本发明专利技术涉及具有改善抗下垂性的水基涂料组合物和体系以及相关方法，提供了一种水基涂料组合物和/或涂料体系，其可用于在各种各样的基材上形成具有抗下垂性的湿层或涂层。该涂料体系对于保护含金属的基材(诸如联运货物集装箱)免受腐蚀特别有效。总的来说，本发明专利技术提供了一种水基组合物，其适于在基材上形成底漆涂层。如期望地，底漆中掺入了高水平的一种或多种CAS剂，从而在相对宽的相对湿度环境中干燥时具有优异的抗下垂性。或者，作为增强涂层的抗下垂性的一种方式，可以在喷射涂覆和干燥期间进行修正以控制温度和湿度。
【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2011年10月20日的中国专利申请201180003198.3(PCT/US2011/057010)的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2011年3月08日递交的美国临时申请序列号61/450,481的优先权。
本专利技术涉及用于在基材上、特别是在含金属的基材上形成保护涂层的水基涂料体系和方法。更具体地，本专利技术涉及涂料组合物、方法和涂料体系，所述涂料体系包含水性涂料组合物。这些涂层通常作为底漆涂层(也被称为底涂层)或作为直达金属涂层(“DTM”)，其中水性涂料组合物优选具有足够高填充量的一种或多种粘土抗下垂剂(此后称为“CAS剂”)，并且/或者该涂层被涂覆于可控湿度的环境中，以促进所得涂层在抗下垂性方面的性能的增强。
技术介绍
联运货物集装箱(也被称为货运或航运集装箱)是用于在两个区域(包括两个国家)之间搬运产品和原料的可重复使用的运输和贮存单元。联运货物集装箱被标准化以便联合运输，诸如海上运输、货运火车运输和货运卡车运输之间的联合运输。货物集装箱的标准化也被称为集装箱化。集装箱化为全球商业提供了许多益处。装运货物(shipped goods)搬运会更容易、更廉价。制造商知晓在一个地点装载的货物可以在目的地被容易地卸载。因为集装箱通常被密封并且可以上锁以防止篡改和盗窃，所以已经改善了货物的安全性。集装箱还具有更长的使用寿命，并且已用集装箱具有更大的市场。此外，制造商由于知道世界各地都有潜在客户而可以更大量地制造货物集装箱，所以其本身的成本降低了。业已创立了若干国际标准以促进国际集装箱化。例如，国际标准化组织(ISO)已经颁布了可适用的标准，包括定义术语、尺寸和等级的R-668；定义标识记号的R-790；推荐柜角配件的R-1161；设定通用集装箱的尺寸的R-1897。其他标准包括ASTM D5728-00；ISO 9897(1997)；ISO 14829(2002)；ISO 17363(2007)；ISO/PAS 17712(2006)；ISO 18185(2007)；和ISO/TS 10891(2009)。IICL(Institute of International Container Lessors(国际集装箱出租商协会))规定了对于涂料/漆料性能的国际规范。还请参见国际标准化组织(ISO)，Freight Container(货运集装箱)，ISO Standards Handbook，第4版，2006，ISBN 92-67-10426-8的第34卷；以及Levinson，Marc，The Box：How the Shipping Container Made the World Smaller and the World Economy Bigger，Princeton，NJ，Princeton University Press，2006，ISBN 0691123241。这些标准和出版物都被全文加入本文中，用于各种目的。货物集装箱在它们的使用寿命期间经历严苛的腐蚀性环境。当在海上运输时，集装箱暴露于盐水的腐蚀作用。当暴露于自然环境时，集装箱必须经受风、日光、冰雹、雨水、沙尘、热量等。暴露于日光的集装箱可能被烘烤至82℃(180°F)或甚至更高的温度。因此，货物集装箱必须被制造成允许该集装箱在合理的使用寿命时长内经受得住这样的暴露。作为一种策略，集装箱可由耐腐蚀材料诸如不锈钢、耐候钢(COR-TEN牌钢或CORTEN牌钢)制成。即使由这样的耐腐蚀材料制成，通常仍希望在集装箱上进一步涂覆耐久的、耐磨的、耐腐蚀性涂层作为对抗劣化的进一步保护。也可以出于装饰、信息或品牌标识原因来使用涂层。典型的涂布策略包括在底漆涂层上涂覆顶涂层。通常，涂层涂覆到一个或多个垂直表面上。历史上，主要是溶剂基涂料体系被用于保护货物集装箱，因为许多被提出的水基体系不能满足适用的性能要求和/或标准。具体地，水性涂层难以在湿度大幅变化的条件中涂覆，这是因为涂层的涂覆膜在更长的时间段内保持湿润并且/或者不会干燥均匀，从而导致如果粘度无法在干燥期内恢复那么涂层的下垂增加。因此，只有溶剂基涂料体系已经在行业中得到了广泛的商业接受度。集装箱行业对使用水基涂料体系存在很强的偏见。随着环境意识的增加，非常希望开发改进的技术，从而允许使用水基涂料体系来保护货物集装箱或其他基材(例如车辆，诸如有轨车或卡车)。
技术实现思路
本专利技术提供了一种水基涂料组合物和/或体系，其可用于形成这样的涂层，该涂层在该组合物在各种各样的湿度环境中干燥时优选具有抗下垂性(例如该涂层优选在正常的和/或潮湿的干燥环境中具有抗下垂性)。该涂料体系对于保护含金属的基材(诸如联运货物集装箱)免受腐蚀特别有效。总的来说，本专利技术提供了水基组合物，其适于在基材上形成底漆涂层(或DTM涂层)，以及提供了顶涂层组合物，其适于直接或间接地在下面的涂层上形成顶涂层。如期望地，水基组合物中掺入了一种或多种足量的CAS剂，从而防止该涂料在组合物在各种各样的湿度环境中(即在潮湿环境中和/或在相对干燥的环境中)干燥时免于过度下垂。这个发现解决了阻碍引入水基涂料用于装运集装箱市场的挑战性问题。即，过去认为配制在各种各样的湿度环境中在下层集装箱表面上干燥时表现出可接受抗下垂性的水基涂料体系非常困难。许多传统的水基体系、尤其含有氯化树脂(诸如PVDC)的那些体系无法在各种各样的湿度环境中(例如，在受限区域和/或由于例如季节、地理位置、这些的组合以及诸如此类而具有高湿度的外部区域中，以及/或者在相对干燥的环境中)通过适用的抗下垂性测试。例如，在当下层基材以垂直方式设置并且重力一直作用在正在干燥的膜上的同时来干燥湿涂层膜时，这些涂层过度地下垂。因此，非常需要改善这些涂层的抗下垂性，并且增加它们的可用操作范围(即能够在相对潮湿的环境中以及相对干燥的环境中干燥而没有下垂)。工业上非常期望一种能够满足联运货物集装箱行业苛刻要求的商业上可得的水基涂料体系。在一个实施方式中，本专利技术提供了一种水基组合物，该组合物可用于形成具有优异抗下垂性的涂层诸如底漆涂层。根据本专利技术的水性涂料组合物可以具有异常高填充量的一种或多种CAS剂(例如常规量水平的1.5至5倍)，从而在涂层在相对潮湿的环境中干燥时帮助该涂层更耐下垂。有利地，所选择的CAS剂并不会不期望地影响涂料组合物的粘度和/或干燥时间，并且/或者它们的抗下垂功能不会过度地受损。令人惊讶地，在本专利技术的优选水性涂料组合物中包含升高水平的一种或多种CAS剂在宽范围的湿度(例如45至95％)和/或pH(例如5-8的pH)内不会不期望地影响粘度、干燥时间和/或抗下垂功能。不幸的是，在水基组合物的情况下，调节多种类型的抗下垂剂和增稠剂的类型和用量可能具有挑战性，因为一个或多个物理和/或流变参数(例如干燥时间和/或粘度)可能受到过度影响。而且，如果水性组合物的pH出于任何原因发生变化(例如随着涂层干燥变得更具酸性)，那么抗下垂的功能可能受到不期望的影响。作为例子，如果水性涂料组合物的粘度增大过大，那么以实用方式涂覆该组合物可能变得非常困难并且/或者由于高粘度的液体往往抑制导致涂层干燥的水释放，所以干燥时间可能不期望地增本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种涂料体系，其包含：a.水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包含i.水性载剂；ii.与所述水性载剂混合的树脂组分；和iii.一种或多种分散在所述水性涂料组合物中的CAS剂，其中，所述一种或多种CAS剂以高于0.12kg每100L所述水性涂料组合物的量存在；和b.将所述水性涂料组合物的膜涂覆到基材上并且使所述膜在具有至少75％相对湿度的环境中干燥的说明。
【技术特征摘要】
2011.03.08 US 61/450,4811.一种涂料体系，其包含：a.水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包含i.水性载剂；ii.与所述水性载剂混合的树脂组分；和iii.一种或多种分散在所述水性涂料组合物中的CAS剂，其中，所述一种或多种CAS剂以高于0.12kg每100L所述水性涂料组合物的量存在；和b.将所述水性涂料组合物的膜涂覆到基材上并且使所述膜在具有至少75％相对湿度的环境中干燥的说明。2.一种涂料体系，其包含a.水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包含i.水性载剂；ii.与所述水性载剂混合的树脂组分；和iii.一种或多种分散在所述水性涂料组合物中的CAS剂，其中，所述一种或多种CAS剂以足够量存在，从而使得所述水性涂料组合物在80％相对湿度和25℃下的抗下垂性是所述水性涂料组合物在50％相对湿度和25℃下的抗下垂性的至少60％；和b.将所述水性涂料组合物的膜涂覆到基材上并且使所述膜在具有至少75％相对湿度的环境中干燥的说明。3.如任意前述权利要求的涂料体系，其中，所述一种或多种CAS剂包括被有机改性的粘土。4.如任意前述权利要求的涂料体系，其中，所述水性涂料组合物具有小于6的pH。5.如任意前述权利要求的涂料体系，其中，所述水性涂料组合物包含，每10重量份的包括被有机改性的粘土的所述一种或多种CAS剂，小于2重量份的缔合型抗下垂剂。6.如任意前述权利要求的涂料体系...
【专利技术属性】
技术研发人员：常宁·比奥德瑞，张峰，詹姆斯·普里沃斯特，威廉·C·诺瓦克，维利·H·维泽尔，
申请(专利权)人：威士伯采购公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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