雙組分漆組合物以及使用其形成多層塗層的方法與流程
2023-05-30 14:34:56 2
本發明涉及一種用於面漆的可固化樹脂組合物以及使用其形成多層塗層的方法。更特別地,在用於汽車塗覆領域的雙組分面漆(其中用位於噴塗槍上遊的泵將基礎樹脂漆從主槽中循環,並使用由氮氣密封的槽供應的固化劑和雙組分混合設備混合併塗覆)中,涉及雙組分漆組合物,藉此獲得優異的耐劃傷性、耐汙染性、耐酸性和耐汽油性,以及使用其形成多層塗層的方法。
現有技術
最近,對汽車塗層而言,因洗車等產生的劃傷、在門開啟和關閉時由手指產生的劃傷等已被認為是問題,需要具有優異耐劃傷性的塗層。還非常需要易於維護的塗層,其中在行駛期間粘附的汙漬、由於粘附的大氣汙跡所導致的雨水條痕等能容易地移除。
例如,作為具有優異耐劃傷性的可固化樹脂組合物,已知可固化樹脂組合物(引用專利1),其特徵在於其是包含含羥基的丙烯酸系樹脂和多官能異氰酸酯化合物的可固化樹脂組合物,其中至少一些前述多官能異氰酸酯化合物為異氰脲酸酯型異氰酸酯化合物,且前述可固化樹脂組合物具有相對於前述含羥基的樹脂和多官能異氰酸酯化合物的總固體質量分為25-50質量%的由如下通式(1)表示的軟質鏈段區-(CH2)n-(1)(在該式中,n意指4或更大的整數)。然而,這些可固化樹脂組合物儘管改善了耐洗車劃傷性,卻存在如下問題,即粘附的汙漬由於所得漆膜是軟質的而難以移除、耐汽油性差,且在塗覆生產線上修補其上粘附有汙漬等的漆膜所需的拋光處理時間較長。「拋光處理時間」意指在塗覆生產線上通過砂磨移除粘附的汙漬等的工藝和用塗飾材料消除砂磨痕跡的工藝的總時間,如果該時間變得更長,則導致生產率降低的問題。
此外,作為具有優異耐汙染性的可熱固化的組合物,已知可熱固化的組合物(引用專利2),其具有作為主要組分的包含如下的組合物:具有羥基的樹脂(A)、含烷氧基矽烷基的共聚物(B)和固化催化劑(C)。然而,這些可熱固化的組合物儘管耐汙染性得以提高,卻存在如下問題:由於未引入異氰酸酯化合物,所得漆膜具有小的柔韌性,且抗衝擊性、抗彎曲性和耐劃傷性差。
此外,作為具有優異耐汙染性的雙組分可熱固化組合物,已知用於面漆的可固化樹脂組合物(引用專利3),其通過在包含100重量份樹脂(A)和50-400重量份含脂族烴的有機溶劑(C)(其中含芳族基團的組分為50重量%或更少)的基礎樹脂組合物中引入包含0.1-100重量份的可溶於先前混合的組分(C)中的多官能異氰酸酯化合物(D)、0.01-30重量份有機金屬化合物(E)和0.1-100重量份單官能異氰酸酯化合物(F)的固化劑組合物而製備,其中樹脂(A)具有含與可水解基團鍵合的甲矽烷基和羥基的乙烯系共聚物(A-1)作為必要組分。這些可熱固化組合物儘管耐候性和耐汙染性得以提高,然而由於將具有包含與可水解基團鍵合的甲矽烷基的乙烯系共聚物作為必要組分的樹脂用作基礎樹脂漆,因此存在如下問題:當使用位於噴塗槍上遊的泵將基礎樹脂漆由主槽循環並施加時,可水解的甲矽烷基被空氣等中的水分水解且縮合,且增稠並膠凝。這些漆組合物是用於面漆的可固化樹脂組合物,其適用於例如塗覆由金屬、陶瓷、玻璃、水泥、焙燒模製品、塑料、木材、紙、織物等製成的建築、家用電器、工業設備等,且不是被視為用於汽車領域中的雙組分塗覆方法的組合物(其中混合和塗覆使用由氮氣密封的槽供應的固化劑和雙組分混合設備進行,其中使用噴塗槍上遊的泵將基礎樹脂漆由主槽循環)。此外,不能獲得汽車塗覆領域中所要求的優異耐劃傷性。
現有技術引用文獻
引用的專利
引用專利1日本公開說明書2006-176633
引用專利2日本公開說明書01-141952
引用專利3日本專利4943572
發明描述
本發明所解決的問題
本發明所要解決的問題是在其中用位於噴塗槍上遊的泵由主槽循環基礎樹脂漆,且混合和塗覆使用由氮氣密封的槽供應的固化劑和雙組分混合設備進行的汽車塗覆領域用雙組分面漆中,提供一種漆組合物,通過使用該組合物,諸如循環基礎樹脂漆的增稠和膠凝的問題不出現,可用穩定化的恆定塗覆粘度進行塗覆,且烘乾後的漆膜顯示出優異的耐劃傷性、耐汙染性、耐酸性和耐汽油性;以及提供使用該組合物形成多層塗層的方法。問題的解決方式
為了製備漆膜在烘乾後顯示出優異的耐劃傷性、耐汙染性、耐酸性和耐汽油性的漆組合物,本發明人考慮並研究了這是否可通過在雙組分丙烯酸系-氨基甲酸酯漆組合物中引入烷氧基甲矽烷基以提高漆膜的交聯密度而變得可行。
特別地,他們研究了基礎樹脂漆與固化劑的組合,所述基礎樹脂漆具有通過共聚合含羥基的乙烯系單體、含烷氧基甲矽烷基的單體、丙烯酸和/或甲基丙烯酸和其他可共聚合單體而製得的樹脂組合物作為其主要組分,所述固化劑具有異氰酸酯化合物作為其主要組分。然而,由於基礎樹脂在模擬塗覆生產線的循環測試中增稠,該漆組合物存在問題。儘管增稠通過在基礎樹脂組合物中添加脫水劑而降低,然而這仍不夠。
因此,他們研究了將由於例如空氣中的水分而發生水解和縮合反應的含烷氧基甲矽烷基的共聚物引入由用氮氣密封的槽中供入雙組分混合設備中的固化劑中,從而不與水分接觸。由於將所述含烷氧基甲矽烷基的共聚物與異氰酸酯化合物混合,其必須為不含與異氰酸酯反應的羥基、羧基或氨基的共聚物。此外,通過優化所述含烷氧基甲矽烷基的共聚物,對其進行調節以提高與異氰酸酯化合物的相容性且使得由這些漆組合物得到的漆膜顯示出優異的耐劃傷性、耐汙染性、耐酸性和耐汽油性。因此,他們發現由於將所述含烷氧基甲矽烷基的共聚物引入氮氣密封的槽中,因與水分接觸而發生的水解和縮合所導致的增稠不再出現,且儲存和施加期間的穩定性顯著改善。此外,即使在例如將固化劑組合物重新充入槽中時發生水分混入的情況下,由於較低分子量的異氰酸酯化合物與水分先於所述含烷氧基甲矽烷基的共聚物發生反應,因此增稠也保持極低。
換言之,本發明提供了一種雙組分漆組合物,其在混合基礎樹脂和固化劑之後直接施加,其中:
基礎樹脂(A)包含含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)和固化催化劑(A-2)作為必要組分,
固化劑(B)包含異氰酸酯化合物(B-1)和含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)作為必要組分,
前述含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)具有80-180mg KOH/g的羥基值、-40℃至40℃的玻璃化轉變溫度,和2,000-20,000g/mol的重均分子量,
前述含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)為通過共聚合30-80重量份含烷氧基甲矽烷基的乙烯系單體和20-70重量份的其他可共聚合單體而獲得的共聚物,其重均分子量為2,000-20,000g/mol,且其不含與異氰酸酯基反應的羥基、羧基或氨基。
此外,在前述雙組分漆組合物中,本發明提供了雙組分漆組合物,其中含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)為具有80-160mg KOH/g的羥基值且衍生自(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯的含羥基的丙烯酸系樹脂。
此外,在前述雙組分漆組合物中,本發明提供了雙組分漆組合物,其特徵在於將它們混合,從而使得異氰酸酯化合物(B-1)的異氰酸酯基的比例為0.5-1.5當量/當量含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)中的羥基。
此外,在前述雙組分漆組合物中,本發明提供了雙組分漆組合物,其中在固化劑(B)中,前述含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)的不揮發物含量的比例為20-80重量份/100重量份前述異氰酸酯化合物(B-1)和前述含烷氧基甲矽烷基的聚合物(B-2)的組合不揮發物含量。
此外,本發明涉及一種形成多層漆膜的方法,其中將中間漆施加至電塗的鋼板上,以溼碰溼的方式施加底漆,然後以溼碰溼的方式施加前述雙組分漆組合物,同時進行熱固化。
此外,涉及一種形成多層漆膜的方法,其中將中間漆施加至電塗的鋼板上,以溼碰溼的方式施加底漆,然後以溼碰溼的方式施加清漆組合物,並進行熱固化,然後施加前述雙組分漆組合物,並實施熱固化。
本發明的效果
通過在用於汽車塗裝領域的雙組分面漆中使用本發明的雙組分漆組合物和使用其形成多層塗層的方法(其中用位於噴塗槍上遊的泵從主槽循環基礎樹脂漆,使用由氮氣密封的槽供應的固化劑和雙組分混合設備進行混合和塗覆),可獲得不具有塗料穩定性問題(例如增稠和膠凝)的漆膜,可以以穩定化的恆定塗料粘度塗覆,且顯示出優異的耐劃傷性、耐汙染性、耐酸性和耐汽油性的塗層。
本發明的實施方案
下文將解釋本發明的雙組分漆組合物和形成多層塗層的方法。
作為基礎樹脂(A),本發明的雙組分漆組合物包含具有80-180mg KOH/g羥基值、-40℃至40℃玻璃化轉變溫度和2,000-20,000g/mol重均分子量的含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)。
就含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)的羥基值而言,衍生自(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯的羥基值優選為80-160mg KOH/g。該羥基值優選為90-150mg KOH/g,更優選為100-140mg KOH/g。如果衍生自(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯的羥基值小於80mg KOH/g,則漆膜的交聯柔韌性不足,且耐劃傷性降低。另一方面,如果衍生自(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯的羥基值超過160mg KOH/g,則所述樹脂的極性變得過高,與固化劑(B)的異氰酸酯化合物(B-1)和含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)的相容性差,且漆膜可發渾。
在將衍生自(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯的羥基值和衍生自其他含羥基的(甲基)丙烯酸酯的羥基值相加時,含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)的羥基值達80-180mg KOH/g。作為除(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯之外的含羥基的(甲基)丙烯酸酯,提及例如(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯和(甲基)丙烯酸3-羥丙酯。就衍生自這些含羥基的(甲基)丙烯酸酯的羥基值而言,由於與羥基相鄰的碳數小於衍生自(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯的羥基,交聯柔韌性差。作為具有優異交聯柔韌性的含羥基的(甲基)丙烯酸酯,可考慮例如(甲基)丙烯酸5-羥戊酯(其中與羥基相鄰的碳數更大),然而其不能大量工業生產。此外,作為具有優異的交聯柔韌性的含羥基的(甲基)丙烯酸酯,已知聚己內醯胺改性的多元醇(甲基)丙烯酸酯,例如市售產品Placcel FA-1(商品名Daicel(Co.),1摩爾ε-己內醯胺開環且加成至1摩爾丙烯酸2-羥乙酯上的單體)、Placcel FM-1D、Placcel FM-2D、Placcel FM-3和Placcel FM-4(所有商品名Daicel(Co.),分別為1摩爾、2摩爾、3摩爾和4摩爾ε-己內醯胺開環且加成至1摩爾甲基丙烯酸2-羥乙酯上的單體)等。然而,由於這些聚己內醯胺改性的丙烯酸系樹脂容易在耐酸性測試中水解,因此當衍生自這些的羥基值超過20mg KOH/g時,不能引入它們。
含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)的玻璃化轉變溫度為-40℃至40℃,優選為-30℃至30℃。如果玻璃化轉變溫度低於-40℃,則耐汽油性差;另一方面,如果其超過40℃,則耐劃傷性和抗衝擊性差。
含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)的玻璃化轉變溫度可由其他可共聚合乙烯系單體與前述含羥基的(甲基)丙烯酸酯的組合決定。作為可與含羥基的(甲基)丙烯酸酯共聚合的其他乙烯系單體的具體實例,提及例如(甲基)丙烯酸,(甲基)丙烯酸烷基酯如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯和(甲基)丙烯酸硬脂基酯,二元酸如衣康酸、馬來酸和富馬酸的酯,苯乙烯,核取代的苯乙烯如乙烯基甲苯、二甲基苯乙烯和乙基苯乙烯,(甲基)丙烯酸環己酯,(甲基)丙烯酸縮水甘油酯,(甲基)丙烯腈,(甲基)丙烯醯胺,乙酸乙烯酯,氯乙烯等。所述其他可共聚合乙烯系單體可單獨使用或者2種或更多種可組合使用。
含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)可通過共聚合含羥基的(甲基)丙烯酸酯和其他可共聚合乙烯系單體而獲得,其重均分子量為2,000-20,000g/mol,優選為3,000-18,000g/mol,更優選為4,000-16,000g/mol。如果重均分子量小於2,000g/mol,則耐汽油性可能差。另一方面,如果重均分子量超過20,000g/mol,則與固化劑(B)的相容性差且可出現缺陷如漆膜發渾。此外,如果重均分子量超過20,000g/mol,則噴塗期間的均一性可能差,從而導致桔皮缺陷。
應指出的是,在本說明書,重均分子量是通過凝膠滲透色譜法(GPC)使用聚苯乙烯作為參比物質而獲得的值。
就含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)的聚合方法而言,沒有特別的限制,可使用已知文獻中所述的常規方法,例如溶液自由基聚合方法。例如提及一種在60-160℃的聚合溫度下將合適自由基引發劑和單體的混合溶液經2-10小時滴加至合適溶劑期間攪拌的方法。就此處所用的自由基聚合引發劑而言,沒有特別的限制,只要其通常用於聚合中,且提及有機過氧化物聚合引發劑、偶氮聚合引發劑等。就所用聚合引發劑的量而言,沒有特別的限制,然而其通常為0.1-15質量%,優選為0.5-12質量%,相對於單體的總重量。此外,就此處所用的溶劑而言,沒有特別的限制,條件是其對反應不具有影響,例如可單獨或混合使用芳族溶劑如甲苯和二甲苯,脂族溶劑如石油溶劑油,酯溶劑如乙酸乙酯和乙酸丁酯,以及酮溶劑如甲基乙基酮。
本發明的基礎樹脂(A)包含前述含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)和固化催化劑(A-2)作為必要組分。
作為本發明所用的固化催化劑(A-2)的具體實例,提及例如有機錫化合物如月桂酸二丁基錫、二馬來酸二丁基錫、月桂酸二辛基錫、二馬來酸二辛基錫和辛酸錫,磷酸,磷酸酯如磷酸單甲酯、磷酸單乙酯、磷酸單丁酯、磷酸單辛酯、磷酸單癸酯、磷酸二甲酯、磷酸二乙酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯和磷酸十二烷基酯,環氧化合物如氧化丙烯、氧化丁烯、氧化環己烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、縮水甘油、烯丙基縮水甘油基醚、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷和γ-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷與磷酸和(或)單酸磷酸酯的加合物,酸性化合物如有機鈦酸酯化合物、有機鋁化合物、有機鋯化合物、馬來酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、衣康酸、檸檬酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸、偏苯三酸、苯均四酸、其酸酐和對甲苯磺酸,胺如己胺、二-2-乙基己基胺、N,N-二甲基十二烷基胺和十二烷基胺,這些胺與酸式磷酸酯的混合物或反應產物,鹼性化合物如氫氧化鈉和氫氧化鉀等。
在這些固化催化劑(A-2)中,優選有機錫化合物、酸式磷酸酯、酸式磷酸酯與胺的混合物或反應產物。該固化催化劑(A-2)可單獨使用或者2種或更多種可一起使用。
固化催化劑(A-2)優選以0.01-10重量份/100重量份本發明雙組分漆組合物的基礎樹脂(A)和固化劑(B)的混合物的不揮發物含量摻入。在小於0.01重量份固化催化劑(A-2)下,固化性能可能不足;如果其超過10重量份,則基礎樹脂(A)和固化劑(B)混合後的貯存期變得極短,且在雙組分混合設備和噴塗槍之間的軟管中可能發生堵塞和問題。
除含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)和固化催化劑(A-2)之外,本發明的基礎樹脂(A)必要時可包含有機溶劑和各種添加劑,例如UV吸收劑、光穩定劑、抗氧化劑、表面改性劑、導電添加劑,以及流變改性劑如聚乙烯蠟、聚醯胺蠟、內交聯樹脂微粒等。
本發明的基礎樹脂(A)可用作未著色清漆塗覆劑中的基體樹脂,或者可用作摻入著色劑如染料或顏料之後的著色清漆塗覆劑中的基礎樹脂。
本發明的固化劑(B)包含異氰酸酯化合物(B-1)和含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)作為必要組分。含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)為通過共聚合30-80重量份含烷氧基甲矽烷基的乙烯系單體和20-70重量份其他可共聚合單體而獲得的共聚物,且不含與異氰酸酯基反應的羥基、羧基或氨基。
作為本發明的異氰酸酯化合物(B-1),優選使用脂族和脂環族不黃變多異氰酸酯化合物。作為典型實例,提及六亞甲基二異氰酸酯和/或異佛爾酮二異氰酸酯與多元醇和/或低分子量聚酯多元醇的反應產物,作為六亞甲基二異氰酸酯和/或異佛爾酮二異氰酸酯的聚合物的異氰脲酸酯,或者通過進一步反應成尿烷連接鍵而獲得的縮二脲等。所述異氰酸酯化合物可單獨使用,或者2種或更多種可一起使用。特別優選地,異氰酸酯化合物(B-1)為六亞甲基二異氰酸酯的異氰脲酸酯。
本發明的含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)中所用的含烷氧基甲矽烷基的乙烯系單體為30-80重量份,優選為40-70重量份,更優選為50-60重量份,相對於100重量份含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)的不揮發物含量。如果含烷氧基甲矽烷基的乙烯系單體小於30重量份,則耐劃傷性和耐汙染性不足;如果其超過80重量份,則與含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)和異氰酸酯化合物(B-1)的相容性不足且漆膜可能發渾。
作為本發明含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)中所用的含烷氧基甲矽烷基的乙烯系單體的具體實例,提及例如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基甲基二甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基甲基二乙氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、對苯乙烯基三乙氧基矽烷等。作為與矽鍵合的烷氧基,提及甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基等,然而由於烷氧基甲矽烷基的反應性隨著烷基中的碳原子數變大而降低,優選甲基和乙基,特別優選甲基。
與本發明含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)中所用的含烷氧基甲矽烷基的乙烯系單體共聚合的單體應不含羥基、羧基或氨基。由於本發明的固化劑(B)通過將異氰酸酯化合物(B-1)與含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)混合而製備,因此如果共聚合包含與異氰酸酯基反應的羥基、羧基或氨基的單體,則所述固化劑可增稠或膠凝。
作為可與本發明含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)中所用的含烷氧基甲矽烷基的乙烯系單體共聚合的單體的具體實例,提及例如(甲基)丙烯酸烷基酯如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯和(甲基)丙烯酸硬脂基酯,苯乙烯,核取代的苯乙烯如乙烯基甲苯、二甲基苯乙烯和乙基苯乙烯,(甲基)丙烯酸環己酯等。這些其他可共聚合乙烯系單體可單獨使用,或者2種或更多種可一起使用。
本發明的含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)的重均分子量為2,000-20,000g/mol,優選為3,000-18,000g/mol,更優選為4,000-16,000g/mol。如果重均分子量小於2,000g/mol,則耐汽油性可能差。另一方面,如果重均分子量超過20,000g/mol,則與異氰酸酯化合物(B-1)和基礎樹脂(A)的含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)的相容性差,且可出現漆膜缺陷如發渾。
在本發明的固化劑(B)中,含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)的不揮發物含量為20-80重量份,優選為30-70重量份,更優選為40-60重量份,基於100重量份組合異氰酸酯化合物(B-1)和含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)的不揮發物含量。如果含烷氧基甲矽烷基的共聚物(B-2)的不揮發物含量小於20重量份,則耐汙染性差。另一方面,如果其超過80重量份,則漆膜柔韌性變差且抗衝擊性和耐劃傷性可能差。
本發明的固化劑(B)可以以溶於有機溶劑中的形式使用。就有機溶劑而言,沒有特別的限制,條件是其不與異氰酸酯基或烷氧基甲矽烷基反應,例如可單獨或混合使用芳族溶劑如甲苯和二甲苯,脂族溶劑如石油溶劑,酯溶劑如乙酸乙酯和乙酸丁酯,以及酮溶劑如甲基乙基酮。這些可單種使用,或者可一起使用2種或更多種。
在本發明的雙組分漆組合物中,將基礎樹脂(A)和固化劑(B)在雙組分混合設備中混合,從而使得固化劑(B)的異氰酸酯化合物(B-1)的異氰酸酯基為0.5-1.5當量,優選為0.8-1.2當量/當量基礎樹脂(A)的含羥基的丙烯酸系樹脂(A-1)中的羥基,然後施加。在小於0.5當量異氰酸酯化合物(B-1)的異氰酸酯基下,固化性能變得不足,且耐汽油性降低。另一方面,如果異氰酸酯化合物(B-1)的異氰酸酯基超過1.5當量,則不能預期與此相稱的效果,且重塗粘合性可能降低。
雙組分混合設備使得可將所述兩種組分,即基礎樹脂(A)和固化劑(B)以設定的體積連續混合,且將雙組分漆組合物在靜態混合器等中均勻混合,且供應至塗覆設備。
就本發明塗覆劑的塗覆雙組分漆組合物的方法而言,沒有特別的限制,可適當地選擇和使用先前已知的技術。作為優選的塗覆方法,提及靜電塗覆(杯型,REA法等)、空氣噴塗器等。在這些塗覆方法中,通常合適的是將通過混合基礎樹脂和固化劑而製得的稀釋漆以使得其具有約15-35秒粘度(福特杯#4/20℃)的方式施加。作為固化的漆膜,本發明雙組分漆組合物的塗層厚度優選為20-80μm,特別為25-50μm。
作為本發明雙組分漆組合物的固化條件,這可例如通過在60-160℃下加熱約20-60分鐘而進行。
作為適於本發明的塗覆基體材料,提及金屬板,包括鐵、鋁、銅或其合金,聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚醯胺、聚丙烯酸酯、聚酯、氯乙烯樹脂、偏氯乙烯樹脂、聚碳酸酯、聚氨酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的樹脂模塑產品,和塑料材料如各種FRP。應指出的是,可任選事先在這些塗覆基體材料上施加合適的底漆和底色漆。
作為使用本發明雙組分漆組合物形成多層塗層的方法,例如可使用如下多層塗層形成方法,其中首先將中間漆施加至電塗鋼板上,在熱處理的基體上施加底漆,以溼碰溼的方式施加本發明的雙組分漆組合物,同時進行熱固化。
此外,例如可使用如下多層塗覆方法,其中將中間漆施加至電塗鋼板上,以溼碰溼的方式施加底漆,然後以溼碰溼的方式施加本發明的雙組分漆組合物,同時進行熱固化。
此外,可使用如下多層塗覆方法,其中將中間漆施加至電塗鋼板上,以溼碰溼的方式施加底漆,然後以溼碰溼的方式施加不同於本發明清漆組合物的清漆組合物並進行熱固化,隨後施加本發明的雙組分漆組合物,並進行熱固化。
實際實施例
隨後將通過實際實施例更具體地闡述本發明,然而本發明絕不受這些實際實施例的限制。應指出的是在實際實施例和對比實施例中,「份」意指重量份,且「%」意指質量%。
使用本發明雙組分漆組合物獲得的漆膜的性能如下文所述測定:
(1)外觀(漆膜的透明性)
根據如下標準通過視覺觀察來評價漆膜:
○:觀察到不發渾,
X:觀察到發渾。
(2)耐洗車劃傷性
在用刷向測試板施加泥漿水(通過以重量比=10/99/1混合JIS Z 8901測試塵土8/水/中性洗滌劑製備)之後,在汽車洗車中用流動水使用以150rpm旋轉的洗車刷將測試板清洗10秒鐘。在重複上述操作10次後,用比色計(牌號「CR-331」,Minolta Camera(Co.))測量試片表面的劃傷程度。劃傷程度通過測量測試前後的亮度差的絕對值(ΔL)評價。該值越小,則耐劃傷性就越好。
○:3.0<ΔL≤5.0
Δ:5.0<ΔL≤10.0
X:10.0<ΔL≤15.0
XX:15.0<ΔL
當評價為Δ或更好時,判斷漆膜具有良好的耐洗車劃傷性。
(3)耐汙染性
將重量比為=1/1/98的炭黑/JIS Z測試塵土8/水的混合物噴塗至測試板上,在60℃下乾燥10分鐘。在重複上述操作5次後,通過用法蘭絨在來自主自來水的以2L/min流動的流水下前後摩擦測試板表面3次而移除汙漬。在用吹風機移除水滴後,用比色計(牌號「CR-331」,Minolta Camera(Co.))測量試片表面的汙染程度。汙染程度通過測量測試前後的亮度差的絕對值(ΔL)評價。該值越小,則耐汙染性就越好。
ΔL≤1.0
○:1.0<ΔL≤3.0
Δ:3.0<ΔL≤6.0
X:6.0<ΔL≤9.0
XX:9.0<ΔL
當評價為Δ或更好時,判斷漆膜具有良好的耐汙染性。
(4)耐酸性
將0.2ml 40%硫酸水溶液以斑點形式置於試片上,將它們在60℃下加熱15分鐘,隨後將它們用水清洗,並視覺研究汙點形成。
○:看到漆膜中實際上無變化
Δ:看到漆膜上稍有水斑
X:看到漆膜上有顯著的水斑
(5)耐汽油性
在20℃下將測試板在無鉛常規汽油中浸泡24小時(描述於JIS K2202§2中),視覺觀察其外觀,並根據下文所示標準評價:
○:未觀察到異常
Δ:觀察到異常如稍微變黃和溶脹
X:觀察到異常如變黃和溶脹。
製備實施例A1
製備含羥基的丙烯酸系樹脂清漆A-1-1
將27.0份二甲苯和9.0份丙二醇單甲氧基醚乙酸酯置於安裝有溫度計、回流冷凝器、攪拌器和滴液漏鬥的4頸燒瓶中,將其在攪拌下在氮氣流下加熱並保持在130℃下。隨後在130℃的溫度下,將11.0份苯乙烯、0.8份甲基丙烯酸、16.9份丙烯酸4-羥基丁酯、24.7份甲基丙烯酸異丁酯和1.5份甲基丙烯酸正丁酯的可自由基聚合單體和作為聚合引發劑的1.0份過氧基-2-乙基己酸叔丁酯均勻混合,並由滴液漏鬥以恆定速率經3小時滴加。在滴加結束後,將溫度保持在130℃下1小時,然後將反應溫度降至110℃。
然後,作為補充催化劑,添加0.1份過氧基-2-乙基己酸叔丁酯作為聚合引發劑,然後在將溫度保持在110℃下2小時後,通過添加7.9份二甲苯將其稀釋並冷卻,獲得含羥基的丙烯酸系樹脂清漆A-1-1。
製備實施例A2至A13
製備含羥基的丙烯酸系樹脂清漆A-1-2至13
通過與A-1-1相同的製備方法獲得含羥基的丙烯酸系樹脂清漆A-1-2至13,不同之處在於如表1所示改變起始材料的引入量。
製備實施例B1-B7
製備含烷氧基甲矽烷基的共聚物溶液B-2-1-7
通過與對比實施例A1相同的製備方法獲得含烷氧基甲矽烷基的共聚物溶液B-2-1-7,不同之處在於如表2所示改變起始材料的引入量。
表2
實際實施例1-23,對比實施例1-7
將表3-5中所示的起始組分依次混合併攪拌,從而使得它們變得均勻,由此製備由基礎樹脂(A)和固化劑(B)組成的雙組分組合物。
表的附註
1)NACURE 4167:牌號,King Industries(Co.),胺封閉的磷酸酯化合物溶液(不揮發物含量25質量%);
2)Tinuvin 384-2:牌號,BASF Japan(Co.),苯並三唑UV吸收劑(不揮發物含量95質量%);
3)Tinuvin 292:牌號,BASF Japan(Co.),光穩定劑;
4)BYK-300:牌號,Byk Chemie(Co.),聚矽氧烷表面改性劑(不揮發物含量52質量%);
5)Solvesso 100:牌號,Exxon-Mobil(Co.),芳族烴溶劑;
6)Sumidure N3300:牌號,Sumitomo Bayer Urethanes(Co.),HDI異氰脲酸酯樹脂(不揮發物含量100質量%,NCO%含量21.8質量%)。
製備試片和研究漆膜性能
用磷酸鋅化學處理厚度為0.8mm、長度為150mm、寬度為70mm的鍍鋅板,然後使用陽離子電塗漆Cathoguard 500(牌號,BASF Japan(Co.))實施電塗,從而得到25μm的幹膜厚度,將其在170℃下烘乾30分鐘,然後用中間漆HS-H300Dark Gray(牌號,BASF Japan(Co.))噴塗,從而得到30μm的幹膜厚度,並在140℃下烘乾20分鐘。隨後,作為底漆,噴塗聚氨酯-聚酯-蜜胺樹脂水性底漆Aqua BC-3Black(牌號,BASF Japan(Co.)),從而得到15μm的幹膜厚度,將其在80℃下乾燥5分鐘。在將測試板冷卻至室溫後,將雙組分清漆CC-1至19基礎樹脂和固化劑均勻混合併噴塗,從而得到30μm的幹膜厚度,在室溫下保持10分鐘後,將它們在140℃下烘乾20分鐘,從而得到試片。然而,對耐汙染性試片,測試在白色測試板上進行,其中使用白色HS-H300White作為中間漆,使用白色Aqua BC-3White作為水性底漆。
漆膜性能測試結果示於表6-8中。
本發明的實際實施例1-23顯示了優異的耐劃傷性、耐汙染性、耐酸性和耐汽油性,且無漆膜透明性問題如因不良相容性導致的發渾。對比實施例1-7無法通過所有測試。