涂料组合物和由其制备的具有高耐刮擦性与良好抛光性和良好光学性能的涂层、及其用途制造技术

本发明专利技术提供非水涂料组合物，所述组合物包含：(A)至少一种含多羟基化合物，(B1)至少一种具有游离或封端异氰酸酯基团且具有脂环族多异氰酸酯母体结构和/或由其衍生的多异氰酸酯的含多异氰酸酯基团化合物(B1)，(B2)至少一种具有游离或封端异氰酸酯基团且具有无环脂族多异氰酸酯母体结构和/或由其衍生的多异氰酸酯的含多异氰酸酯基团化合物(B2)，(D)至少一种用于使硅烷基团交联的催化剂，和(R)至少一种基于热解法二氧化硅的流变辅助剂(R)，其中组分(B1)和/或组分(B2)包含至少一个结构单元(I)，和/或至少一个结构单元(II)，化合物(B1)以一定量使用，使得(B1)的含异氰酸酯基团母体结构的基料含量每种情况下基于(B1)加(B2)的含异氰酸酯基团母体结构的基料含量之和为5-45重量％，且组分(B1)加(B2)的混合物包含结构单元(I)和结构单元(II)。本发明专利技术进一步提供多阶段涂覆方法以及涂料组合物的用途。-NR-(X-SiR”x(OR')3-x)  (I)-N(X-SiR”x(OR')3-x)n(X'-SiR”y(OR')3-y)m(II)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂料组合物和由其制备的具有高耐刮擦性与良好抛光性和良好光学性能的涂层、及其用途专利
本专利技术涉及非水涂料组合物，其包含至少一种含多羟基化合物(A)，至少一种具有游离或封端异氰酸酯基团且具有硅烷基团的多异氰酸酯(B)和/或其二聚物和/或低聚物，至少一种用于使硅烷基团交联的催化剂(D)，和至少一种基于热解法二氧化硅的流变辅助剂(R)。这种涂料例如由WO10/063332中已知。用于这些涂料中的含多羟基化合物(A)基于超支化的树枝状羟基官能聚酯，其中至少一个羟基用C8-C9单羧酸酯化。所得涂层显示出高耐刮擦性和老化稳定性，以及同时良好的总体外观，但在至少40μm的高膜厚度下甚至较低的所谓短波值是理想的。这些涂料中值得的改进还有所得涂层的打磨性和抛光性。从WO08/74491、WO08/74490、WO08/74489、WO09/077181和WO10/149236中已知涂料，其中所用包含异氰酸酯基团和硅烷基团的化合物(B)基于已知的异氰酸酯，优选基于二异氰酸酯，更特别是六亚甲基二异氰酸酯的缩二脲二聚物和异氰尿酸酯三聚物。这些涂料组合物具有与常规聚氨酯涂料相比明显改进的耐刮擦性与良好的耐候性组合的优点。除所得涂层的打磨性和抛光性外，这些涂料需要改进的是外观。更特别地，改进总体外观和垂直表面上的流动倾向。此外，EP-A-1273640描述了包含多元醇组分和交联剂组分的双组分涂料，所述交联剂组分由脂族和/或脂环族多异氰酸酯或者通过聚合、形成脲基甲酸酯、形成缩二脲或形成氨基甲酸酯而由其衍生的多异氰酸酯组成，其中0.1-95摩尔％的起初存在的游离异氰酸酯基团经受与双烷氧基甲硅烷基胺反应。这些涂料可在汽车领域中用于制备透明涂层或顶涂层，并且在它们完全固化以后，显示出良好的耐刮擦性与对环境影响的良好抗性的组合。然而，该说明书不包含关于可如何改进所得涂层的打磨性和抛光性和外观的信息。此外，WO07/033786公开了涂料，其除膦酸二酯和二膦酸二酯作为催化剂(A)外，包含含有硅烷基团的混合物(B)，例如六亚甲基二异氰酸酯异氰尿酸酯与N,N-双(3-三甲氧基甲硅烷基丙-1-基)胺的无异氰酸酯基团反应产物(B1)和异佛尔酮二异氰酸酯异氰尿酸酯与N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙-1-基)-N-正丁胺的无异氰酸酯基团反应产物(B2)的混合物，以及任选聚丙烯酸酯树脂或其它基料和交联剂作为其它添加剂(C)。根据它们的硬度，由这些涂料制备的涂层也显示出良好的耐刮擦性与对化学品和环境影响的良好抗性组合，但耐候性需要改进且所得涂层是绝对脆性的。另外，该文也缺乏可如何改进所得涂层的打磨性和抛光性和外观的细节。WO2001/98393描述了双组分涂料，其包含多元醇作为基料组分，以及多异氰酸酯(A)和硅烷低聚物(B)的混合物作为交联剂组分，所述硅烷低聚物(B)包含至少2个异氰酸酯基团以及另外烷氧基硅烷基团，优选双烷氧基硅烷基团，且通过多异氰酸酯(PI)与烷氧基甲硅烷基胺，优选与双烷氧基甲硅烷基胺，更特别是与双(3-丙基三甲氧基甲硅烷基)胺反应而制备。作为多异氰酸酯(A)以及作为用于制备组分(B)的多异氰酸酯(PI)，优选使用六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯以及它们的缩二脲和异氰尿酸酯。这些涂料更特别地作为底漆使用，因此使在金属基质，优选在铝基质上的附着力最佳化。该说明书中不存在可如何改进透明涂层的最重要性能，特别是一方面耐刮擦性，以及同时另一方面所得涂层的打磨性和抛光性和外观的细节。EP-B-1527144描述了双组分透明涂料，其基于含羟基聚丙烯酸酯树脂，包含异氰尿酸酯基团的六亚甲基二异氰酸酯作为交联剂，和基于二氧化硅的亲水性和疏水性纳米颗粒的混合物。这些涂料导致不含表面缺陷的高光泽、防刮擦涂层。然而，除耐刮擦性和老化稳定性外，仍确定改进的特别是光学性能，尤其是流平值。最后，仍未出版的国际专利申请PCT/EP2012/059611和仍未公开的国际专利申请PCT/EP2012/058355描述了导致特征是增强的抛光性的涂层的上述类型涂料。这特别通过使用具有脂环族多异氰酸酯母体结构的化合物(B1)和具有无环脂族多异氰酸酯母体结构的化合物(B2)的混合物作为包含异氰酸酯基团和硅烷基团的化合物(B)而实现。这些申请中没有描述将基于热解法二氧化硅的流变辅助剂加入涂料中。问题因此，本专利技术解决的问题是提供涂料组合物，更特别是用于汽车OEM涂饰和汽车修饰的涂料组合物，所述组合物导致高度耐刮擦，更特别是在刮擦暴露以后显示出高光泽度保持力的涂层。然而，同时所得涂层还应确保的良好打磨性和良好抛光性。特别地，所得涂层具有非常好的总体外观。总体外观通过借助波扫描方法测量施涂且烘烤的涂膜的表面特征而评估，这容许测量漆膜表面的可见特征。这通过借助来自Byk-Gardner的“WaveScan”仪器测量反射强度(“波度”)，经10cm的距离记录1250个测量点而进行。通过仪器将该反射分成长波度(“长波”)，即0.6-10mm范围内的结构光强度变化，和短波度(“短波”)，即0.1-0.6mm范围内的结构光强度变化。对于良好的外观，除了以非常低的膜厚度，所得涂层的低长波测量值外，以约40μm的膜厚度，它是特别低的短波值，这是决定性的。决定性的是，如果从一定距离观察金属板，则长波值是更重要的，而如果在近处观察板，则短波值变得非常重要。此外，应提供导致高度老化稳定的网络，同时确保涂层的高耐酸性的涂料组合物。此外，涂层和油漆体系，尤其是透明涂层，应能够甚至以>40μm的膜厚度制备而不发生应力裂纹。此外，涂料满足关于汽车OEM涂饰和汽车修饰的透明涂层通常施以的要求。最后，新涂料可容易地且非常可再现地制备，且在油漆施涂期间应不呈现任何环境问题。解决方法鉴于上述目的，发现非水涂料组合物，所述组合物包含：(A)至少一种含多羟基化合物(A)，(B1)至少一种含多异氰酸酯基团化合物(B1)，其具有游离或封端异氰酸酯基团且具有脂环族多异氰酸酯母体结构和/或通过三聚、二聚、形成氨基甲酸酯、形成缩二脲、形成脲二酮和/或形成脲基甲酸酯而衍生自一种这类脂环族多异氰酸酯的多异氰酸酯母体结构，(B2)至少一种不同于组分(B1)的含多异氰酸酯基团化合物(B2)，其具有游离或封端异氰酸酯基团且具有无环脂族多异氰酸酯母体结构和/或通过三聚、二聚、形成氨基甲酸酯、形成缩二脲、形成脲二酮和/或形成脲基甲酸酯而衍生自一种这类无环脂族多异氰酸酯的多异氰酸酯母体结构，(D)至少一种用于使硅烷基团交联的催化剂(D)，和(R)至少一种基于热解法二氧化硅的流变辅助剂(R)，其中组分(B1)和/或组分(B2)包含至少一个式(I)结构单元：-NR-(X-SiR”x(OR')3-x)(I)，和/或至少一个式(II)结构单元：-N(X-SiR”x(OR')3-x)n(X'-SiR”y(OR')3-y)m(II)，其中：R＝氢、烷基、环烷基、芳基或芳烷基，其中碳链可被不相邻的氧、硫或NRa基团间隔，其中Ra＝烷基、环烷基、芳基或芳烷基，R'＝氢、烷基或环烷基，其中碳链可被不相邻的氧、硫或NRa基团间隔，其中Ra＝烷基、环烷基、芳基或芳烷基，优选R’＝乙基和/或甲基，X、X'＝具有1-20个碳原子的线性和/或支化亚烷基或亚环本文档来自技高网...

【技术保护点】
非水涂料组合物，其包含：(A)至少一种含多羟基化合物(A)，(B1)至少一种含多异氰酸酯基团化合物(B1)，其具有游离或封端异氰酸酯基团，且具有脂环族多异氰酸酯母体结构和/或通过三聚、二聚、形成氨基甲酸酯、形成缩二脲、形成脲二酮和/或形成脲基甲酸酯而衍生自一种这类脂环族多异氰酸酯的多异氰酸酯母体结构，(B2)至少一种不同于组分(B1)的含多异氰酸酯基团化合物(B2)，其具有游离或封端异氰酸酯基团，且具有无环脂族多异氰酸酯母体结构和/或通过三聚、二聚、形成氨基甲酸酯、形成缩二脲、形成脲二酮和/或形成脲基甲酸酯而衍生自一种这类无环脂族多异氰酸酯的多异氰酸酯母体结构，(D)至少一种用于使硅烷基团交联的催化剂(D)，和(R)至少一种基于热解法二氧化硅的流变辅助剂(R)，其中组分(B1)和/或组分(B2)包含至少一个式(I)结构单元：‑NR‑(X‑SiR”x(OR')3‑x)   (I)和/或至少一个式(II)结构单元：‑N(X‑SiR”x(OR')3‑x)n(X'‑SiR”y(OR')3‑y)m   (II)其中：R＝氢、烷基、环烷基、芳基或芳烷基，其中碳链可被不相邻的氧、硫或NRa基团间隔，其中Ra＝烷基、环烷基、芳基或芳烷基，R'＝氢、烷基或环烷基，其中碳链可被不相邻的氧、硫或NRa基团间隔，X、X'＝具有1‑20个碳原子的线性和/或支化亚烷基或亚环烷基，R”＝烷基、环烷基、芳基或芳烷基，其中碳链可被不相邻的氧、硫或NRa基团间隔，n＝0～2，m＝0～2，m+n＝2，且x、y＝0～2，条件是：(i)组分(B1)以一定量使用，使得组分(B1)的含异氰酸酯基团母体结构的基料含量为5‑45重量％，每种情况下基于组分(B1)的含异氰酸酯基团母体结构的基料含量加组分(B2)的含异氰酸酯基团母体结构的基料含量之和，且(ii)组分(B1)加(B2)的混合物包含结构单元(I)和结构单元(II)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.03 EP 12195235.2;2012.12.03 US 61/732,4231.非水涂料组合物，其包含：(A)至少一种含多羟基化合物(A)，(B1)至少一种含多异氰酸酯基团化合物(B1)，其具有游离或封端异氰酸酯基团，且具有脂环族多异氰酸酯母体结构或通过三聚、二聚、形成氨基甲酸酯、形成缩二脲、形成脲二酮和/或形成脲基甲酸酯而衍生自一种这类脂环族多异氰酸酯的多异氰酸酯母体结构，(B2)至少一种不同于组分(B1)的含多异氰酸酯基团化合物(B2)，其具有游离或封端异氰酸酯基团，且具有无环脂族多异氰酸酯母体结构或通过三聚、二聚、形成氨基甲酸酯、形成缩二脲、形成脲二酮和/或形成脲基甲酸酯而衍生自一种这类无环脂族多异氰酸酯的多异氰酸酯母体结构，(D)至少一种用于使硅烷基团交联的催化剂(D)，和(R)至少一种基于热解法二氧化硅的流变辅助剂(R)，其中组分(B1)和/或组分(B2)包含至少一个式(I)结构单元：-NR-(X-SiR”x(OR')3-x)(I)和/或至少一个式(II)结构单元：-N(X-SiR”x(OR')3-x)n(X'-SiR”y(OR')3-y)m(II)其中：R＝氢、烷基、环烷基、芳基或芳烷基，其中碳链可被不相邻的氧、硫或NRa基团间隔，其中Ra＝烷基、环烷基、芳基或芳烷基，R'＝氢、烷基或环烷基，其中碳链可被不相邻的氧、硫或NRa基团间隔，X、X'＝具有1-20个碳原子的线性和/或支化亚烷基或亚环烷基，R”＝烷基、环烷基、芳基或芳烷基，其中碳链可被不相邻的氧、硫或NRa基团间隔，n＝0～2，m＝0～2，m+n＝2，且x、y＝0～2，条件是：(i)组分(B1)以一定量使用，使得组分(B1)的含异氰酸酯基团母体结构的基料含量为5-45重量％，每种情况下基于组分(B1)的含异氰酸酯基团母体结构的基料含量加组分(B2)的含异氰酸酯基团母体结构的基料含量之和，且(ii)组分(B1)加(B2)的混合物包含结构单元(I)和结构单元(II)。2.根据权利要求1的涂料组合物，其特征在于组分(B1)加组分(B2)的混合物中结构单元(I)的总量每种情况下基于结构单元(I)加(II)的全部为3-90摩尔％，且组分(B1)加组分(B2)的混合物中结构单元(II)的总量每种情况下基于结构单元(I)加(II)的全部为97-10摩尔％。3.根据权利要求2的涂料组合物，其特征在于组分(B1)加组分(B2)的混合物中结构单元(I)的总量每种情况下基于结构单元(I)加(II)的全部为5-70摩尔％，且组分(B1)加组分(B2)的混合物中结构单元(II)的总量每种情况下基于结构单元(I)加(II)的全部为95-30摩尔％。4.根据权利要求1的涂料组合物，其特征在于化合物(B1)的多异氰酸酯母体结构为异佛尔酮二异氰酸酯和/或4,4`-亚甲基二环己基二异氰酸酯和/或其异氰尿酸酯三聚物和/或脲基甲酸酯二聚物和/或缩二脲二聚物，和/或化合物(B2)的多异氰酸酯母体结构为1,6-六亚甲基二异氰酸酯和/或其异氰尿酸酯三聚物和/或脲基甲酸酯二聚物和/或缩二脲二聚物。5.根据权利要求2的涂料组合物，其特征在于化合物(B1)的多异氰酸酯母体结构为异佛尔酮二异氰酸酯和/或4,4`-亚甲基二环己基二异氰酸酯和/或其异氰尿酸酯三聚物和/或脲基甲酸酯二聚物和/或缩二脲二聚物，和/或化合物(B2)的多异氰酸酯母体结构为1,6-六亚甲基二异氰酸酯和/或其异氰尿酸酯三聚物和/或脲基甲酸酯二聚物和/或缩二脲二聚物。6.根据权利要求1-5中任一项的涂料组合物，其特征在于组分(B2)通过无环脂族多异氰酸酯和/或通过三聚、二聚、形成氨基甲酸酯、形成缩二脲、形成脲二酮和/或形成脲基甲酸酯而衍生自一种这类无环脂族多异氰酸酯的多异氰酸酯与至少一种式(Ia)化合物：H-NR-(X-SiR”x(OR')3-x)(Ia)和/或与至少一种式(IIa)化合物：HN(X-SiR”x(OR')3-x)n(X'-SiR”y(OR')3-y)m(IIa)反应而制备，和/或组分(B1)通过使脂环族多异氰酸酯和/或通过三聚、二聚、形成氨基甲酸酯、形成缩二脲、形成脲二酮或形成脲基甲酸酯而衍生自脂环族多异氰酸酯的多异氰酸酯与至少一种式(Ia)化合物和/或与至少一种式(IIa)化合物反应而制备，其中取代基具有权利要求1中所述定义。7.根据权利要求1-5中任一项的涂料组合物，其特征在于在组分(B1)中，起初存在的0-34摩尔％异氰酸酯基团经受反应以形成结构单元(I)和/或(II)，和/或在组分(B2)中，起初存在的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·格罗尼沃尔特，B·奥斯特鲁普，K·许布纳，J·穆勒，S·汉宁，A·弗兰克，
申请(专利权)人：巴斯夫涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE