本发明专利技术提供了丙烯酸类聚合物、包含其的1K涂层组合物和包含由所述1K涂层组合物形成的面涂层的多层涂层体系。在一个实施方案中，1K涂层组合物包含标称Tg为至少25℃的丙烯酸类聚合物和蜜胺交联剂。丙烯酸类聚合物包含经自由基聚合的骨架和与其键合的侧链。丙烯酸类聚合物的第一侧链包含第一链段和第二链段。第一链段包含酯键和仲羟基。第二链段连接至第一链段并且包含酯键和支化烃链。丙烯酸的第二侧链包含伯羟基或由其形成的含尿烷基团。
【技术实现步骤摘要】
本
一般涉及丙烯酸类聚合物、包含其的1K涂层组合物、和包含由所述1K涂层组合物形成的面涂层的多层涂层体系。更具体地，本
涉及丙烯酸类聚合物、包含所述丙烯酸类聚合物的1K涂层组合物、和由所述1K涂层组合物形成的面涂层，所述面涂层表现出优异的耐环境性以及与在下面的底涂层的相容性。
技术介绍
出于保护性和装饰性的目的，使用涂层组合物形成涂层，例如底漆层、底涂层和透明涂层。这些涂层可用于汽车OEM和修补涂层应用中并为在下面的基底提供保护层，并且还可具有美观宜人的价值。目前，汽车涂层是多层涂层体系，所述多层涂层体系包括在底涂层上面的面涂层，并且底涂层在一个或更多个另外的层(例如底漆层和电涂层)的上面。面涂层可为透明涂层或含颜料的面涂层。多种考虑因素都会影响多层涂层体系的外观和耐久性，所述多种考虑因素包括面涂层的化学性，以及面涂层与底涂层的相容性。酸雨和其他空气污染物通常引起面涂层的水渍问题和酸蚀问题，这样的问题与面涂层的化学性相关。底涂层与面涂层的涂层组合物之间不匹配的固化速率可能限制施用窗口，在所述施用窗口期的期间可以施用面涂层以实现可接受的涂层间的结合。根据固化机理的类型存在不同的耐环境性和涂层间结合的考虑因素。对于单组分(1K)涂层组合物，常见的固化机理在固化期间采用蜜胺交联剂。特别地，1K涂层组合物包含一种或更多种具有支链的丙烯酸类树脂，所述支链包含蜜胺反应性的官能团，并且交联仅发生在烘烤期间，使得丙烯酸类树脂和蜜胺可以组合在一起。蜜胺反应性的官能团包括伯羟基和仲羟基、尿烷官能团、氨基甲酸酯官能团、和烷氧基甲硅烷基。一般已知的是，与伯羟基/蜜胺的交联化学反应相比，丙烯酰硅烷(acrylosilane)/蜜胺的交联化学反应和氨基甲酸酯/蜜胺的交联化学反应提供了优异的耐 环境性。“丙烯酰硅烷/蜜胺”、“氨基甲酸酯/蜜胺”或“伯羟基/蜜胺”的交联化学反应意味着这些反应是在固化期间发生的主要交联反应，但是应理解，还可发生其他交联反应，但比主要交联反应的程度更低。丙烯酰硅烷/蜜胺的交联化学反应和氨基甲酸酯/蜜胺的交联化学反应是昂贵的。此外，典型的底涂层组合物通常采用蜜胺/伯羟基的交联化学反应。丙烯酰硅烷/蜜胺的交联化学反应和氨基甲酸酯/蜜胺的交联化学反应的固化速率比蜜胺/伯羟基的交联化学反应的固化速率显著更慢。氨基甲酸酯/蜜胺的交联化学反应对伯羟基的存在是敏感的，使得增加伯羟基的含量以使固化速率与底涂层组合物匹配是不可行的。此外，伯羟基/蜜胺的交联化学反应表现出较差的耐环境性，从而在用于汽车应用的1K涂层组合物中驱使许多努力远离伯羟基/蜜胺的交联化学反应。因此，期望提供1K涂层组合物和用于其中的丙烯酸类聚合物，其形成这样的面涂层：所述面涂层具有与使用丙烯酰硅烷/蜜胺的交联化学反应和/或氨基甲酸酯/蜜胺的交联化学反应形成的那些可比的耐环境性，同时还实现了与用于底涂层的化学反应更接近的固化速率的匹配。此外，结合该
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，其他期望的特征和特性将由随后的详细说明和所附的权利要求而变得明显。
技术实现思路
本文提供了丙烯酸类聚合物、包含其的1K涂层组合物、和包含由所述1K涂层组合物形成的面涂层的多层涂层体系。在一个实施方案中，提供了标称Tg为至少25℃的丙烯酸类聚合物。丙烯酸类聚合物包含第一丙烯酸类单体、第二单体、和缩水甘油酯的反应产物。第一单体具有酸基团。第二丙烯酸类单体具有伯羟基。缩水甘油酯具有环氧基团和支化烃链。在另一个实施方案中，1K涂层组合物包含蜜胺交联剂和标称Tg为至少25℃的丙烯酸类聚合物。丙烯酸类聚合物包含经自由基聚合的骨架和与其键合的侧链。丙烯酸类聚合物的第一侧链包含第一链段和第二链段。第一链段包含酯键和仲羟基。第二链段连接至第一链段并包含酯键和支化烃链。丙烯酸类聚合物的第二侧链包含伯羟基或由其形成的含尿烷基团。在另一个实施方案中，多层涂层体系包含任选经预涂覆的基础基底、在所述任选经预涂覆的基础基底上面的底涂层、以及在所述底涂层上面的 面涂层。所述面涂层包含丙烯酸类聚合物与蜜胺交联剂的反应产物。丙烯酸类聚合物包含经自由基聚合的骨架和与其键合的侧链。丙烯酸类聚合物的第一侧链包含第一链段和第二链段。第一链段包含酯键和仲羟基。第二链段连接至第一链段并且包含酯键和支化烃链。丙烯酸类聚合物的第二侧链包含伯羟基或由其形成的含尿烷基团。具体实施方式以下具体实施方式在性质上仅是示例性的，并且无意限制本文所述的丙烯酸类聚合物、1K涂层组合物、和多层涂层体系。另外，无意于受前述
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或以下具体实施方式中提出的任何理论的约束。本文提供了丙烯酸类聚合物和1K涂层组合物，并且丙烯酸类聚合物和1K涂层组合物可用于形成多层涂层体系的面涂层，所述多层涂层体系例如用于汽车OEM和修补涂层应用中的那些。本文所述的1K涂层组合物是包含交联剂和树脂组分(所述树脂组分包含由至少两种单体单元形成的并且在固化期间与交联剂呈反应性的丙烯酸类聚合物及其他化合物)两者的单组分涂层组合物。出于本文的目的，交联剂是蜜胺交联剂。丙烯酸类聚合物的标称玻璃转化温度(Tg)为至少25℃。本文所述的标称Tg是基于经历聚合反应以形成丙烯酸类聚合物的单体通过Fox方程式计算的，所述单体包括经历自由基聚合反应以形成经自由基聚合的骨架的单体，以及与经自由基聚合的骨架的侧基进一步反应的另外的非异氰酸酯官能化的单体。本文所述的丙烯酸类聚合物是具有经自由基聚合的骨架的聚合物，所述骨架由丙烯酸类单体的不饱和官能团的反应形成。丙烯酸类单体具有另外的官能团，所述另外的官能团保持在丙烯酸类聚合物中或者在自由基聚合之前、期间或之后与另外的单体反应，以形成最终包含在1K涂层组合物中的丙烯酸类聚合物。在这一方面，丙烯酸类聚合物是包含官能团的多种丙烯酸类单体的自由基反应产物，并且还是另外的单体与所述官能团的反应产物(在自由基聚合之前、期间、或之后)，所述另外的单体与所述官能团由此形成丙烯酸类聚合物中的侧链。丙烯酸类聚合物的第一侧链包含两种链段：第一链段，其包含酯键和仲羟基；和第二链段，其连接至第一链段并且包含酯键和支化烃链。丙烯酸类聚合物的第二侧链包含伯羟基。应理解多个另外的侧链可以存在于丙烯酸类聚合物中，如下所述，并且伯羟基可以与部分封闭的异氰酸酯进一步反应以将含尿烷基团赋予丙烯酸类聚合物(虽然部分封闭的异氰酸酯不是丙烯酸类聚合物的计算 标称Tg的因素)。在不受理论约束的情况下，认为丙烯酸类聚合物的相对高的标称Tg抑制了环境侵蚀剂(例如，酸雨中发现的那些)迁移进入多层涂层体系中的面涂层的主体内部。相对高的标称Tg结合上述第一侧链的结构提供了具有优异耐环境性的由1K涂层组合物形成的面涂层，甚至当伯羟基大量存在于丙烯酸类聚合物中时也是如此。特别地，认为相对高的标称Tg和第一侧链中的仲羟基的空间位阻平衡了由较高的伯羟基含量(并且因此伯羟基/蜜胺的交联键的含量较高)引起的对耐环境性的不利影响，期望所述较高的伯羟基含量使1K涂层组合物的固化速率更接近地匹配用于形成多层涂层体系的底涂层的底涂层组合物。因此，可以配制本文所述的1K涂层组合物以提供这样的面涂层：所述面涂层具有与使用丙烯酰硅烷/蜜胺的交联化学反应和/或氨基甲酸酯/蜜胺的交联化学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种1K涂层组合物，包含：标称Tg为至少25℃的丙烯酸类聚合物，其中所述丙烯酸类聚合物包含：经自由基聚合的骨架、和与其键合的侧链，其中：第一侧链包含：第一链段，所述第一链段包含酯键和仲羟基；和第二链段，所述第二链段连接至所述第一链段并且包含酯键和支化烃链；并且第二侧链包含伯羟基或由其形成的含尿烷基团；以及蜜胺交联剂。
【技术特征摘要】
2015.03.30 US 14/673,1191.一种1K涂层组合物，包含：标称Tg为至少25℃的丙烯酸类聚合物，其中所述丙烯酸类聚合物包含：经自由基聚合的骨架、和与其键合的侧链，其中：第一侧链包含：第一链段，所述第一链段包含酯键和仲羟基；和第二链段，所述第二链段连接至所述第一链段并且包含酯键和支化烃链；并且第二侧链包含伯羟基或由其形成的含尿烷基团；以及蜜胺交联剂。2.根据权利要求1所述的1K涂层组合物，其中所述含尿烷基团存在于所述第二侧链中并且包含：所述第二侧链的所述伯羟基与具有至少一个游离异氰酸酯基团的部分封闭多异氰酸酯的反应产物。3.根据权利要求2所述的1K涂层组合物，其中所述仲羟基在所述丙烯酸类聚合物中保持未反应。4.根据权利要求1所述的1K涂层组合物，其中所述第一侧链包含：酸官能化的单体与环氧官能化酯的反应产物。5.根据权利要求1所述的1K涂层组合物，其中所述丙烯酸类聚合物还包含含有芳香族基团的第三侧链。6.根据权利要求5所述的1K涂层组合物，其中所述丙烯酸类聚合物还包含含有酯键和支化烃链的第四侧链。7.根据权利要求6所述的1K涂层组合物，其中所述丙烯酸类聚合物还包含含有酯键和仲羟烷基的第五侧链。8.根据权利要求1所述的1K涂层组合物，其中所述丙烯酸类聚合物具有以下通式：其中：R1是伯羟烷基或由其形成的含尿烷基团；R2是支化烷基；R3选自仲羟烷基、支化烷基、或其组合；R4独立地选自氢或甲基；w、x和y各自为至少1；并且z为0或至少1。9.根据权利要求8所述的1K涂层组合物，其中z为至少1并且R3包含所述仲羟烷基。10.根据权利要求9所述的1K涂层组合物，其中z为至少2并且R3独立地包含所述仲羟烷基和所述支化烷基。11.根据权利要求8所述的1K涂层组合物，其中R1...
【专利技术属性】
技术研发人员：林军，杰弗里·约翰逊，
申请(专利权)人：涂层国外知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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