低温烘烤、低voc导电底漆的制作方法

专利名称：低温烘烤、低voc导电底漆的制作方法
相关申请的交叉参考本申请要求于2004年9月30日提交的美国临时申请第60/614,620号的权益，其全部内容通过参考结合于此。
发明详述本发明涉及涂料组合物，特别是导电底漆组合物。本发明的涂料组合物更具体是低温烘烤、低VOC的导电底漆(primer)。
通常，本发明主题的底漆组合物使用树脂体系使在塑料基材上涂料具有导电性和附着性。尽管已有许多用于施涂在塑料基材上的涂料体系，但是本发明提供一种不饱和聚酯与丙烯酸类物质(acrylic)、交联剂和导电颜料组合的新应用。所得组合物是能够在低温下固化的导电底漆。
文中所揭示的底漆可与低温烘烤或高温烘烤的面漆一起使用。如下文中所详细描述的，本发明通常是不仅用作底漆还可用作密封剂或两者的组合的导电涂料组合物。该新底漆提供对塑料基材良好的附着性、良好的导电性从而可以静电施涂随后的漆层、并提供提高的抗爆裂性或除气性。
依据本发明，提供一种涂料组合物。该组合物是低VOC、可低温烘烤固化的导电底漆。文中所述的涂料组合物通常包含以下组分的混合物(a)树脂组合物；(b)导电颜料或颜料混合物。通常，树脂组合物包含树脂体系和交联剂。树脂体系包括至少一种聚酯，但是可包括聚酯的组合，还可任选地包括丙烯酸类物质或丙烯酸类物质的组合。通常，所述涂料组合物可包括聚酯和与异氰酸酯交联的丙烯酸类物质。
除非另有说明，文中所用的术语“约”和“大约”指±20％。
文中所揭示的组合物的一个实施方式包含一种树脂体系，该树脂体系包括(i)以树脂体系的总重量为基准计，约10％至100％的聚酯；(ii)以树脂体系的总重量为基准计，约0％至90％的丙烯酸类物质。而且，树脂组合物包括交联剂，例如异氰酸酯，NCO∶OH的摩尔比约为0.75-1.5。该实施方式的组合物还可包含以总树脂固体的重量为基准计约2％至15％的导电颜料。文中所用的“总树脂固体”指树脂组合物的总固体重量。
颜料混合物可包含以混合物形式的导电和非导电颜料，包括(a)导电颜料的混合物和(b)导电和非导电颜料的混合物。在一个实施方式中，可使用导电的炭黑颜料。
本发明的树脂组合物一般包括至少一种聚酯、至少一种丙烯酸类物质和至少一种交联剂。但是，可使用树脂组合物的其它实施方式。例如，未必总是使用丙烯酸类物质，但是最好具有包括至少一种聚酯和至少一种异氰酸酯的树脂组合物。使用氨基树脂作为交联剂，或者使用异氰酸酯作为交联剂，或者使用氨基树脂与异氰酸酯的组合作为交联剂构成其它实施方式的另一个例子。还可以使用其它交联物质。
适用于本发明实施方式的一种聚酯包括不饱和聚酯。例如，不饱和聚酯是通过至少一种烯键式不饱和二元或多元羧酸或酸酐与饱和和不饱和二元醇或多元醇发生酯化反应得到的聚酯，其中烯键式不饱和二元或多元羧酸或酸酐的例子是马来酸酐、富马酸、戊烯二酸、衣康酸、甲基反式丁烯二酸、柠康酸、烯丙基丙二酸、四氢邻苯二甲酸等，饱和和不饱和二元醇或多元醇的例子是乙二醇、丙二醇、二甘醇、双丙甘醇、聚乙二醇、1，4-丁二醇、三甘醇、1，2-和1，3-丙二醇、1，2-、1，3-和1，4-丁二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、2-羟甲基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-丁烯-1，4-二醇、2-丁炔-1，4-二醇、2，4，4-三甲基-1，3-戊二醇、丙三醇、季戊四醇、甘露醇等。还可以使用这类二元或多元羧酸的混合物和/或这类二元醇或多元醇的混合物。可以用饱和二元或多元羧酸如己二酸、丁二酸、癸二酸等和/或用芳族二元或多元羧酸如邻苯二甲酸、偏苯三酸、1，2，4，5-苯四酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸部分地替代烯键式不饱和二元或多元羧酸。应该意识到，饱和聚酯或不饱和聚酯和饱和聚酯的组合也可用于本发明。
当在树脂组合物中使用不饱和聚酯时，最好保持涂料中聚酯的不饱和度，这有助于导电性和对塑料基材的附着。在涂料组合物中常使用不饱和聚酯能够促进聚酯的不饱和部分与苯乙烯和乙烯基酯之类的单体的固化。但是，本发明在主链上保持聚酯的不饱和度，不会促进双键的自由基反应。不饱和聚酯不通过双键在涂料中进一步交联，而是通过羟基官能团发生交联。
为了保持良好的导电性和附着性，聚酯含有约5％至60％的不饱和二元酸或酸酐。在另一实施方式中，聚酯含有约10％至40％的不饱和二元酸或酸酐。在一个有用的实施方式中，聚酯含有约25％的马来酸酐。
在一个实施方式中，聚酯由选自下组的单体制备三羟甲基丙烷(TMP)、2-甲基-1，3-丙二醇(MP二醇)、己二酸、邻苯二甲酸酐、丙二醇、环己二酸和马来酸酐。在一个有用的实施方式中，聚酯包括TMP、丙二醇、环己二酸和马来酸酐的组合。
在一个实施方式中，聚酯同时含有伯羟基和仲羟基。在此实施方式中，丙二醇提供仲羟基官能团，MP二醇提供伯羟基官能团。在另一个实施方式中，使用含有仲羟基的聚酯。使用含有仲羟基官能团的聚酯特别有用。聚酯的平均羟基官能度约为每分子有1-20个游离羟基。
在一个实施方式中，聚酯的羟值可约为50-400毫克KOH/克。但是，聚酯的羟值可约为100-300毫克KOH/克。。在一个有用的实施方式中，聚酯的羟值约为250毫克KOH/克。
不饱和聚酯的重均分子量约为400-4000。在一个有用的实施方式中，不饱和聚酯的重均分子量约为700-1300。在另一个有用实施方式中，不饱和聚酯的重均分子量约为900。
聚酯的玻璃化转变温度(Tg)通常约为-40℃至20℃。在一个有用的实施方式中，Tg是-15℃。
在一个实施方式中，以树脂体系的总重量为基准计，树脂组合物包含约10％至100％的不饱和聚酯。在另一个有用的实施方式中，以树脂体系的总重量为基准计，树脂组合物包含约10％至90％的不饱和聚酯。在另一个有用的实施方式中，以树脂体系的总重量为基准计，树脂组合物包含约30％至70％的不饱和聚酯。在再一个有用的实施方式中，以树脂体系的总重量为基准计，树脂组合物包含约45％的不饱和聚酯。
如上所述使用聚酯，特别是使用不饱和聚酯，据信能够使底漆具有较高的电导性和降低的粘度，从而得到低VOC组合物。不饱和聚酯据信能够使底漆在低烘烤温度或空气干燥条件下具有良好的导电性。
可用于本发明的丙烯酸类物质包括任何常规的已知丙烯酸类物质。特别有用的丙烯酸类单体的例子包括，但不限于烯键式不饱和单体，诸如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯基醚、乙烯基酯，以及一元醇的(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰胺和类似的(甲基)丙烯酸衍生物，诸如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯腈和丙烯酰胺、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯等，或它们的混合物。
在一个实施方式中，丙烯酸类物质的羟值约为20-200毫克KOH/克。但是，丙烯酸类物质的羟值约为50-100毫克KOH/克。在一个有用的实施方式中，丙烯酸类物质的羟值约为84毫克KOH/克丙烯酸类物质的重均分子量一般约为1600-7000。在一个有用的实施方式中，丙烯酸类物质的重均分子量约为2000-5000。在另一个有用的实施方式中，丙烯酸类物质的重均分子量约为3300。
丙烯酸类物质的玻璃化转变温度(Tg)通常约为-10℃至80℃。在一个实施方式中，Tg是35℃。
通常如上所述，以树脂体系的总重量为基准计，树脂组合物包含约0重量％至90重量％的丙烯酸类物质。在另一个有用的实施方式中，以树脂体系的总重量为基准计，丙烯酸类物质的含量约为30重量％至70重量％。在再一个有用的实施方式中，以树脂体系的总重量为基准计，丙烯酸类物质的含量约为55重量％。
不饱和聚酯与丙烯酸类物质的组合据信能够提供额外的益处，例如改进的膜硬度和附着性，同时保持良好的导电储存稳定性、导电适用期和宽的导电应用窗口。
可用于树脂组合物的合适交联物质是选自本领域众所周知的异氰酸酯官能物质的异氰酸酯，包括单官能、二官能、三官能和多官能异氰酸酯以及利用二官能、三官能和多官能异氰酸酯物质形成的聚异氰酸酯。
合适的异氰酸酯官能物质包括但不限于芳族、脂环族和脂族异氰酸酯，诸如环己基异氰酸酯、苯基异氰酸酯、甲苯异氰酸酯、1，3-和1，4-苯二异氰酸酯、4-氯-1，3-苯二异氰酸酯、甲苯-2，4-或2，6-二异氰酸酯、1，2，4-苯三异氰酸酯、1，5-和1，4-萘二异氰酸酯、2，4′和4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、3，3′-二甲基-4，4′-二亚苯基二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯、2，2，4(2，4，4)-三甲基-1，6-己二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1，4-二异氰酸基戊烷、异氰酸甲酯基环己基异氰酸酯、1，6，11-十一烷三异氰酸酯、对-和间-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、1，4-丁二异氰酸酯、1，10-癸二异氰酸酯、间-苯二亚甲基二异氰酸酯、1，3-二(异氰酸甲酯基)环己烷和它们的混合物。
已经发现，脂族多异氰酸酯特别适用于本发明。也可使用封端异氰酸酯。但是，可使用任何已知的异氰酸酯。异氰酸酯的NCO基团与聚酯和丙烯酸树脂的羟基反应，形成交联结构。
一般来说，树脂组合物包含足以与聚酯和/或丙烯酸类物质上的羟基交联的交联剂。通常，异氰酸酯的量应使NCO∶OH的比值约为0.75-1.5。在一个有用的实施方式中，异氰酸酯的量应使NCO∶OH的比值约为0.8∶1.2。
在一个实施方式中，催化剂可用于涂料组合物。催化剂有助于完成或加快反应。可用于本发明的异氰酸酯-羟基反应的催化剂包括非金属催化剂，例如象叔胺的胺催化剂，包括但不限于，三乙基二胺、1-二甲基氨基乙基-4-甲基哌嗪、1，1，3，5，5-五甲基-二亚乙基三胺、N，N-二甲基环己胺、N，N-二乙基哌嗪、二(2-二甲基氨基乙基)醚。可使用的其它催化剂是金属催化剂，包括但不限于，二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、辛酸亚锡、辛酸锌、辛酸钾和辛酸锆。
在一个实施方式中，以总树脂固体的重量为基准计，涂料组合物包含约0％至1％的催化剂，例如上述氨基甲酸酯催化剂。在另一个有用的实施方式中，以总树脂固体的重量为基准计，涂料组合物包含约0.10％至0.60重量％的催化剂。在再一个有用的实施方式中，以总树脂固体的重量为基准计，涂料组合物包含约0.19重量％的催化剂。
如上文所提及的，还可以使用氨基交联剂作为树脂组合物的一部分。氨基树脂包括脲甲醛树脂、蜜胺甲醛树脂、苯胍胺甲醛树脂、甘脲甲醛树脂和它们的混合物。这些氨基树脂可具有不同的甲基化程度、烷基化程度、聚合程度和官能度。烷氧基可包括但不限于，甲氧基、乙氧基、正丁氧基、或异丁氧基或它们的组合。氨基树脂还可包括羧酸和其它形式的改性。氨基树脂与羟基反应，均聚形成交联结构。以总树脂固体为基准计，氨基树脂可以为5-50重量％。
可与氨基树脂一起使用的合适催化剂包括但不限于，封端和未封端的对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、二壬基萘二磺酸、烷基酸式磷酸酯、苯基酸式磷酸酯、磷酸、羧酸和金属盐，诸如溴化镁、硝酸铝和硝酸锌。以总树脂固体为基准计，催化剂的含量可为0.2-7重量％。
在一个实施方式中，涂料组合物还可以包含导电颜料。通常考虑用于此的导电颜料类型一般包括导电的炭黑颜料。这些导电颜料是众所周知且可商购的化合物，一般称为干燥的导电炭黑颜料。但是，任何导电颜料可用于提供导电底漆。分散体可由单体或低聚物或聚合物或它们的组合形式的任何颜料制得。在一个有用的实施方式中，使用导电颜料的混合物。
可加入到本发明涂料体系中以产生或提高导电性的其它组分包括除上述那些以外的其它导电颜料，包括石墨、锑掺杂的氧化锡颜料和金属颜料，诸如金、铂、银、钛、铝、铜、石墨等，以及它们的混合物。导电颜料的形式例如薄片、粉末、球、微球、微胶囊或其它物理形式。可考虑用于此的其它导电材料包括微胶囊颜料；导电聚合物；导电纤维(fibrols或原纤维)；导电添加剂，以及它们的混合物。这些其它导电材料可与上述导电颜料结合使用。当使用导电增强剂时，根据组合物所需的导电水平确定导电增强剂的含量。
导电材料(即含有或不含有增强剂的颜料)的总用量通常取决于颜料本身的性质和特征，即颜料的电导率、颜料的粒度等。通常根据最终所需的组合物的导电水平调整导电颜料的量。在一个有用的实施方式中，导电炭黑用作导电颜料。在此实施方式中，以总树脂固体为基准计，导电炭黑的用量约为2重量％至15重量％。在另一个有用的实施方式中，以总树脂固体为基准计，导电炭黑的量约为4重量％至10重量％。在再一个有用的实施方式中，以总树脂固体为基准计，导电炭黑的量约为6.76重量％。
使用文中所述的树脂体系的一个优点是可以使用各种粒度的导电材料，而不会使材料提供的导电水平下降。通常，例如，炭黑在过度研磨的情况下，电导率会减小，或者使其电导率损失。但是，使用本发明的不饱和聚酯，即使当碳黑由于研磨或过度研磨而变得极小时，电导率仍然得以保持。
本发明的组合物还可含有填料或增量剂，它们可以是有机物或无机物以及它们的混合物。可加入到本发明组合物中以得到各种性质的合适填料或增量剂包括常用的填料或增量剂，诸如碳酸盐(酯)、硅酸盐(酯)、硫酸盐(酯)、二氧化硅、亚硫酸盐(酯)、粘土、碳化物、氧化物、聚氟代乙烯、铁氧体、氧化铝、氮化物、聚合物填料、纤维、纤维素、陶瓷和相关的沉淀物、衍生物和水合物等，以及它们的混合物。这些增量剂可以是经过处理或未经处理的形式，可以是天然产物或合成制造的物质，可以是回收或再循环的物质，以及它们的组合。
在一个实施方式中，非导电颜料应以颜料与粘合剂之比约为0.5∶2.0的量存在。可用于本发明的非导电颜料的一个例子是硫酸钡。
组合物还可含有各种颜料以使组合物带有颜色。常用的颜料可包括二氧化钛、酞菁(phthalos)、氧化铁、灯黑、炭黑、各种有机和无机颜料、和它们的混合物。
如上所述，可含有少量分散助剂(例如，聚合物分散剂)。任何类型的常规分散剂可用于本发明，诸如阴离子、阳离子、两性离子或非离子性分散剂。这些分散剂包括聚合物分散剂。另外，也可以使用颗粒分散剂。
颗粒分散剂是与要分散的颜料非常类似从而促进吸收到该颜料颗粒上的颗粒。这些颗粒分散剂，例如由Solsperse technology和Avecia出售的那些颗粒分散剂，经过改性，含有锚固位点以接受颜料分散剂。
在一个实施方式中，以组合物中颜料的总重量为基准计，涂料组合物可包含约0.5重量％至30重量％的分散剂。在另一个有用的实施方式中，以组合物中颜料的总重量为基准计，分散剂的含量约为5重量％至20重量％。在再一个有用的实施方式中，以组合物中颜料的总重量为基准计，分散剂的含量约为8.8重量％。
流动添加剂、消泡剂、脱气剂、悬浮助剂、清除剂、稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、非官能或非活性稀释剂、烃类油、导电添加剂等以及它们的混合物可加入到组合物中，以调整底漆/密封剂的性质。这些和其它添加剂在全部树脂固体中的含量通常约为0-2.5重量％。
在一个实施方式中，依据本发明可使用溶剂或溶剂的混合物。尽管涂料工业中使用的大部分常规溶剂可用于本发明，但是在一个实施方式中，有用溶剂的例子包括含氧(oxygenated)溶剂和烃类溶剂。含氧溶剂通常由酮和酯组成，包括但不限于丙酮、甲乙酮、甲基丙基酮、甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、C-11酮、环己酮、二异丁基酮和甲基异戊基酮，以及乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸2-乙基己酯、丙酸正丁酯、丙酸正戊酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯、双丙甘醇甲醚乙酸酯、乙二醇丁醚乙酸酯和二甘醇丁醚乙酸酯。可用于本发明的烃类溶剂包括但不限于芳族和卤代溶剂，诸如甲苯、二甲苯、芳烃100、芳烃150、芳烃200和对氯苯并三氟化物(parachlorobenzotrifluoride)。
通常通过施加低温辐射使底漆(或涂料组合物)固化。在一个实施方式中，底漆在低温烘箱中固化。在一个实施方式中，组合物在施涂到部件上后，可在烘箱温度约为180的烘箱中固化至少约30分钟，但是，可以使用其它固化程序。例如，将烘箱温度设定为从约140至约300。而且，根据烘箱温度，固化时间可以从约10分钟至约60分钟。在组合物施涂到表面上后，可使用常规烘箱将该组合物固化。或者，底漆能够通过红外辐射或其它设备固化。在固化后，在基材内和基材四周材料聚合，提供对基材的附着。
在一个有用的实施方式中，可通过热的作用使本发明的聚合物固化，例如，置于常规烘箱中，或通过红外固化，或者它们的组合。
施涂本发明涂料组合物的可行方法包括使用空气雾化喷涂设备，包括常规的空气喷涂设备(使用20-80psi的空气压力以使液体漆雾化)，该设备提供低水平的传送效率和高体积的低压(HVLP)(使用小于10psi的空气压力和每分钟12-16立方英尺的空气流量以使液体漆雾化)，提供比常规施涂方法更高的传送效率。
其它施涂方法包括使用空气雾化喷涂设备和高速旋转式施涂设备如杯或盘的静电施涂方法。静电施涂与其它非静电施涂相比，能够提供更高的传送效率。
如上文所述，本发明的涂料组合物可同时用作导电底漆和密封剂。在沉积到表面上后，由于固化涂层的导电特性，可通过静电施涂或其它一种或多种施涂方法将其它导电或非导电涂料施涂到本发明的涂层上。
文中所揭示的底漆具有对热塑性和热固性塑料基材的良好附着性，所述基材包括但不限于ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、PC-ABS(聚碳酸酯-丙烯腈丁二烯苯乙烯)、DCPD(聚二环戊二烯)和UP(不饱和聚酯，包括SMC(片材成型料)和BMC(预制整体模塑料))、反应注塑成型料(RIM)、反应热成型料(RTM)、聚碳酸酯(PC)、PPO(聚苯醚)、PC聚酯(聚碳酸酯聚酯)、杂配成型料(hybrid molding)和它们的混合物，以及其它常规热塑性和热固性材料。
为了更完整地理解本发明，参考以下说明性实施例。
聚酯的制备实施例1将5升反应器装配搅拌器、热电偶、氮气进入管、填充柱、冷凝器和接受器。向反应器中加入150.0克三羟甲基丙烷、1380.0克丙二醇、360.0克己二酸、750.0克马来酸酐、360.0克邻苯二甲酸酐和3.0克氧化二丁基锡。将该混合物在搅拌和氮气保护下逐渐加热到210℃，并保持在210℃，直到酸值达到5～10毫克KOH/克。在此过程中，将填充柱顶部的蒸汽温度保持在100℃以下。然后使混合物冷却，通过25微米过滤袋过滤，排出。
实施例2将5升反应器装配搅拌器、热电偶、氮气进入管、填充柱、冷凝器和接受器。向反应器中加入144.4克三羟甲基丙烷、1325.4克丙二醇、809.6克1，4-环己烷二羧酸、720.6克马来酸酐和2.1克锡酸丁酯(butyl stanoic acid)。将该混合物在搅拌和氮气保护下逐渐加热到210℃，并保持在210℃，直到酸值达到5～10毫克KOH/克。在此过程中，将填充柱顶部的蒸汽温度保持在100℃以下。然后使混合物冷却，通过25微米过滤袋过滤，排出。
实施例3将5升反应器装配搅拌器、热电偶、氮气进入管、填充柱、冷凝器和接受器。向反应器中加入124.2克三羟甲基丙烷、1139.8克丙二醇、1736.1克1，4-环己烷二羧酸和1.8克锡酸丁酯。将该混合物在搅拌和氮气保护下逐渐加热到210℃，并保持在210℃，直到酸值达到5～10毫克KOH/克。在此过程中，将填充柱顶部的蒸汽温度保持在100℃以下。然后使混合物冷却到145℃，加入450.0克2-庚酮。通过25微米过滤袋过滤溶液，排出。
丙烯酸类物质的制备实施例4向配置有搅拌器、热电偶、冷凝器、氮气进入管和单体进入管的5升反应器中加入712.2克芳族石脑油100闪蒸物(flash)。将该溶剂在搅拌和氮气保护下加热到150℃。在5小时内将367.1克甲基丙烯酸甲酯、553.3克丙烯酸丁酯、525.4克甲基丙烯酸2-羟乙酯、385.7克苯乙烯的混合物加入到反应器中。同时，还在5小时内，在150℃加入84.9克芳族石脑油100闪蒸物和118.7克过氧碳酸叔戊基乙基己基酯的混合物。将该溶液保持30分钟，然后加入3.6克过氧碳酸叔戊基乙基己基酯。然后将该溶液再保持两个半小时，用154.2克乙酸丁酯和81.5克芳族石脑油100闪蒸物稀释(reduce)，冷却，通过25微米过滤器排出。
实施例5向配置有搅拌器、热电偶、冷凝器、氮气进入管和单体进入管的5升反应器中加入807.5克2-庚酮。将该溶剂在搅拌和氮气保护下加热到135℃。在3小时内将847.9克甲基丙烯酸甲酯、403.8克苯乙烯、383.6克丙烯酸丁酯、383.6克甲基丙烯酸2-羟乙酯的混合物加入到反应器中。同时，还在3小时内，在135℃加入161.5克过辛酸叔丁酯。在加料后，将该溶液保持30分钟。然后加入6.1克过辛酸叔丁酯，保持30分钟，然后再加入6.1克过辛酸叔丁酯。将该溶液保持两小时，然后冷却、过滤和排出。
实施例6向配置有搅拌器、热电偶、冷凝器、氮气进入管和单体进入管的5升反应器中加入991.6克甲苯。将该溶剂在搅拌和氮气保护下加热到109℃。在3小时内将284.3克丙烯酸丁酯、313.7克甲基丙烯酸甲酯、404.1克甲基丙烯酸2-羟乙酯、472.7克甲基丙烯酸异冰片酯的混合物加入到反应器中。同时，还在3小时内，在109℃加入含有39.6克偶氮二异丁腈和158.2克甲苯的溶液。将该溶液保持30分钟，然后加入3.7克偶氮二异丁腈和84.0克甲苯的溶液。然后将该溶液再保持3小时，然后用247.9克甲苯稀释，冷却，通过25微米过滤器排出。
底漆的制备实施例7向实验室振荡式研磨容器中加入80克环己酮、55.3克乙酸异丁酯、196.3克实施例1所述的聚酯、100.6克实施例4所述的丙烯酸类物质和44克Disperbyk 182(Byk Chemie)。用科勒斯叶片混合容器内的物质。在中等搅拌下缓慢加入310克Ti-纯R-960 TiO2(Du Pont Company)、76克碳酸钙和9克KetjenBlack EC600 JD(Akzo Nobel)。将该批料在高速下混合30分钟。向该批料中加入200毫升2毫米的钢丸，在Red Devil油漆振荡器上振荡90分钟，实现7H研磨。向该批料中加入40.3克乙酸异丙酯和80.8克丙酮。将介质从漆料中过滤除去。
用41.1克Tolonate HDT-LV(Rhodia Inc.)和95.8克Mondur MRS-5(BayerCorporation)催化底漆，用65.9克丙酮稀释。
按照Meridian SLI-269 SMC所述的施涂步骤(见下文)施涂底漆和面漆。该底漆配制物具有6B室温和7A冷冻砂石磨损试验器级别，干燥时附着性损失为0％，在潮湿环境中放置96小时底漆对基材的附着性损失为32％，浸入在水中240小时底漆对基材的附着性损失为10％，在克利夫兰冷凝器(Clevelandcondenser)中放置240小时底漆对基材的附着性损失为13％。电导率为153。
实施例8向实验室振荡式研磨容器中加入131.3克实施例2所述的聚酯、175.9克实施例5所述的丙烯酸类物质、22.9克乙酸正丁酯、38.9克Disperbyk 103(BykChemie)和82.5克丙酸正丁酯。用科勒斯叶片混合容器内的物质。在中等搅拌下缓慢加入24.9克Vulcan XC72R(Cabot Corporation)、418.3克硫酸钡和11.7克乙酸正丁酯。将该批料在高速下混合30分钟。向该批料中加入200毫升2毫米的陶瓷介质，在Red Devil油漆振荡器上振荡90分钟，实现6.5H研磨。向该批料中加入24.37克甲基正戊基酮(MAK)、46克乙酸正丁酯、0.78克Byk322、11.19克2％的二月桂酸二丁基锡/乙酸正丁酯溶液(Air Products andChemicals Inc.)和0.6克Polycat 8(Air Products and Chemicals Inc.)。将介质从漆料中过滤除去。
用128.1克Tolonate HDT-LV(Rhodia Inc.)催化底漆，用45克甲基正戊基酮和131克丙酮稀释。
按照Meridian SLI-269 SMC中所述的施涂步骤施涂底漆。
电导率为155。
实施例9向实验室振荡式研磨容器中加入131.3克实施例3所述的聚酯、175.9克实施例5所述的丙烯酸类物质、22.9克乙酸正丁酯、38.9克Disperbyk 103(BykChemie)和82.5克丙酸正丁酯。用科勒斯叶片混合容器内的物质。在中等搅拌下缓慢加入24.9克Vulcan XC72R(Cabot Corporation)、418.3克硫酸钡和11.7克乙酸正丁酯。将该批料在高速下混合30分钟。向该批料中加入200毫升2毫米的陶瓷介质，在Red Devil油漆振荡器上振荡90分钟，实现6.5H研磨。向该批料中加入24.37克甲基正戊基酮、46克乙酸正丁酯、0.78克Byk 322、11.19克2％的二月桂酸二丁基锡/乙酸正丁酯溶液(Air Products and ChemicalsInc.)和0.6克Polycat 8(Air Products and Chemicals Inc.)。将介质从漆料中过滤除去。
用128.1克Tolonate HDT-LV(Rhodia Inc.)催化底漆，用45克甲基正戊基酮和131克丙酮稀释。
按照Meridian SLI-269 SMC中所述的施涂步骤施涂底漆。
电导率为143。
实施例10向实验室振荡式研磨容器中加入80克环己酮、25.5克乙酸异丁酯、195克实施例1所述的聚酯、130克实施例6所述的丙烯酸类物质和44克Disperbyk182(Byk Chemie)。用科勒斯叶片混合容器内的物质。在中等搅拌下缓慢加入310克Ti-纯R-960 TiO2(Du Pont Company)、76克碳酸钙和9克Ketjen BlackEC600 JD(Akzo Nobel)。将该批料在高速下混合30分钟。向该批料中加入200毫升2毫米的钢丸，在Red Devil油漆振荡器上振荡90分钟，实现7H研磨。向该批料中加入40.3克乙酸异丙酯和80.8克丙酮。将介质从漆料中过滤除去。
用41.9克Tolonate HDT-LV(Rhodia Inc.)和97.9克Mondur MRS-5(BayerCorporation)催化底漆，用65.9克丙酮稀释。
按照Meridian SLI-269 SMC所述的施涂步骤施涂底漆和面漆。该底漆配制物具有6B室温和6B冷冻砂石试验器级别，干燥时附着性损失为0％、在潮湿环境中放置96小时底漆对基材的附着性损失为63％，浸入在水中240小时底漆对基材的附着性损失为23％，在克利夫兰冷凝器中放置240小时底漆对基材的附着性损失为43％。电导率为150。
底漆施涂步骤在按照各实施例中所述，混合底漆组分，并进行稀释操作。将该底漆施涂到已经清洁过的Meridian SLI-269 SMC(片材成型料)板(Meridian AutomotiveSystems)上。用常规空气喷涂设备将底漆施涂成干膜厚度1-1.5密耳。将底漆闪干5-10分钟，然后在180烘烤30分钟。
面漆施涂步骤面漆体系由OEM 1K湿碰湿高温烘烤底涂层/透明涂层组成。用常规空气喷涂设备施涂底涂层和透明涂层。将底涂层施涂至干膜厚度为0.8-1.2密耳，将透明涂层施涂至干膜厚度为1.2-1.5密耳。将透明涂层湿碰湿施涂在底涂层上。将底涂层闪干10分钟，然后施涂透明涂层，将底涂层/透明涂层体系闪干10-15分钟，然后在280烘烤30分钟。
漆评价步骤在底漆过的基材涂布面漆3天后，就测试上过漆的基材。测试包括具体测试方法和ASTM和SAE测试方法中所述的测试设备。所有附着性测试重复进行3次，报导平均测试结果。
ASTM参考ASTM D3359附着性ASTM D2247湿度ASTM 870浸水ASTM D4585克利夫兰冷凝器SAESAE J400砂石磨损试验器虽然已通过本发明实施方式的描述说明了本发明，并且虽然对这些实施方式进行了相当详细描述，但是本申请人的目的不是以任何方式将所附权利要求书的范围限制于这些详细说明。其它优点和变化对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，概括地说，本发明不限于说明和描述的这些具体细节、代表性设备和说明性例子。因此，在不偏离本申请人总体发明概念的精神或范围的情况下，可以对这些具体描述作出改变。
权利要求
1.一种涂料组合物，其包含(a)树脂体系，所述树脂体系包括至少一种不饱和聚酯和至少一种丙烯酸类物质；(b)交联剂；和(c)导电颜料；其中所述不饱和聚酯的聚酯主链是不饱和的，且不会通过其双键在涂料组合物中发生进一步交联。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚酯含有约5％至60％的不饱和二元酸或酸酐。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚酯含有约25％的马来酸酐。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚酯含有仲羟基官能度。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚酯由选自下组的单体制备三羟甲基丙烷、丙二醇、环己二酸、马来酸酐、己二酸、邻苯二甲酸酐和它们的组合。
6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚酯的重均分子量约为700至1300。
7.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚酯的OH值约为50至400毫克KOH/克。
8.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚酯的OH值约为100至300毫克KOH/克。
9.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述丙烯酸类物质包括至少一种选自下组的单体烯键式不饱和单体，诸如(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯基醚、乙烯基酯或它们的混合物。
10.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述丙烯酸类物质的OH值约为20至200毫克KOH/克。
11.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述丙烯酸类物质的OH值约为50至100毫克KOH/克。
12.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述丙烯酸类物质的重均分子量约为1600至7000。
13.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，不饱和聚酯与丙烯酸类物质的重量比为树脂体系中约有10％至90％的聚酯。
14.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述交联剂是异氰酸酯。
15.如权利要求14所述的组合物，其特征在于，所述异氰酸酯是脂族异氰酸酯。
16.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，交联剂的量应使聚酯、丙烯酸类物质和交联剂的NCO∶OH的比值约为0.8-1.2。
1 7.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述导电颜料是炭黑。
18.一种对塑料基材进行底涂和密封的方法，其包括在基材上喷涂包括以下组分的涂料组合物(a)树脂体系，所述树脂体系包括至少一种不饱和聚酯和至少一种丙烯酸类物质；(b)交联剂；和(c)导电颜料；其中所述不饱和聚酯的聚酯主链是不饱和的，且不会通过其双键在涂料组合物中发生进一步交联。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述聚酯含有约5％至60％的不饱和二元酸或酸酐。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述聚酯含有仲羟基官能度。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述聚酯的重均分子量约为700至1300。
22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述聚酯的OH值约为50至400毫克KOH/克。
23.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸类物质的OH值约为20至200毫克KOH/克。
24.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸类物质的重均分子量约为1600至7000。
25.如权利要求18所述的方法，其特征在于，不饱和聚酯与丙烯酸类物质的重量比为树脂体系中约有10％至90％的聚酯。
26.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述交联剂是异氰酸酯。
27.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述基材选自下组丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸酯-丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚二环戊二烯、片材成型料、预制整体模塑料、反应注塑成型料、反应热成型料、聚碳酸酯、聚苯醚、聚碳酸酯聚酯和杂配成型料。
28.一种导电密封剂/底漆组合物，其包含(a)不饱和聚酯；(b)交联剂；和(c)导电颜料，其中所述不饱和聚酯的聚酯主链是不饱和的，且不会通过其双键在涂料组合物中发生进一步交联，所述不饱和聚酯含有仲羟基官能度。
全文摘要
本发明提供一般在低烘烤温度下固化的密封剂/底漆。该组合物使用树脂体系使在塑料基材上的涂料具有导电性和附着性。本发明使用聚酯(例如包括不饱和聚酯与其它树脂(包括丙烯酸类物质)的组合的聚酯)、交联剂和导电颜料来形成能在低温下固化的导电底漆。所述组合物可通过传统施涂设备进行施涂，密封该组合物所涂布的基材的表面，并固化成用于进一步加工如涂漆的可接受的表面。
文档编号C08G18/67GK101031623SQ200580032471
公开日2007年9月5日 申请日期2005年9月30日 优先权日2004年9月30日
发明者H·丁, B·J·韦顿, M·W·考克斯 申请人:晓温-威廉姆斯公司