涂料组合物以及形成多层涂膜的方法_4

文档序号:8547563阅读:来源:国知局
(甲基)丙烯酸-3, 4-环氧环己基乙酯、(甲 基)丙烯酸-3, 4-环氧环己基丙酯和烯丙基缩水甘油醚;具有烷氧基末端的聚氧乙烯链 的(甲基)丙烯酸酯;含磺酸基的不饱和单体,例如2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、烯丙基 磺酸、苯乙烯磺酸钠盐、甲基丙烯酸磺乙酯及其钠盐和铵盐;含磷酸基的不饱和单体,例如 2_丙烯酰氧基乙基酸式磷酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基酸式磷酸酯、2-丙烯酰氧基丙基酸 式磷酸酯和2-甲基丙烯酰氧基丙基酸式磷酸酯;含UV-吸收基团的不饱和单体,例如2-羟 基-4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(3-丙烯酰氧基-2-羟 基丙氧基)二苯甲酮、2, 2' -二羟基-4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮、 2, 2' -二羟基-4-(3-丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)二苯甲酮和2-(2' -羟基-5' -甲基 丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三唑;具有UV稳定性的不饱和单体,例如4-(甲基)丙 烯酰氧基-1,2, 2, 6, 6-五甲基哌啶、4-(甲基)丙烯酰氧基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶、4-氰 基-4-(甲基)丙烯酰氨基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶、1-(甲基)丙烯酰-4-(甲基)丙烯酰氨 基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶、1-(甲基)丙烯酰-4-氰基-4-(甲基)丙烯酰氨基-2, 2, 6, 6-四 甲基哌啶、4-巴豆酰氧基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶、4-巴豆酰氨基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶和 1-巴豆酰-4-巴豆酰氧基-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶;含羰基的不饱和单体化合物,例如丙烯 醛、双丙酮丙烯酰胺、双丙酮甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酰乙酸基乙酯、甲酰苯乙烯和C4_7 乙烯基烷基酮(例如,乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮和乙烯基丁基酮);等等。这些可单独 使用或以两种以上的组合形式使用。
[0137] 鉴于所得的涂膜的储存稳定性、抗水性等,含羟基的丙烯酸树脂(1-1)的羟值通 常可为lmgKOH/g至200mgKOH/g,优选为2mgKOH/g至lOOmgKOH/g,且甚至更优选为3mg KOH/g至60mgKOH/g,并且其酸值通常可为lmgKOH/g至200mgKOH/g,优选为2mgKOH/g 至150mgKOH/g,且更优选为5mgKOH/g至lOOmgKOH/g。此外,含羟基的丙稀酸树脂(1-1) 的重均分子量通常可为1,〇〇〇至5, 000, 000,优选为2, 000至3, 000, 000,且更优选为3, 000 至 1,000, 000〇
[0138] 基于水性第一着色涂料组合物(X)中的基体树脂(I)和交联剂(II)(以下统称为 树脂组分)的总固体成分,含羟基的丙烯酸树脂(1-1)的量通常可为0质量%至90质量%, 优选为5质量%至60质量%,且更优选为10质量%至40质量%。
[0139] 例如,可通过多元酸组分与多元醇组分的酯化反应或酯交换反应来制备含羟基的 聚酯树脂(1-2)。更具体地,通过例如在多元酸组分中的羧基与多元醇中的羟基的当量比 (C00H/0H)小于1的条件下(S卩,羟基存在比羧基多的状态下)进行酯化反应来生产含羟基 的聚酯树脂(1-2)。
[0140] 多元酸组分是每分子具有至少2个羧基的化合物。其实例包括多元酸,例如邻苯 二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、四氢邻苯二甲 酸、六氢化苯二甲酸、马来酸、富马酸、衣康酸、偏苯三甲酸和苯均四酸;这些多元酸的酸酐; 这些多元酸的低级烷基酯;等等。这些可单独使用或以两种以上的组合形式使用。
[0141] 多元醇组分是每分子具有至少2个羟基的化合物。其实例包括:a_二醇,例如 乙二醇、1,2-丙二醇、1,2- 丁二醇、2, 3- 丁二醇、1,2-己二醇、1,2-二羟基环己烷、3-乙氧 基丙烷_1,2_二醇和3_苯氧基丙烷_1,2_二醇;新戊二醇、2_甲基_1,3_丙二醇、2_甲 基 _2, 4-戊-醇、3-甲基-1,3- 丁 -醇、2-乙基-1,3-己-醇、2, 2- -乙基 _1,3-丙-. 醇、2, 2, 4_二甲基_1,3_戊二醇、2_ 丁基_2_乙基_1,3_丙二醇、2_苯氧基丙烷_1,3_二 醇、2_甲基_2_苯基丙烷_1,3_二醇、1,3_丙二醇、1,3_ 丁二醇、2_乙基_1,3_辛二醇、 1,3-二羟基环己烷、1,4- 丁二醇、1,4-二羟基环己烷、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2, 5-己 二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,4-二羟甲基环己烷、三环癸烷二甲醇、2, 2-二甲基-3-羟丙 基-2, 2-二甲基-3-羟基丙酸酯(羟基特戊酸与新戊二醇的酯)、双酚A、双酚F、双(4-羟 己基)-2, 2_丙烷、双(4_轻己基)甲烧、3, 9_双(1,1_二甲基_2_轻乙基)_2, 4, 8, 10-四 氧杂螺[5, 5]i^一烷、二乙二醇、三乙二醇、甘油、双甘油、三甘油、季戊四醇、二季戊四醇、 山梨醇、甘露醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、双(三羟甲基)丙烷、三(2-羟乙基)异氰 脲酸酯等。这些可单独使用或以两种以上的组合形式使用。
[0142] 通过已知方法可进行多元酸组分与多元醇组分的酯化或酯交换反应,例如,通过 在约180°C至约250°C的温度下多元酸组分与多元醇组分的缩聚。
[0143] 此外,如有必要,在制备聚酯树脂期间或在酯化反应之后,可用脂肪酸、单环氧化 合物等改性含羟基的聚酯树脂(1-2)。脂肪酸的实例包括椰子油脂肪酸、棉籽油脂肪酸、 大麻籽油脂肪酸、米糠油脂肪酸、鱼油脂肪酸、妥尔油脂肪酸、大豆油脂肪酸、亚麻籽油脂肪 酸、桐油脂肪酸、菜籽油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、脱水蓖麻油脂肪酸、红花油脂肪酸等。单环 氧化合物的实例包括"CarduraE10P"(商品名,由HexionSpecialtyChemicals生产;合 成的高度支化的饱和脂肪酸的缩水甘油酯),等等。
[0144] 含羟基的聚酯树脂(1-2)的羟值通常可为10mgKOH/g至300mgKOH/g,优选为 25mgKOH/g至250mgKOH/g,且更优选为50mgKOH/g至200mgKOH/g,并且其酸值通常可 为lmgKOH/g至 200mgKOH/g,优选为 5mgKOH/g至lOOmgKOH/g,且更优选为lOmgKOH/g至60mgKOH/g。此外,含羟基的聚酯树脂(1-2)的重均分子量通常可为500至50, 000,优 选为1,〇〇〇至40, 000,且更优选为1,500至30, 000。
[0145] 基于水性第一着色涂料组合物(X)中的树脂组分的总固体成分,含羟基的聚酯树 脂(1-2)的量通常可为0质量%至90质量%,优选为10质量%至60质量%,且更优选为 15质量%至50质量%。
[0146] 关于含羟基的丙烯酸树脂(1-1)和含羟基的聚酯树脂(1-2),优选的是,用碱性化 合物中和可包含在其中的一些或全部羧基,以促进其在水中的溶解或分散。碱性化合物的 实例包括:碱金属或碱土金属的氢氧化物,例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化妈和 氢氧化钡;氨;伯单胺,例如乙胺、丙胺、丁胺、苄胺、单乙醇胺、新戊醇胺、2-氨丙醇、2-氨 基-2-甲基-1-丙醇和3-氨丙醇;仲单胺,例如二乙胺、二乙醇胺、二正丙醇胺、二异丙醇 胺、N-甲基乙醇胺和N-乙基乙醇胺;叔单胺,例如二甲基乙醇胺、三甲胺、三乙胺、三异丙 胺、甲基二乙醇胺和2-(二甲氨基)乙醇;聚胺,例如二乙三胺、羟乙氨基乙胺、乙氨基乙胺 和甲氨基丙胺;等等。相对于基体树脂(I)的酸基,碱性化合物的量通常为〇. 1当量至1. 5 当量,且优选为〇. 2当量至1. 2当量。
[0147] 除了常规聚氨酯树脂,聚氨酯树脂的实例还包括这样的聚氨酯树脂,其中通过与 在含羟基的丙烯酸树脂(1-1)和含羟基的聚酯树脂(1-2)中的一些羟基发生氨基甲酸酯化 (urethanization)反应而使聚异氰酸醋化合物扩增至更高分子量。
[0148] 氨基树脂(II-1)的实例包括部分或完全羟甲基化的氨基树脂,其是通过使氨基 组分与醛反应而获得的。氨基组分的实例包括三聚氰胺、尿素、苯并胍胺、乙酰胍胺、甾胍 胺、螺胍胺、双氰胺等。醛的实例包括甲醛、仲甲醛、乙醛、苯甲醛等。通过使部分或完全羟 甲基化的氨基树脂与醇部分或完全醚化而获得的氨基树脂也是可用的。用于醚化的醇的实 例包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、2-乙基丁醇、2-乙基己醇等。
[0149] 氨基树脂(II-1)优选为三聚氰胺树脂。特别地,通过使部分或完全羟甲基化的三 聚氰胺树脂的一些或全部羟甲基与甲醇醚化而获得的甲基-醚化的三聚氰胺树脂;通过使 部分或完全羟甲基化的三聚氰胺树脂的一些或全部羟甲基与丁醇醚化而获得的丁基-醚 化的三聚氰胺树脂;通过使部分或完全羟甲基化的三聚氰胺树脂的一些或全部羟甲基与甲 醇和丁醇醚化而获得的甲基-丁基-醚化的三聚氰胺树脂;及类似的烷基-醚化的三聚氰 胺树脂是优选的。
[0150] 三聚氰胺树脂的重均分子量通常为500至5, 000,更优选为600至4, 000,且甚至 更优选为700至3, 000。
[0151] 当三聚氰胺树脂用作交联剂(II)时,磺酸如对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸和二壬 基萘磺酸以及这些酸与胺的盐可用作催化剂。
[0152] 封端的聚异氰酸酯化合物(II-2)是每分子具有至少两个异氰酸酯基的聚异氰酸 酯化合物,并且是通过用封端剂如肟、酚、醇、活性亚甲基化合物、内酰胺或硫醇封端聚异氰 酸酯化合物的异氰酸酯基而获得的。
[0153] 基体树脂(I)与交联剂(II)的比例优选如下:基于基体树脂(I)和交联剂(II) 的总固体成分,基体树脂(I)的比例通常为40质量%至90质量%,特别为50质量%至80 质量%,并且交联剂(II)的比例通常为60质量%至10质量%,特别为50质量%至20质 量%。
[0154] 着色颜料的实例包括氧化钛、氧化锌、碳黑、硫酸铅、铅酸钙、磷酸锌、磷酸铝、钼酸 锌、钼酸钙、柏林蓝、群青蓝、钴蓝、铜酞菁、阴丹酮蓝、铬黄、合成的氧化铁黄、透明的氧化铁 红(黄)、钒酸铋、钛黄、锌黄、单偶氮黄、异吲哚啉酮黄、金属络合物偶氮黄、喹酞酮黄、苯并 咪唑酮黄、氧化铁红、铅丹、单偶氮红、奎吖啶酮红、偶氮色淀(Mn盐)、喹吖啶酮品红、蒽酮 橙、联二蒽醌红、茈紫红、喹吖啶酮品红、茈红、二酮吡咯并-吡咯铬朱红、氯化酞菁绿、溴化 酞菁绿、吡唑啉酮橙、苯并咪唑酮橙、二噁嗪紫、茈紫等。其中,可优选使用氧化钛和碳黑。
[0155] 当水性第一着色涂料组合物(X)包含上述着色颜料时,基于水性第一着色涂料组 合物(X)中的树脂组分的总固体成分,着色颜料的量通常为1质量%至120质量%,优选为 10质量%至1〇〇质量%,且更优选为15质量%至90质量%。
[0156]体质颜料的实例包括粘土、高岭土、硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、滑石、二氧化硅、矾土 白等。其中,优选使用硫酸钡和/或滑石。
[0157] 当水性第一着色涂料组合物(X)包含上述体质颜料时,基于水性第一着色涂料组 合物(X)中的树脂组分的总固体成分,体质颜料的量通常为1质量%至100质量%,优选为 5质量%至60质量%,且更优选为8质量%至40质量%。
[0158] 效应颜料的实例包括非浮型或浮型铝粉(包括蒸汽沉积的铝)、铜、锌、黄铜、镍、 氧化铝、云母、氧化钛涂覆的氧化铝或氧化铁涂覆的氧化铝、氧化钛涂覆的云母或氧化铁涂 覆的云母、玻璃薄片、全息颜料等。这些可单独使用或以两种以上的组合形式使用。
[0159] 当水性第一着色涂料组合物(X)包含上述效应颜料时,基于水性第一着色涂料组 合物(X)中的树脂组分的总固体成分,效应颜料的量通常为1质量%至50质量%,优选为 2质量%至30质量%,且更优选为3质量%至20质量%。
[0160] 可通过已知方法向被涂物涂装水性第一着色涂料组合物(X),例如空气喷涂、无气 喷涂或旋转雾化涂装。在涂装期间可施加静电荷。通常优选的是,当固化时,涂膜厚度为 10ymM100um,1〇 以mM50ym,15ymM35ym。
[0161]步骤(2)
[0162] 向步骤(1)中用水性第一着色涂料组合物形成的第一着色涂膜涂装水性第二着 色涂料组合物(Y)。
[0163] 水件第二着色涂料组合物(Y)
[0164] 用于本发明的水性第二着色涂料组合物(Y)可为包含热固性树脂组分和水的水 性液体涂料组合物,且如有必要,其包含有机溶剂、有色颜料、体质颜料、效应颜料、表面控 制剂、抗沉降剂等。
[0165] 热固性树脂组分可为已知的如在水性第一着色涂料组合物(X)的描述中所提到 的涂料树脂组合物,即,涂料树脂组合物包含基体树脂(I)和交联剂(II)。基体树脂(I)的 实例包括聚酯树脂、丙烯酸树脂、乙烯树脂、醇酸树脂和聚氨酯树脂。此类基体树脂具有可 交联的官能团(例如羟基)和亲水性官能团(例如羧基)。交联剂(II)的实例包括三聚氰 胺树脂和封端的或未封端的聚异氰酸酯化合物。
[0166] 其中,优选使用上述含羟基的丙烯酸树脂(1-1)和/或含羟基的聚酯树脂(1-2) 作为基体树脂(I),并且使用氨基树脂(II-1)和/或封端的聚异氰酸酯化合物(II-2)作为 交联剂(II)。
[0167] 如有必要,水性第二着色
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