以及比較實施例B-D
A部分：製備線圈底漆塗層調配物的一般程序
此等實施例中，使用Desmodur BL 3175作為交聯劑製備第二組線圈底漆塗層調配物。同時，ERCs，組分(a)，亦即合成實施例1(ERC1)、合成實施例2(ERC2)以及合成實施例3(ERC3)，被用於製備本發明包含實施例4(F-4)、實施例5(F-5)以及實施例6(F-6)的線圈底漆塗層調配物。除了上述ERC樹脂以外，使用商用聚酯多元醇樹脂(Dynapol LH 818-05聚酯)製備線圈底漆塗層調配物作為比較實施例、比較實施例B(F-B)以及比較實施例C(F-C)。同時，使用商用環氧樹脂DER 669TM製備線圈底漆塗層調配物作為比較實施例、比較實施例D(F-D)。使用封端聚異氰酸酯交聯劑(Desmodur BL 3175)將每一種上述樹脂調配成線圈底漆。表V敘述本發明每一種底漆塗層調配物、F-4至F-6以及以上製備的比較調配物F-B至F-D；以及此種調配物的組分。也量測線圈底漆塗層調配物的性質以及記載於表V。
比較調配物性質，具有ERCs的調配物表現較低的黏度以及較低的VOC含量，而ERCs達到較高的固體含量。比較下，DER 669調配物(F-D)顯示最高的黏度而具有最低的固體含量。
B部分：製備線圈底漆塗層的一般程序
使用以上實施例1所述一般程序B部分從以上表V所述底漆塗層調配物製備線圈底漆塗層。
評估每種製備的底漆塗層的性能，結果記載於表VI。如表VI所示，因為塗層膜具有聚酯以及聚酯/DER 669TM環氧樹脂，由ERCs製備的底漆塗層顯示優良的黏附性、抗衝擊性以及T-彎曲可撓性。由ERCs製備的底漆塗層顯示出比其它塗層膜低的硬度值。理論上，由於用於本發明的底漆塗層的ERCs的特殊化學結構為底漆塗層提供了改進的可撓性。DER 669(F-D)的調配物顯示高硬度，但表現非常弱的T-彎曲可撓性(僅2T)。 T-彎曲可撓性是塗層具有用於線圈塗層應用的能力的非常重要的性質。在具有ERC的三種底漆中，具有ERC1的底漆顯示最高硬度H。
鹽霧試驗
塗層所表現的抗腐蝕性質為線圈底漆塗層應用的關鍵性質。使用鹽霧試驗測量每個線圈底漆塗層的耐腐蝕性。在測試之前，在每個線圈底漆塗膜上切割兩條垂直的劃線。然後，將線圈底漆塗層板在鹽霧箱中保持7天。7天後，目視檢查每片板的腐蝕損傷。對每個線圈底漆塗膜拍攝三張照片，如圖7-11所示。每個圖7-11包括三張影像：(A)鹽霧試驗前的具有劃線的原始塗膜；(B)鹽霧試驗後的塗膜；以及(C)沿著劃線刮下以測量腐蝕的蠕變值(距離)的塗膜。
所有的塗膜在遠離劃線的表面上都出現非所欲的紅銹。從具 有聚酯的調配物F-B(比較實施例B)製備的塗層薄膜相較於具有環氧樹脂的調配物F-4至F-6(實施例4-5)顯示最密集的銹斑。例如起泡的腐蝕損傷出現在每個塗層的劃線區域。比較蠕變值(沿著劃線的腐蝕的最寬長度)，結果列於表VII中。含有環氧的調配物F-4至F-6具有1.79、1.83以及1.00mm的蠕變值；而含有聚酯的調配物F-B以及F-C具有6.37mm以及2.44mm的蠕變值。表VII所示結果建議含有環氧的底漆調配物F-4、F-5以及F-6具有相較於聚酯調配物F-B以及F-C較佳的抗腐蝕性。
10‧‧‧層狀結構
11‧‧‧底漆塗層
12‧‧‧金屬層

Claims (35)

  1. 一種塗層組成物，包含：(a)環氧樹脂組成物；以及(b)封端聚異氰酸酯交聯劑化合物。
  2. 根據申請專利範圍第1項的塗層組成物，其中該環氧樹脂組成物包含以下的反應產物：(i)環氧樹脂、(ii)包含腰果酚(cardanol)部分的化合物、以及(iii)選自羧酸、酚化合物或其混合物的反應試劑。
  3. 根據申請專利範圍第1項的塗層組成物，其中該環氧樹脂組成物具有在75℃小於約10,000mPa．s的黏度。
  4. 根據申請專利範圍第1項的塗層組成物，其中該環氧樹脂組成物具有從約20重量%至約40重量%的濃度。
  5. 根據申請專利範圍第1項的塗層組成物，其中該封端聚異氰酸酯交聯劑化合物為脂族聚異氰酸酯。
  6. 根據申請專利範圍第5項的塗層組成物，其中該脂族聚異氰酸酯為封端六亞甲基二異氰酸酯或封端異佛爾酮二異氰酸酯。
  7. 根據申請專利範圍第1項的塗層組成物，其中該封端聚異氰酸酯交聯劑化合物具有從約5重量%至約10重量%的濃度。
  8. 根據申請專利範圍第1項的塗層組成物，進一步包含至少一種選自硬化催化劑、溶劑、顏料或其混合物的試劑。
  9. 根據申請專利範圍第1項的塗層組成物，其中該組成物表現約60重量%至約70重量%的固體含量。
  10. 根據申請專利範圍第1項的塗層組成物，其中該組成物表現在25℃ 小於約450mPa．s的黏度。
  11. 根據申請專利範圍第1項的塗層組成物，其中該組成物具有小於約420克/升揮發性有機化合物的濃度。
  12. 根據申請專利範圍第1項的塗層組成物，其中該組成物藉加熱至從約100℃至約300℃的溫度而硬化。
  13. 一種製備硬化塗層的方法，該方法包含：(i)提供可硬化塗層組成物，其包含(a)環氧樹脂組成物以及(b)封端聚異氰酸酯交聯劑化合物；以及(ii)將該可硬化塗層組成物加熱至從約100℃至約300℃的溫度以形成硬化底漆塗層。
  14. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中該環氧樹脂組成物包含以下的反應產物：(i)環氧樹脂、(ii)包含腰果酚(cardanol)部分的化合物、以及(iii)選自羧酸、酚化合物或其混合物的反應試劑。
  15. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中該環氧樹脂組成物具有在75℃小於約10,000mPa．s的黏度。
  16. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中該封端聚異氰酸酯交聯劑化合物為脂族聚異氰酸酯。
  17. 根據申請專利範圍第16項的方法，其中該脂族聚異氰酸酯為封端六亞甲基二異氰酸酯或封端異佛爾酮二異氰酸酯。
  18. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中該環氧樹脂組成物具有從約20重量%至約40重量%的濃度，以及該封端聚異氰酸酯交聯劑化合物具有從約5重量%至約10重量%的濃度。
  19. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中該可硬化塗層組成物進一步包含至少一種選自硬化催化劑、溶劑、顏料或其混合物的試劑。
  20. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中該可硬化塗層組成物表現約60重量%至約70重量%的固體含量，以及在25℃小於約450mPa．s的黏度。
  21. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中在加熱步驟之前將該可硬化塗層組成物施用於至少一部分基材表面。
  22. 根據申請專利範圍第21項的方法，其中該基材為金屬。
  23. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中該硬化塗層表現從約0T至約2T的T-彎曲可撓性。
  24. 根據申請專利範圍第13項的方法，其中該硬化塗層表現以劃線區蠕變值量測從約1mm至約5mm的耐腐蝕性。
  25. 一種包含基材以及附著於基材之至少部分表面的塗層的物件，其中該塗層包含(a)環氧樹脂組成物以及(b)封端聚異氰酸酯交聯劑化合物。
  26. 根據申請專利範圍第25項的物件，其中該基材為金屬。
  27. 根據申請專利範圍第25項的物件，其中該環氧樹脂組成物包含以下的反應產物：(i)環氧樹脂、(ii)包含腰果酚部分的化合物、以及(iii)選自羧酸、酚化合物或其混合物的反應試劑。
  28. 根據申請專利範圍第25項的物件，其中該環氧樹脂組成物具有在75℃小於約10,000mPa．s的黏度。
  29. 根據申請專利範圍第25項的物件，其中該封端聚異氰酸酯交聯劑化合物為脂族聚異氰酸酯。
  30. 根據申請專利範圍第29項的物件，其中該脂族聚異氰酸酯為封端六 亞甲基二異氰酸酯或封端異佛爾酮二異氰酸酯。
  31. 根據申請專利範圍第25項的物件，其中該環氧樹脂組成物具有從約20重量%至約40重量%的濃度，以及該封端聚異氰酸酯交聯劑化合物具有從約5重量%至約10重量%的濃度。
  32. 根據申請專利範圍第25項的物件，其中藉加熱至從約100℃至約300°的溫度將該塗層黏結至該基材。
  33. 根據申請專利範圍第32項的物件，其中該塗層表現從約0T至約2T的T-彎曲可撓性。
  34. 根據申請專利範圍第32項的物件，其中該塗層表現以劃線區蠕變值量測從約1mm至約5mm的耐腐蝕性。
  35. 根據申請專利範圍第32項的物件，進一步包含至少一種額外塗層。
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