耐候性塗料的製作方法

2023-06-04 16:34:16

專利名稱：耐候性塗料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製備防水塗層膜的方法，這種塗層膜可用作保護塗層，用於屋頂防水、建築如地板和建築物外牆、建築材料、運動設施如網球場和運動場館、以及用於戶外安裝的顯示結構如道路標誌、汽車、家用電器、木製品、塑料成形物和印刷物，還可用作對光不穩定物質的表面塗料，塗層膜具備長期戶外用途如光澤保留性、抗褪色和抗碎裂所要求的優良的耐候性，本發明還涉及給出上述膜的塗料。

背景技術：
提高塗料耐候性的方法迄今已知有兩組分的塗料組合物，該組合物包含具有吸收紫外線能力的化合物(以後稱作吸收紫外線化合物)。這樣的塗料組合物耐候性優良，由於是兩組分體系，形成的塗層膜物理性質優良，如粘合性和塗層膜強度；因此可用作屋頂防水和建築物外牆、建築材料、運動設施等的面塗層。
具體而言，當丙烯酸類多元醇用作塗料的粘合劑，異氰酸酯預聚物用作該塗料的固化劑時，製得的塗料組合物可以形成耐候性、光澤、化學性能和機械強度優良的塗層膜，一般用作戶外用途的塗料。然而，上述塗料組合物的缺點是長期使用製得的塗層膜時出現的滲色現象，吸收紫外線化合物滲移到表面，因此該化合物的有益作用不能持久。
為克服上述缺點，曾試圖將吸收紫外線化合物固定到塗料組合物中，提出的方法是在丙烯酸類多元醇中聚合可聚合的吸收紫外線化合物(JP-A-9-3393)。
而且，對固化劑，還揭示一種加入通過將吸收紫外線化合物結合到異氰酸酯獲得的產物的塗料組合物。
然而，對塗料中的吸收紫外線化合物，一直僅關注在塗料中加入這種化合物的量，對吸收紫外線化合物的吸收紫外線能力如摩爾消光係數和吸收波長區域與耐候性關係以及塗布後塗層膜存在的吸收紫外線化合物量與耐候性之間的關係了解甚少。因此，儘管已知使用價貴的吸收紫外線化合物有效，仍不清楚如何有效使用這類化合物，一直未能提出按照要求控制耐候性的設計方法。

發明內容
本發明目的是提供長期耐候性包括長期戶外用途中的光澤保留性和抗褪色優良的塗料組合物的製備方法，該方法包括在一種兩組分可固化塗料中，將吸收紫外線化合物化學結合到粘合劑或固化劑，不損害其吸收紫外線能力，塗布後，製得的幹塗層膜含有一定量的該化合物。為此目的，本發明中考查使用的吸收紫外線化合物量和耐候性之間的關係，由此獲得滿足塗料性能要求的耐候性的設計方法，提出的上述方法基於這種設計方法。
本發明人對製備能長期保持優良耐候性的塗料組合物方法進行廣泛研究。結果，本發明人找到使紫外線降解最小的條件，在塗料組合物中加入通過化學結合吸收紫外線化合物到粘合劑或固化劑獲得的產物，使塗布後的幹塗層膜含有一定量的該化合物，結果成功地製得耐候性優良的塗層膜。由此完成本發明。
本發明提供一種製備耐候性塗層膜的方法，這種塗層膜用碳(弧)式日照耐候試驗機，在1000小時或更長時間的加速天候試驗能保持80％或更高的光澤保留性，試驗方法為製備包括粘合劑或固化劑作為主要組分的耐候塗料，用該塗料塗布製品，隨後乾燥，所述製備方法包括 將吸收紫外線化合物化學結合到構成塗料的粘合劑或固化劑，或兩者中，所述吸收紫外線化合物在小於380nm波長範圍有最大光吸收光譜值，在最大吸收波長下有5,000-50,000的摩爾消光係數， 用上述結合製備塗料，設計的塗料組成使製品塗布該塗料並乾燥時，幹塗層膜中吸收紫外線化合物的殘基濃度C(摩爾/升)滿足下式 εdC≥129·logτ-367其中，ε是幹膜中上述化合物殘基的摩爾消光係數，d是使用中幹膜厚度(cm)，τ是在加速耐候試驗中，根據最終用途要求確定顯示80％或更高光澤保留性的曝光時間(小時)，和 在制品上塗布該塗料，隨後乾燥，使幹塗層膜厚度為上述的d，和能提供上述膜的塗料。



圖1所示是各塗層膜的紫外透射率圖。
圖2所示是有吸收紫外線能力的官能團殘基的吸收光譜。
圖3所示是吸收紫外線化合物官能團量和吸光度之間的關係圖。
圖4所示是吸光度和光澤保留性之間的關係圖。
圖5所示是官能團量和光澤保留性之間的關係圖。
圖6所示是吸光度和光澤保留性之間的關係圖。
圖7所示是塗層膜中有吸收紫外線能力的官能團殘基量和光澤保留性之間的關係圖。
圖8所示是吸光度和耐候性之間的關係圖。
圖9所示是塗層膜中吸收紫外線化合物殘基的濃度和摩爾消光係數、幹塗層膜厚度和曝光時間的關係圖。
具體實施例方式 下面詳細描述本發明。
本發明中，僅使用一種在小於380nm波長範圍有最大吸收光譜值和在最大吸收波長有5,000-50,000摩爾消光係數的吸收紫外線化合物，或兩種或多種這類化合物的組合，該化合物結合到粘合劑或固化劑中，不損害吸收紫外線化合物的吸收紫外線能力，即該化合物通過除具有吸收紫外線能力外的基團或部分結合到粘合劑或固化劑中，有吸收紫外線能力的基團或部分不反應或沒有變化。本發明中，而且確定了要結合的吸收紫外線化合物量，當塗布塗料並乾燥時，幹塗層膜中吸收紫外線化合物殘基的濃度C(摩爾/升)滿足上式，確定了塗料組成，即已結合了吸收紫外線化合物的粘合劑和固化劑的混合量，以滿足上式。
本發明中使用的吸收紫外線化合物例如可以是有活性氫的吸收紫外線化合物和有可聚合乙烯基的吸收紫外線化合物。
有活性氫的吸收紫外線化合物例如可以是有活性氫的苯並三唑類化合物如2-(2』-羥基-5』-甲基苯基)苯並三唑、2-(2』-羥基-5』-叔丁基苯基)苯並三唑、2-(2』-羥基-3』-叔丁基-5』-甲基苯基)-5-氯苯並三唑和2-(2』-羥基-4』-辛氧基苯基)苯並三唑；和有活性氫的二苯甲酮類化合物如2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羥基-4-乙氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-辛氧基-2』-氯-二苯甲酮和2-羥基-4-辛氧基-3』-甲基-二苯甲酮；它們可以各自單獨使用，或組合使用。
有可聚合乙烯基的吸收紫外線化合物例如可以是有乙烯基的苯並三唑類化合物如2-[2』-羥基-5』-(甲基丙烯醯氧甲基)苯基]-2H-苯並三唑、2-[2』-羥基-5』-(甲基丙烯醯氧乙基)苯基]-2H-苯並三唑、2-[2』-羥基-5』-叔丁基-3』-(甲基丙烯醯氧乙基)苯基]-2H-苯並三唑和2-[2』-羥基-5』-(甲基丙烯醯氧乙基)苯基]-5-氯-2H-苯並三唑；和有乙烯基的二苯甲酮類化合物如2-羥基-4-(3-丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)二苯甲酮、2-羥基-4-(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)二苯甲酮、2』-二羥基-4-(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)二苯甲酮；它們可以各自單獨使用，或組合使用。
為將吸收紫外線化合物化學結合到塗料中的粘合劑或固化劑上，宜使有可聚合乙烯基的吸收紫外線化合物和另一種有可聚合物乙烯基的單體和/或預聚物聚合，或使有活性氫的吸收紫外線化合物在各有至少兩個游離異氰酸酯基團的異氰酸酯預聚物和/或異氰酸酯單體上反應。通過將吸收紫外線化合物化學結合到塗料中的粘合劑或固化劑上，提供耐候性優良的塗層膜。將吸收紫外線化合物結合到粘合劑或固化劑時使用粘合劑或固化劑的最好方法是使用丙烯酸類多元醇作為粘合劑，同時使用不變黃的異氰酸酯作為固化劑。
具體而言，有可聚合乙烯基的吸收紫外線化合物，是結合到丙烯酸類多元醇(粘合劑)的組分，例如可以是有乙烯基的苯並三唑類化合物，如2-[2』-羥基-5』-(甲基丙烯醯氧甲基)苯基]-2H-苯並三唑、2-[2』-羥基-5』-(甲基丙烯醯氧乙基)苯基]-2H-苯並三唑、2-[2』-羥基-5』-叔丁基-3』-(甲基丙烯醯氧乙基)苯基]-2H-苯並三唑和2-[2』-羥基-5』-(甲基丙烯醯氧乙基)苯基]-5-氯-2H-苯並三唑；和有乙烯基的二苯甲酮類化合物，如2-羥基-4-(3-丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)二苯甲酮、2-羥基-4-(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)二苯甲酮、2』-二羥基-4-(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)二苯甲酮；它們可以各自單獨使用，或組合使用。
作為另一組分的有羥基的不飽和單體組分例如可以是(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯和己內酯改性的羥基(甲基)丙烯酸酯，它們可以各自單獨使用，或組合使用。
為另一組分的另一種可聚合單體例如可以是(甲基)丙烯酸環己酯、丙烯酸甲基環己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基環己酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸新戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸苄酯、丙烯酸二甲基氨基甲酯、丙烯酸二乙基氨基甲酯、丙烯酸二丁基氨基甲酯、丙烯酸二己基氨基甲酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸、馬來酸、衣康酸、2-丙烯醯氧乙基琥珀酸和2-丙烯醯氧乙基鄰苯二甲酸，它們可以單獨使用，或組合使用。
如果需要，可以使用其它組分，光穩定劑如4-(甲基)丙烯醯氧基-2，2，6，6，-四甲基哌啶、4-(甲基)丙烯醯氨基-2，2，6，6，-四甲基哌啶、4-(甲基)丙烯醯氧基-1，2，2，6，6，-五甲基哌啶和4-(甲基)丙烯醯氨基-1，2，2，6，6，-五甲基哌啶，它們可以單獨使用，或組合使用。
對共聚包括上述製備粘合劑組分的單體組合物的聚合方法沒有特別限制，但以溶液聚合為宜。
共聚反應中使用的溶劑例如可以是芳烴如甲苯和二甲苯；酮類如丙酮、甲基乙基酮和甲基異丁基酮；酯類如乙酸乙酯和乙酸丁酯；乙酸溶纖劑和丙二醇單甲基醚乙酸酯；它們可以單獨使用或組合使用。
共聚單體組合物時使用聚合引發劑。常用的聚合引發劑例如有偶氮類如偶氮二異丁腈和過氧化物類如過氧化苯甲醯；它們可以單獨使用或組合使用。
有活性氫的吸收紫外線化合物是結合到固化劑的一個組分，例如可以是苯並三唑類化合物如2-(2』-羥基-5』-甲基苯基)苯並三唑、2-(2』-羥基-5』-叔丁基苯基)苯並三唑、2-(2』-羥基-3』-叔丁基-5』-甲基苯基)-5-氯苯並三唑和2-(2』-羥基-4』-辛氧基苯基)苯並三唑；和二苯甲酮類化合物如2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羥基-4-乙氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-辛氧基-2』-氯二苯甲酮和2-羥基-4-辛氧基-3』-甲基二苯甲酮；它們可以各自單獨使用，或組合使用。
用作另一組分的異氰酸酯化合物例如可以是不變黃的異氰酸酯，如己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和環己基甲烷二異氰酸酯；它們的異氰脲酸酯、縮二脲和三羥甲基丙烷加成物；與有一個活性氫化合物如胺、羧酸、醇、及其衍生物的加成物。它們可以單獨使用或組合使用。
異氰酸酯化合物與含活性氫的吸收紫外線化合物反應中，在這些組分中單獨或組合加入有活性氫的化合物如胺、羧酸、醇和它們的衍生物，從而可以按照要求控制化學和物理特性。
吸收紫外線化合物與異氰酸酯反應中使用的溶劑例如可以是芳烴如甲苯和二甲苯，酮類如丙酮、甲基乙基酮和甲基異丁基酮，酯類如乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸異丁酯，乙酸溶纖劑和丙二醇單甲基醚乙酸酯；它們可以單獨使用或組合使用。避免使用含活性氫溶劑，由於這類溶劑會與異氰酸酯反應。
還可以使用氨基甲酸酯類反應催化劑來促進反應。這樣的催化劑包括例如有機金屬催化劑如二乙酸二丁基錫和二月桂酸二丁基錫，胺類催化劑如1，4-二氮雜二環-(2，2，2)辛烷、三乙胺、N，N，N』，N』-四甲基乙二胺、三亞乙基二胺和二甲基氨基乙醇。它們可以單獨使用或組合使用。
而且，根據需要，可以混合任何要求的異氰酸酯預聚物，例子包括異氰酸酯單體如己二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯、異氰脲酸酯、縮二脲、與有一個活性氫化合物如胺、羧酸、醇及其衍生物的加成物。它們可以單獨使用或組合使用。
對反應方法沒有特別的限制，可以按照常規方法進行該反應。然而，應注意進行反應的方法應避免存在水。例如，使用氨基甲酸酯級溶劑或使用乾燥劑是可以的。可以使用的乾燥劑例如是甲苯磺醯基異氰酸酯、分子篩等。為製得本發明的耐候性和物理性能優良的塗料，宜使用己二異氰酸酯的異氰脲酸酯或縮二脲。紫外吸收劑與異氰酸酯化合物反應中，較好的應使異氰酸酯組合物中平均每分子保持兩個或更多個異氰酸酯基團。當該基團數平均小於2時，在隨後與固化劑組分反應中，會交聯不充分，製得的塗料物理性能不佳。
根據需要，本發明的塗料可包含和異氰酸酯反應的促進劑、有機溶劑、添加劑、無機顏料、有機顏料和體質顏料。反應促進劑例如可以是有機金屬催化劑如二乙酸二丁基錫和二月桂酸二丁基錫，和胺類催化劑如1，4-二氮雜二環-(2，2，2)辛烷、三乙胺、N，N，N』，N』-四甲基乙二胺、三亞乙基二胺和二甲基氨基乙醇，它們可以單獨使用或組合使用。
有機溶劑例如可以是芳烴溶劑如甲苯和二甲苯；酮類如丙酮、甲基乙基酮和甲基異丁基酮；酯類如乙酸乙酯和乙酸丁酯；乙酸溶纖劑和丙二醇單甲基醚乙酸酯，它們可以單獨使用或組合使用。
添加劑可以是用於塗料的各種常用添加劑，例如消泡劑、分散劑、流平劑、粘合改進劑、增塑劑、穩定劑和防沉澱劑，可單獨使用或組合使用。無機顏料例如可以是氧化鈦、鋅白、鉛黃、紅色氧化物、黃氧化鐵、鐵黑和炭黑。有機顏料例如可以是偶氮類化合物和酞菁類化合物。體質顏料例如可以是碳酸鈣、氧化矽、粘土、有膨潤脫土和矽石巖粉末。這些顏料可以單獨使用或組合使用。
本發明中，要獲得良好耐候性的塗料，使用的吸收紫外線化合物中官能團量需根據顯示為最終塗層膜厚度和用途所要求的80％或更大保光性的曝光時間來確定，使該塗料塗布並乾燥時，幹膜中該化合物的殘基濃度C(摩爾/升)滿足以下經驗式 εdC≥129·logτ-367其中，ε是幹膜中上述化合物殘基的摩爾消光係數，d是使用中幹膜厚度(cm)，τ是在加速耐候試驗中，根據最終用途要求顯示80％或更高光澤保留性的曝光時間(小時)，從而達到目標。
對塗布上述塗料組合物的製品沒有特別的限制。可塗布的製品包括例如塑料如聚氨酯、FRP(纖維增強塑料)、聚丙烯、聚碳酸酯和丙烯酸類樹脂、木材、金屬、玻璃和陶瓷。而且，這種塗料組合物可用於對諸如耐候性不足的顏料的化學物質的表面保護、保護印刷油墨表面和紙的表面塗層。通過在這些塗布製品的表面施塗本發明的塗料組合物，再現塗布製品的長期耐候性。
因此，本發明的塗料組合物可廣泛用作對塑料模製品、家用電器、金屬物品、汽車、飛機、建築物、建築材料、運動設施和木製品的塗料。
下面參考實施例和其它例子詳細描述本發明。
參考例1(製備含紫外吸收劑的粘合劑(丙烯酸類多元醇)的方法) 在一個配置有攪拌器、滴液漏鬥、冷卻管和溫度計的燒瓶中放入10重量份乙酸丁酯和10重量份二甲苯，然後在氮氣氣氛中升溫至120℃，2小時內，以恆速滴加在滴液漏鬥中的可聚合單體混合物，該混合物組成如下 甲基丙烯酸環己酯 25重量份 甲基丙烯酸甲酯 6重量份 丙烯酸丁酯 10重量份 甲基丙烯酸2-羥基乙酯 7重量份 丙烯酸 0.3重量份 2-[2』-羥基-5』-(甲基丙烯醯基)苯基]-苯並三唑 8重量份 甲基丙烯醯氨基-2，2，6，6，-四甲基哌啶 0.5重量份 偶氮二異丁腈 1重量份 完成滴加後1小時，以恆速在2小時內滴加0.2重量份偶氮二異丁腈和10重量份二甲苯的混合溶液，滴加結束後，製得的混合物於120℃保持1小時。冷卻後，該反應混合物用17.5重量份二甲苯稀釋，製得粘度為30,000mPa·s的丙烯酸類多元醇(粘合劑)，其非揮發物含量為56.3％，重均分子量為31,000。
參考例2 按照與參考例1相同的過程進行聚合反應，可聚合單體的組成如下 甲基丙烯酸環己酯25重量份 甲基丙烯酸甲酯 6重量份 丙烯酸丁酯 10重量份 甲基丙烯酸2-羥基乙酯7重量份 丙烯酸 0.3重量份 2-[2』-羥基-5』-(甲基丙烯醯基)苯基]-苯並三唑5重量份 甲基丙烯醯氨基-2，2，6，6，-四甲基哌啶 0.5重量份 偶氮二異丁腈12重量份 二甲苯 37.5重量份 乙酸丁酯10重量份 由此製得粘度為13,100mPa·s的丙烯酸類多元醇(粘合劑)，其非揮發物含量為53.3％，重均分子量為32,000。
對照例1和2 按照與參考例1相同的過程，用表1所列的組成製得丙烯酸類多元醇(粘合劑)。
表1 丙烯酸類樹脂的組成和性質對照例12 組 成甲基丙烯酸環己酯2525甲基丙烯酸甲酯66丙烯酸丁酯1010甲基丙烯酸2-羥基乙酯77丙烯酸0.30.32-[2』-羥基-5』-(甲基丙烯醯基)苯基]-苯並三唑0.5偶氮二異丁腈1.21.2二甲苯35.535.5乙酸丁酯1010 性 質粘度(mPa·s)22002350非揮發物含量(％)4950重均分子量3000031000 參考例1和對照例1製得的丙烯酸類多元醇(粘合劑)各自形成乾燥後100微米厚的塗層膜，然後用紫外分光光度計測定它們的紫外線透射率。測定結果示於圖1。圖1所示為各塗層膜的紫外線透射率。
在參考例1製得粘合劑和結合前僅吸收紫外線化合物的各吸收光譜示於圖2，各為摩爾消光係數和波長之間的關係。
按照下面進行測定。對粘合劑，用光譜無關的樹脂(參考例1所述的丙烯酸類多元醇)稀釋，得到結合後塗層膜中官能團殘基濃度為0.106毫摩爾/升和100微米膜厚下測定吸光度，獲得摩爾消光係數。對結合前的吸收紫外線化合物，通過溶液法進行測定，使用1釐米池，在0.0619毫摩爾/升濃度下，按照與上面相同的方式獲得摩爾消光係數。
在參考例1和2中製得的粘合劑和對照例1和2中製得的粘合劑各自形成乾燥後100微米厚的塗層膜，測定塗層膜的吸光度，考查每釐米2的吸收紫外線化合物的官能團量與吸光度的關係。當吸光度設定為A，透射率設定為T時，吸光度和透射率由A＝-logT關聯。對參考例1和2的吸光度，用沒有紫外線吸收能力的粘合劑稀釋在參考例1和2製得粘合劑，按照固體含量稀釋20倍進行測定，計算測定結果獲得吸光度。獲得的結果示列於表2和圖3。表2給出吸收紫外線化合物的官能團量與吸光度間關係。圖3所示是吸收紫外線化合物的官能團量與吸光度的關係。
表2試樣 參考例1 參考例2對照例1 對照例2吸收紫外線化合物的官能團量(摩爾/升)0.440.2900.032吸光度775105.5 參考例3(製備含紫外吸收劑的固化劑(異氰酸酯預聚物)方法) 在-個配置有攪拌器、冷卻管和溫度計的燒瓶中放入24重量份乙酸丁酯和12重量份己二異氰酸酯、2重量份2(2』-羥基-5』-甲基苯基)苯並三唑和0.01重量份二月桂酸二丁基錫，然後在氮氣氣氛中升溫至70℃，反應3小時。反應混合物冷卻至室溫，在其中加入38重量份異氰酸酯預聚物(Acrit 8XA-012，商品名，由TAISEI CHEMICAL INDUSTRIES，LTD.製造；非揮發物含量50％，異氰酸酯含量3.1％)，製得異氰酸酯預聚物(固化劑)，其非揮發物含量為43％，粘度為20mPa·s，異氰酸酯基團含量為4.3％。
對照例3 在有攪拌器、冷卻管和溫度計的燒瓶中，在氮氣氣氛和室溫下攪拌24重量份乙酸丁酯和12重量份己二異氰酸酯10分鐘，加入38重量份異氰酸酯預聚物(Acrit 8XA-012)，製得組合物。製得的異氰酸酯預聚物的非揮發物含量為42％，粘度為18mPa·s，異氰酸酯基團含量為5.1％。
參考例4 使用砂磨機，使用參考例1和2製得的粘合劑樹脂(丙烯酸類多元醇)，按照下面組成進行顏料分散，製得白色塗料。
研磨料 氧化鈦 20重量份 粘合劑樹脂 10重量份 二甲苯 5重量份 總量35重量份 兌稀 研磨料 35重量份 粘合劑樹脂 50重量份 二甲苯 15重量份 總量100重量份 對照例4 按照與參考例4相同的方式，不同之處是使用在對照例1和2中製得的樹脂，製得白色塗料。
實施例1和2，比較例1和2 參考例4的白色塗料與參考例3製得的異氰酸酯預聚物，對照例4的白色塗料與對照例3製得的異氰酸酯預聚物分別混合，得到的NCO基/OH基比值為1/1。製得的塗料各自塗布在鋁板上，乾燥後獲得150微米厚的塗層膜，在碳(弧)式日照耐候試驗機中進行2500小時的加速天候試驗，測定光澤保留性，由測定的各塗料的光澤保留性考查吸光度與光澤保留性關係以及吸收紫外線混合物的官能團量與光澤保留性關係。所獲得結果列於表3以及圖4和圖5。圖4所示是吸光度與光澤保留性(1)的關係，圖5所示是官能團量與光澤保留性(1)的關係。表3 塗料組成和試驗結果試樣實施例1 實施例 2 比較例 1 比較例 2參考例4製得的塗料(重量份)(樹脂為參考例1的)100參考例4製得的塗料(重量份)(樹脂為參考例2的) 100對照例4製得的塗料(重量份)(樹脂為對照例1的) 100對照例4製得的塗料(重量份)(樹脂為對照例2的) 100參考例3製得的異氰酸酯預聚物(重量份)31.4 31.4對照例3製得的異氰酸酯預聚物(重量份) 26.7 26.7吸收紫外線化合物的官能團量(摩爾/升)0.56 0.38 0 0.032吸光度(圖2的所測值)100.8 68.4 0 5.8在耐候試驗機中，2500小時加速試驗後光澤保留性(％)86 83 21 33 之後，根據各塗料的光澤保留性變化，測定在各自吸光度和吸收紫外線化合物的官能團量下，達到80％光澤保留性的點，由此確定在任何要求的吸光度和任何要求的吸收紫外線化合物的官能團量下達到80％光澤保留性的加速時間。所獲結果列於表4以及圖6-9。圖6所示是吸光度與光澤保留性(2)的關係，圖7所示的吸收紫外線化合物官能團量與光澤保留性(2)的關係，圖8所示是吸光度與耐候性的關係。表4各塗料的光澤保留性變化試樣吸光度吸收紫外線化合物 的官能團量 (摩爾/升) 光澤保留性(％) 500 小時 1000 小時 1500 小時 2000 小時 2500 小時 實施例1100.80.569793918886 實施例268.40.389792888583 比較例1007959443121 比較例25.80.0328563504133 由上面可知，使用實施例1方法製得的塗料組合物，增加吸收紫外線化合物的官能團量時，提高了耐候性。還可以知道，當吸收紫外線化合物的官能團量為0.38摩爾/升時，在2500小時加速時間可保持80％的光澤保留性，因此獲得優良的耐候性。
由圖8所示的關係，由最終目的確定的曝光時間τ下，要獲得達到80％光澤保留性的吸光度估計值的經驗規律，將εdc即吸光度與logτ的關係繪出圖。
結果，揭示該關係顯示良好的線性關係，可用作確定C的經驗式。因此，由下式可確定塗布塗料並乾燥時，在幹膜中存在的吸收紫外線化合物的殘基粘度C(摩爾/升)。 εdC≥129·logτ-367其中，ε是幹膜中所述化合物殘基的摩爾消光係數，d是使用中幹膜厚度(cm)，τ是在加速耐候試驗中，根據最終用途要求確定顯示80％或更高光澤保留性的曝光時間(小時。該式示於圖9。
根據本發明，通過將吸收紫外線化合物結合到塗料領域了解的粘合劑或固化劑中，可製得改善了長期耐候性的塗層膜，不會損害該膜的物理和化學性能，因此不會損害紫外線吸收能力，使乾燥後的塗層膜包含一定量的具有紫外線吸收能力的官能團。本發明可應用於如要求耐候性的塗料和油墨的用途。
根據本發明，在用碳(弧)式日照耐候試驗機的加速試驗中，塗層膜保持80％或更大的光澤保留性的時間可根據最終用途方便地延長；因此，例如，可達到2500小時或更長的長期耐候性。
權利要求
1.一種包括粘合劑和固化劑作為主要組分的耐候性塗料，當塗布在制品上並乾燥時，能得到耐候性塗層膜，能得到耐候性塗層膜，在用碳(弧)式日照耐候試驗機的加速天候試驗中該塗層膜能在1000小時或更長時間保持80％或更大的光澤保留性，該塗料通過將小於380nm波長範圍有最大光吸收光譜值和在最大吸收波長下有5,000-50,000的摩爾消光係數的吸收紫外線化合物化學結合到構成塗料的粘合劑或固化劑，或兩者中，通過上面的結合而獲得，其組成設計為當將塗料塗布在制品上並乾燥時，幹塗層膜中吸收紫外線化合物的殘基濃度C，按摩爾/升計，滿足下式
εdC≥129·logτ-367
其中，ε是幹膜中上述化合物殘基的摩爾消光係數，d是以釐米計的使用中幹膜厚度，τ是在加速天候試驗中，根據最終用途要求確定顯示80％或更高光澤保留性的曝光時間，按小時計。
全文摘要
一種包括粘合劑和固化劑作為主要組分的耐候性塗料，當塗布在制品上並乾燥時，能得到耐候性塗層膜，能得到耐候性塗層膜，在用碳(弧)式日照耐候試驗機的加速天候試驗中該塗層膜能在1000小時或更長時間保持80％或更大的光澤保留性，該塗料通過將小於380nm波長範圍有最大光吸收光譜值和在最大吸收波長下有5,000－50,000的摩爾消光係數的吸收紫外線化合物化學結合到構成塗料的粘合劑或固化劑，或兩者中，通過上面的結合而獲得，其組成設計為當將塗料塗布在制品上並乾燥時，幹塗層膜中吸收紫外線化合物的殘基濃度C，按摩爾/升計，滿足下式εdC≥129·log τ－367其中，ε是幹膜中上述化合物殘基的摩爾消光係數，d是以釐米計的使用中幹膜厚度，τ是在加速天候試驗中，根據最終用途要求確定顯示80％或更高光澤保留性的曝光時間，按小時計。
文檔編號C09D175/04GK1616558SQ20041001191
公開日2005年5月18日 申請日期2001年5月30日 優先權日2000年11月15日
發明者山崎敬由, 砂盛敬 申請人:大成化工株式會社