改進抗劃痕和抗酸蝕性的含羥基含丙烯酸矽烷聚合物塗料的製作方法
2023-04-29 09:36:26
專利名稱：改進抗劃痕和抗酸蝕性的含羥基含丙烯酸矽烷聚合物塗料的製作方法
背景技術：
現有技術描述酸雨和其他大氣汙染物已經造成了用於汽車和卡車末道漆的水斑和酸蝕問題。目前選用覆於汽車和卡車外部的末道漆是一種清漆塗層/彩漆塗層末道漆，其中有一種透明塗料覆在加有顏料的彩漆塗料或底漆塗料之上，以提供對彩漆塗層的保護，並改進末道漆的整體外觀，如光澤和鏡像清晰度。另一個問題是清漆塗層的抗劃痕性。末道漆的劃痕可由典型的商業化汽車清洗中所使用的機械清洗工序所造成，或由其他原因造成末道漆的機械劃痕。
一些含有丙烯酸矽烷(acrylosilane)聚合物的透明塗料已被用作清漆塗層，如公開於哈詹等人的USP 5,066,698，1991年11月19日授權，諾德斯壯姆等人的USP 5,532,027，1996年7月2日授權和列文等人的USP 5,684,084，1997年11月4日授權。但是，在上述專利所公開的組合物中，沒有一個透明塗料組合物具有汽車原產製造(OEM)所需的必要綜合性能，包括成本。
原產製造需要一種能形成抵抗由酸雨造成的酸蝕和水斑並能抗劃痕的末道漆的透明塗料組合物。
發明綜述一種包括40-70wt％的成膜基料和30-60wt％的基料可揮發性液體載體的塗料組合物；其中的基料含有a.按基料的重量計，50-90wt％的一種丙烯酸矽烷聚合物，該聚合物由下列單體聚合一種甲基丙烯酸烷基酯、一種丙烯酸烷基酯，烷基上各含有1-12個碳原子，甲基丙烯酸脂環烷基酯、丙烯酸脂環烷基酯、苯乙烯或者這些單體的任何混合物；含羥基單體選自甲基丙烯酸羥烷基酯、丙烯酸羥烷基酯，烷基上各含有1-4個碳原子，或這些單體的任何混合物；和一種單-烯式鍵不飽和矽烷單體；且該聚合物用凝膠滲透色譜測定的重均分子量為1,000-15,000；b.按基料重量計，10-50wt％的一種有機多異氰酸酯；其中有機多異氰酸酯中的異氰酸酯基團對丙烯酸矽烷聚合物中的羥基基團的比例為0.4∶1至1.3∶1。
發明詳述本發明的塗料組合物通常用作覆於加顏料的塗料組合物所形成底漆之上的透明塗料組合物。清漆塗層/彩漆塗層末道漆通常用於汽車和卡車的外表面。本發明的塗料組合物形成一種具有改進的抗劃痕、抗酸蝕和抗水斑性的透明末道漆。
典型的汽車或卡車車體採用鋼薄板或可採用一種塑料或者一種複合材料。如果採用鋼，首先使用一種無機防鏽化合物如磷酸鋅或鐵來進行處理，然後用電沉積法塗裝首層。典型的是，這些電沉積塗裝的首層為環氧改性樹脂，用一種多異氰酸酯交聯並採用陰極電沉積工藝塗裝。任選地，可在電沉積塗裝的首層之上，通常採用噴塗法塗裝上一層首層，以提供更好的外觀和/或改進底漆對首層的粘合性。然後塗裝加顏料的底漆塗層或色漆塗層。一種典型的色漆塗層包括下列組分顏料，其中可以包括金屬薄片顏料比如鋁薄片或珍珠薄片顏料，一種成膜基料，該基料可以是一種聚氨酯、一種丙烯酸氨基甲酸乙酯、一種丙烯酸聚合物或一種矽烷聚合物，並含有一種交聯劑如一種氨基塑料，典型的是一種烷基化的三聚氰胺甲醛交聯劑或一種多異氰酸酯。該底漆可用溶劑或水承載並可採取分散形式或溶液形式。
其後，在底漆完全固化之前，把一種清漆塗層或面漆塗層塗裝於色漆塗層或底漆塗層之上，然後通常在100-150℃下烘烤15-45分鐘，使底漆塗層和清漆塗層完全固化。該底漆塗層和清漆塗層分別優選具有2.5-75微米和25-100微米的幹塗裝厚度。
本發明的清漆塗層組合物含有40-70wt％的成膜基料和30-60wt％的可揮發性液體載體，該載體通常是基料的溶劑並在35℃及以上溫度揮發。該清漆塗層也可以是分散形式。清漆塗層組合物的成膜基料含有50-90wt％的具有反應性矽烷和羥基基團的丙烯酸矽烷聚合物，和10-50wt％的有機多異氰酸酯交聯劑。
丙烯酸矽烷聚合物中含有聚合的下列不含矽烷的單體甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯，烷基上各含有1-12個碳原子，甲基丙烯酸脂環烷基酯、丙烯酸脂環烷基酯、苯乙烯或者上述任何單體的混合物。該聚合物含有聚合的含羥基單體如甲基丙烯酸羥烷基酯、丙烯酸羥烷基酯或這些單體的混合物，烷基上各含有1-4個碳原子，並含有聚合的單烯鍵式不飽和矽烷單體。該丙烯酸矽烷聚合物的重均分子量為1,000-15,000。
在此公開的所有分子量是用凝膠滲透色譜(GPC)測定的。
丙烯酸矽烷聚合物優選含有35-75wt％的聚合的甲基丙烯酸烷基酯或丙烯酸烷基酯或苯乙烯單體或其混合物，20-40wt％的聚合的甲基丙烯酸羥烷基酯或丙烯酸羥烷基酯單體或其混合物，和5-25wt％的單烯鍵式不飽和矽烷單體。
一種優選的丙烯酸矽烷聚合物是下列單體的聚合產品35-75％的不含矽烷的單體，包括一種甲基丙烯酸烷基酯、一種丙烯酸烷基酯，烷基上各含有1-8個碳原子，苯乙烯或者這些單體的混合物；20-40wt％的甲基丙烯酸羥烷基酯，烷基上含有1-4個碳原子；並含有5-25wt％的含單烯鍵式不飽和矽烷單體。
可用的典型不含矽烷的單烯鍵式不飽和單體為丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯，其中的烷基含有1-12個碳原子，比如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸月桂酯；丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯和丙烯酸月桂酯。還可用甲基丙烯酸和丙烯酸的脂環烷基酯，例如，甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸三甲基環己酯、丙烯酸三甲基環己酯、甲基丙烯酸異丁基酯、丙烯酸叔-丁基環己酯、甲基丙烯酸叔-丁基環己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸異冰片酯等等。也可採用丙烯酸芳基酯和甲基丙烯酸芳基酯，例如，丙烯酸苄基酯和甲基丙烯酸苄基酯。上述兩種或更多種單體的混合物也可用於配製具有所需性能的聚合物。
除了丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯之外，其他含有可聚合單體的非矽烷，其用量最高達聚合物的50wt％，可用於矽烷聚合物中，以得到所需的物理性能，比如硬度、外觀和抗劃痕性。這類其他單體的例子有苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯醯胺、丙烯腈和甲基丙烯腈。苯乙烯的用量可為0-50wt％。
羥基官能化單體可與矽烷聚合物結合製成一種具有20-200個羥基數的聚合物。所採用的典型羥基官能團單體為甲基丙烯酸和丙烯酸的羥烷基酯，比如甲基丙烯酸羥乙基酯、甲基丙烯酸羥丙基酯、甲基丙烯酸羥丁基酯、甲基丙烯酸羥異丁基酯、丙烯酸羥乙基酯、丙烯酸羥丙基酯和丙烯酸羥丁基酯。
典型的商業化羥基官能團單體會含有高至1％的丙烯酸或甲基丙烯酸。在聚合過程中，該酸能造成涉及矽烷單體的副反應，從而加寬丙烯酸聚合物的分子量分布，對油漆的固體含量、油漆的穩定性造成有害影響，甚至於在共聚物製備過程中引起膠凝作用。在這些羥基單體中酸的含量應限制於約0.1％。
一種適用於形成丙烯酸矽烷聚合物的含矽烷單體是一種具有下列結構式的矽烷 其中的R為CH3、CH3CH2、CH3O或CH3CH2O；R1和R2為CH3或CH3CH2；R3為H、CH3或CH3CH2；n為0或1-10的正整數。優選地，R為CH3O或CH3CH2O並且n為1。
這類矽烷的典型例子為丙烯酸酯烷氧基矽烷，比如γ-丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷和甲基丙烯酸烷氧基矽烷，比如γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷或γ-三甲氧基甲矽烷基丙基丙烯酸酯、和γ-甲基丙烯醯氧丙基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷。
其他適合的矽烷單體具有下列結構式 其中的R、R1和R2與上述相同且n為1-10的正整數。
這類矽烷的例子為乙烯烷氧基矽烷，比如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷和乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷。
其他可用的含矽烷單體為醯氧基矽烷，包括丙烯醯氧基矽烷、甲基丙醯氧基矽烷和乙烯基乙醯氧基矽烷，比如乙烯基甲基二乙醯氧基矽烷、丙烯醯丙基三乙醯氧基矽烷、和甲基丙烯醯基丙基三乙醯氧基矽烷。上述含矽烷單體的混合物也同樣適用。
與上述丙烯酸矽烷聚合物相一致的組分，下面是一種丙烯酸矽烷聚合物用於本發明塗料組合物的例子，該組合物包括下列組分15-30wt％的苯乙烯、30-50wt％的甲基丙烯酸異丁基酯、15-30wt％的甲基丙烯酸羥乙基酯、和15-30wt％的甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷。
用於形成丙烯酸矽烷聚合物的典型聚合催化劑為偶氮型催化劑，比如偶氮二異丁腈，醋酸酯催化劑，比如過乙酸叔丁酯、過氧化二叔丁基、過苯甲酸叔-丁酯和過辛酸叔丁酯。
可用於聚合單體和形成塗料組合物的典型溶劑是酮類，比如甲基戊基酮、異丁基酮、甲乙酮，芳烴類溶劑，比如甲苯、二甲苯、「索爾維埃索(Solvesso)」100芳烴溶劑、醚類、酯類、醇類、乙酸酯類和上述溶劑的任何混合物。
該塗料組合物可含有1-20wt％的聚酯樹脂，該聚酯樹脂為下列化合物的酯化反應產物一種脂肪基二羧酸、一種至少有三個反應性羥基的多元醇、一種二元醇、一種環酐和一種環醇，並且其數均分子量為500-4,000。一種優選聚酯樹脂為下列化合物的酯化產物己二酸、三羥甲基丙烷、己二醇、六氫鄰苯二甲酸酐和環己烷二甲醇。
該塗料組合物還可含有1-20wt％的一種羥基官能團丙烯酸樹脂(不含矽烷官能度)。
該塗料組合物還含有一種有機多異氰酸酯交聯劑。可採用任何常規的芳香族、脂肪族、脂環族的、異氰酸酯、三官能異氰酸酯和一種多元醇的異氰酸酯官能化加合物與一種二異氰酸酯。可用的典型二異氰酸酯為1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4，4』-雙亞苯基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、雙環己基二異氰酸酯、四亞甲基二甲苯基二異氰酸酯、乙基亞乙基二異氰酸酯、2，3-二甲基亞乙基二異氰酸酯、1-甲基三亞甲基二異氰酸酯、1，3-環戊撐二異氰酸酯、1，4-環己撐二異氰酸酯、1，3-亞苯基二異氰酸酯、1，5-萘二異氰酸酯、雙-(4-異氰酸酯環己基)-甲烷和4，4』-二異氰酸酯二苯醚。
可用的典型三官能異氰酸酯為三苯甲烷三異氰酸酯、1，3，5-苯三異氰酸酯、2，4，6-甲苯三異氰酸酯。也可用二異氰酸酯的三聚物。這些三聚物可以是縮二脲或異氰脲酸酯。例如以商標名為「代斯摩多(Desmodur)」N3300或「土倫奈特(Tolonate)」HDT市售的。這些三聚物也含有較高的低聚物如五聚物、七聚物等，這些低聚物是在製備三聚物的過程中產生的。
一種可用的異氰脲酸酯是異佛爾酮二異氰酸酯的異氰脲酸酯。
可用的異氰酸酯官能加合物是由一種有機多異氰酸酯和一種多元醇形成的。任何上述的多異氰酸酯都可與多元醇反應形成加合物。多元醇比如三羥甲基烷烴如三羥甲基丙烷或乙烷。一種可用的加合物為四甲基二甲苯胺二異氰酸酯與三羥甲基丙烷的加合產物並以商標名「賽辛(Cythane)」3160市售的。
固化催化劑，按基料的重量計，通常在塗料組合物中的用量為0.1-5wt％，用於催化矽烷部分和帶異氰酸酯部分的丙烯酸矽烷聚合物的羥基部分之間的交聯反應。優選一種封端磺酸催化劑和一種烷基或芳基酸磷酸鹽催化劑如丁基酸性磷酸鹽或苯基酸性磷酸鹽的混合物。典型的封端酸催化劑為十二烷基苯磺酸用一種胺封端，如氨基甲基丙醇。也可用封端的甲苯磺酸。
在一種兩組分的組合物中，其中的組分A含有丙烯酸矽烷聚合物，將封端酸催化劑加入該組分中，並將酸磷酸鹽催化劑加入含有多異氰酸酯交聯劑的組分B中。在使用之前，將組分A和組分B混合在一起，並通常採用噴塗法和靜電噴塗法塗裝。
可採用其他催化劑並包括二月桂酸二丁錫、二乙酸二丁錫、二氯酸二丁錫、二溴酸二丁錫、三苯基硼、鈦酸四異丙酯、三乙醇胺絡鈦酸酯、二氧化二丁錫、二辛酸二丁錫、辛酸錫、鈦酸鋁、鋁絡合物、鋯絡合物、或其他本領域所熟知的類似化合物或其混合物。叔胺和酸或其結合也用於催化矽烷結合。其他矽烷固化催化劑公開於USP4,923,945，第15-17欄，在此引入作為參考。
為改進清漆塗層的耐候性，紫外光穩定劑或紫外光穩定劑的一種結合物可加入透明塗料組合物中，按基料重量計，其加入量為0.1-10wt％。這種穩定劑包括紫外光吸收劑、屏蔽劑、猝滅劑和特定的受阻胺類光穩定劑。也可加入一種抗氧劑，按基料重量計，其加入量為0.1-5wt％。
可用的典型紫外光穩定劑包括二苯酮、三唑類、三嗪類、苯甲酸鹽類、受阻胺類及其混合物。紫外光穩定劑的具體實例公開於USP4,591,533，其全部公開內容在此引入作為參考。為得到良好的耐久性，優選「廷納芬(Tinuvin)」1130、廷納芬384和廷納芬123(受阻胺類)的混合物，三者皆為市售的氣巴嘉基公司(Ciba-Geigy)產品。
該透明塗料組合物也可包括其他常規的製劑添加劑如流動控制劑，例如商標瑞絲佛勞(ResiflowTM)(聚丙烯酸丁酯)S、BYKTM320和325(高分子量聚丙烯酸酯)；和流變控制劑如熱解法二氧化矽。
上述的常規溶劑和稀釋劑用於分散和/或稀釋上述透明塗料組合物的聚合物。
用於與透明塗料組合物結合的典型底漆塗層，包括作為成膜基料的一種聚氨酯、一種丙烯酸尿烷、一種矽烷樹脂、一種丙烯酸樹脂和一種交聯劑如一種多異氰酸酯或一種烷基化三聚氰胺樹脂。該底漆塗層可以是水負載的或溶劑基的溶液或分散液。該底漆含有常規採用的顏料如金屬薄片顏料，比如說鋁薄片。
底漆塗層和清漆塗層都採用常規技術塗裝，比如噴塗法、靜電噴塗法、浸塗法、刷塗法和流塗法。
下列實施例用於解釋本發明。除非另有說明，所有的份數和百分數按重量計。分子量用GPC測定(凝膠滲透色譜)，以聚甲基丙烯酸甲酯為標準。
實施例1一種丙烯酸矽烷聚合物溶液製備方法是在2/1索爾維埃索(Solvesso)100芳烴溶劑/丁醇混合物的存在下，共聚下列單體134重量份數的苯乙烯(S)、134重量份數的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、134重量份數甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷(MAPTS)和268重量份數甲基丙烯酸異丁酯(IBMA)，並加入53.6重量份數的威佐(Vazo)_674。所得的聚合物溶液的固體含量為67％，在25℃下測得的粘度為X-Y加德納-荷爾特標度。該聚合物的組成為20％S/20％HEMA/20％MAPTS/40％IBMA，其重均分子量為4800。
一種塗料組合物通過混合下列組分配製組分A重量份數丙烯酸矽烷聚合物溶液(如上製備) 80.0紫外和受阻胺類光穩定劑(HALS)4.319.7％廷納芬_11301、16.7％廷納芬_38414.1％廷納芬_1231和14.7％廷納芬_07911溶於44.8％索爾維埃索100芳烴溶劑中「瑞斯佛勞」S2(50％固體含量聚丙烯酸丁酯流 0.2動控制劑溶於索爾維埃索100芳烴溶劑中)十二烷基苯磺酸溶液(33％固體含量溶於甲醇 1.3中用氨基甲基丙醇封端)索爾維埃索100芳烴溶劑 10.03-乙氧基丙酸乙酯12.0組分B1，6-己二異氰酸酯三聚物溶液(72％代斯摩 24.0多_固體含量溶於50/35/15重量比的正-丁醇、二甲苯和芳烴溶劑中)總份數 131.8上述組分的產地為1.氣巴特殊化學品公司產品2.金(King)工業公司產品3.拜爾公司產品4.E.I.杜邦de Nemours和公司產品將組分A充入混合容器中並混合，然後加入組分B並混合形成含76wt％丙烯酸矽烷聚合物和24％異氰酸酯的塗料組合物。該塗料組合物的粘度用3-乙氧基丙酸乙酯降低至35秒的噴塗粘度，該粘度是用#2費歇爾儀測量的。
常規首層電泳塗裝的鋼面板，用一種黑色水負載聚酯改性的丙烯酸三聚氰胺底漆進行噴塗，等待10分鐘後在83℃下進行10分鐘的預烘烤，然後在其上噴塗上述製備的透明塗料組合物，形成固化後厚度為2mil的膜，然後在120℃下烘烤鋼面板30分鐘，形成一種底漆塗層/清漆塗層。該塗料用20°光澤儀測得的光澤度為大於80，用屠康硬度機測得的硬度為12努普硬度單位。
實施例2一種丙烯酸矽烷聚合物(B)溶液通過下列共聚反應製備108份單體/引發劑混合物(20份苯乙烯、30份甲基丙烯酸羥乙基酯、10份γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、28份甲基丙烯酸異丁酯、12份丙烯酸乙基己酯、8份威佐(Vazo_)67)溶於60份芳烴100/正-丁醇的溶劑比為2/1的回流混合物中。所得樹脂溶液的固體含量為66％，加德納-荷爾特粘度為X+，用GPC測得的重均分子量為5100。
一種塗料組合物是通過混合下列組分配製的組份組分A重量份數丙烯酸矽烷聚合物B 100.0UV/HALS溶液(在實施例1中描述) 5.4瑞斯佛勞S 0.3十二烷基苯磺酸溶液(在實施例1中描述) 1.7芳烴100溶劑 12.53-乙氧基丙酸乙酯 15.0組分B代斯摩多_3300溶液(72％固體含量在實施例 37.51中描述)奧爾布賴特(Albright)_PA-75苯基酸性 0.6磷酸鹽總計 173.0一種清漆塗層以實施例1所述的同樣方式製備並噴塗於一種黑色水負載底漆之上。該底漆塗層/清漆塗層在130℃下烘烤30分鐘。
試驗結果列於表1。比較例3該實施例舉例說明一種不含矽烷的兩組分尿烷清漆塗層具有良好的抗酸蝕性，但其抗劃痕性差。
一種羥基官能化的丙烯酸聚合物(C)溶液通過下面共聚反應製備104份單體/引發劑混合物(25份苯乙烯、32份丙烯酸羥乙基酯、43份甲基丙烯酸正丁酯、4份威佐_67)溶於60份芳烴100/正丁醇溶劑比為9/1的回流混合物中。所得樹脂溶液的固體含量為66％，加德納-荷爾特粘度為Y-，用GPC測得的重均分子量為5300。
一種透明塗料是通過混合2.6份組分A(下列)和1份組分B(下列)製備的組分A重量份數丙烯酸聚合物C(上述) 100.0UV/HALS溶液(見實施例1) 7.250％瑞斯佛勞S的二甲苯溶液0.475％苯基酸性磷酸鹽溶液溶於丁醇 0.5正-丁醇 10.0芳烴100溶劑 20.13-乙氧基丙酸乙酯 13.4組分B代斯摩多_3300 39.4代斯摩多_4470溶液339.2芳烴100溶劑 2.2乙酸丁酯 7.73-乙氧基丙酸乙酯 6.0二甲苯 5.5一種清漆塗層以實施例1相同的方式塗裝於黑色水負載底漆之上。該底漆塗層/清漆塗層在130℃下烘烤30分鐘。
試驗結果列於表1比較例4本實施例舉例說明一種不含矽烷的2K尿烷清漆塗層具有良好的抗劃痕性，但其抗蝕性差。
一種透明塗料是通過混合2.6份的組分A(下列)和1份組分B(下列)製備的。
組分A重量份數丙烯酸聚合物C(見實施例3) 100.0UVA/HALS溶液(見實施例1) 7.350％瑞斯佛勞S溶於二甲苯溶液 0.4鄰苯二甲酸丁基苄基酯 6.075％苯基酸性磷酸鹽溶於丁醇溶液0.1正-丁醇 10.03-乙氧基丙酸乙酯 18.3組分B代斯摩多_3300 72.0正-丁醇 14.0二甲苯10.0芳烴100溶劑 4.0一種清漆塗層用與實施例1相同的方式製備並噴塗在一種黑色水負載底漆塗層上。該底漆塗層/清漆塗層在130℃下烘烤30分鐘。
試驗結果列於表1。
表1
注1最底溫度(0℃)在梯度烤爐試驗出現侵蝕。
注2使用臺面(Benchtop)汽車清洗機出現損傷(5＝良好，10＝差)。試驗方法抗侵蝕性將在黑色底漆塗層上罩有固化清漆塗層的面板放在一個其表面溫度為45-85℃梯度烤爐上。沿著梯度，向面板上滴1pH的酸性溶液斑點(200微升)。在暴露30分鐘之後，將斑點用去離子水洗去。抗劃痕性用一種臺面汽車清洗機來對在黑色塗層上罩有固化清漆塗層的面板進行損傷試驗。該方法在通用汽車工程標準規格試驗GM 9707P中述及。
權利要求
1.一種包括40-70wt％的成膜基料和30-60wt％的基料可揮發性液體載體的塗料組合物；其中的基料包括a.按基料的重量計，50-90wt％的一種丙烯酸矽烷聚合物，該聚合物基本由下列聚合單體組成一種單-烯式鍵不飽和矽烷單體，選自甲基丙烯酸烷基酯、一種丙烯酸烷基酯，烷基上各含有1-12個碳原子，甲基丙烯酸脂環烷基酯、丙烯酸脂環烷基酯、苯乙烯的單體或者這些單體的任何混合物；含羥基單體選自甲基丙烯酸羥烷基酯、丙烯酸羥烷基酯，烷基上各含有1-4個碳原子，或這些單體的任何混合物；且該聚合物用凝膠滲透色譜測定的重均分子量為1,000-15,000；b.按基料重量計，10-50wt％的一種有機多異氰酸酯；和其中的有機多異氰酸酯中的異氰酸酯基團對丙烯酸矽烷聚合物中的羥基基團的比例為0.4∶1至1.3∶1。
2.權利要求1的塗料組合物，其中的單-烯式鍵不飽和矽烷單體具有下列結構式 其中R選自CH3、CH3CH2、CH3O或CH3CH2O；R1和R2分別選自CH3或CH3CH2；和R3選自H、CH3或CH3CH2；n為0或1-10的正整數。
3.權利要求2的塗料組合物，其中的矽烷單體選自γ-三甲氧基甲矽烷基丙基甲基丙烯酸酯和γ-三甲氧基甲矽烷基丙基丙烯酸酯。
4.權利要求2的塗料組合物，其中的丙烯酸矽烷聚合物基本由下列組成基於丙烯酸矽烷聚合物的重量計，35-75wt％聚合的單體，該單體選自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯，烷基上各含有1-8個碳原子，和苯乙烯，基於丙烯酸矽烷聚合物的重量計，20-40wt％聚合的單體，該單體選自甲基丙烯酸羥烷基酯和丙烯酸羥烷基酯單體，烷基上各含有1-4個碳原子，和5-25wt％的單烯鍵式不飽和矽烷單體。
5.權利要求4的塗料組合物，其中的有機多異氰酸酯為1，6-己二異氰酸酯的三聚物或異佛爾酮二異氰酸酯的三聚物。
6.權利要求5的塗料組合物，按基料的重量計，含有0.1-5wt％的封端磺酸催化劑和芳基或烷基酸性磷酸鹽的催化劑混合物。
7.權利要求6的塗料組合物，其中的封端酸性催化劑是一種封端的十二烷基苯磺酸且芳基酸性磷酸鹽為苯基酸性磷酸鹽。
8.權利要求2的塗料組合物，按基料的重量計，含有1-10wt％的紫外光吸收劑。
9.權利要求2的塗料組合物，其中的丙烯酸矽烷聚合物基本由下列組成按丙烯酸矽烷聚合物的重量計，35-75wt％的聚合單體，該單體選自甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯，烷基上各含有1-4個碳原子，和苯乙烯；按丙烯酸矽烷聚合物的重量計，20-40wt％的聚合單體，該單體選自甲基丙烯酸羥烷基酯、丙烯酸羥烷基酯，烷基上各含有1-4個碳原子；和5-25wt％的含單烯鍵式不飽和矽烷的單體，和有機多異氰酸酯是1，6-己二異氰酸酯的三聚物或異佛爾酮二異氰酸酯的三聚物，和基於基料的重量計，該塗料組合物中含有0.1-5wt％的一種封端磺酸催化劑和芳基或烷基酸性磷酸鹽的催化劑混合物。
10.一種雙組分塗料組合物，包括一種丙烯酸矽烷聚合物的組分A，基本由下列組成按丙烯酸矽烷聚合物的重量計，35-75wt％的聚合單體，該單體選自丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯，烷基上各含有1-4個碳原子，和苯乙烯；按丙烯酸矽烷聚合物的重量計，20-40wt％的聚合單體，該單體選自甲基丙烯酸羥烷基酯、丙烯酸羥烷基酯，烷基上各含有1-4個碳原子；和5-25wt％的單烯鍵式不飽和矽烷的單體；基於組分A的重量，含有0.1-2wt％的一種封端十二烷基苯磺酸和組分B是由1，6-己二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯的三聚物所組成的一種有機多異氰酸酯，按組分B的重量計，含有0.1-2wt％的芳基酸性磷酸鹽。在應用之前，將組分A和組分B進行徹底地混合以形成一種塗料組合物。
11.一種由加有顏料塗料組合物的底漆塗層和用權利要求1的塗料組合物進行面漆塗裝的底物。
全文摘要
一種具體用作覆於加顏料的底漆塗層之上透明塗料的塗料組合物,當暴露於自然氣候環境時,該塗層具有改進的抗劃痕性和抗酸蝕性。該塗料組合物包括40—70wt%的成膜基料和30—60wt%的基料可揮發性液體載體;其中的基料含有(a)按基料的重量計,50—90wt%的一種丙烯酸矽烷聚合物,該聚合物由下列單體聚合:一種甲基丙烯酸烷基酯、一種丙烯酸烷基酯,烷基上各含有1—12個碳原子,甲基丙烯酸脂環烷基酯、丙烯酸酯環烷基酯、苯乙烯或者這些單體的任何混合物;含羥基單體選自:甲基丙烯酸羥烷基酯、丙烯酸羥烷基酯,烷基上各含有1—4個碳原子,或這些單體的任何混合物;和一種單—烯式鍵不飽和矽烷單體;且該聚合物用凝膠滲透色譜測定的重均分子量為1,000—15,000;(b)按基料重量計,10—50wt%的一種有機多異氰酸酯;並且其中的有機多異氰酸酯中的異氰酸酯基團對丙烯酸矽烷聚合物中的羥基基團的比例約為0.4∶1至1.3∶1。
文檔編號C09D143/00GK1306550SQ99807778
公開日2001年8月1日 申請日期1999年6月18日 優先權日1998年6月24日
發明者J·林, J·D·諾爾德斯特倫 申請人:納幕爾杜邦公司