用于涂覆基材的方法和组合物的制作方法
【专利说明】用于涂覆基材的方法和组合物 发明领域
[0001] 本发明设及用于涂覆汽车基材的方法和用于该方法的涂料组合物。更特别的，本 发明设及（1)使用减少数目的步骤涂覆汽车基材，而产生的涂层在外观和物理和化学性能 方面满足商业标准，W及（2)产生运种可能性的涂料组合物。 阳00引发明背景
[0003] 商业汽车涂层，即用于客车和卡车的涂层需要许多个应用和处理步骤。典型的，通 过电沉积为汽车车身提供耐磨性的底层涂层，并且之后在烘箱中加热固化。汽车车身之后 转到涂覆站点，在那里施加底漆面漆W提供厚重的有色涂层，该有色涂层提供保护免收公 路石头的损害并且还为电沉积底层遮蔽会使底层恶化的紫外光。底漆面漆层单独热固化。 然后将赋予塞塞的底漆施用于固化的底漆面漆层。底涂层典型的衍生自水基组合物，其包 括聚合物，典型的为（甲基）丙締酸类多元纯和蜜胺固化剂。底涂层典型的在大约80-85°C 下脱水，但是却并不固化。将称为清漆的无色透明涂料施用于脱水的底漆。该清漆是可固 化组合物并且复合的颜色加上透明的涂层在一个步骤中在大约140-15(TC下固化。运是即 使清漆可在较低的溫度下固化，例如基于径基-异氯酸醋的清漆固化的情况，因为具有蜜 胺固化剂的底漆组合物需要较高的固化溫度。
[0004] 对于减少汽车涂覆生产线中需要的涂覆和固化步骤存在许多尝试。因此，底漆的 形成得W改进W至于它们提供了耐碎石性和紫外线防护性质，运允许消除底漆面漆层，但 是却仍然为汽车赋色面层提供了色彩美学必需品。
[0005] 然而，存在的问题在于施用清漆之前底涂层仅脱水而并不固化。运种未固化的或 部分固化的底漆不具有足够的"维持"性质，即，来自清漆的溶剂会迁移到底漆，反过来影响 底漆中的颜色定位。同时，固化不足反过来还影响涂层之间的附着性。底漆可W在施用清 漆之前固化，但是运会在涂覆处理中增加另一个耗能步骤。
[0006] 本发明通过提供一种通过脱水步骤固化导致在施用清漆之间高度固化的底涂层 组合物而提供了运些问题的解决方案。由于底涂层已经高度固化，运允许清漆在较低的溫 度下固化。
[0007] 发明概述
[0008] 本发明提供了一种将多层涂层施用于基材的方法，其包括：
[0009] (a)不施用中间底漆面漆涂层，将赋色含颜料的底涂层组合物直接施用于附着在 基材上的固化的电沉积底漆涂层W形成可固化的赋色底涂层，并且
[0010] 化）将可固化的无色涂料组合物施用于底涂层W便在底涂层上形成透明的涂料 层，其中该底涂层通过沉积可固化水性组合物而形成，该可固化水性组合物包括：
[0011] (i)包含水的连续相，和
[0012] (ii)包括W下物质的分散相：
[0013] (A)由包括締属不饱和单体的締属不饱和单体化合物的混合物聚合而制备的聚合 物颗粒，所述单体包括多締属不饱和单体，和
[0014] 度）聚碳二亚胺。
[0015] 本发明还提供了一种含聚碳二亚胺的水性热固性涂料组合物，其包括：
[0016] (a)包含水的连续相，和
[0017] 化）包含W下物质的分散相： 阳0化]a)颜料；
[0019] (ii)由包括締属不饱和单体的締属不饱和化合物的混合物聚合而制备的含簇酸 官能团的聚合物颗粒，所述单体包括：
[0020] (A) 2到30重量％的多締属不饱和单体，
[0021] 重量百分数基于締属不饱和单体的总重量；W及
[0022] (iii)聚碳二亚胺。
[0023] 附图概述
[0024] 附图是举例说明本发明方法特征的汽车组装厂涂覆生产线的示意框图。 阳0对详细说明
[00%] 正如本发明中使用的，列举的任何数值范围都意在包括包含于其中的所有子范 围。例如，"1到10"的范围意在包括数值1和列举的最大值10之间的所有子范围，即，其 具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。
[0027] 同样的，正如本发明中使用的，术语"聚合物"意思指的是低聚物和均聚物W及共 聚物。除非另有说明，正如说明书和权利要求中使用的，分子量或者是通过"Mn"表示的数 均分子量或通过"Mw"表示的重均分子量，二者都通过凝胶渗透色谱使用聚苯乙締标准物W 现有技术公认的方式获得。术语（甲基）丙締酸醋指的是丙締酸醋和甲基丙締酸醋。
[0028] 附图示意性的描述了用于汽车组装厂的涂覆生产线1。
[0029] 根据本发明的方法可W涂覆的有用基材2包括可W用于制造机动车的金属性基 材，例如汽车、卡车和拖拉机。该基材可W具有任何形状，但是在一个实施方胺中其是车身 部件的形式，例如机动车的车身（车架）、引擎罩、车口、挡泥板、阻尼器和/或内饰。
[0030] 参考附图，金属基材2穿过电沉积站点4,其中涂料组合物电沉积在技术基材2上。 合适的电沉积涂料是由PPGImlustries商购获得的邸6280和邸7000。有用的电沉积方 法和电沉积涂料组合物包括常规的阴离子或阳离子可电沉积的涂料组合物，例如环氧或聚 氨醋基涂料。U.S.化t.Nos. 4, 933, 056、5, 530, 043、5, 760, 107 和 5, 820, 987 中公开了合适 的可电沉积的涂料。电沉积涂层在进一步处理前在烘箱6中固化。固化条件典型的为175 至IJ205°C，固化20到60分钟。
[0031]与许多常规的涂覆生产线不同，本发明的涂覆生产线不包括用于施用、固化和/ 或打磨底漆面漆的底漆面漆区。通过消除对底漆面漆的需要，需要用于底漆面漆施用的涂 覆设备，例如涂覆棚、涂覆施用器、干燥烘箱、打磨设备和定位焊接设备也可W除去。此外， 底漆面漆的消除还加速了整体的涂覆处理并且减少了占地面积和涂覆基材2所需要的能 量需求。
[0032] 在包括一个或多个涂覆位点的底涂层区域20中底涂层直接施用于电沉积的涂料 层。底涂层区域20位于电沉积烘箱6的下游且与之比邻。第一底涂层位点8具有一个或 多个常规的施用器22,例如钟形或枪式施用器，器与第一底涂层组合物来源24相连或与之 流动交换。第一底涂层组合物可W在第一底涂层位点8处的一股或多股喷雾中穿过，通过 一个或多个施用器22施用于基材2上，例如喷雾，W便在基材12上形成第一底涂层。正如 将在w下更详细的描述的那样，第一底涂层组合物是水性组合物，其包括在底涂层脱水期 间固化的树脂状粘合剂和包括一种或多种着色颜料的赋色颜料组合物。典型的，当多于一 个底涂层施用于基材时，第一底涂层组合物将不包含色彩效果颜料，例如侣薄片或涂覆了 云母的金属氧化物。运些色彩效果颜料将施用于第二底涂层中。然而，其中仅将一个底涂 层施用于基材时，色彩效果颜料可W包含在该底涂层组合物中。
[0033] 一种任选的干燥装置，例如烘箱10或闪蒸腔可W位于第一底涂层位点8的下游和 /或与之比邻，W便任选进行脱水和固化第一底涂层。在一个实施方案中，在W下描述的第 二底涂层组合物施用之前，施用的第一底涂层组合物没有脱水。然而，当仅有一个底涂层施 用于基材时，在施用清漆之前使底涂层脱水。典型的，第一底涂层将在环境溫度到90°C的溫 度下脱水，通常为50-80°C。
[0034] 第二底涂层位点12可W位于第一底涂层位点8的下游和/或与之比邻，并且其 可W具有一个或多个常规施用器26,例如钟状或枪式