使用含有衍生自天然气原料的聚合物的水性可固化成膜组合物的涂覆方法技术

提供了一种在基底上形成复合涂层的方法，其包括：(A)将第一涂料组合物施涂到基底表面上；和(B)在充分加热或者固化该第一涂料之前，将第二涂料组合物施涂到第一涂料上。该第一和/或第二涂料组合物是一种水性可固化成膜组合物，其包含：(a)具有核‑壳形态和具有反应性官能团的内交联的聚合物微粒的含水分散体；和(b)交联剂。该聚合物微粒的核是由包含至少20重量％的具有权利要求1所示结构的单体的单体混合物制备的，其中X是N或O；R是具有1‑18个碳原子的线性或者支化的烷基，或者R键合到X上以形成5‑到7‑元环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及使用含有衍生自天然气原料的聚合物的水性可固化成膜组合物的涂覆方法。专利技术背景传统汽车涂漆方法开始于施涂预处理和电涂层，随后是底漆层。在该底漆层固化后，施涂底涂层和透明涂层的面漆层，并且固化。结果是五层有光泽的和耐久的油漆饰面。这种方法是工业标准，无论该面漆化学是基于水，溶剂或粉末。但是，这种方法变为技术头脑风暴的焦点，因为它是昂贵和耗时的。正常的涂漆方法需要超过3小时来完成和使用了相当大量的油漆材料，电力，天然气和人力。在汽车涂覆方法中，作出了持续的努力来降低能耗和成本，以及在涂漆方法过程中排放的挥发性溶剂引起的大气污染。但是，在不施涂多个涂层(每个具有它们自己的固化机理(regimen))时经常难以提供足够的物理性能。除了实现近乎无瑕的外观之外，汽车涂料必须是耐久的和耐碎片性的，历史上是通过使用多个涂层(每个用于它自己的目的)称为可能。目前工艺水平的汽车涂漆方法现有技术包括电泳施涂油漆层到裸露的或者处理的金属基底上，随后完全固化这样施涂的层。然后施涂底漆层(它的目的主要是提供耐碎片性，UV不透明性和基底填充(以平滑表面缺陷))，随后再次进行完全固化周期。然后施涂着色的底涂层，通常随后是加热闪蒸，并然后施涂最终的透明涂层。这两层然后共同固化以产生最终的涂覆制品。近十年存在着这样的趋势，降低涂装室占地面积(footprint)，降低中间焙烤周期的数目和因此降低能耗，降低涂层数目和因此降低系统的复杂性，同时保持所得的涂覆车辆的高水平的光学品质和外观。对于这样改变的涂漆方法所给出的通用名称是紧凑方法(compact process)。为了减少层，通常取消底漆层和它相关的烘箱，并且然后通常设计底涂料组合物来引入一些底漆性能例如耐碎片性和基底填充。在这种情况中，该底涂典型地以两层来施涂，并且改变第一层的组成来引入一些迄今为止的底漆相关的性能。在施涂了两个底涂层之后，可以使用加热闪蒸来除去一些溶剂和随后是施涂透明涂层。多组分复合涂料组合物或者“涂料堆叠体”然后共同固化来提供最终的制品。为了提供期望的底涂层不透明性和保护电涂层，底涂层厚度的总和通常大于施涂到完全焙烤的常规底漆上的底涂层的厚度。一种可选择的可能性被称作3C1B(3涂-1焙烤)方法，并且包括保持底漆层本身，但是除去底漆层之后的全部焙烤(bake)。这三层(底漆/底涂层/透明涂层)是湿碰湿碰湿来施涂的，在层间具有或者不具有加热的中间闪蒸，并且在单个固化烘箱中共同固化以产生最终制品。这种方法保持了底漆层的功能性，但是除去了与底漆烘箱相关的成本。需要紧凑涂层体系(其在一定范围的中间闪蒸条件提供了期望的物理和光学品质)来适应不同制造商的不同的加工参数。所述体系还必须经设计来确保在同一车辆(其会在涂覆过程中经历不同的加工条件)的不同位置处的外观一致性和品质。最后，目前使用加热的中间闪蒸的制造商一直寻求降低这些步骤的温度和时间，以使得他们能够降低他们的能耗和降低他们的生产线占地面积。由于这些原因，期望的是开发树脂和涂料组合物，其在紧凑方法中在外观和耐久性二者中提供了涂层品质，同时降低了加工能量需求。
技术实现思路
本专利技术涉及一种在基底上形成复合涂层的方法，其包括：(A)将第一涂料组合物施涂到基底的表面的至少一部分上；和(B)在充分(substantially)加热或者固化该第一涂料之前，将第二涂料组合物施涂步骤(A)中所形成的第一涂料的至少一部分上，以在其上形成第二涂层；其中该第一和/或第二涂料组合物是一种水性可固化成膜组合物，其包含：(a)具有核-壳形态和具有反应性官能团的内交联的聚合物微粒的含水分散体；和(b)具有与该聚合物微粒上的官能团有反应性的官能团的交联剂；其中该聚合物微粒的核是由单体混合物制备的，该单体混合物包含至少20重量％的下面结构的单体：其中X是N或者O；R是具有1-18个碳原子的线性或者支化的烷基，或者R键合到X上以形成5-到7-元环。具体实施方式除了在任何操作实施例中，或者其中另有指示，否则表示说明书和权利要求中所用的成分、反应条件等的量的全部数字被理解为在全部的情况中是用术语“约”修饰的。因此，除非有相反的指示，否则下面的说明书和附加的权利要求中阐明的数字参数是约数，其可以根据本专利技术所寻求获得的期望的性能而变化。最起码，和并非打算使用等价原则来限制权利要求的范围，每个数值参数应当至少按照所报告的有效数字的位数和通过使用通常的四舍五入技术来解释。虽然阐明本专利技术宽的范围的数值范围和参数是约数，但是在具体实施例中所述的数值是尽可能精确来报告的。然而，任何数值本质上包含了由它们各自的测试测量中存在的标准偏差所必然形成的某些误差。同样，应当理解这里所述的任何数字范围目的是包括包含在其中的全部的子范围。例如范围“1-10”目的是包括在所述的最小值1和所述的最大值10之间(并包括端值)的全部子范围，即，具有等于或者大于1的最小值和等于或者小于10的最大值。作为该说明书和附加的权利要求中所用的，冠词“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物，除非明确和不含糊地限制为一个指代物。如此处所呈现的本专利技术各种实施方案和实施例每个被理解为对于本专利技术范围来说是非限定性的。作为下面的说明书和权利要求中所用的，下面的术语具有下面所示的含义：“聚合物”表示包括均聚物和共聚物，和低聚物的聚合物。“复合材料”表示两种或者更多种不同材料的组合。作为与例如可固化的组合物相关来使用的，术语“可固化的”表示所示的组合物是通过官能团可聚合的或者可交联的，例如通过这样的方式，其包括但不限于热(包括环境固化)、催化、电子束、化学自由基引发和/或光引发，例如通过暴露于紫外光或者其他光化辐射。作为与固化的或者可固化的组合物相关来使用的，例如“固化的组合”的一些具体描述，术语“固化”、“固化的”或类似术语表示可聚合的和/或可交联的组分(其形成了可固化的组合物)的至少一部分是聚合和/或交联的。此外，可聚合组合物的固化指的是使所述组合物经历固化条件，例如但不限于热固化，这导致了该组合物的反应性官能团的反应，并且导致聚合和形成聚合产物。当可聚合的组合物经历固化条件，在聚合后和大部分反应性基团发生反应后，其余的未反应的反应性基团的反应速率逐渐变慢。该可聚合组合物可以经历固化条件，直到它至少部分固化。术语“至少部分固化”表示使该可聚合组合物经历固化条件，其中该组合物的反应性基团的至少一部分发生反应，以形成聚合物。该可聚合组合物也可以经历固化条件，以使得达到基本上完全固化，并且其中进一步的固化不导致聚合物性能例如硬度的明显进一步改进。术语“反应性”指的是官能团能够与自身和/或其他官能团自发地或者在施加热后或者在催化剂存在下或者通过本领域技术人员已知的任何其他方式，来经历化学反应。“实质上没有”某种材料表示组合物仅仅具有痕量或者附带量的给定材料，和该材料不以足以影响该组合物的任何性能的量存在。本专利技术涉及一种在基底上形成复合涂层的方法。本专利技术的组合物可以施涂到其上的基底包括硬质金属基底例如黑色金属，铝，铝合金，铜和其他金属和合金基底。用于本专利技术实践中的黑色金属基底可以包括铁，钢及其合金。有用的钢材料的非限定性例子包括冷轧钢，镀锌(锌涂覆)钢，电镀锌的钢，不锈钢，酸洗钢，锌-铁合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基底上形成复合涂层的方法，其包括：(A)将第一涂料组合物施涂到基底的表面的至少一部分上；和(B)在充分加热或者固化该第一涂料之前，将第二涂料组合物施涂到步骤(A)中所形成的第一涂料的至少一部分上，以在其上形成第二涂层和产生复合涂层；其中该第一和/或第二涂料组合物是水性可固化成膜组合物，其包含下面的含水分散体：(a)具有核‑壳形态和具有反应性官能团的内交联的聚合物微粒；和(b)具有与该聚合物微粒上的官能团有反应性的官能团的交联剂；其中该聚合物微粒的核是由单体混合物制备的，该单体混合物基于该单体混合物中单体的总重量包含至少20重量％的具有以下结构的单体：其中X是N或者O；R是具有1‑18个碳原子的线性或者支化的烷基，或者R键合到X上以形成5‑到7‑元环。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.27 US 14/164,6761.一种在基底上形成复合涂层的方法，其包括：(A)将第一涂料组合物施涂到基底的表面的至少一部分上；和(B)在充分加热或者固化该第一涂料之前，将第二涂料组合物施涂到步骤(A)中所形成的第一涂料的至少一部分上，以在其上形成第二涂层和产生复合涂层；其中该第一和/或第二涂料组合物是水性可固化成膜组合物，其包含下面的含水分散体：(a)具有核-壳形态和具有反应性官能团的内交联的聚合物微粒；和(b)具有与该聚合物微粒上的官能团有反应性的官能团的交联剂；其中该聚合物微粒的核是由单体混合物制备的，该单体混合物基于该单体混合物中单体的总重量包含至少20重量％的具有以下结构的单体：其中X是N或者O；R是具有1-18个碳原子的线性或者支化的烷基，或者R键合到X上以形成5-到7-元环。2.根据权利要求1的方法，其中将该第一涂层施涂到基底上以产生15-30微米的干膜厚度。3.根据权利要求1的方法，其进一步包括在施涂步骤(A)的第一涂料组合物之前，在基底表面上形成电沉积涂层的初始步骤，其中该第一涂料组合物是直接施涂到该电沉积涂层上的。4.根据权利要求1的方法，其进一步包括：(C)在全部涂层已经施涂到基底之后，将该基底保持在足以充分固化该复合涂层的温度和时间。5.根据权利要求1的方法，其进一步包括：(C)在充分固化该第二涂层之前，将透明涂料组合物施涂到步骤(B)中所施涂的该第二涂层的至少一部分上，以在其上形成透明涂层。6.根据权利要求5的方法，其进一步包括：(D)在全部涂层已经施涂到基底之后，将该基底保持在足以充分固化该复合涂层的温度和时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·斯瓦鲁普，K·G·奥尔森，J·E·施温德曼，L·A·亨伯特，K·E·卢兹，C·L·伯格斯，
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