用于聚氨酯涂料的涂敷方法和硬化剂技术

与常规方法相比，在双涂敷单烘焙体系的涂敷方法中为增加水性底涂层与透明涂层之间的粘附强度，其中涂敷水性底涂层涂料，接着涂敷透明涂层涂料，并且这两种涂敷膜同时硬化。提供在透明涂层涂料中使用特定硬化剂的涂敷方法。即，所述硬化剂特征在于(1)它包括(i)1,6-六亚甲基二异氰酸酯的衍生物，其包括三聚体和基本上不包括二异氰酸酯单体，与(ii)具有活性氢与亲水性基团的化合物的反应产物；和(2)在23℃的粘度不超过1,000mPa·s。这里具有活性氢和亲水性基团的化合物是式I表示的具有含活性氢基团和磺基的化合物，和优选硬化剂中的所述磺基用叔胺中和。式(I)：X-R-SO3H(在所述式中，X是氨基、烷基氨基、环烷基氨基或羟基，R是脂族和/或环脂族烃基)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】[
]本专利技术涉及在汽车、家用电器等的钢板和塑料的涂敷中的双涂敷单烘焙涂敷体系中的涂料，其具有优异的物理性能如涂敷的膜之间高的粘附强度和高耐水性。[
技术介绍
]在用于汽车、家用电器等的钢板和塑料的涂敷中，为了缩短涂敷工艺和节约能量，已经广泛采用称为湿-对-湿体系或者双涂敷单烘焙体系（偶尔地，三涂敷单烘焙体系）的涂敷方法。在这些涂敷体系中，为了同时减少挥发性有机化合物(VOC)，对于在双涂敷单烘焙体系的底涂层中使用的涂料，和另外对于所述三涂敷单烘焙体系的表面层中使用的涂料，常常使用低VOC涂料，例如水性涂料。然而，由于在水性底涂层和水性表面层中使用的涂料就涂敷膜性能来说没有达到双组分反应性涂敷膜的水平，发生的问题如较差的粘附性、耐溶剂性和耐水性，因此要求用于改善这些缺点的方法。在专利文献1和2中，描述了其中由含羟基和羧基的树脂与催化剂构成的涂料作为底涂层涂敷，接着，涂敷主要由含羟基的树脂和多异氰酸酯化合物组成的透明涂层使得透明涂层涂料中的异氰酸酯化合物部分渗透进入所述底涂层中而硬化的方法。专利文献3描述了针对将透明涂层中的异氰酸酯化合物部分地转移到底涂层中的类似作用，作为所述透明涂层的硬化剂，以1.2-3.0的NCO/OH比率使用含有1重量%或以上，70重量%或以下的1,6-六亚甲基二异氰酸酯(下文也称为HDI)二聚体(也称为脲二酮)的多异氰酸酯。在专利文献4和5中，描述了通过烷氧基聚烷二醇或具有活性氢和磺基的化合物与多异氰酸酯反应用于获得水可分散的多异氰酸酯的方法。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本未审查专利公开号Sho 61-161179[专利文献2]日本未审查专利公开号Hei 9-271714[专利文献3]日本未审查专利公开号 2001-226626[专利文献4]日本审查的专利公开号Hei 4-15270[专利文献5]日本专利号4806511。[专利技术概述][本专利技术要解决的问题]然而，在专利文献1和2的方法中，存在异氰酸酯化合物渗透不足以交联底涂层的情况，导致涂敷的膜层之间的粘附性、耐溶剂性等问题。在专利文献3的方法中，由于1,6-六亚甲基二异氰酸酯的二聚体的异氰酸酯官能度为2，所以所述涂敷膜层中交联程度低，导致较差的耐溶剂性、耐水性等问题。特别地，在底涂层是水性涂料的情况下，存在的情况是在上述方法中异氰酸酯的渗透性更加不足。专利文献4和5没有计划使用所得的水可分散性多异氰酸酯用于提高双涂敷单烘焙体系中所述透明涂层和水性底涂层之间的层间粘附性。[解决问题的方法]本专利技术人已经发现：在透明涂层涂料中通过使用特定的多异氰酸酯作为硬化剂，所述透明涂层中的多异氰酸酯良好且有效地渗透进入下层的水性底涂层中与所述水性底涂层中的异氰酸酯反应性组分反应，由此透明涂层与底涂层之间的粘附强度大大提高，和完成本专利技术。本专利技术的实施方案如下：[段1]双涂敷单烘焙体系的涂敷方法，包括涂敷水性底涂层涂料，其中其没有通过交联硬化，随后在所述底涂层上涂敷包括硬化剂和含活性氢树脂的透明涂层涂料，接着所述底涂层和透明涂层同时通过交联硬化，其特征在于：所述透明涂层涂料是双组分聚氨酯涂料，其中NCO/H (活性氢)的摩尔比为0.9-2.0，满足：(1)所述硬化剂包括(i)1,6-六亚甲基二异氰酸酯的衍生物，其包括三聚体和基本上不包括二异氰酸酯单体，与(ii)具有活性氢与亲水性基团的化合物的反应产物；和(2)当不用任何有机溶剂稀释时所述硬化剂的粘度不超过1,000 mPa·s/23℃。[段2]段1的涂敷方法，其中具有活性氢和亲水性基团的化合物是式I表示的具有含活性氢基团和磺基的化合物，和硬化剂中的所述磺基用叔胺中和。式(I)     X-R-SO3H(在所述式中，X是氨基、烷基氨基、环烷基氨基或羟基，R是脂族和/或环脂族烃基)。[段3]段1、2的涂敷方法，其中式(I)表示的化合物是2-(环己基氨基)-乙烷磺酸和/或3-(环己基氨基)-丙烷磺酸。[段4]段1-3任一项的涂敷方法，其特征在于：所述水性底涂层涂料是含有活性氢的水性烘焙型涂料。[段5]段1-4任一项的涂敷方法，其中1,6-六亚甲基二异氰酸酯的衍生物中1,6-六亚甲基二异氰酸酯的三聚体的量为55重量%或以上。[段6]用于透明涂层涂料的硬化剂，其在段1-5任一项的方法中使用。[段7]由所述底涂层和透明涂层构成的多层涂敷膜，其通过段1-5任一项的方法获得。[专利技术效果]水性底涂层与透明涂层之间的粘附强度大大提高，且获得了优异的涂敷膜物理性能(例如，优异的耐水性和层间的粘附性)。认为这是由于透明涂层的多异氰酸酯是亲水性的，它良好而有效地渗透进入下层的水性底涂层中与所述水性底涂层中异氰酸酯反应性的组分反应。[实施本专利技术的方式]下文，详细地说明本专利技术。本专利技术的涂敷方法是双涂敷单烘焙体系的涂敷方法，其中涂敷包括含活性氢的树脂的水性底涂层涂料形成底涂层，其中没有通过交联使所述底涂层硬化，随后涂敷包括硬化剂和含活性氢的树脂的透明涂层涂料(双组分反应性聚氨酯涂料)形成透明涂层，接着通过交联使所述底涂层和透明涂层同时硬化。此涂敷方法有时候称为湿-对-湿体系。本专利技术的涂敷方法还包括其中所述底涂层是双层而成为三涂敷单烘焙体系，或不止于此的多层体系的一些情况。涂敷底涂层之后，通常，为了防止层与后面待涂敷的透明涂层混合，优选将所述底涂层中包括的挥发性成分(例如溶剂、水)蒸发干燥至根据JIS K 5600-1-1手指触碰干燥的程度或干燥至半硬化的程度。对于高挥发性的溶剂在室温下在大约1-10分钟(特别是大约3分钟)的条件下进行干燥，和对于低挥发性的溶剂，或对于包括水的情况，在大约50-100℃下进行大约1-10分钟(特别是大约3分钟)。涂敷透明涂层后的加热条件通常是在大约80-180℃的温度下进行大约1分钟-3小时(特别是大约10-60分钟)。当由于用于本专利技术的透明涂层涂料的硬化剂在室温下是反应性的而加热条件受限时，可以在室温下不加热长时间地进行硬化。在此涂敷方法中，本专利技术涉及用于形成聚氨酯多层涂敷膜的透明涂层的硬化剂，和涉及形成的聚氨酯树脂的多层涂敷膜。本专利技术人认真研究了在此涂敷方法中有效的硬化剂，结果，他们发现：通过选择特定的多异氰酸酯作为用于透明涂层的硬化剂，所述硬化剂充分渗透进入所述水性底涂层中，进一步交联，因此得到的聚氨酯多层涂敷膜可以显示优异的耐水性和层间的粘附性，并完成本专利技术。所述水性底涂层涂料包括含活性氢的树脂。所述透明涂层涂料(双组分聚氨酯涂料)包括硬化剂和含活性氢的树脂。这里特定的硬化剂是满足所有下面的条件的多异氰酸酯。所述硬化剂特征在于(1)它包括(i)1,6-六亚甲基二异氰酸酯的衍生物，其包括三聚体和基本上不包括二异氰酸酯单体，与(ii)具有活性氢与亲水性基团的化合物的反应产物；本文档来自技高网...

【技术保护点】
双涂敷单烘焙体系的涂敷方法，包括涂敷水性底涂层涂料，其中其没有通过交联硬化，随后在所述底涂层上涂敷包括硬化剂和含活性氢树脂的透明涂层涂料，接着所述底涂层和透明涂层同时通过交联硬化，其特征在于：所述透明涂层涂料是双组分聚氨酯涂料，其中NCO/H (活性氢)的摩尔比为0.9‑2.0，满足：(1) 所述硬化剂包括(i)1,6‑六亚甲基二异氰酸酯的衍生物，其包括三聚体和基本上不包括二异氰酸酯单体，与(ii)具有活性氢与亲水性基团的化合物的反应产物；和(2) 当不用任何有机溶剂稀释时所述硬化剂的粘度不超过 1,000 mPa·s/23℃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.09 JP 2012-153298;2012.11.09 JP 2012-247541.双涂敷单烘焙体系的涂敷方法，包括涂敷水性底涂层涂料，其中其没有通过交联硬化，随后在所述底涂层上涂敷包括硬化剂和含活性氢树脂的透明涂层涂料，接着所述底涂层和透明涂层同时通过交联硬化，其特征在于：所述透明涂层涂料是双组分聚氨酯涂料，其中NCO/H (活性氢)的摩尔比为0.9-2.0，满足：
(1) 所述硬化剂包括(i)1,6-六亚甲基二异氰酸酯的衍生物，其包括三聚体和基本上不包括二异氰酸酯单体，与(ii)具有活性氢与亲水性基团的化合物的反应产物；和
(2) 当不用任何有机溶剂稀释时所述硬化剂的粘度不超过 1,000 mPa·s/23℃。
2.权利要求1的涂敷方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：重森友和，森田宽，
申请(专利权)人：拜耳材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE