具有高激光雷达反射率的深色底漆涂层的制作方法

背景技术：

1、在汽车工业中，即将出现的新要求之一是提供具有良好的红外反射率的涂层。良好的红外反射涂层有助于保持汽车凉爽。例如，us 6,366,3971 b1涉及一种具有ir反射层和在ir反射层上形成的ir透过层的ir辐射反射器。us 6,366,3971 b1旨在提供一种具有良好的ir反射特征和宽范围的可能颜色的ir辐射反射器。此外，jp 2014-210856 a涉及一种具有低明度的涂层膜。用于制备所述涂层膜的涂层组合物包括反射和/或透射ir射线的黑色颜料和透明蓝色颜料，并且具有0.1至7的明度l*。jp 2014-210856 a旨在提供一种不加热但仍具有乌黑色特征的涂层。us 10,619,053 b2披露了一种太阳反射涂层组合物，其尤其包含两种不同类型的nir-透明苝颜料(如绿色色调或紫色色调苝颜料)和nir-反射颜料(如二氧化钛)。由此获得的固化涂层展现出灰白色或灰色，并且在10°的角度下具有从40至95的范围内的l*值。us 10,619,053 b2旨在防止在涂覆有所述涂层组合物的基材中的热量积聚。

2、然而，良好的红外反射涂层也有助于配备adas(高级驾驶员辅助系统)、特别是配备lidar(激光雷达)的车辆。adas高度依赖光学或电磁手段的遥感技术来确定位置和速度。激光雷达是一种遥感技术，可以部署在车辆内作为物体识别的主要来源。通过用激光(典型地905nm或1550nm)照明周围环境，激光雷达通过用传感器测量反射来实时绘制到其路径中的物体的距离。例如，如果物体距离车辆太近，则可以避免与物体的碰撞。由于激光雷达利用近红外光(近ir光或nir光)作为其照明源，因此技术必须克服若干个挑战。除了激光雷达仪器本身之外，测量精度的重要因素之一是被照射物体的表面。在汽车和其他车辆的情况下，表面通常被多层涂层覆盖，这在确定激光雷达反射率方面起着重要作用。

3、在oem中，车辆主体及其部件上的涂层从基材开始按以下顺序典型地是：转化涂层、电沉积涂层(如阴极电沉积层)、底漆层(有时也称为填料层)、至少一个底涂层，以及在底涂层的顶部的清漆层作为顶涂层。因此，典型的oem多层涂层包括底漆、至少一个底涂层和清漆层。清漆层是视觉上透明的层并且通常对ir辐射也是透明的。底涂层通常含有有机颜料和/或效应颜料，如金属薄片。深色底漆通常用在底涂层下方以补充底涂层的深色。为了获得深色底漆，通常将炭黑添加到配制品中。然而，炭黑吸收红外波长，并且从而导致不期望的热量积聚。ep 2 323 777 b1涉及在基材上生产深色多层涂层，其中所述多层在基材上按以下顺序包含：层a’、层b’和清漆层。层b’由组合物b制备，在每种情况下基于组合物b的颜料含量，该组合物b包含至少50w.-％的具有低nir-吸收率(即，高nir-透射率)的黑色颜料，如苝黑色颜料，以及可选地高达50wt.-％的另外的颜料，其中层b’仅展现出低nir-吸收率。深色多层在45°的角度下展现出至多10的亮度l*。ep 2 323 777 b1旨在提供一种不加热的深色多层涂层。us 8,679,617 b2披露了一种太阳反射涂层体系，其尤其包括存在于第一涂层下方的第二层，其中所述第二层包含可见光吸收红外透明颜料以及薄片状金属或金属合金红外反射颜料。然而，在第二层中使用此种薄片状金属或金属合金颜料(即，金属效应颜料)是不利的，因为由于其存在，在激光雷达应用中导致不期望的高角度依赖性：此种涂层在45°的入射角下的激光雷达反射率典型地低于9％或甚至低得多，如低于5％。

4、近年来，开发了一些方法来改进多层涂层的激光雷达反射率，特别是应用于车辆的那些。在第一种方法中，nir-反射颜料包含在底涂层中。nir光通过非nir-吸收(nir-透明)保护性清漆层并且被底涂层中的nir-反射颜料反射。然而，底涂层通常是决定多层汽车涂层的颜色和/或效果特征的层。因此，如上所述，底涂层通常含有有机颜料和效应颜料，如金属薄片。然而，这些薄片颜料在近红外(nir)区域是透明的。因此，在不同的第二种方法中，nir光通过非nir性保护性清漆层以及还有含有非nir性着色颜料和/或效应颜料的底涂层，但然后必须被底漆层反射。由于底涂层中上述颜料在nir处的透明度，底漆的nir反射率在确定此类体系的反射率方面起着关键作用。虽然亮色底漆通常具有nir反射性，但包括如上所述的含有碳黑的深色底漆在内的深色底漆通常具有nir吸收性。

5、在设计用作激光雷达反射底漆的底漆时，要进一步考虑的关键方面之一是光透射率，特别是在从280nm至500nm的波长区域(紫外区域)。400-500nm波长的高能光可以穿透底漆层并且使下面的电沉积涂层降解。tio2是最广泛使用的主要颜料，它吸收uv辐射，但散射可见光辐射。然而，一些散射的低波长辐射(400nm至500nm)可以到达电沉积涂层。炭黑在整个范围内具有良好的波长吸收率并且有助于减轻此种降解并且降低uv透射率。然而，炭黑的使用具有上述缺点。

6、因此，需要提供进一步改进的深色底漆涂层，其不仅具有高ir反射率/激光雷达反射率，如高于45％或高于50％的激光雷达反射率，而且其还在uv可见光范围内提供良好的隐藏，如在从280-500nm的波长区域中低于0.005的uv透射率。同时，此种底漆不应当允许源自其任何组分(如炭黑)的任何不期望的热量积聚，特别是当作为汽车工业中使用的多层涂层体系的一部分时，并且应当提供与常规含炭黑的底漆涂层相同的深色。

7、问题

8、因此，本发明的一个目的是提供深色底漆涂层，其不仅具有高ir反射率/激光雷达反射率，如高于45％或高于50％的激光雷达反射率，而且其还显示在uv可见光范围内的良好隐藏，如在从280-500nm的波长区域中低于0.005的uv透射率。同时，此种底漆不应当允许源自其任何组分(如炭黑)的任何不期望的热量积聚，特别是当作为汽车工业中使用的多层涂层体系的一部分时，并且应当提供与常规含炭黑的底漆涂层相同的深色。

9、解决方案

10、该目的已经通过本技术的权利要求的主题以及通过本说明书中所披露的其优选实施例，即，通过本文所描述的主题来解决。

11、本发明的第一主题是一种底漆涂层组合物，其不含或基本上不含金属效应颜料，该底漆涂层组合物包含

12、作为至少一种组分p-a的至少一种成膜聚合物p-a1，以及在p-a1是可外部交联的情况下，至少一种交联剂p-a2，

13、水和/或一种或多种有机溶剂作为组分p-b，

14、作为至少一种组分p-c的颜料混合物，其包含至少两种彼此不同的颜料，即至少一种有机黑色或无机黑色颜料p-c1，其不是炭黑颜料，并且其对nir-辐射是透明的或基本上透明的或对nir-辐射是反射的或基本上反射的；和至少一种无机白色颜料p-c2，其对nir-辐射是反射的或基本上反射的，

15、其中基于底漆涂层组合物的总重量，颜料p-c1以从0.1至20.0wt.-％的范围内的量存在，并且基于底漆涂层组合物的总重量，颜料p-c2以从0.2至40.0wt.-％的范围内的量存在，并且

16、其中，通过将底漆涂层组合物施加至基材而获得的底漆涂层具有根据cielab系统在45°下的不超过38的亮度值l*。

17、优选地，通过将底漆涂层组合物施加至基材并且使所得底漆涂层膜固化以获得底漆涂层而获得的底漆涂层具有不超过38、更优选地不超过35、甚至更优选地不超过30的根据cielab系统在45°下的亮度值l*。优选地，固化在约140℃下进行25分钟。

18、本发明的另外的主题是一种在基材的至少一个表面上至少部分地形成底漆涂层膜的方法，其中所述方法至少包括步骤(a)，即

19、(a)将本发明的底漆涂层组合物至少部分地施加到可选预涂覆的基材的至少一个表面上，以在基材的表面上形成底漆涂层膜。

20、本发明的另外的主题是一种在基材的至少一个表面上至少部分地形成底漆涂层的方法，其中所述方法包括如上文所定义的至少步骤(a)和至少步骤(b)，即

21、(b)使在步骤(a)之后获得的底漆涂层膜固化以获得底漆涂层。

22、本发明的另外的主题是一种由本发明的底漆涂层组合物可获得的或通过形成底漆涂层膜的本发明的方法可获得的涂层膜以及一种由本发明的底漆涂层组合物可获得的或通过形成底漆涂层的本发明的方法可获得的涂层。

23、本发明的另外的主题是一种通过形成底漆涂层的本发明的方法可获得的至少部分涂覆的基材，其中在进行所述方法之前基材本身优选地不是或基本上不是激光雷达-反射的。

24、本发明的另外的主题是一种多层涂层体系，其存在于可选预涂覆的基材上并且包括至少三个彼此不同的涂层l1、l2和l3，即

25、施加在可选预涂覆的基材的至少一部分上的第一涂层l1，

26、施加在第一涂层l1上的第二涂层l2，以及

27、施加在第二涂层l2上的第三顶涂层l3，

28、其中第一涂层l1由本发明的底漆涂层组合物形成，并且第二涂层l2由不同于底漆涂层组合物的底涂层组合物形成，并且第三涂层l3由不同于底漆涂层组合物和底涂层组合物两者的顶涂层、优选地清漆层组合物形成。

29、本发明的另外的主题是一种用于制备本发明的多层涂层体系的方法，该方法至少包括步骤(1)、(2)、(3)和(4)，即

30、(1)将本发明的底漆涂层组合物施加至可选预涂覆的基材的至少一部分上并且在可选预涂覆的基材的至少一部分上形成第一涂层膜，

31、(2)将不同于步骤(1)中施加的底漆涂层组合物的底涂层组合物施加至存在于步骤(1)之后获得的基材上的第一涂层膜，并且形成优选地与第一涂层膜相邻的第二涂层膜，

32、(3)将不同于步骤(1)和(2)中施加的组合物的涂层组合物施加至存在于步骤(2)之后获得的基材上的第二涂层膜，并且形成优选地与第二涂层膜相邻的第三涂层膜，其中所述涂层组合物优选地是清漆层组合物，以及

33、(4)联合固化在步骤(2)和(3)中施加的至少该第二和第三涂层膜以及在进行步骤(2)之前，在步骤(1)中施加的该第一涂层膜未固化的情况下，可选地还有所述第一涂层膜，以获得至少包括该第一、第二和第三涂层l1、l2和l3的多层涂层体系。

34、本发明的另外的主题是本发明的涂层膜或涂层和/或至少部分涂覆的本发明的基材和/或由所述基材生产的物体和/或本发明的多层涂层体系在涉及车辆及其部件的激光雷达可见性应用中的用途。

35、已经特别出人意料地发现，本发明的底漆涂层组合物能够提供具有高ir反射率、高nir反射率两者以及因此高激光雷达反射率的深色底漆涂层。特别地，已经发现可以获得在0°的入射角(aoi)下测量的至少40％、优选地至少45％、更优选地至少50％、甚至更优选地至少55％、还更优选地至少60％、又更优选地至少65％、特别是至少70％的激光雷达反射率。根据方法部分中所披露的方法测量激光雷达反射率。特别地，已经进一步发现可以获得大于30％、优选地大于35％、甚至更优选地大于40％的红外太阳反射率(irsr)。根据方法部分中所披露的方法测量irsr。

36、已经进一步出人意料地发现，本发明的底漆涂层组合物能够提供深色底漆涂层，其在uv可见光范围(uv vis)下也显示良好的隐藏，如在从280-500nm的波长区域中低于0.005的uv透射率。特别地，已经发现可以获得低于0.005、优选地低于0.003、更优选地≤0.002的uv vis透射率。根据方法部分中所披露的方法测量uv vis透射率。

37、已经进一步发现，本发明的底漆涂层组合物能够提供深色底漆涂层，其防止源自任何其组分如炭黑的任何不期望的热量积聚，特别是当作为多层涂层体系的一部分用于汽车工业时，因为不必须使用或基本上不必须使用炭黑来提供底漆涂层。特别地，底漆涂层组合物不含或基本上不含任何炭黑颜料。相反，底漆涂层组合物改为使用其他合适的有机或无机黑色颜料、特别是苝颜料，如black l0086。

38、此外，已经发现本发明的底漆涂层组合物能够提供深色底漆涂层，其具有与常规含炭黑底漆涂层相同或基本上相同的深色。对此的量度是本发明的底漆涂层与可比的常规含炭黑底漆之间的色差(mde*)的加权平均值。

技术实现思路