多层耐腐蚀涂层体系、用其涂覆的基底及其涂覆方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多层耐腐蚀涂层体系、用其涂覆的基底及其涂覆方法，具体而言， 涉及由底涂层和面涂层组成的多层耐腐蚀涂层体系，依次用底涂层、面涂层涂覆而形成的 基底以及涂覆方法。
【背景技术】
[0002] 汽车油路及刹车系统管路位于机动车体下部，通常暴露于恶劣的室外环境。此外， 在汽车装配过程中，汽车油路及刹车系统管路经历一系列加工过程，包括机械变形如弯曲 和焊接。因此，汽车油路及刹车系统管路通常以涂层涂覆，以使其具有优良的耐盐雾腐蚀 性、耐化学性以及优良的柔韧性与硬度平衡。
[0003] 当前，作为汽车油路及刹车系统管路的涂料，主要以美国杜邦公司的基于PVF树 脂的单涂层涂料为主，其涂装方式为浸涂辅以空气吹涂。在产品的物理性能方面，该产品基 本满足当前的最低要求。但是，随着竞争的加剧，终端客户要求产品性能进一步改善，以增 加终端客户的产品竞争力。另外，基于PVDF的单涂层产品在韩系汽车公司中逐渐流行，该 涂层中所含的热固性丙烯酸树脂和热固性环氧树脂在固化后可导致整个涂层偏硬，柔韧性 较差。
[0004] 在本领域，对可用于汽车油路及刹车系统管路的具有改进的耐腐蚀性能以及适宜 的硬度与柔韧性平衡的涂料仍存在需求。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种多层耐腐蚀涂层体系，其包括（1)第一涂料组合物，其包含数均 分子量为7000-13000的线性聚酯树脂；和（2)第二涂料组合物，其包含PVDF树脂和丙烯酸 树脂。
[0006] 本发明还提供一种在基底上形成多层涂层体系的方法，包括：（1)将第一涂料 组合物施用于所述基底的至少一部分上，形成底涂层，和（2)将第二涂料组合物施用于 所述底涂层的至少一部分上，形成面涂层，其中所述第一涂料组合物包含数均分子量为 7000-13000的线型聚酯树脂，且所述第二涂料组合物包含PVDF树脂和丙烯酸树脂。
[0007] 本发明进一步提供一种经涂覆的基底，包括：（1)基底；和（2)沉积在所述基底的 至少一部分上的多层涂层体系，其中所述多层涂层体系包括第一涂料组合物和第二涂料组 合物，其中所述第一涂料组合物包含数均分子量为7000-13000的线型聚酯树脂，且所述第 二涂料组合物包含PVDF树脂和丙烯酸树脂。
[0008] 发明详述
[0009] 除了实施例中的或另外明确说明的，应当认为说明书和权利要求书中使用的所有 代表成分的数量、反应条件等的数值在所有情况下均可按照术语"约"进行变化。因此，除 非有相反的说明，否则以下的说明书和权利要求书中所列出的数值参数均为近似值，可以 按照本发明想要获得的性能而变化。起码，而不是为了限制相当于权利要求范围的这一原 则的实施，每个数值参数至少应当按照有效数字来解释并运用普通的舍入法。
[0010] 尽管列出本发明宽范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中列出的数值 记录得尽可能准确。但是，任何一个数值本来就具有一定的误差。该误差是其相应的测量 方法中得出的标准偏差的必然结果。
[0011] 本发明的一个实施方式提供一种多层耐腐蚀涂层体系，其包括（1)第一涂料组 合物，其包含分子量在7000-13000之间的线性聚酯树脂；和（2)第二涂料组合物，其包含 PVDF树脂和丙烯酸树脂。
[0012] 如在本文通篇提到的"多层（耐腐蚀）涂层体系"在本文中指的是由两层或多层 涂料组合物在基底上顺序形成的涂层，其中所述涂料组合物至少部分覆盖所述基底，以及 位于上面的涂料组合物至少部分覆盖位于其下的涂料组合物。在优选实施方式中，所述多 涂层体系优选包括由两层涂料组合物形成的双涂层。
[0013] 第一涂料组合物通常作为底漆（底涂层）涂布于至少部分基底上。
[0014] 在所述第一涂料组合物中，所述树脂组分为数均分子量在7000-13000范围内、Tg 在10-20°C范围内的线性聚酯树脂。优选地，所述聚酯树脂具有9000-11000的数均分子量 和13-17°C的Tg。具体地，如果聚酯树脂的Mn太大，则所得涂层太软。如果聚酯树脂的Mn 太小，则所得涂层太硬。适用的线性聚酯树脂可以是多元醇与多元酸的反应产物。很多多 元酸和多元醇都可用于制备这些聚酯树脂。然而，特别合适的那些多元酸包括至少一种下 列物质：对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、己二酸、丁二酸、壬二酸、癸二酸、马来酸、 富马酸、环己二酸和其他酸酐或酯等。另一方面，特别合适的那些多元醇包括至少一种下 列物质：乙二醇、新戊二醇、取代丙二醇、取代丁二醇、取代戊二醇、取代己二醇、环己烷二甲 醇、二甘醇和三醇（如三羟甲基丙烷）等。所用的聚酯树脂可使得所形成的涂层具有超高 的柔韧性、耐盐雾性能和耐深度加工性。
[0015] 很多商业可得的此类聚酯树脂可用于本发明中。例如，所述聚酯树脂例如可以商 品名DYNAP0L得自德固赛、SN系列得自DSM等。
[0016] 所述聚酯树脂可以以基于第一涂料组合物的总重计约20wt%至约80wt%，优选 约30wt%至约70wt%，更优选约40wt%至约60wt%的量存在于所述第一涂料组合物中。
[0017] 所述第一涂料组合物还包含固化剂，所述固化剂组分可以以基于所述第一涂料 组合物的总重计大约lwt%至约20wt%，优选约5wt%至约15wt%，更优选约5wt%至约 10wt%的量存在于该第一涂料组合物中。所述固化剂能够与树脂组分在高温条件下反应形 成网状结构。
[0018] 在一个优选的实施方式中，固化剂是多异氰酸酯固化剂。本文所用的"多异氰酸 酯"意在包括封闭的以及未封闭的多异氰酸酯。该多异氰酸酯可以是脂族或芳族多异氰酸 酯，或是这两种物质的混合物。可以使用二异氰酸酯，不过高异氰酸酯是常用的，如二异氰 酸酯的异氰脲酸酯。高级多异氰酸酯也可以与二异氰酸酯结合使用。也可以使用异氰酸酯 预聚物，例如多异氰酸酯与多元醇的反应产物。如果多异氰酸酯是封闭的，则可以用本领域 技术人员所知的任何合适的脂族、脂环族或芳族烷基一元醇作为多异氰酸酯的封端剂。其 他合适的封端剂包括肟和内酰胺。适合用于本发明的多异氰酸酯的实例包括至少一种下述 物质：具有各种封端剂（例如e-己内酰胺、丁酮肟和丙二酸-二乙酯）的异氰尿酸酯前体 (例如六亚甲基二异氰酸酯）和异佛尔酮二异氰酸酯。
[0019] 所述第一涂料组合物还包含催化剂。所用的催化剂包括可催化主体树脂与固化剂 之间的反应的任何合适的催化剂。合适的催化剂的实例包括但不限于酸性催化剂、锡基催 化剂、胺、有机金属化物和其他金属催化剂。在一个优选实施方式中，所用的催化剂包括有 机金属催化剂。有机金属催化剂例如可以是二月桂基二丁基锡或二乙酸二丁基锡。
[0020] 所述催化剂组分可以以基于所述第一涂料组合物的总重计大约为0.lwt%至约 15wt%，优选约0. 5wt%至约10wt%，更优选约0. 5wt%至约5wt%的量存在于所述第一涂 料组合物中。
[0021] 所述第一涂料组合物还包含颜料，所述颜料优选不含铬。因此，所述多层涂层体系 基本不含铬。所述颜料例如可以包括但不限于磷酸锌、多聚磷酸锌、钛白粉、酞菁绿、炭黑、 铁黄等。
[0022] 所述颜料组分可以基于所述第一涂料组合物的总重计以大约为5wt%至约 40wt%，优选约10wt%至约30wt%，更优选约15wt%至约25wt%的量存在于所述第一涂料 组合物中。
[0023] 所述第一涂料组合物进一步包含溶剂，所述溶剂可以包括可与本发明的其他特定 组分一起使用的任何合适的溶剂。合适的溶剂对于阅读本说明书之后的本领域技术人员而 言是显而易见的。合适的溶剂的实例包括但不限于下述：芳烃石油镏出物（例如环己烷）、 甲基乙基酮、甲基异丁基酮、醇（例如，乙醇、丙醇和双丙酮醇）、乙二醇和二乙二醇的单烷 基醚和二烷基醚（例如，乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙 二醇单丁基醚和二乙二醇二乙基醚）以及上述溶剂的任意混合物。
[0024] 所述溶剂组分可以以基于所述第一涂料组合物的总重计大约为20wt%至约 70wt%，优选约25wt%至约60wt%，更优选约30wt%至约50wt%的量存在于所述第一涂料 组合物中。
[0025] 根据本发明的第一涂料组合物还可以包括选自下述物质中的一种或多种的其他 辅助成分：消光剂、附着力促进剂、流平剂、流变剂、抗沉降剂以及本领域已知的任何可用于 本发明的第一涂料组合物中的任何添加剂。当这些辅助成分存在时，其存在的量基于所述 第一涂料组合物的总重计至多为40wt%。
[0026] 所述第二涂料组合物通常作为面漆涂覆于至少部分所述第一涂料组合物上。
[0027] 在所述第二涂料组合物中，所述PVDF树脂或PVDF聚合物包括PVDF的均聚物以及 由至少约70wt%偏二氟乙烯（VDF)与其他共聚单体形成的共聚物。所述其他共聚单体包括 但不限于六氟丙烯（HFP)、氯四氟乙烯（CTFE)、四氟乙烯（TFE)和氟乙烯。所述PVDF树脂 通常具有165-180°C的熔点。所述PVDF树脂可提供有利的柔韧性。
[0028] 所述PVDF树脂以基于第二涂料组合物的重量计约10wt%至约25%，优选约 13wt%至约20wt%的量存在于该第二涂料组合物中。
[0029] 很多商业可得的PVDF树脂可用于本发明中。例如，可用于本发明的PVDF树脂的 实例包括但不限于来自法国阿河玛公司的kynar500和来自美国苏威公司的hylar5000。
[0030] 所述第二涂料组合物还包含基于该第二组合物的重量计约5wt%至约40wt%，优 选约10wt%至约30wt%，更优选约10wt%至约20wt%的丙烯酸树脂。所述丙烯酸树脂可 以是热塑性丙烯酸树脂、热固性丙烯酸树脂或者二者的组合。采用热塑性丙烯酸树脂与热 固性丙烯酸树脂组合可改进第二涂料组合物对底漆的附着力并赋予所得涂层期望的硬度 与柔韧性平衡。在一个优选的实施方式中，所述涂料组合物包含重量比