涂料组合物以及形成多层涂膜的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年12月21日提交的第2012-279909号日本专利申请的优先 权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及涂料组合物以及使用所述涂料组合物形成多层涂膜的方法。
【背景技术】
[0004] 作为在汽车车体上形成涂膜的方法，3-涂2-烘法和2-涂2-烘法已被广泛使用。 3-涂2-烘法依次包括下列步骤：在使被涂物经历电沉积涂装和加热固化之后，涂装中涂涂 料组合物一加热固化一涂装底涂涂料组合物一预热（初步加热）一涂装透明涂料组合物一 加热固化。2-涂2-烘法依次包括下列步骤：在使被涂物经历电沉积涂装和加热固化之后， 涂装中涂涂料组合物一加热固化一涂装顶涂涂料组合物一加热固化。
[0005] 通常，3-涂2-烘法通过使用包含效应颜料的底涂涂料组合物而用于形成所谓的 金属色的涂膜，然而2-涂2-烘法通过使用包含有色颜料的顶涂涂料组合物而用于形成所 谓的单色（例如白色或黑色）的涂膜。
[0006] 近年来，出于节能的目的，已考虑省略在涂装中涂涂料组合物之后进行的加热固 化步骤，且对依次包括下列步骤的3-涂1-烘法进行研宄：涂装中涂涂料组合物一预热（初 步加热）一涂装底涂涂料组合物一预热（初步加热）一涂装透明涂料组合物一加热固化， 并对依次包括下列步骤的2-涂1-烘法进行研宄：涂装中涂涂料组合物一预热（初步加 热）一涂装顶涂涂料组合物一加热固化。
[0007] 从使有机溶剂挥发引起的环境污染最小化的角度，对于使用水性涂料组合物作为 中涂涂料组合物、底涂涂料组合物和顶涂涂料组合物的3-涂1-烘法或2-涂1-烘法存在 特别的需求。
[0008] 然而，在使用水性中涂涂料组合物和水性底涂涂料组合物的3-涂1-烘法中，以及 在使用水性中涂涂料组合物和水性顶涂涂料组合物的2-涂1-烘法中，在水性中涂涂料组 合物与水性底涂涂料组合物之间、在水性底涂涂料组合物与透明涂料组合物之间、或在水 性中涂涂料组合物与水性顶涂涂料组合物之间形成混合层。这可能导致所得的涂膜的平滑 度和鲜映性不足，因此这些已成为需要解决方案的问题。
[0009] 在省略了涂装中涂涂料组合物之后进行的加热固化步骤的3-涂1-烘法和2-涂 1-烘法中，只进行一个加热固化步骤。与至今已知的涂装方法相比对被涂物的表面状态 (即，不规则性）的遮盖倾向于不足，这是如此严重的状况。因此，在粗糙的情况下，例如尤 其当被涂物（如电沉积涂装的表面）的表面粗糙度大时，中涂涂料组合物的涂装更容易受 被涂物影响。这些也已成为需要解决方案的问题，因为其倾向于导致所得的涂膜的平滑度 和鲜映性不足。
[0010] 例如，专利文献1公开了形成多层涂膜的方法，该方法采用了通过使用水性中涂 涂料组合物、水性底涂涂料组合物和透明涂料组合物的3-涂1-烘法形成多层涂膜的涂装 方法，其中向已调节至具有特定固体含量的中涂涂膜涂装特定的水性底涂涂料组合物，将 所得的该底涂涂膜调节至具有特定固体含量，向其上涂装包含含羧基的化合物和聚环氧化 物的透明涂料组合物，并且在特定加热条件下同时固化中涂涂膜、底涂涂膜和透明涂膜。然 而，由此涂膜形成方法获得的多层涂膜可能具有不足的平滑度和鲜映性。
[0011] 为了抑制多层涂膜中的混合层并改进成品外观，例如专利文献2公开了形成多层 涂膜的方法，所述方法采用了包括向被涂物依次涂装水性第一着色涂料组合物、水性第二 着色涂料组合物和透明涂料组合物并且同时加热固化多层涂膜中的所得三层的3-涂1-烘 法，其中水性第一着色涂料组合物（X)包含丙烯酸树脂（A)、固化剂（B)和聚氨酯树脂乳液 (C)，并且在涂装第二底涂之前由水性第一着色涂料组合物（X)形成的第一着色涂膜具有 100%以下的水膨胀率且具有300%以下的有机溶剂膨胀率。然而，由此涂膜形成方法获得 的多层涂膜可能具有不足的平滑度和鲜映性。
[0012] 此外，例如专利文献3公开了包含丙烯酸树脂（A)、固化剂（B)和聚氨酯树脂乳液 (C)的水性涂料组合物，该聚氨酯树脂乳液是用包括聚异氰酸酯组分（包括脂环族二异氰 酸酯）和聚碳酸酯二醇组分（其由二醇组分获得，该二醇组分包含具有6个以上碳原子的 含亚环烷基的脂环族二醇）的组成组分而制备的。
[0013] 专利文献3还公开了形成多层涂膜的方法，所述方法采用了包括向被涂物依次涂 装水性第一着色涂料组合物、水性第二着色涂料组合物和透明涂料组合物且同时加热固化 多层涂膜中的所得三层的3-涂1-烘法，其中将上述水性涂料组合物用作水性第一着色涂 料组合物。作为水性第一着色涂料组合物的优选实施方案，专利文献3公开了涂料组合物 还包含特定的低聚物。然而，用此涂膜形成方法改进成品外观（在平滑度、鲜映性等方面） 的效果可能是不足的。
[0014] 为了通过抑制涂膜内应力来阻止多层涂膜中的混合层并改进多层涂膜的成品外 观，例如专利文献4公开了形成多层涂膜的方法，所述方法采用了包括同时烘烤固化中涂 涂膜、底涂涂膜和透明涂膜的步骤的3-涂1-烘法，其中用于形成中涂涂膜的水性中涂涂料 组合物包含特定的丙烯酸树脂乳液、完全烷基-醚化的三聚氰胺树脂和碳二亚胺化合物， 并且用于形成底涂涂膜的水性底涂涂料组合物包含特定的丙烯酸树脂乳液和特定的聚醚 多元醇。在此涂膜形成方法中，尝试了通过抑制中涂涂膜的内应力而阻止中涂涂膜与底涂 涂膜之间的混合层。然而，通过此方法获得的多层涂膜可能具有不足的成品外观。
[0015] 引用列表
[0016] 专利文献
[0017] 专利文献 1 :JP2009-028576A
[0018] 专利文献 2 :W02010/082607
[0019] 专利文献 3 :JP2010-215885A
[0020] 专利文献 4 :JP2009-262002A
[0021] 发明概述
[0022] 技术问题
[0023] 本发明的目的是提供透明涂料组合物，当向被涂物依次涂装水性第一着色涂料组 合物、水性第二着色涂料组合物和透明涂料组合物，并同时固化所得的涂膜以形成多层涂 膜时，该透明涂料组合物可以形成不易受被涂物的表面粗糙度影响、具有优异的对被涂物 的表面状态（即，不规则性）的遮盖并呈现出优异的平滑度、鲜映性和耐候性的多层涂膜； 以及使用该透明涂料组合物形成多层涂膜的方法。
[0024] 问题的解决方案
[0025] 本发明人进行了大量研宄以实现上述目的，并发现在通过3-涂1-烘法形成多层 涂膜的涂装方法中，在透明涂料组合物中加入特定的多元醇高度有效地改进了对被涂物的 表面状态（即，不规则性）的遮盖，且当将包含含羧基的化合物（A)、聚环氧化物（B)和特定 的多元醇（C)的涂料组合物用作透明涂料组合物时，可以实现上述目的。基于这些发现完 成了本发明。
[0026] 更具体地，本发明提供了一种涂料组合物，其在形成多层涂膜的方法中用作透明 涂料组合物（Z)，所述方法包括在被涂物上依次进行下列步骤（1)至（4):
[0027] (1)涂装水性第一着色涂料组合物（X)以形成第一着色涂膜；
[0028] (2)向步骤（1)中形成的所述第一着色涂膜涂装水性第二着色涂料组合物（Y)以 形成第二着色涂膜；
[0029] (3)向步骤（2)中形成的所述第二着色涂膜涂装透明涂料组合物（Z)以形成透明 涂膜；以及
[0030] (4)同时加热固化在步骤（1)至步骤（3)中形成的所述第一着色涂膜、所述第二着 色涂膜和所述透明涂膜，
[0031] 所述涂料组合物的特征在于，
[0032]所述涂料组合物包含含羧基的化合物（A)、聚环氧化物（B)和数均分子量为300至 1，500的多元醇（C)，所述多元醇（C)为选自含聚氧化烯的多元醇（C1)和聚碳酸酯多元醇 (C2)中的至少一种。
[0033] 此外，本发明提供了一种形成多层涂膜的方法，其特征在于，所述方法包括在被涂 物上进行下列步骤（1)至（4):
[0034] (1)涂装水性第一着色涂料组合物（X)以形成第一着色涂膜；
[0035] (2)向步骤（1)中形成的所述第一着色涂膜涂装水性第二着色涂料组合物（Y)以 形成第二着色涂膜；
[0036] (3)向步骤（2)中形成的所述第二着色涂膜涂装作为透明涂料组合物（Z)的上述 涂料组合物以形成透明涂膜；以及
[0037] (4)同时加热固化在步骤（1)至步骤（3)中形成的所述第一着色涂膜、所述第二着 色涂膜和所述透明涂膜。。
[0038] 此外，本发明提供了物品，其特征在于，所述物品通过上述形成多层涂膜的方法而 涂装。
[0039] 发明的有益效果
[0040] 认为的是，因为本发明的涂料组合物中的多元醇具有低分子量，所以可以改进多 层涂膜在固化过程中的热流动性，并提高对被涂物的遮盖，因此有效降低被涂物的表面状 态（即，不规则性）的影响（其导致成品外观受损）；因此，可以通过3-涂1-烘法提供具 有优异的成品外观（在平滑度和鲜映性等方面）的多层涂膜。
[0041] 未存在于第一着色涂膜或第二着色涂膜中而存在于透明涂膜中的多元醇实现了 极其显著的效果。
[0042] 多元醇具有羟基，其是可交联官能团，并具有优异的反应性。因此，从耐候性等方 面的涂膜性能的角度，多元醇也是优选的。可通过例如增加基体树脂的羟值的优选实施方 案来进一步提高涂膜性能。
[0043] 如上所述，因为赋予了对被涂物的表面状态（即，不规则性）的优异的遮盖，本发 明的涂料组合物能够在采用3-涂1-烘法的涂膜形成方法中形成具有优异的平滑度和鲜映 性以及优异的耐候性的多层涂膜。
[0044] 实施方案描述
[0045] 以下详细描述本发明的涂料组合物以及形成涂膜的方法。
[0046] 本发明的涂料组合物（以下可称为"本涂料组合物"）为在形成多层涂膜的方法中 用作透明涂料组合物（Z)的涂料组合物，该方法包括在被涂物上依次进行下列步骤（1)至 (4)：
[0047] (1)涂装水性第一着色涂料组合物（X)以形成第一着色涂膜；
[0048] (2)向步骤（1)中形成的第一着色涂膜涂装水性第二着色涂料组合物（Y)以形成 第二着色涂膜；
[0049] (3)向步骤（2)中形成的第二着色涂膜涂装透明涂料组合物（Z)以形成透明涂膜； 以及
[0050] (4)同时加热固化在步骤（1)至（3)中形成的第一着色涂膜、第二着色涂膜和透明 涂膜，
[0051] 该涂料组合物包含含羧基的化合物（A)、聚环氧化物（B)和数均分子量为300至 1，500的多元醇（C)，该多元醇（C)为选自含聚氧化烯的多元醇（C1)和聚碳酸酯多元醇 (C2)中的至少一种。
[0052] 本发_的涂料组合物
[0053] 含羧基的化合物（A)
[0054] 含羧基的化合物（A)在分子中包含羧基，且具有通常为50mgKOH/g至500mgKOH/ g、优选 80mgKOH/g至 300mgKOH/g的酸值。
[0055] 含羧基的化合物（A)的实例包含下列聚合物（1)至（3)和化合物（4)。聚合物（1) 至（3)和化合物（4)可单独使用或以组合形式使用。
[0056] 聚合物（1):在分子中包含半-酷化的酸酐基闭的聚合物
[0057] 本文所用术语"半-酯化的酸酐基团"意指包含羧基和羧酸酯基团的基团，其是由 向酸酐基团添加脂肪族一元醇以进行开环（即，半-酯化）而获得的。下文中，半-酯化的 酸酐基团可简称为"半酯基团"。
[0058] 聚合物（1)可容易地通过例如使含半酯基团的不饱和单体与一种或多种其他可 聚合不饱和单体经由常用方法共聚而获得。聚合物（1)还可容易地通过利用含酸酐基团的 不饱和单体代替含半酯基团的不饱和单体以相似方式进行共聚、然后半酯化酸酐基团而获 得。
[0059] 含酸酐基团的不饱和单体的实例包括马来酸酐、衣康酸酐等。含半酯基的不饱和 单体的实例包括通过半-酯化含酸酐基团的不饱和单体中的酸酐基团而获得的那些。如上 所述，半-酯化可在共聚反应之前或可在共聚反应之后进行。
[0060] 可用于半-酯化作用的脂肪族一元醇的实例包括低分子量一元醇，例如甲醇、乙 醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、乙二醇单甲醚和乙二醇单乙醚。可通过常用方法、例如 在室温到80°C的温度下、使用叔胺作为催化剂（如有需要的话），进行半_酯化。
[0061] 其他可聚合不饱和单体的实例包括含羟基的不饱和单体、（甲基）丙烯酸酯、乙烯 醚或烯丙醚、烯烃化合物和二烯化合物、含烃环的不饱和单体、含氮的不饱和单体、含可水 解的烷氧基甲硅烷基的丙烯酸类单体等。
[0062] 如本文所使用，（甲基）丙烯酸酯是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的上位术语；并且 (甲基）丙烯酸是丙烯酸和甲基丙烯酸的上位术语。
[0063] 含羟基的不饱和单体的实例包括：丙烯酸或甲基丙烯酸的C2_8羟烷基酯，例如（甲 基）丙烯酸-2-羟乙酯、（甲基）丙烯酸-3-羟丙酯和（甲基）丙烯酸羟丁酯；聚醚多元醇 (例如