用于轨道车辆的轮组或其部件和涂布方法
【专利摘要】本发明涉及配备有固化的、由双组份聚氨酯涂布材料制成的涂层的用于轨道车辆的轮组或其部件。涂层通过施涂和固化涂料制得，所述涂料包含如下成分：组分A，所述组分A包含a1）18至30重量%的具有根据ASTM?D1209确定的300至500mg?KOH/g的羟基数的聚醚多元醇，a2）38至60重量%的蓖麻油，a3）0.6至2.0重量%的至少一种二胺或多胺，a4）5.6至9.0重量%的双(正磷酸)三锌，a5）2.2至3.5重量%的氧化锌和/或磷酸锌，a6）0.05至0.4重量%的催化氨基甲酸酯化的催化剂，其中重量百分比数值以涂料的总质量计，和作为组分B的一种或多种二异氰酸酯和/或多异氰酸酯，所述二异氰酸酯和/或多异氰酸酯的量符合异氰酸酯基团与成分a1）和a2）的羟基的摩尔比例为0.6:1至1.2:1。本发明还涉及通过使用上述涂料而涂布轮组及其零件的方法。
【专利说明】用于轨道车辆的轮组或其部件和涂布方法
[0001]本发明涉及用于涂布轨道车辆的轮组或其部件的双组份聚氨酯涂布材料。
[0002]必须保护轨道车辆的轮组免受腐蚀。轮组被理解为轮和轴，包括轨道车辆的转向架和底架。在本发明的范围内，轮组优选被理解为轨道车辆的轮和轴。在客运运输特别是高速运输中，不仅需要所述零件免受气候影响，这些零件还经受由飞起的碎石等造成的高机械应力。涂层必须非常坚固和强韧，从而避免由于所述飞起的碎石而造成的轮组损伤。 已知在轮组上施涂双组份聚氨酯料用于耐冲击(铁道部第五次技术会议ZfP，4.-6.2008年 3月，维滕贝格)。其中公开的耐冲击涂层以至少6mm的层厚度施涂。
[0003]相反在货物运输中特别相关的是耐腐蚀性和耐机械负载性。在货物运输中涂层的热敏性也必须可以视觉感知。还致力于使涂层具有降低噪声的作用。
[0004]由于目前已知的涂层未显示出令人满意的结果，本发明的目的是进一步改进这类涂层的耐腐蚀性和耐冲击性。特别地，透过涂层对轮组进行超声波检测也应该是可能的。
[0005]所提到的问题在本文开篇所述类型的轮组及其零件中以如下方式得到解决:通过施涂和固化涂料而制得涂层，所述涂料包含如下成分:
[0006]组分A，所述组分A包含
[0007]al)18至30重量％的具有根据ASTM D1209确定的300至500，优选320至450和特别优选360至400mg KOH/g的羟基数的聚醚多元醇，
[0008]a2) 38至60重量％的蓖麻油，
[0009]a3)0.6至2.0重量％的至少一种二胺或多胺，优选至少一种芳族二胺和特别优选
二乙基甲苯二胺，
[0010]a4) 5.6至9.0重量％的双(正磷酸)三锌，
[0011]a5) 2.2至3.5重量％的氧化锌和/或磷酸锌,优选氧化锌，
[0012]a6) 0.05至0.4重量％的催化氨基甲酸酯化的催化剂，其中重量百分比数值以涂料的总质量计，和
[0013]作为组分B的一种或多种二异氰酸酯和/或多异氰酸酯，所述二异氰酸酯和/或多异氰酸酯的量符合异氰酸酯基团与成分al)和a2)的羟基的摩尔比例为0.6:1至1.2:1， 优选0.7:1至1.1:1，特别优选0.8:1至1.1:1和非常特别优选0.9:1至1.1:1。
[0014]聚醚多元醇al)为具有所述OH-数并且羟基官能度为至少2，优选2至6，特别优选2至4和非常特别优选约3的那些。
[0015]聚醚多元醇优选为用环氧乙烷和/或环氧丙烷，特别优选仅用环氧丙烷烷氧基化的具有相应官能度的多元醇。多元醇非常特别优选为三羟甲基丙烷或甘油，特别是甘油。
[0016]在一个优选的实施方案中，化合物a2)为OH-数为大于150mg KOH/g，特别优选至少160至180和非常特别优选160至168mg KOH/g的蓖麻油。
[0017]在本文献的范围内，蓖麻油表示优选大部分(即至少50重量％，优选至少60和特别优选至少75重量％)由至少部分酯化、优选完全酯化的酰基甘油组成的混合物，其酰基中的至少一个，优选至少两个为蓖麻油酸或异蓖麻油酸，优选蓖麻油酸。其它酰基可以例如为油酸、亚油酸、棕榈酸和/或硬脂酸。[0018]化合物a3)为至少一种二胺或多胺，优选芳族二胺作为化合物a3)，和特别优选为二乙基甲苯二胺和/或二甲基硫代甲苯二胺，非常特别优选二乙基甲苯二胺。
[0019]涂料有利地任选包含14.5至17.5重量％的不饱和芳族C9/C1(l-烃与酚的共聚物作为组分A的其它成分a7)。在一个优选的实施方案中，所述共聚物为包含共聚形式的a-甲基苯乙烯的含酚基的共聚物。这类产品例如通过CAS-号[68512-30-1]已知。通过成分 a7)获得涂层的疏水性，所述疏水性进一步改进耐腐蚀性和耐气候影响性。
[0020]所述涂料有利地任选包含3.5至6.5重量％的沸石作为其他成分a8)。这种成分
有利地具有3至4人，优选3至3.5人和特别优选约3人的孔隙宽度。其充当捕水剂并且通过其结合少量在涂料中的水。
[0021 ] 涂料可以有利地任选包含2.5至6.5重量％的颜料和/或填料a9)。通过赋予色彩的颜料可以为固化状态下的涂料赋予引人注意的外观。通过颜料和填料也可以改进经固化涂料的机械性能。作为颜料可以使用通常在涂布工业中使用的无机或有机颜料，例如氧化铁、氧化钛等。还可以使用炭黑作为着色剂。
[0022]此外，所述涂料还可以包含2至2.5重量％的消泡剂和/或流平助剂alO)作为组分A的其它成分。
[0023]已知在聚氨酯涂层中使用二异氰酸酯和/或多异氰酸酯作为交联剂。在本发明中有利的是，交联性组分B包含2，4-甲苯二异氰酸酯和/或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI )，邻、 间或对二甲苯二异氰酸酯(XDI )，I, 5-萘二异氰酸酯或1，8-萘二异氰酸酯(NDI )，2，4- 二苯甲烷二异氰酸酯和/或4，4- 二苯甲烷二异氰酸酯，优选2，4- 二苯甲烷二异氰酸酯和/ 或4，4- 二苯甲烷二异氰酸酯，或由它们组成。
[0024]组分B以这样 的量使用，使得异氰酸酯基团与成分al)和a2)的羟基的摩尔比例为0.6:1至1.2:1，优选0.7:1至1.1:1，特别优选0.8:1至1.1:1和非常特别优选0.9:1 至 1.1:1。
[0025]这符合例如组分A与组分B的重量比例为3:1至2: 1，优选约2.5:1(均不含溶剂)。 因此在本发明的特别优选的实施方案中，组分A和B以3:1至2:1，非常特别优选约2.5:1 (均不含溶剂)的重量比例使用。
[0026]涂料中存在的催化剂a6)用于加速异氰酸酯基团与羟基的反应。
[0027]有利地使用基于锡、锌、锆或铋的催化剂，优选二月桂酸二丁基锡。
[0028]本发明还涉及通过施涂和固化双组份聚氨酯涂料而涂布轮组或其部件的方法。根据本发明的方法的特征在于，涂料包含如下成分:
[0029]组分A，所述组分A包含
[0030]al)18至30重量％的具有根据ASTM D1209确定的300至500，优选320至450和特别优选360至400mg KOH/g的羟基数的聚醚多元醇，
[0031]a2) 38至60重量％的蓖麻油，
[0032]a3)0.6至2.0重量％的至少一种二胺或多胺，优选至少一种芳族二胺和特别优选
二乙基甲苯二胺，
[0033]a4) 5.6至9.0重量％的双(正磷酸)三锌，
[0034]a5) 2.2至3.5重量％的氧化锌和/或磷酸锌,优选氧化锌，
[0035]a6) 0.05至0.4重量％的催化氨基甲酸酯化的催化剂，其中重量百分比数值以涂料的总质量计，和
[0036]作为组分B的一种或多种二异氰酸酯和/或多异氰酸酯，所述二异氰酸酯和/或多异氰酸酯的量符合异氰酸酯基团与成分al)和a2)的羟基的摩尔比例为0.6:1至1.2:1， 优选0.7:1至1.1:1，特别优选0.8:1至1.1:1和非常特别优选0.9:1至1.1:1。
[0037]在本发明的一个有利的实施方案中，在施涂根据本发明的双组份聚氨酯涂料之前在基底(优选金属表面)上施涂至少一种粘附性底漆(Haftgrundierung)。
[0038]金属表面(其上施涂有涂料)优选为车削钢或喷砂钢。根据本发明的涂料的优点在于其在这两种类型的表面上均显示出良好的粘附性，其中在表面粗糙度不大于6微米的表面上优选使用至少一种粘附性底漆。
[0039]优选的粘附性底漆为在车削表面上显示出良好粘附性(特别是在粘附测试(剥离试验)中大于5MPa)的那些。
[0040]粘附性底漆以优选20至30 y m的干燥层厚度施涂并且根据本发明的双组份聚氨酯涂料在粘附性底漆的可覆涂间隔结束之前施涂。
[0041]根据本发明的涂料在轮组上的施涂优选在双组份热喷溅装置中以给定的混合比例在将涂料加热至40°C的温度的情况下进行。
[0042]所述涂料在施涂之后优选在环境温度至40°C下，特别优选在10至30°C下完成反应。涂层通常在至多30分钟之后指触干燥并且在至多3小时之后可运输。
[0043]现有技术的产品通常在24小时的固化之后才可运输。在低温下固化还需要额外加热。
[0044]根据本发明的方法的有利的实施方案在从属权利要求9至14中给出。
`[0045]干膜厚度为例如I至6毫米，优选2至3毫米。2至3毫米的优选的干膜厚度范围特别适合货物运输中的应用，因此特别针对这样的应用制备具有相应层厚度的涂层。对于客运运输中的应用，优选大于3毫米的干膜厚度。
[0046]通过本发明获得了轮组及其零件的极好耐腐蚀性连同高机械负载性。还实现了极好的隔音性。极好的隔音性特别表现为高达2.4dB(A)的噪声排放降低。
[0047]此外还表明，根据本发明的涂料在DIN5510的阻燃性测试中在4秒之内自熄灭并且无燃烧成分滴落。
[0048]此外，根据本发明的涂料通过在超过280 V的温度下明显可见的烧焦颜色而表明经涂布轮组可能过热。
[0049]通过用根据本发明的涂料获得的涂层基本上能够进行无损超声波检测。
[0050]当希望除去涂层时，可以通过高压水射流而实现。与磨损性射流不同，获得未破坏表面，并且不造成被涂层而污染的喷射介质(其必须以高成本清除)。
[0051]下文借助于实施例更详细地解释本发明。
实施例:
[0052]通过以给定的用量比例混合如下成分制备组分A:
[0053]组分A
[0054]
【权利要求】
1.配备有固化的、由双组份聚氨酯涂布材料制成的涂层的用于轨道车辆的轮组或其部件，其特征在于，涂层通过施涂和固化涂料制得，所述涂料包含如下成分:组分A，所述组分A包含al)18至30重量％的具有根据ASTM D1209确定的300至500mg KOH/g的羟基数的聚醚多元醇，a2) 38至60重量％的蓖麻油， a3) 0.6至2.0重量％的至少一种二胺或多胺， a4) 5.6至9.0重量％的双(正磷酸)三锌， a5) 2.2至3.5重量％的氧化锌和/或磷酸锌，a6) 0.05至0.4重量％的催化氨基甲酸酯化的催化剂，其中重量百分比数值以涂料的总质量计，和作为组分B的一种或多种二异氰酸酯和/或多异氰酸酯，所述二异氰酸酯和/或多异氰酸酯的量符合异氰酸酯基团与成分al)和a2)的羟基的摩尔比例为0.6:1至1.2:1。
2.根据权利要求1所述的轮组或其部件，其特征在于，涂料包含作为组分A的其它成分的a7) 14.5至17.5重量％的不饱和芳族C9/C1(l-烃与酚的共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的轮组或其部件，其特征在于，涂料包含作为组分A的其它成分的a8) 3.5至6.5重量％的沸石。
4.根据权利要求1至3所述的轮组或其部件，其特征在于，涂料包含作为组分A的其它成分的a9) 2.5至6.5重量％的颜料和/或填料。
5.根据权利要求1 至4所述的轮组或其部件，其特征在于，涂料包含作为组分A的其它成分的alO) 2至2.5重量％的消泡剂和/或流平助剂。
6.根据权利要求1至5所述的轮组或其部件，其特征在于，组分B)包含2，4-二苯甲烷二异氰酸酯和/或4，4- 二苯甲烷二异氰酸酯。
7.根据权利要求1至6所述的轮组或其部件，其特征在于，催化剂a6)为二月桂酸二丁基锡。
8.通过施涂和固化双组份聚氨酯涂料而涂布轮组或其部件的方法，其特征在于，涂料包含如下成分:组分A，所述组分A包含al)18至30重量％的具有根据ASTM D1209确定的300至500mg KOH/g的羟基数的聚醚多元醇，a2) 38至60重量％的蓖麻油， a3) 0.6至2.0重量％的至少一种二胺或多胺， a4) 5.6至9.0重量％的双(正磷酸)三锌， a5) 2.2至3.5重量％的氧化锌和/或磷酸锌，a6) 0.05至0.4重量％的催化氨基甲酸酯化的催化剂，其中重量百分比数值以涂料的总质量计，和作为组分B的一种或多种二异氰酸酯和/或多异氰酸酯，所述二异氰酸酯和/或多异氰酸酯的量符合异氰酸酯基团与成分al)和a2)的羟基的摩尔比例为0.6:1至1.2:1。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，涂料包含作为组分A的其它成分的a7).14.5至17.5重量％的不饱和芳族C9/C1(l-烃与酚的共聚物。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，涂料包含作为组分A的其它成分的 a8)3.5至6.5重量％的沸石。
11.根据权利要求8至10所述的方法，其特征在于，涂料包含作为组分A的其它成分的 a9) 2.5至6.5重量％的颜料和/或填料。
12.根据权利要求8至11所述的方法，其特征在于，涂料包含作为组分A的其它成分的 alO) 2至2.5重量％的消泡剂和/或流平助剂。
13.根据权利要求8至12所述的方法，其特征在于，组分B)包含2，4-二苯甲烷二异氰酸酯和/或4，4- 二苯甲烷二异氰酸酯或由其组成。
14.根据权利要求8至13所述的方法，其特征在于，催化剂a6)为二月桂酸二丁基锡。
15.根据权利要求8至14所述的方法，其特征在于，在施涂涂料之前在金属表面上施涂至少一种粘附性底漆。
【文档编号】C08G18/36GK103502299SQ201280022157
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年5月10日 优先权日:2011年5月10日
【发明者】J·克劳尔, E·瓦恩特耶斯, K·布克, E·赫格勒, A·加斯特 申请人:巴斯夫涂料有限公司