多层涂层及其制备方法技术

一种多层涂层，其包括：施涂到基底的至少一部分上的第一基漆层；和施涂到该第一基漆层上的第二基漆层。该第一基漆层和第二基漆层是由具有聚酰肼和分散在含水介质中的核壳颗粒的组合物形成的。该第一基漆组合物的核壳颗粒包括(1)聚合物核，该聚合物核至少部分地被(2)聚合物壳包封，该聚合物壳包含脲连接以及酮和/或醛官能团。该第一基漆组合物以及该第二基漆组合物的核壳颗粒的聚合物核各自独立地共价键合到该核壳颗粒的聚合物壳的至少一部分上。

Multilayer coating and preparation method thereof

A multilayer coating comprises a first base paint layer applied to at least part of the base and a second base paint layer applied to the first base paint layer. The first base paint layer and the second base paint layer are formed by a composition having polyhydrazide and core-shell particles dispersed in an aqueous medium. The core-shell particles of the first base paint composition include (1) a polymer core, which is at least partially encapsulated by (2) a polymer shell containing urea bonding and ketone and/or aldehyde functional groups. The polymer cores of the first base paint composition and the core-shell particles of the second base paint composition are independently covalently bonded to at least part of the polymer shell of the core-shell particles.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层涂层及其制备方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月18日提交的美国临时申请No.62/310,228的权益，其在此以其全部通过引用纳入。政府支持的说明本专利技术是根据能源部批准的合同No.DE-EE0005777下由政府支持而做出的。美国政府在本专利技术中会具有某些权利。专利
本专利技术涉及多层涂层，其可以施涂到基底例如汽车基底和这样的涂层的制备和施涂方法。专利技术背景多层涂层施涂到广泛的多种基底上来提供颜色和其他视觉效应、耐腐蚀性、耐磨性、耐化学品性等。例如多层涂层经常包括基漆层(其提供颜色或者其他视觉特殊效应)和面漆层(其提供耐磨和耐刮擦层)。对于施涂到金属基底例如汽车基底上的多层涂层来说，典型地还包括底漆层和底漆头道漆层。通常，多层涂层的每个层在不同条件例如不同温度下分别脱水和/或固化来形成最终的多层涂层。仍然令人期望的是提供新的多层涂层，其还能提供低固化温度和减少的层数。
技术实现思路
本专利技术涉及一种多层涂层，其包括：施涂到基底的至少一部分上的第一基漆层；和施涂到该第一基漆层上的第二基漆层。该第一基漆层是由具有聚酰肼和分散在含水介质中的核壳颗粒的第一基漆组合物形成的。该第一基漆组合物的核壳颗粒包括(1)聚合物核，该聚合物核至少部分地被(2)聚合物壳包封，该聚合物壳包含脲连接以及酮和/或醛官能团。此外，该第二基漆层是由包含聚酰肼和分散在含水介质中的核壳颗粒的第二基漆组合物形成的。该第二基漆组合物的核壳颗粒包括(1)聚合物核，该聚合物核至少部分地被(2)聚合物壳包封。另外，该第一基漆组合物以及该第二基漆组合物的核壳颗粒的聚合物核各自独立地共价键合到该核壳颗粒的聚合物壳的至少一部分上。本专利技术还涉及用多层涂层涂覆基底的方法，其包括：在基底的至少一部分上通过将第一基漆组合物直接沉积到该基底的至少一部分上来形成第一基漆层；和在该第一基漆层的至少一部分上通过将第二基漆组合物直接沉积到(1)第一基漆组合物脱水后的第一基漆层或者(2)在第一基漆组合物脱水之前的第一基漆组合物的至少一部分上，来形成第二基漆层。该第一基漆层是由第一基漆组合物形成的，该第一基漆组合物包含聚酰肼和分散在含水介质中的核壳颗粒。该第一基漆组合物的核壳颗粒包含(1)聚合物核，该聚合物核至少部分地被(2)聚合物壳包封，该聚合物壳包含脲连接以及酮和/或醛官能团。此外，该第二基漆层是由第二基漆组合物形成的，该第二基漆组合物包含聚酰肼和分散在含水介质中的核壳颗粒，该第二基漆组合物的核壳颗粒包含(1)聚合物核，该聚合物核至少部分地被(2)聚合物壳包封。另外，该第一基漆组合物以及该第二基漆组合物的核壳颗粒的聚合物核各自独立地共价键合到该核壳颗粒的聚合物壳的至少一部分上。具体实施方式本专利技术涉及一种多层涂层，其包含至少第一基漆层和第二基漆层。“基漆”指的是一种涂层，其沉积到底漆上和/或直接沉积到基底上，任选地包括赋予颜色和/或提供其他视觉效应的组分(例如颜料)。如进一步详细解释的，该多层涂层可以包括另外的涂层，其包括但不限于面漆层。“面漆”指的是最上面的涂层，其沉积到另一涂层例如基漆上来提供保护和/或装饰层。该第一基漆层可以由这样的涂料组合物形成，其包含水分散的核壳颗粒。因此，该第一基漆组合物包含核壳颗粒(分散相)在含水介质(连续相)中的分散体。作为本文使用的，“含水介质”指的是液体介质，其包含至少50重量％的水，基于该液体介质的总重量。这样的非含水液体介质可以包含至少60重量％水，或者至少70重量％水，或者至少80重量％水，或者至少90重量％水，或者至少95％水，基于该液体介质的总重量。构成了小于50重量％的该液体介质的溶剂包括有机溶剂。合适的有机溶剂的非限定性例子包括极性有机溶剂，例如质子有机溶剂例如二醇，二醇醚醇，醇，和挥发性酮，二醇二醚，酯，和二酯。有机溶剂的其他非限定性例子包括芳族和脂肪族烃。本专利技术的含水分散的核壳颗粒可以包含至少部分地包封于壳中的核。核至少部分地包封于壳中的核壳颗粒指的是这样的颗粒，其包含(i)至少第一材料，其形成该颗粒的中心(即核)，和(ii)至少第二材料(即壳)，其形成该第一材料(即核)的至少一部分表面上的层。在一些例子中，至少一部分的壳与至少一部分的核直接接触。此外，该核壳颗粒可以具有不同的形状(或形态)和尺寸。例如该核壳颗粒通常可以具有球形、立方体、扁平、多面体或者针状(延长的或者纤维)形态。该核壳颗粒还可以具有30-300纳米，或者40-200纳米，或者50-150纳米的平均粒度。作为本文使用的，“平均粒度”指的是体积平均粒度。该平均粒度是用Zetasize3000HS，依照Zetasize3000HS手册的用法说明来测定的。该核壳颗粒可以包含聚合物核以及聚合物壳。“聚合物核”表示该核壳颗粒的核包含一种或多种聚合物，并且“聚合物壳”表示该核壳颗粒的壳包含一种或多种聚合物。作为本文使用的，“聚合物”指的是低聚物和均聚物(例如由单一单体物质所制备的)，共聚物(例如由至少两种单体物质所制备的)，和接枝聚合物。术语“树脂”与术语“聚合物”是可互换使用的。该聚合物核可以包含(甲基)丙烯酸酯聚合物，乙烯基聚合物或者它们的组合。作为本文使用的，术语“(甲基)丙烯酸酯”指的是甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯二者。此外，形成聚合物壳的至少一部分的聚合物主链可以包含脲连接和任选的其他连接。例如该聚合物壳可以包含聚氨酯，具有包括氨基甲酸酯连接和脲连接的主链。该包含脲连接的聚合物壳例如前述的聚氨酯还可以包含另外的连接，其包括但不限于酯连接、醚连接及它们的组合。该聚合物核和聚合物壳还可以包含一种或多种，例如两种或更多种反应性官能团。术语“反应性官能团”指的是原子、原子团、官能度或者基团，其具有足够的反应性来在化学反应中与另一共反应性基团形成至少一个共价键。该聚合物壳的至少一些反应性官能团是酮官能团(也被称作酮类官能团)，醛官能团(也被称作醛类官能团)或者它们的组合。任选的，该聚合物核还包含反应性官能团例如酮官能团、醛官能团或者它们的组合。可选择地，该聚合物核没有反应性官能团例如酮官能团和醛官能团。可以在该聚合物壳和/或聚合物核上形成的反应性官能团的其他非限定性例子包括羧酸基团，胺基团，环氧化物基团，羟基，硫醇基团，氨基甲酸酯基团，酰胺基团，脲基团，异氰酸酯基团(包括封闭的异氰酸酯基团)，烯属不饱和基团及它们的组合。作为本文使用的，“烯属不饱和”指的是具有至少一个碳碳双键的基团。烯属不饱和基团的非限定性例子包括但不限于(甲基)丙烯酸酯基团、乙烯基及它们的组合。将理解该聚合物壳、聚合物核或者前述二者可以没有(即不包含)任何前述的反应性官能团。该核壳颗粒的聚合物核和聚合物壳可以制备来提供具有增强的水分散性/稳定性的亲水性聚合物壳，和疏水性聚合物核。同样，该聚合物壳可以包含亲水性水可分散基团，而该聚合物核可以没有亲水性水可分散基团。该亲水性水可分散基团可以增加该聚合物壳在含水介质中的水分散性/稳定性，以使得该聚合物壳至少部分地包封该疏水性核。该水可分散基团可以由亲水性官能团形成。例如该聚合物可以包含羧酸官能团，例如通过使用含有羧酸基团的二醇来形成该聚合物壳。该羧酸官能团可以用无机碱例如挥发性胺至少部分地中和(即至少30％的总中和当量)来形成盐基团。合适的胺的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层涂层，其包含：施涂到基底的至少一部分上的第一基漆层，其中该第一基漆层是由第一基漆组合物形成的，该第一基漆组合物包含聚酰肼和分散在含水介质中的核壳颗粒，该第一基漆组合物的核壳颗粒包含(1)聚合物核，该聚合物核至少部分地被(2)聚合物壳包封，该聚合物壳包含脲连接以及酮和/或醛官能团；和第二基漆层，其施涂到该第一基漆层上，其中该第二基漆层是由第二基漆组合物形成的，该第二基漆组合物包含聚酰肼和分散在含水介质中的核壳颗粒，该第二基漆组合物的核壳颗粒包含(1)聚合物核，该聚合物核至少部分地被(2)聚合物壳包封，和其中该第一基漆组合物以及该第二基漆组合物的核壳颗粒的聚合物核各自独立地共价键合到该核壳颗粒的聚合物壳的至少一部分上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 US 62/310,2281.一种多层涂层，其包含：施涂到基底的至少一部分上的第一基漆层，其中该第一基漆层是由第一基漆组合物形成的，该第一基漆组合物包含聚酰肼和分散在含水介质中的核壳颗粒，该第一基漆组合物的核壳颗粒包含(1)聚合物核，该聚合物核至少部分地被(2)聚合物壳包封，该聚合物壳包含脲连接以及酮和/或醛官能团；和第二基漆层，其施涂到该第一基漆层上，其中该第二基漆层是由第二基漆组合物形成的，该第二基漆组合物包含聚酰肼和分散在含水介质中的核壳颗粒，该第二基漆组合物的核壳颗粒包含(1)聚合物核，该聚合物核至少部分地被(2)聚合物壳包封，和其中该第一基漆组合物以及该第二基漆组合物的核壳颗粒的聚合物核各自独立地共价键合到该核壳颗粒的聚合物壳的至少一部分上。2.权利要求1的多层涂层，其进一步包含底漆涂层，其施涂到基底的至少一部分上，其中该第一底漆涂层位于该第一基漆层以及该基底之间。3.权利要求1的多层涂层，其中该第一基漆组合物以及该第二基漆组合物的核壳颗粒的聚合物核各自独立地包含(甲基)丙烯酸酯聚合物、乙烯基聚合物或者它们的组合。4.权利要求1的多层涂层，其中该第一基漆组合物以及该第二基漆组合物的核壳颗粒的聚合物壳各自独立地包含氨基甲酸酯连接和羧酸官能团。5.权利要求4的多层涂层，其中该第一基漆组合物以及该第二基漆组合物各自独立地进一步包含分散在含水介质中的碳二酰亚胺。6.权利要求1的多层涂层，其中该第一基漆组合物的核壳颗粒是由反应物混合物形成的，所述反应物混合物包含：烯属不饱和单体；聚氨酯预聚物，其包含异氰酸酯官能团和烯属不饱和基团；和包含酮和/或醛官能团的烯属不饱和单体与包含至少两个氨基的化合物的反应产物。7.权利要求1的多层涂层，其中该第一基漆组合物的核壳颗粒是由反应物混合物形成的，所述反应物混合物包含：烯属不饱和单体；包含至少两个氨基的化合物；和聚氨酯预聚物，其包含异氰酸酯官能团、烯属不饱和官能团和酮和/或醛官能团。8.权利要求1的多层涂层，其中该第二基漆组合物的核壳颗粒不同于该第一基漆组合物的核壳颗粒。9.权利要求8的多层涂层，其中该第二基漆组合物的核壳颗粒的聚合物核包含酮和/或醛官能团。10.权利要求1的多层涂层，其中该第一基漆组合物以及该第二基漆组合物中至少一种的聚酰肼包含聚合物聚酰肼。11.权利要求10的多层涂层，其中该聚合物聚酰肼包含含有至少两个酰肼官能团的聚氨酯。12.权利要求11的多层涂层，其中该包含至少两个酰肼官能团的聚氨酯是由反应物混合物形成的，所述反应物混合物包含：包含异氰酸酯官能团的聚氨酯预聚物；和非聚合物聚酰肼。13.权利要求11的多层涂层，其中该包含至少两个酰肼官能团的聚氨酯是由反应物混合物形成的，所述反应物混合物包含：包含异氰酸酯官能团的聚氨酯预聚物；和酰肼。14.权利要求10的多层涂层，其中该聚合物聚酰肼是核壳颗粒，该核壳颗粒包含(1)聚合物核，该聚合物核至少部分地被(2)聚合物壳包封，该聚合物壳包含酰肼官能团，其中该聚合物核共价键合到该聚合物壳的至少一部分上。15.权利要求14的多层涂层，其中该聚合物聚酰肼核壳颗粒是由反应物混合物形成的，所述反应物混合物包含：烯属不饱和单体；聚氨酯预聚物，其包含异氰酸酯官能团和烯属不饱和基团；和酰肼和/或非聚合物聚酰肼。16.权利要求10的多层涂层，其中该第一基漆组合物包含聚合物聚酰肼，以及该第二基漆组合物包含非聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐相凌，R·J·塞德瓦里，S·斯瓦鲁普，周宏英，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国,US