具有改善的基材粘附性的涂料组合物的制作方法
【专利摘要】公开了用于提供具有改善的基材粘附性的涂层的方法。该涂料组合物包括环氧官能聚合物、全烷基化的三聚氰胺树脂和酰胺基胺。该方法包括形成该成膜组分的混合物并在添加酸催化剂之前让该混合物熟化。结果是该涂料组合物的层具有对基材高度的粘附性。
【专利说明】具有改善的基材粘附性的涂料组合物
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于在基材上形成涂料组合物的层的方法，其中该涂料组合物包括溶 剂型成膜聚合物、烧基化的三聚氰胺和酰胺基胺（amidoamine)。
【背景技术】
[0002] 涂料组合物可以为底层基材提供一个或多个保护层，还可以具有从美学观点上令 人愉悦的外观。在基材上典型的涂层罩面（coating finish)可以包括以下涂层中的一些或 全部：（1) 一个或多个底漆层（primer layer)，提供粘附性和基本的保护，还覆盖基材微小 的表面不平坦；（2) -个或多个着色层（colored layer)，通常是呈现颜色的，其提供大部 分的保护、耐久性和颜色；和（3) -个或多个清漆层（clearcoat layer)，提供额外的耐久 性和改善的外观。可以使用着色面漆层（colored topcoat layer)代替着色层和清漆层。 这些涂料可以用于建筑物、机械、运动设备、作为汽车原始设备制造商（OEM)和修补涂料的 交通工具，或其它涂料应用中。
[0003] 每个不同的涂料组合物层具有多种其必须表现出的功能以满足用户的基本需求。 例如，每个涂料组合物的层必须良好地粘附在相邻的一个或多个层上。该层还应当提供耐 久的罩面漆，其在相对较短的时间内干燥可触。
【发明内容】
[0004] 本发明涉及用于在基材上产生涂料组合物的层的方法，所述包括以下步骤： 1) 形成涂料混合物，其中该涂料混合物包括： Al)环氧官能聚合物； A2)全烷基化的三聚氰胺； 2) 将A3)酰胺基胺官能交联组分添加到该涂料混合物中； 3) 让来自步骤2)的涂料混合物熟化0. 5分钟-60分钟； 4) 在步骤3)的经熟化的涂料混合物中添加酸催化剂以形成该涂料组合物；和 5) 将来自步骤4)的涂料组合物的层施加到该基材上；和 6) 固化所施加的涂料组合物的层。
【具体实施方式】
[0005] 本领域普通技术人员通过阅读以下详细描述将更容易理解本发明的特征和优点。 应当认识到为清楚起见在不同实施方案的上下文中在上文或下文所描述的本发明的某些 特征也可组合提供在单个实施方案中。相反，为简洁起见，在单个实施方案的上下中所描述 的本发明的不同特征也可分别提供或以任何子组合的方式提供。此外，除非上下中另有明 确声明，单数形式的述及物也可包括复数形式（例如"一"和"一个"可指一个，或一个或多 个）。
[0006] 除非另有明确表示，在本申请中说明的在多个范围内的数值的使用就如同所述范 围内的最小值和最大值都由词语"约"在前修饰那样是作为近似值陈述的。以这种方式，在 所述的范围上下微小的变化可以用于实现与该范围内的值基本上相同的结果。而且，这些 范围的公开旨在作为包括最小值和最大值之间每个值的连续范围。
[0007] 此处所用的：
[0008] 术语"挥发性有机化合物"、"V0C"、"多种挥发性有机化合物"或"多种V0C"表示可 以汽化并且进入大气以及参与大气中的光化学反应的碳的有机化合物。VOC可以是天然产 生的或由天然的或合成的材料产生的。可以由当地的、国家的、区域的或国际的行政管理机 构规定一些或全部的VOC。VOC可以表示为在单位体积产品上的VOC重量，诸如每升的克数 (g/1)。涂料组合物中的VOC的量可以依照ASTM D3960测定。
[0009] 本发明涉及在基材上形成涂料组合物的层的方法，其中该涂料组合物是包括成膜 粘结剂的溶剂型涂料组合物，其中该成膜粘结剂包括或由环氧官能聚合物、全烷基化的三 聚氰胺和酰胺基胺组成。该方法包括或由以下步骤组成： 1) 形成涂料混合物，其中该涂料混合物包括： Al)环氧官能聚合物； A2)全烷基化的三聚氰胺； 2) 将A3)酰胺基胺官能交联组分添加到该涂料混合物中； 3) 让来自步骤2)的涂料混合物熟化0. 5分钟-60分钟； 4) 在步骤3)的经熟化的涂料混合物中添加酸催化剂以形成该涂料组合物；和 5) 将来自步骤4)的涂料组合物的层施加到该基材上；和 6) 固化所施加的涂料组合物的层。
[0010] 本发明还涉及通过上述方法涂布的基材。
[0011] 本文中所使用的术语"熟化"或"熟化期"表示在形成组分AU A2和A3的涂料混 合物之后并且在添加酸催化剂之前的时期。在该涂料混合物的熟化期期间，可以持续搅动 该混合物，或者在另一实施方案中，在形成涂料混合物之后，可以停止搅动。在一些实施方 案中，该熟化期可以在〇. 5分钟-60分钟范围内。在其它实施方案中，该熟化期可以在1分 钟-45分钟范围内，在另外的实施方案中，可以在2分钟-30分钟范围内。在该涂料混合物 的熟化期之后，可以添加酸催化剂并搅动该混合物以形成该涂料组合物。
[0012] 该涂料组合物是溶剂型涂料组合物且包括成膜粘结剂。该成膜粘结剂包括或由 Al)环氧官能聚合物、A2)全烷基化的胺和A3)酰胺基胺官能交联组分组成。该环氧官能聚 合物可以是本领域普通技术人员已知的那些中的任意一个。适合的环氧官能聚合物可以包 括环氧官能聚合物，诸如例如环氧官能（甲基）丙烯酸系聚合物、环氧官能聚酯聚合物、环 氧官能聚氨酯聚合物、双酚/表氯醇聚合物或它们的组合。通常，该环氧官能聚合物可以具 有在180-3200范围内的环氧当量。在其它实施方案中，该环氧当量可以在200-1000范围 内。环氧当量可以通过ASTM D 1652-11测定。
[0013] 该涂料组合物还包含A2)全烷基化的三聚氰胺。该全烷基化的三聚氰胺基本 上不与异氰酸酯反应。为了 "基本上不反应"，必须将一种或多种全烷基化的三聚氰胺和 二异氰酸酯的混合物从混合时开始保持至少5小时不凝胶，并且从在环境温度（诸如在 15°C -60°C范围内的温度）混合时开始该混合物的粘度保持至少2个小时低于初始粘度的 150%，其中该初始粘度是在将一种或多种全烷基化的三聚氰胺和二异氰酸酯刚刚混合之 后立即测量的该混合物的粘度。该混合物可以具有在5:1-1:5范围内的全烷基化的三聚氰 胺与二异氰酸酯的重量比。在一个实施例中，可以通过将1重量份的三聚氰胺与1重量份 的二异氰酸酯（诸如1，6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI))混合并且在环境温度下在混合之后 的第0、2和5小时时间点测量该混合物的粘度来测验三聚氰胺对二异氰酸酯的反应性。如 果该混合物在5小时之后仍不凝胶且在2小时时间点处的粘度保持低于在O小时时间点处 测量的初始粘度的150%，那么可以测定该全烷基化的三聚氰胺基本上不与二异氰酸酯反 应。本发明中公开的或本领域技术人员已知或开发的其它二异氰酸酯也可以适于测试烷基 化的三聚氰胺的反应性。
[0014] 基本上不与二异氰酸酯反应的任意全烷基化的三聚氰胺都可以是适合的。在一 个实施例中，适合的全烷基化的三聚氰胺可以包括从康涅狄格州瓦林福德的氰特工业公 司（Cytec Industries, Inc. ,Wallingford, Connecticut)商业上可获得的 CYMEL'。 XW-3106三聚氰胺。该全烷基化的三聚氰胺可以包括全烷基化的三聚氰胺与醛的缩合产物 或衍生物，诸如烷基化的三聚氰胺甲醛。在一个实施例中，基本上不与二异氰酸酯反应的 全烷基化的三聚氰胺可以包括基本上不含异氰酸酯活性氢（例如不含-〇H、-NH或-NH2基 团）的全烷基化的三聚氰胺。术语"基本上不含异氰酸酯活性氢"表示该全烷基化的三聚 氰胺可以具有很少量的具有异氰酸酯活性氢的官能团，诸如-〇H、-NH或-NH2,并且该全烷 基化的三聚氰胺和多异氰酸酯在环境温度下的混合物不会形成凝胶，并且该交联组分可以 保持在适于诸如与可交联的组分混合用于喷涂、辊涂、刷涂、浸涂、刮涂（draw-down)或它 们的组合的涂布应用的低粘度范围内。该全烷基化的三聚氰胺可以在一个实施例中具有 在0% -10%的范围内的具有一个或多个异氰酸酯活性氢的三聚氰胺，在另一实施例中在 0% -5%的范围内，在又一实施例中在0% -1%的范围内，在又一实施例中在0% -0. 1%的 范围内，其中该百分比是基于该涂料混合物中三聚氰胺的总重量计的。
[0015] 该全烷基化的三聚氰胺可以通过本领域中已知的方法形成。在一些实施方案 中，可以首先将三聚氰胺与过量的一种或多种C1-C5醛反应以形成醇，然后与一种或多种 Cl-ClO烷基化剂反应。该全烷基化的三聚氰胺可以在一个实施例中包括选自一种或多种 Cl-C10烷基的烷基化基团，在另一实施例中为Cl-C5烷基。在另一实施例中，该全烷基化的 三聚氰胺可以包括甲基。在又一实施例中，该全烷基化的三聚氰胺可以包括丁基。在又一 实施例中，该全烷基化的三聚氰胺可以包括甲基和丁基的组合。具有的所有胺基团都被烷 基化的三聚氰胺称作全烷基化的三聚氰胺。全烷基化的三聚氰胺的例子可以包括六甲氧基 甲基三聚氰胺、六丁氧基甲基三聚氰胺和具有丁氧基甲基、乙氧基甲基、甲氧基甲基或它们 的组合的三聚氰胺。
[0016] 该酰胺基胺官能交联组分是本领域普通技术人员已知的。适合的酰胺基胺官能交 联组分是一种或多种一元羧酸和/或二元羧酸与一种或多种二胺和/或多胺的反应产物， 且可以具有依照例如以下式（I)-(VI)的结构：
【权利要求】
1. 一种用于在基材上产生涂料组合物的层的方法，所述方法包括以下步骤： 1) 形成涂料混合物，其中所述涂料混合物包括： A1)环氧官能聚合物； A2)全烷基化的三聚氰胺； 2) 将A3)酰胺基胺官能交联组分添加到最初所述的涂料混合物中； 3) 使来自步骤2)的涂料混合物熟化0. 5分钟-60分钟； 4) 在步骤3)的经熟化的涂料混合物中添加酸催化剂以形成所述涂料组合物；和 5) 将来自步骤4)的涂料组合物的层施加到所述基材上；和 6) 固化所施加的涂料组合物的层。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述固化步骤6)是在10°C _32°C的范围内的温度 进行的。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述固化步骤6)是在32°C _82°C的范围内的温度 进行的。
4. 根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述全烷基化的三聚氰胺是六甲氧基甲基 三聚氰胺、六丁氧基甲基三聚氰胺和具有丁氧基甲基、乙氧基甲基、甲氧基甲基或它们的组 合的三聚氰胺。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中所述酰胺基胺官能交联组分是一元羧酸 和/或二元羧酸与二胺和/或多胺的反应产物。
6. 根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其中所述酸催化剂是乙酸、甲酸、十二烷基 苯磺酸、二壬基萘磺酸、对甲苯磺酸、磷酸或它们的组合。
7. 根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的方法，其中所述涂料组合物是底漆、底色漆、着 色面漆或清漆。
8. -种基材，该基材经包括以下步骤的方法涂布： 1) 形成涂料混合物，其中所述涂料混合物包括： A1)环氧官能聚合物； A2)全烷基化的三聚氰胺； 2) 将A3)酰胺基胺官能交联组分添加到最初所述的涂料混合物中； 3) 使来自步骤2)的涂料混合物熟化0. 5分钟-60分钟； 4) 在步骤3)的经熟化的涂料混合物中添加酸催化剂以形成所述涂料组合物；和 5) 将来自步骤4)的涂料组合物的层施加到所述基材上；和 6) 固化所施加的涂料组合物的层。
9. 根据权利要求8所述的基材，其中所述固化步骤6)是在10°C _32°C的范围内的温度 进行的。
10. 根据权利要求8所述的基材，其中所述固化步骤6)是在32°C_82°C范围内的温度 进行的。
11. 根据权利要求8、9或10所述的基材，其中所述全烷基化的三聚氰胺是六甲氧基甲 基三聚氰胺、六丁氧基甲基三聚氰胺和具有丁氧基甲基、乙氧基甲基、甲氧基甲基或它们的 组合的三聚氰胺。
12. 根据权利要求8、9、10或11所述的基材，其中所述酰胺基胺官能交联组分是一种或 多种一元羧酸和/或二元羧酸与一种或多种二胺和/或多胺的反应产物。
13. 根据权利要求8、9、10、11或12所述的基材，其中所述酸催化剂是乙酸、甲酸、十二 烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸、对甲苯磺酸、磷酸或它们的组合。
14. 根据权利要求8、9、10、11、12或13所述的基材，其中所述涂料组合物是底漆、底色 漆、着色面漆或清漆。
【文档编号】C09J7/02GK104334667SQ201380025738
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年1月29日 优先权日:2012年5月17日
【发明者】A·横山, V·I·佩特科夫斯卡, E·C·乌泽, R·G·萨利亚 申请人:涂料外国Ip有限公司