用於卷材塗覆的塗料組合物、此種塗料組合物的製備方法和卷材塗覆方法與流程

2023-12-10 22:02:37

本發明一般性地涉及塗料組合物、用於製備塗料組合物的方法和用於應用塗料組合物的方法，並且更特別地，本發明涉及用於卷材塗覆的塗料組合物、用於製備用於卷材塗覆的塗料組合物的方法和卷材塗覆方法。

背景技術：

卷材塗覆是用於在製造成成品之前用底漆、底漆塗層或頂漆塗層塗覆金屬的連續的自動化工藝。金屬基材(通常為鋼或鋁的金屬基材)以卷材形式從輥軋機傳送。金屬卷材被定位在塗覆線的開端，並且在一個連續過程中，將卷材退卷，預清潔，預處理，預塗底漆並預塗漆(通常使用輥塗)，之後在另一端重新卷繞並包裝用於運輸。該過程可每秒進行長達約213米(700英尺)。

常規的卷材塗覆漆(在本文中稱為「塗料組合物」)具有一些缺點。通常，基於塗料組合物的總重量，塗料組合物包含約20重量％至約30重量％的非揮發性顆粒，並且還包含揮發性溶劑。因此，為了符合政府的環境法規，要求在工藝爐上存在揮發性有機化合物(VOC)的收集器和氧化器以使釋放到大氣中的VOC最小化。另外，金屬在塗覆之後的腐蝕也是現有的問題。

因此，期望提供在卷材塗覆工藝之後展現出提高的抗腐蝕性的具有相對高固體含量的水基卷材塗料組合物。另外，期望提供用於製備這樣的塗料組合物的方法。還期望提供使用這樣的塗料組合物的卷材塗覆方法。此外，從後續對本發明的詳細說明和所附權利要求書並結合附圖和本發明背景，本發明的其他期望特徵和特性將變得明顯。

技術實現要素：

提供了用於卷材塗覆的塗料組合物、這樣的塗料組合物的製備方法和卷材塗覆方法。在一個示例性實施方案中，塗料組合物包含水性載體和分散在水性載體中的成膜粘合劑。所述成膜粘合劑包含環氧樹脂-胺加合物和封閉聚異氰酸酯交聯劑。所述成膜粘合劑在經受至少約165.5℃(330°F)的加熱之前具有締合的胺/酸基團。所述塗料組合物還包含顏料和研磨樹脂。基於所述塗料組合物的總重量，所述塗料組合物的固體含量為至少約40重量％。

在另一個示例性實施方案中，用於製備塗料組合物的方法包括將聚環氧化物和聚醚多元醇合併以形成混合物並加熱該混合物。向該混合物添加交聯劑並向該混合物添加陽離子基團形成劑。向該混合物添加酸以形成成膜粘合劑。將成膜粘合劑與顏料糊劑合併。基於塗料組合物的總重量，塗料組合物的固體含量為至少約40重量％。成膜粘合劑在經受至少約165.5℃(330°F)的加熱之前具有締合的胺/酸基團。

在還一個示例性實施方案中，用於卷材塗覆金屬卷材的方法包括將金屬卷材從卷材退捲成金屬帶。將金屬帶清潔並用塗料組合物塗覆金屬帶的至少一個表面以形成經塗覆的金屬帶。所述塗料組合物包含水性載體和分散在水性載體中的成膜粘合劑。所述成膜粘合劑包含環氧樹脂-胺加合物和封閉聚異氰酸酯交聯劑。所述成膜粘合劑在經受至少約165.5℃(330°F)的加熱之前具有締合的胺/酸基團。所述成膜粘合劑還包含顏料和研磨樹脂。基於所述塗料組合物的總重量，所述塗料組合物的固體含量為至少約40重量％。將經塗覆的金屬帶加熱。

附圖簡述

在下文中，將結合以下附圖對本發明進行描述，其中相同的附圖標記表示相同的元素，並且其中：

圖1是常規卷材塗覆工藝的側視圖。

發明詳述

以下詳細描述本質上僅是示例性的，並非旨在限制本發明或者本發明的應用或用途。此外，不旨在受前述背景技術或以下詳細描述中所示的任何理論的限制。

本文中設想的多個實施方案涉及用於卷材塗覆的塗料組合物。不同於用於卷材塗覆的常規塗料組合物，本文中設想的塗料組合物是非揮發性固體含量為基於塗料組合物的總重量的至少40重量百分比(重量％)的水基組合物。就此而言，本文中設想的塗料組合物表現出優於常規塗料組合物的抗腐蝕性。本文中設想的塗料組合物的更高的固體含量還導致比常規塗料組合物更低的VOC含量。儘管本文中所示的塗料組合物被描述為可用於卷材塗覆工藝，但是應當理解，所述塗料組合物不局限於此並且可用於在任何塗漆工藝(例如，噴塗、浸塗、輥塗、刷塗等)中塗覆和/或塗漆大部分(如果不是全部的話)金屬結構，例如衝壓金屬部件，例如汽車工業中製造並使用的那些，擠出金屬部件、模製金屬部件等。

圖1中示出了常規卷材塗覆工藝10的側視圖。卷材塗覆工藝是卷材的金屬帶被輸送通過整個塗覆工藝的連續輸送操作。金屬帶可以是鋼帶、鋁帶、鑄鐵帶或其他金屬帶或者金屬合金帶。卷材12被首先輸送到入口聚集器塔14中並且在塗覆之後被輸送到出口聚集器塔16，聚集器塔14，16允許以恆定速度持續進行塗覆操作，甚至當卷材的金屬帶的進入延遲(例如開始新的卷)或者金屬帶在塗覆後的卷繞延遲(例如切割金屬以結束一卷並開始新卷)時也如此。一般將卷材清潔以除去油或碎屑，在預處理站18處進行預處理並在乾燥器20中進行乾燥。然後，用底漆22在帶的一側或兩側上對金屬帶塗底漆，並在固化爐24中烘烤以固化底漆。隨後，

用頂塗層組合物26在至少一側上對金屬帶進行塗覆。通常通過輥塗對金屬帶進行塗覆，但是也可通過刷塗、噴塗、浸塗等來進行塗覆。由於安全性問題頂塗料在卷材塗覆工藝中一般不通過電沉積來施加。可在另一側上施加單獨的背襯或不同的頂塗層。將頂塗層沉積至厚度為約15.24微米(μm)(0.6密耳)至約25.4μm(1密耳)。將頂塗層在整理爐(finishing oven)28中在約204.4℃(400°F)至約537.8℃(1000°F)的溫度下烘烤並在水淬30中淬火。然後，將金屬帶輸送到出口聚集器塔16中並在此重新卷繞。

根據一個示例性實施方案，用於卷材塗覆工藝的塗料組合物(即，頂塗層組合物26)包含成膜粘合劑、水性載體、顏料和研磨樹脂。用於形成塗料組合物的主要乳劑的成膜粘合劑是環氧樹脂胺加合物和封閉聚異氰酸酯交聯劑並且分散在水性介質中。所述粘合劑的存在量為按固體重量計的約30％至50％。本文中設想的塗料組合物中的成膜粘合劑如下形成：使聚環氧化物與聚合物多元醇(在下文進行描述)接觸並一起加熱，對其反應產物進行擴鏈，隨後與陽離子鹼基團形成劑反應，所述形成劑也在下文進行描述。然後，將得到的反應產物與交聯劑合併。

用於形成成膜粘合劑的聚環氧化物是1，2-環氧當量大於1(例如，為約2)的聚合物，即平均每個分子具有兩個環氧基團的聚環氧化物。示例性的聚環氧化物是環狀多元醇的聚縮水甘油醚。特別合適的是多元酚(例如雙酚A)的聚縮水甘油醚。這些聚環氧化物可通過多元酚與表氯醇或二氯丙醇在鹼存在下的醚化來產生。多元酚的實例是2，2-雙-(4-羥基苯基)丙烷、1，1-雙-(4-羥基苯基)乙烷、2-甲基-1，1-雙-(4-羥基苯基)丙烷、2，2-雙-(4-羥基-3-叔丁基苯基)丙烷、雙-(2-羥基萘基)甲烷、1，5-二羥基-3-萘等。其他環狀多元醇的實例包括脂環族多元醇，特別是環脂族多元醇，例如1，2-環己二醇、1，4-環己二醇、1，2-雙(羥基甲基)環己烷、1，3-雙(羥基甲基)環己烷和氫化雙酚A。

其他聚環氧化物的實例是多元醇的聚縮水甘油醚，所述多元醇例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇等。聚環氧化物的分子量為至少約200，例如約200至2000，例如約340至約2000。

在一個示例性實施方案中，與聚環氧化物接觸並加熱的聚合物多元醇是由使環狀多元醇與環氧乙烷反應形成的聚醚多元醇。任選地，聚醚多元醇可通過使環狀多元醇與環氧乙烷和亞烷基鏈中具有3至4個碳原子的環氧烷烴的混合物反應而形成。

聚醚多元醇通過本領域中已知的技術來製備。典型的反應條件如下：將環狀多元醇裝到能夠維持壓力的反應器中。如果該環狀多元醇是液體或低熔點固體(例如環己烷二甲醇)，則將其以純的形式添加到反應器中。如果該環狀多元醇是固體或高粘度液體，則可將其溶解於合適的溶劑中。例如，可將雙酚A溶解為甲基異丁酮中的50％溶液。可將間苯二酚溶解在水中。基於反應混合物的總重量，通常向反應混合物添加約0.5重量％至2重量％的催化劑，例如叔胺，例如N，N』-二甲基環己胺，或者鹼金屬氫氧化物，例如氫氧化鈉或氫氧化鉀。將環狀多元醇加熱到約82℃(180°F)至約104℃(219°F)，並將反應器用氮加壓到約2.8至約4.2千克/平方釐米(kg/cm2)(約40至約60磅/平方英寸(psi))。

將環氧乙烷也在壓力下(通常在約5.6至約7.0kg/cm2(約80至約100psi)下)隨冷卻以增量方式緩慢地進料到反應器中以除去當環氧乙烷與環狀多元醇反應時獲得的放熱熱量。在持續約3至4小時的添加期間，使反應容器的溫度保持在約82℃(180°F)至約121℃(250°F)。在完成環氧乙烷添加時，使反應混合物在約93℃(199°F)至121℃(250°F)下保持約1至2小時以完成反應。如果存在溶劑的話，則將其汽提出，並且如果使用氫氧化鈉或氫氧化鉀的話，則可用酸(例如磷酸)將其中和並過濾掉鹽。如果使用環氧乙烷和高級環氧烷烴的混合物的話，則在一個實施方案中，首先用高級環氧烷烴進行反應，然後用環氧乙烷進行反應。

可使用的環狀多元醇的實例是多元酚和環脂族多元醇，例如上文結合聚環氧化物的製備提及的那些。此外，可使用環狀多元醇，例如芳族二醇、間苯二酚、芳基-烷基二醇(例如多種異構的二甲苯二醇)和雜環二醇，例如1，4-哌嗪二乙醇。

如上所述，除環氧乙烷之外，還可使用環氧乙烷和在亞烷基鏈中包含3至6，例如3至4個碳原子的環氧烷烴的混合物。這樣的環氧烷烴的實例是1-2-環氧丙烷、1-甲基-1，2-環氧丙烷、1，2-環氧丁烷、單環氧丁烷、表氯醇、縮水甘油、環己烷氧化物和苯乙烯氧化物，其中優選1，2-環氧丙烷。

在一個實施方案中，環狀多元醇-環氧烷烴縮合物是二官能的或三官能的，即其平均每分子包含2至3個羥基。可採用更高官能的聚醚，但是膠凝化可提出挑戰。更高官能度聚醚的一個實例是環狀多元醇(例如蔗糖)與環氧乙烷的反應產物。

環狀多元醇與環氧烷烴的當量比應為1∶3至20，例如1∶3至15。當該比小於1∶3時，所得塗料的柔性不足。當該比率大於1∶20時，固化膜將具有更差的抗鹽霧腐蝕性。用於本文中設想的塗料組合物的示例性環狀多元醇-環氧烷烴縮合物被認為具有以下結構式：

R-((OX)m(OC2H4)n-OH)z

其中R是環狀基團，m等於0至18，n等於1至15，n加m等於1至20，X是3至8個碳原子的亞烷基，並且Z等於2至3。

聚環氧化物和聚醚多元醇可通過將二者簡單地混合在一起來接觸，任選地在溶劑存在下混合，所述溶劑例如芳族烴，例如甲苯、二甲苯和酮，例如甲基乙基酮和甲基異丁基酮。將聚環氧化物和聚醚多元醇一起加熱，例如在至少75℃(167°F)，例如至少90℃(194°F)，例如100℃(212°F)至180℃(356°F)的溫度下加熱，通常在催化劑(例如0.05重量％至2重量％的叔胺或季銨鹼)存在下加熱。聚環氧化物和聚醚多元醇一起加熱的時間根據接觸量、其如何接觸、攪拌程度、溫度和催化劑的存在而變化。通常，當使聚環氧化物和聚醚多元醇在攪拌反應器中接觸時，則將其加熱足以增加反應混合物的環氧當量的時間。在一個實施方案中，環氧當量應增加超過其原始值的至少25％，例如至少50％，例如約75％至150％，所述環氧當量根據ASTM D-1652來確定(包含1克當量環氧化物的樹脂固體的克數)。在一個實施方案中，聚醚多元醇中活性氫(例如，羥基)的當量與聚環氧化物中1，2-環氧的當量的比應為約小於1，例如為約0.1至約0.8∶1，例如約0.3至約0.6∶1。

使聚環氧化物和聚醚多元醇接觸並一起加熱以形成樹脂性反應產物或樹脂。儘管樹脂性反應產物的性質尚未完全了解，但是認為其是約15重量％至45重量％的擴鏈聚環氧化物(即，與聚醚多元醇分子連接在一起的聚環氧化物分子)以及約55重量％至約85重量％的未反應聚醚多元醇和未反應聚環氧化物或與自身反應的聚環氧化物的混合物。

在另一個示例性實施方案中，用於形成成膜粘合劑的聚合物多元醇是聚酯多元醇。聚酯多元醇可通過有機多元羧酸或其酸酐與含有伯羥基或仲羥基的有機多元醇的聚酯化來製備。通常來說，所述多元羧酸和多元醇是脂族或芳族二元酸和二醇。通常用於製備聚酯的二醇包括亞烷基二醇，例如乙二醇和丁二醇；新戊二醇以及其他二醇，例如環己烷二甲醇。

聚酯的酸組分主要由每分子具有2至28個碳原子的單體羧酸或酸酐組成。可用的酸有酞酸、異酞酸、對苯二甲酸、四氫酞酸、六氫酞酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、馬來酸、戊二酸、氯菌酸、四氯酞酸等。當提及上文的酸時，應當理解，可使用形成酸酐的這些酸的酸酐來代替酸。

除由多元醇的多元酸形成的聚酯多元醇之外，還可使用內酯聚酯。這些產物由內酯(例如ε-己內酯)與多元醇的反應來形成。由該反應獲得的聚內酯多元醇特徵在於存在端羥基和由內酯衍生的再現聚酯部分，即：

其中n至少為4，例如4至6，並且至少n+2R是氫且其餘的R取代基選自氫、烷基、環烷基和烷氧基，取代基均不包含多於12個碳原子，並且內酯環中取代基的碳原子總數不超過12。

用作起始材料的內酯可以是在環中具有至少6個碳原子，例如6至8個碳原子，並且環中與氧基連接的碳原子上具有至少兩個氫取代基的任何內酯或內酯組合。用作起始材料的內酯可由以下通式來表示：

其中n和R具有上文提及的含義。

本文中可用的內酯是其中上述結構中n等於4的ε-己內酯。在一個實施方案中，所述內酯是未經取代的ε-己內酯，其中n等於4並且上述結構中的所有R均為氫。ε-己內酯是特別有用的，因為其可容易地以商業量獲得並且提供優異的塗料特性。可單獨或組合地利用多種內酯。適用於本文的聚己內酯多元醇的分子量為530至2000道爾頓。

合適的脂族二醇的實例包括乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇和1，4-環己烷二甲醇。合適的脂族三醇的實例是三羥甲基丙烷。合適的聚己內酯多元醇的分子量為530至2000。

己內酯的聚合通過與含有伯羥基的有機多元醇反應來引發。特別適用於本文的有機多元醇是脂族二醇和三醇，例如含有2至10個碳原子的亞烷基二醇。

使聚環氧化物和聚合物多元醇的樹脂性反應產物與陽離子基團形成劑(例如，胺)反應，然後用酸中和。用於加合環氧樹脂的胺是單胺，特別是具有伯羥基的仲胺。當使含有伯羥基的仲胺與聚環氧化物中的端環氧化物基團反應時，所得物是其中胺已變成叔胺並且含有伯羥基的胺/環氧加合物。可用的伯胺和仲胺的實例包括二乙胺、甲基乙基胺、甲基乙醇胺、乙基乙醇胺、單乙醇胺、乙胺、二甲基胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、異丙胺、二異丙胺、丁胺、二丁胺等。特別可用的是烷醇胺，例如甲基乙醇胺。

除上文公開的胺之外，與聚環氧化物-多元醇產物反應的胺部分可以是多胺的酮亞胺。酮亞胺基團在胺-環氧樹脂反應產物分散於水中之後將分解，產生可與固化劑反應的游離伯胺基團。本文中可用的酮亞胺由酮和伯胺製備而來。將形成的水除去，例如通過共沸蒸餾來除去。可用的酮包括具有3至13個碳原子的二烷基酮、二芳基酮和烷基芳基酮。具體實例包括丙酮、甲基乙基酮、甲基正丁基酮、甲基異丁基酮、甲基異戊基酮、甲基芳基酮、乙基異戊基酮、乙基戊基酮、苯乙酮和二苯基酮。合適的二胺是乙二胺、1，3-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷、4，9-二氧雜十二烷、1，12-二胺等。特別可用的酮亞胺是二酮亞胺，其是二亞乙基三胺和甲基異丁基酮的酮亞胺。還可使用多種胺的混合物。

仲胺與聚環氧化物和聚合物多元醇的樹脂性反應產物的反應經將胺與聚環氧化物混合而發生。該反應可以以純的形式進行或者任選地在合適的溶劑存在下進行。該反應可為放熱的並且可期望冷卻。然而，可利用加熱至適度溫度(即50℃(122°F)至150℃(302°F))以加快反應。

胺與聚環氧化物/多元醇反應產物的反應產物通過用酸至少部分地中和來實現其陽離子特徵。合適酸的實例包括有機酸和無機酸，例如甲酸、乙酸、乳酸和磷酸。中和的程度將取決於所涉及的具體產物。僅需要使用足夠的酸以使產物分散在水中。通常來說，酸的使用量將足以提供總理論中和的至少約30％。還可使用超過100％總理論中和所需要的過量酸。在使塗料組合物經受至少約165.5℃(330°F)的加熱之前胺/酸基團與塗料組合物中的成膜粘合劑保持締合。

在一個示例性實施方案中，對樹脂的陽離子基團形成的程度進行選擇使得當將樹脂與水性介質混合時，將形成穩定的分散體。穩定的分散體是不會沉澱的分散體或者如果發生一定程度的沉積的話是容易可重新分散的分散體。在一個示例性實施方案中，根據本文中設想的方法製備的陽離子樹脂每一百克樹脂固體包含約10至約300，例如約30至約100毫當量的陽離子基團。

如上所述，用於形成本文中設想的塗料組合物的主要乳劑中的成膜粘合劑是分散在水性介質中的環氧樹脂胺加合物和封閉聚異氰酸酯交聯劑。適用於成膜粘合劑的聚異氰酸酯交聯劑的實例是脂族異氰酸酯、環脂族異氰酸酯和芳族異氰酸酯，例如六亞甲基二異氰酸酯、環六亞甲基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、亞甲基二苯基二異氰酸酯等。使這些異氰酸酯與封閉異氰酸酯官能性(即，交聯官能性)的封閉劑(例如肟、醇或己內醯胺)預反應。在一個示例性實施方案中，封閉劑的混合物是甲醇、乙醇和二乙二醇單丁醚。經加熱，封閉劑分離，從而提供反應性異氰酸酯基團，並且發生交聯。電塗料組合物的成膜粘合劑通常包含約40重量％至60重量％環氧樹脂胺加合物和約60重量％至40重量％封閉異氰酸酯，並且是塗料組合物中的主要樹脂性成分。

除上述成膜粘合劑之外，本文中設想的塗料組合物還包含以顏料糊劑的形式併入到組合物中的顏料。所述顏料糊劑通過將顏料和任選成分(例如溼潤劑、表面活性劑和消泡劑)在研磨樹脂中研磨或者分散到研磨樹脂中來製備。可使用本領域中公知的任何顏料研磨樹脂。在周研磨樹脂研磨之後，顏料的顆粒尺寸應與實際一樣小，例如使用Hegman研磨量規，顆粒尺寸為約6至8。在一個示例性實施方案中，顏料糊劑的非揮發性固體含量為基於塗料組合物總重量的至少30重量％，例如基於塗料組合物的總重量的40重量％。

可用於本文中設想的塗料組合物的顏料包括鈦二氧化物、鹼性鉛矽酸鹽、鍶鉻酸鹽、炭黑、氧化鐵、鋅羥基亞磷酸鹽、鉛、鉍、錫、粘土等。應謹慎地使用具有高表面積和吸油性的顏料，因為這些可對塗料組合物的聚結和流動具有不期望的效果。

顏料與成膜粘合劑的重量比為例如小於0.5∶1，例如小於0.4∶1，例如為約0.2至0.4∶1。已發現，更高的顏料與成膜粘合劑重量比對聚結和流動產生不利影響。

本文中設想的塗料組合物可包含任選成分，例如，例如溼潤劑、表面活性劑、消泡劑、抗縮孔添加劑等。表面活性劑和溼潤劑的實例包括烷基咪唑啉；可以以「104」從Air Products and Chemicals有限公司，艾倫鎮，賓夕法尼亞獲得的炔醇；以及可從Milliken Chemical，斯帕坦堡，南卡羅來納獲得的乙氧基化苯乙烯化苯酚，例如「Syn8334」。這些任選成分(當存在時)構成按塗料組合物中成膜粘合劑的重量計的約0.1％至20％。

任選地，可使用增塑劑來促進流動。可用增塑劑的實例是高沸點水不混溶性材料，例如壬基酚或雙酚A的環氧乙烷或環氧丙烷加合物。增塑劑通常以按塗料組合物中成膜粘合劑的重量計的約0.1％至15％的水平來使用。

本文中設想的塗料組合物是水性分散體。本文中使用的術語「分散體」是其中粘合劑在分散相中且水在連續相中的兩相半透明或不透明含水樹脂性粘合劑體系。粘合劑相的平均顆粒尺寸直徑為約0.1至約10微米，例如小於5微米。含水介質中粘合劑的濃度一般不關鍵，但是水性分散體的主要部分一般是水。水性分散體通常包含約3重量％至約50重量％，例如5重量％至40重量％的粘合劑固體。在一個示例性實施方案中，基於所述塗料組合物的總重量，所述塗料組合物的非揮發性固體含量為至少40重量百分比(重量％)，例如約40重量％至約60重量％非揮發性固體，例如45重量％非揮發性固體，例如50重量％非揮發性固體。就此而言，本文中設想的塗料組合物表現出優於常規塗料組合物的抗腐蝕性。本文中設想的塗料組合物的更高的固體含量還導致比常規塗料組合物更低的VOC含量。所述塗料組合物的重均分子量(Mw)為約2,000至約6,000Mw，例如4000Mw。

除水之外，水性介質還可包含聚結溶劑。可用的聚結溶劑包括烴、醇(特別是多元醇)、酯、醚和酮。具體的聚結溶劑包括乙二醇的單丁基醚和單己基醚以及丙二醇的苯基醚。聚結溶劑的量並不非常關鍵，並且為例如基於成膜粘合劑固體的總重量的約0重量％至約15重量％，例如0.5重量％至約5重量％。

根據一個示例性實施方案並且如上所述，用於製備本文中設想的塗料組合物的方法包括任選地在溶劑存在下合併聚環氧化物和聚醚多元醇，所述溶劑例如芳族烴，例如甲苯、二甲苯和酮，例如甲基乙基酮和甲基異丁基酮。將聚環氧化物和聚醚多元醇一起加熱，例如在至少75℃(167°F)，例如至少90℃(194°F)，例如100℃(212°F)至180℃(356°F)的溫度下加熱，通常在催化劑(例如0.05重量％至2重量％的叔胺或季銨鹼)存在下加熱。聚環氧化物和聚醚多元醇一起加熱的時間根據接觸量、其如何接觸、攪拌程度、溫度和催化劑的存在而變化。使反應達到放熱溫度的最高值。將爐冷卻至約149℃(300°F)至約177℃(350°F)的範圍，例如160℃(320°F)，在此維持約1小時。調節爐的溫度，並且當批料冷卻至約135℃(275°F)至約163℃(325°F)的範圍，例如149℃(300°F)的溫度時，將交聯劑共混到批料中持續足以獲得均勻混合物的時間。將批料進一步冷卻至約93℃(200°F)至約121℃(250°F)的範圍，例如至107℃(225°F)的溫度，並且添加陽離子基團形成劑，例如胺。使批料的溫度升高至約50℃(122°F)至150℃(302°F)的範圍，例如121℃(250°F)的溫度。

將固化催化劑、水和酸的預混合物混合直至得到澄清的溶液。將預混合物與額外的水和額外的酸混合。該額外的酸可以是用於形成原始預混合物的相同酸或不同酸。將最終的預混合物添加至樹脂性批料中並攪拌，直至獲得均勻混合物，例如約3天。可在此時添加任何添加劑和聚結溶劑。

在一個示例性實施方案中，接下來配製顏料糊劑。將研磨樹脂與水和非表面活性劑合併以得到均勻混合物。向該混合物添加顏料並繼續共混。可再添加水。將混合物在27℃(80°F)至38℃(100°F)的範圍，例如32℃(90°F)的溫度下研磨直至實現大於7的Hegman讀數。如上所述，然後將顏料糊劑和成膜粘合劑以例如小於約0.5∶1，例如小於約0.4∶1，例如約0.2至0.4∶1的顏料與成膜粘合劑的重量比合併。

以下是用於根據一個示例性實施方案的塗料組合物的製備方法。提供該實施例僅用於舉例說明目的，且不旨在以任何方式限制本發明的多個實施方案。

實施例

成膜粘合劑

將約159.6克(g)EPONTM樹脂828(從哥倫布，俄亥俄州的Momentive Specialty Chemicals有限公司獲得的未經稀釋的澄清二官能雙酚A/表氯醇衍生的液體環氧樹脂)、79.7g雙酚A、11.84g二甲苯和0.15g作為催化劑的烴滷化物裝入到其中具有氮氣流的玻璃容器中。將容器加熱至143.3℃(290°F)，並使批料達到約226.7℃(440°F)的放熱溫度的最高值。使容器溫度在160℃(320°F)下保持1小時。然後，將容器的溫度調節至107℃(225°F)。

當批料已被冷卻至149℃(300°F)時，添加41.42g聚氧烷基化雙酚A和經醇封閉的芳族聚異氰酸酯交聯劑。將批料混合20分鐘。

繼續批料的冷卻，直至批料溫度達到107℃(225°F)。添加11.11g酮亞胺。5分鐘後，向批料中共混9.28g 2-甲基氨基乙醇。使容器的溫度升高至121℃(250°F)並在此保持1小時。

將5.66g三氧化二鉍、13.64g去離子水和9.26g甲磺酸一起在燒杯中共混，直至出現澄清的溶液。然後，將該溶液添加至8.13g乳酸和426.2去離子水，將整個預混合物添加至批料。

研磨樹脂

一種示例性的研磨載劑通過將21.68g環氧樹脂(其是雙酚A的二縮水甘油醚)、0.02g烴滷化物催化劑和8.98g雙酚A在玻璃容器中合併並加熱至約143℃(290°F)來製備。使組分放熱反應。將混合物冷卻至138℃(280°F)，並添加12.77g聚異氰酸酯樹脂。使混合物在121℃(250°F)下保持2小時。兩小時之後，隨混合向批料添加34.31g乙二醇單丁基醚並將批料冷卻至88℃(190°F)。隨後，向批料添加17.41g聚氨酯並使批料的溫度在88℃(190°F)下保持6小時。然後，向批料添加4.84g 2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇，並混合30分鐘。

紅色顏料糊劑

以250轉/分鐘(RPM)的混合速度將約22.6g的上述研磨樹脂與33.1g去離子水和1.1g來自Milliken Chemical的Syn8334合併。將混合物共混15分鐘。使混合器的速度升高至1000RPM並向混合物添加5.4g二丁基氧化錫、0.6g炭黑、10.1g二氧化鈦、1.2g酞菁藍和18.4g氧化鐵。將混合物共混30分鐘。添加額外的7.4g水並在1000RPM下繼續混合30分鐘。然後，將糊劑在32℃(90°F)下研磨直至實現大於7的Hegman讀數。

灰色顏料糊劑

以200RPM的混合速度將約18.6g的上述研磨樹脂與34.6g去離子水、1.0g Syn8334和0.3g乳酸合併。將混合物共混15分鐘。使混合器的速度升高至1500RPM並向混合物添加0.7g三氧化二鉍、4.0g二丁基氧化錫、12.0g二氧化鈦、16.3g硫酸鋇的體質顏料、0.4g炭黑和4.9g水合矽酸鋁。將混合物共混30分鐘。添加額外的7.4g水並在1500RPM下繼續混合30分鐘。然後，將糊劑在32℃(90°F)下研磨直至實現大於7的Hegman讀數。

紅色塗料組合物1

將約548g成膜粘合劑和約500g紅色顏料糊劑合併以形成紅色塗料組合物。

紅色塗料組合物2

將約381.5g成膜粘合劑、3g的戊二酸二甲酯和二甲酯己二酸的分別10/90重量/％共混物、2g乙二醇單丁基醚和109.3g紅色顏料糊劑合併以形成紅色塗料組合物。

灰色塗料組合物

將約155g成膜粘合劑和約112g灰色顏料糊劑合併以形成灰色塗料組合物。

因此，提供了卷材塗料組合物。所述卷材塗料組合物包含水性載體和分散在水性載體中的成膜粘合劑。所述成膜粘合劑包含環氧樹脂-胺加合物和封閉聚異氰酸酯交聯劑。所述成膜粘合劑在經受至少165.5℃(330°F)的加熱之前具有締合的胺/酸基團。另外，所述卷材塗料組合物包含顏料和研磨樹脂。基於所述塗料組合物的總重量，所述卷材塗料組合物的固體含量為至少約40重量％。就此而言，與常規的卷材塗料組合物相比，所述卷材塗料組合物提供更好的抗腐蝕性和更低的VOC含量。

儘管在本發明的前述詳細描述中已示出了至少一個示例性實施方案，但是應當理解，存在大量的變化方案。還應認識到，一個或更多個示例性實施方案僅僅是實例，且不旨在以任何方式限制本發明的範圍、適用性或結構。而且，前述詳細說明將為本領域技術人員提供實施本發明的示例性實施方案的方便路線圖。應當理解，可對一個示例性實施方案中所描述的元素的功能和布置進行多種變化而不背離所附權利要求書中提出的本發明的範圍。