耐腐蚀、耐碎裂和耐燃油组合物的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种涂料组合物，所述涂料组合物包含：具有35℃或更高的玻璃化转变温度和至少35,000g/摩尔的分子量的丙烯酸类树脂A；具有57℃或更高的玻璃化转变温度和至少60,000g/摩尔的分子量的丙烯酸类树脂B；具有3000的分子量和约720的羟基当量的环氧树脂，其中所述环氧树脂通过腰果酚已被改性为60：40的比率。
【专利说明】耐腐蚀、耐碎裂和耐燃油组合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及包含丙烯酸酯-环氧树脂混合化学成份的涂料组合物。更具体地讲，本发明的涂料组合物可形成提供优异的耐腐蚀性、耐碎裂性和耐燃油性的涂层膜。另外，通过高度适形的单包涂料在低涂层厚度下以提高的减震性能方便这样的涂层体系。本发明的涂料组合物可附着到涂底漆或/和未涂底漆的金属表面，可在各种环境条件下喷涂，并且可在自然空气干燥条件下固化。
【背景技术】
[0002]车辆的底部频繁地遭受来自路面的水。另外，沙砾或类似物体的硬磨粒随水(特别是含盐的水)一起形成非常严苛的环境。底部结构部件通常被涂覆以提供抵抗腐蚀的第一道防线。常见做法是向汽车的金属底部提供涂层以保护底部免受道路盐分、水和碰撞道路碎片的攻击(其导致汽车底部生锈和腐蚀)。因此，底部涂层对汽车美观(特别是与驾驶室美观有关)、耐久性、耐化学性或耐物理冲击性和成本很关键。
[0003]传统上，服务行业(非OEM)中所使用的底部涂层是空气干燥和单包体系。大部分当前市售的产品为浙青基，具有非常有限的性能参数。
[0004]在现有技术中，具有抗腐蚀、抗磨损和隔音性质的许多其他底部涂层也是熟知的。例如，US20020038615提供了一种组合物，其包括浙青在水中的乳液或分散体和填料，其中基底表面上的浙青乳液暴露于热源，以使基底上的组合物干燥。然而，已看出，浙青基产品没有耐燃油性，耐磨性低，并且还对在保养或维修车时车库中所使用的清污溶剂太过敏感。
[0005]现有技术的浙青型组合物的一些其他严重缺点是其趋于变脆，开裂和从基底分离，从而形成可俘获腐蚀性盐水并使其长时间与金属基底保持接触的包。
[0006]W020030478151、US20050051381、US20090292066、US6559193 中描述了一些其他传统底部涂层，其主要特征在于热固化体系，目标在于提供消音特性。与这些传统涂层的技术容易区别，本发明中目前描述的涂料组合物可空气干燥，并且提供优良的耐燃油性和非常高的耐磨性。
[0007]另外，尽管大部分涂层材料表现出类似抗腐蚀性质的基本要求，但严格的0ΕΜ[原始设备制造商]要求(例如优良的抗碎裂和抗腐蚀性质)总有不足。已看到，尽管底部涂层产品通过了所有内部质量测试，这些涂层在经受非常严苛的耐久性条件时仍会遇到某些问题。例如，常见做法是每当保养或维修汽车时，车辆经受柴油清洗过程，其中通过水柴油混合物来提供清洁以从底部清除灰尘和污垢，这导致底部涂层的软化，并最终导致表面剥离和涂层剥落。此外，在普遍应用条件下的不稳定粘度导致松垂、过多喷涂和不均匀涂层。因此，这些产品易于在严苛处理条件下失效。鉴于这些产品的广泛使用，此问题的重要性很大，因为这样的涂料组合物的制造商对这些产品的耐久性失效有保修责任，结果他们不得不承担不利的经济成本。
[0008] 因此，需要优良的底部涂料组合物，其将消除或改善与传统组合物关联的缺点并且还完全满足有关以经济的成本在耐腐蚀性、耐燃油性和耐磨损/碎裂性、可加工性和适用性方面提供更高性能的效力的所有要求。
[0009]凭借本发明，由发明人如此设计的用于汽车的底部涂料组合物提供优良的耐燃油性、优良的耐磨损/碎裂性和耐腐蚀性。另外，本发明中所描述的组合物尤其是在环境条件下本身可快速干燥，具有对车辆底部基底的优良附着力。所述组合物被设计为通过高度适形的单包涂料体系实现满足各种市场应用实践的即用型配方。
[0010]本发明的目的
[0011]本发明的目的在于提供一种独特的汽车底部涂料组合物，其同时满足以下要求:
[0012]O优良的耐燃油性(柴油&汽油)。
[0013]O低膜厚度下的高呈现标准的高耐磨损/碎裂性。
[0014]O低膜厚度下的优良减振性质。
[0015]O环境条件下的快干特性。
[0016]O车辆底部基底的优良附着性。
[0017]O满足各种市场应用实践的即用型配方。
[0018]O通过腐蚀保护延长寿命。
[0019]本发明的涂料组合物基于丙烯酸酯-环氧树脂混合化学成份。所述组合物包含在10-50% (按总配方的固体计)之间变化的基于丙烯酸酯聚合物的细小粒子(其Tg(玻璃化转变温度)在45至100摄氏度的范围内变化)和改性的环氧树脂，其中所述环氧树脂相对于总溶液的百分比从3-50%变化，并且具有600至800范围内的羟基当量和约3000的分子量。
[0020]根据本发明，所述汽车底部涂料组合物包含具有相似化学功能但玻璃化转变温度和分子量不同的两种不同丙烯酸类树脂的组合、改性的环氧树脂、一种或多种干燥剂、一种或多种填料、流变改性剂添加剂、润湿&分散添加剂、固化剂、缓蚀剂和抗紫外线剂。
[0021]本发明的适用性的其它方面将从以下给出的【具体实施方式】而变得明显。然而，应当理解，【具体实施方式】和具体实例尽管指示出本发明的实施例，但其仅以举例说明方式给出，因为对于本领域技术人员而言在本发明的精神和范围内的各种变化和修改将从该【具体实施方式】而变得明显。应当理解，以上一般描述和以下详细描述均仅为示例性和说明性的，而非对要求保护的发明的限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]在结合附图阅读时可更好理解上述
【发明内容】
以及以下对本发明优选实施例的详细描述。为了示出本发明，附图中示出当前优选的实施例。然而，应该理解，本发明不限于所示的精确布置和构造。附图中:
[0023]图1:耐磨性的图像
[0024]图2:耐燃油性的图像。
[0025]图3:1mm十字划痕测试的图像。
[0026]图4:冲击测试照片。
[0027]图5:施加照片。
[0028]图6:对比组测试面板中的涂层的溶解的图像表示【具体实施方式】
[0029]在描述和要求保护本发明时，将依据以下阐述的定义使用以下术语。除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语都具有本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与本文所述的方法和材料相似或等同的任何方法和材料可以用于本发明的实践或测试中，本文中描述了优选的方法和材料。如本文所用，在此部分中以下每一术语具有与其关联的含义。以下针对各个部件、取代和范围列出的特定和优选的值仅是示意性的；其不排除所述部件和取代的其他定义的值或定义的范围内的其他值。
[0030]如本文所用，单数形式“一”和“所述”包括指代复数，除非上下文另有清晰的表示。
[0031]除非另外明确指示，本申请中指定的各种范围内的数值的使用为近似值，就像所称范围内的最小值和最大值前均有词“约” 一样。因此，所称范围上下略微变动可用于实现与所述范围内的值基本上相同的结果。此外，在这些范围的公开中，预期连续范围覆盖最小值与最大值之间的每一值，包括范围的最小值和最大值端点。
[0032]术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下，可以提供某些有益效果的本发明实施例。然而，在相同的情况或其他情况下，其他实施例也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施例的表述并不暗示其他实施例不是可用的，并且不意在将其他实施例从本发明的范围排除。
[0033]当在施加于表面或基底上的涂层的语境中使用时，术语“上”包括直接或间接施加于表面或基底的涂层二者。因此，例如，施加于覆盖基底的底漆层的涂层构成施加在基底上的涂层。
[0034]因此，尽管本领域技术人员将理解本发明的涂料组合物可施加于任何类型的金属基底，但其尤其适于用在优选含铁的表面上，并且将结合其来描述。
[0035]“腐蚀”在本文中被定义为企图降低金属中的结合能的电化学过程。它是材料(通常为金属)与其环境之间的使得金属及其性质变差的化学或电化学反应。腐蚀过程是阳极反应过程，由此产生金属溶出离子。发生于阳极位点的过程是将金属溶解为金属离子，并将这些离子转换为不溶的腐蚀产物，例如铁锈。
[0036]本发明的组合物是基于丙烯酸类树脂的组合物。与其它单包树脂体系相比，已知丙烯酸树脂具有更快的干燥速率和优良的机械强度。在本发明的组合物中，在此配方中采用具有相似的化学功能但玻璃化转变温度和分子量变化的两种不同的丙烯酸类树脂。
[0037]根据本发明的一个实施例，本发明的底部涂料组合物包括分子量较低的丙烯酸类树脂A，其构成具有至少约35，OOOg/摩尔的较低分子量和至少20°C的玻璃化转变温度的一个组分。丙烯酸类树脂A是至少两种(甲基)丙烯酸烷基酯单体的组合，所述单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、其它脂肪族甲基丙烯酸酯及其组合。此热塑性树脂负责室温下的膜形成。这种具有较低Tg(玻璃化转变温度)的较低分子量树脂赋予热塑性树脂柔性。这提供更好的减振。构成丙烯酸类树脂A的最优选的(甲基)丙烯酸烷基酯单体组合包括(但不限于)甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯组合。
[0038] 最优选的甲基丙烯酸烷基酯单体组合是甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯。为了描述的目的，甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯的化学表示公开如下。
【权利要求】
1.一种涂料组合物，所述涂料组合物包含: (a)具有35°C或更高的玻璃化转变温度和至少35，OOOg/摩尔的分子量的丙烯酸类树脂A ； (b)具有57°C或更高的玻璃化转变温度和至少60，OOOg/摩尔的分子量的丙烯酸类树脂B ； (c)具有3000的分子量和约720的羟基当量的环氧树脂，其中所述环氧树脂通过腰果酚已被改性为60:40的比率。
2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中所述丙烯酸类树脂A选自至少两种(甲基)丙烯酸烷基酯单体，所述单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、其它脂肪族甲基丙烯酸酯及其组合。
3.根据权利要求2所述的涂料组合物，其中所述丙烯酸类树脂A包括甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯的组合。
4.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中所述丙烯酸类树脂B选自至少两种(甲基)丙烯酸烷基酯单体，所述单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、其它脂肪族甲基丙烯酸酯及其组合。
5.根据权利要求4所述的涂料组合物，其中所述丙烯酸类树脂B包括甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯的组合。
6.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述丙烯酸类树脂A的存在量为1-20重量％。
7.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述丙烯酸类树脂B的存在量为1-30重量％。
8.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述环氧树脂的存在量为约1-30重量％。
9.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中所述组合物包括添加剂，所述添加剂选自干燥剂、分散剂、填料、流变改性剂添加剂、橡胶和溶剂。
10.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中所述干燥剂选自环烷酸钴、环烷酸钙、环烷酸镍、环烷酸锰、辛酸镍、辛酸钴、辛酸锆或其组合。
11.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中所述干燥剂是环烷酸钙。
12.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述干燥剂的存在量为0.1-5重量％。
13.根据权利要求9所述的涂料组合物,其中所述分散剂是AntiteraU。
14.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述分散剂的存在量为0.1-5重量％。
15.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中所述填料选自碳酸钙、二氧化硅粉、热解二氧化硅、沉淀二氧化硅、硅酸酐、滑石、粘土、碳酸镁、黑色氧化物、二氧化钛、烧煅石膏、硫酸钡、氧化锌、云母粉、膨润土、玻璃粉、红色氧化铁、炭黑、石墨粉、氧化铝或其组合。
16.根据权利要求9所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述填料的存在量为1-10重量％。
17.根据权利要求9所述的组合物,其中所述流变改性剂添加剂是Aerosil。
18.根据权利要求9所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述流变改性剂添加剂的存在量为ι-?ο重量％。
19.根据权利要求9所述的组合物，其中所述溶剂选自二甲苯，甲苯，乙酸丁酯，丙酮，甲基乙基酮，甲基异丁基酮，醇类诸如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、双丙酮醇，或其它芳香烃溶剂、醇类或其混合物。
20.根据权利要求9所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，所述溶剂的量为.20-80 重量％。
21.根据权利要求9所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量计，橡胶的存在量为.0.1至2重量％。
【文档编号】C09D163/00GK103987799SQ201280052267
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2011年10月25日
【发明者】苏帕诺·哈斯拉 申请人:3M创新有限公司