具有改进的早期硬度及耐水性的透明涂料组合物制造技术

用于修复交通工具的透明涂层／着色涂层面漆的快速硬化透明涂料组合物，该组合物能够在涂布的同一天进行湿沙磨、抛光或打磨成高光泽度的面漆，该组合物包含成膜粘合剂及有机液态载体，其中所述粘合剂包括含有含羟基的丙烯酸类聚合物和羟基封端的聚酯低聚物的羟基组分以及有机聚异氰酸酯交联组分，其至少一部分包含异佛尔酮二异氰酸酯的三聚物，其中所述组合物还包含有效量的至少一种脂族羧酸二烷基锡、至少一种叔脂族单胺或二胺，和至少一种脂族羧酸作为混合固化催化剂，所述有效量使得所述透明涂料组合物在室温下固化时能够在涂布后的大约４小时内或当在正常条件下烘烤冷却后处于无水斑和足够硬的状态以便进行砂磨或抛光。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术背景本专利技术涉及具有低VOC(挥发性有机物含量)的溶剂型聚氨酯涂料组合物，具体而言，本专利技术涉及用于重涂交通工具(如汽车或卡车)的透明涂层/着色涂层面漆的透明涂料组合物。用于汽车和卡车的各种透明涂层/着色涂层面漆近年来已投入使用并相当流行。目前这些面漆是通过湿碰湿的方法进行生产的，其中将被着色的着色涂层或底涂层进行涂布并干燥一段短的时间(但不固化)，然后在其上涂布为所述着色涂层提供保护作用并改进总体面漆外观(如光泽度和映象清晰度)的透明涂层，并将两者一起进行固化。修复这种已遭破坏(例如在一次碰撞中受到破坏)的透明涂层/着色涂层面漆一直是困难的，其原因是目前使用的低VOC透明涂层重涂组合物，如在1994年1月18日授权于Corcoran等人的美国专利第5,279,862号、在1994年2月15日授权于Lamb等人的美国专利第5,286,782号以及在1994年10月11日授权于Anderson等人的美国专利第5,354,797号中所指出的那样，虽然其不粘尘干燥时间短，然而仍需花费许多小时在室温或适宜于汽车重涂的稍微高的温度下进行固化至足够硬和耐水的状态，同时在汽车车身修理厂中所述交通工具无法移出外面以便腾出工作空间而不冒造成水斑之险，并且也无法在涂布的同一天对所述透明涂层进行砂磨(湿磨或干磨)或抛光使其成为高光泽的面漆。在一般的重涂操作中，在涂布着色涂层后将透明涂层涂布至所述交通工具之上，然后在将所述交通工具移出漆台以便对另一台交通工具进行油漆前使所得面漆干燥至至少不粘尘的状态。在对所述面漆进行任何进一步的工作或在所述交通工具可以停放在外以便腾出更多的地面空间之前，所述面漆不但必须是不粘尘的以便灰尘和污垢不粘附于其上，而且必须具有足够的硬度以进行砂磨或抛光以改进光泽度或去除少数缺陷以及具有耐水性。常规的面漆在较短的时间内无法固化至足够的硬度及耐水状态，因此所述交通工具不能停放在外或在涂布所述面漆后无法马上进行处理，由此重涂操作的生产率仍然不足。在固化问题上一种用于提高所述透明涂层组合物的初始硬度及耐水性能的方法包括采用较硬或刚性的材料(如异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)三聚物)代替一部分常规的聚异氰酸酯交联剂(如1，6-己二异氰酸酯(HDI)三聚物)。但遗憾的是IPDI的固化速率远低于HDI的固化速率。因而这些涂料必须依赖于相当高的烘烤温度和/或高含量的常规锡催化剂以在较短的时间内获得由IPDI三聚物提供的硬度及耐水性。但在汽车重涂工业中，高的烘烤温度是不符合要求的，因为这样做将永久性损害交通工具的车内装饰、线路、立体音响设备、塑料保险杆等。另一方面，高含量的锡催化剂产生了某些不合需要的副作用，如贮存期的降低和“枯萎”(“die-back”)现象的增加。枯萎的产生主要是由于漆膜是在所有溶剂蒸发前形成而造成。被捕集的溶剂在最终蒸发时便在漆膜上产生了应力，该力使所述漆膜产生扭曲或皱褶，并使其在几乎一夜的时间内从镜子般极富吸引力的高光泽度面漆变成光泽度和映象清晰度极差的暗淡模糊的外观。因此仍需要在汽车重涂中适合用作透明涂层的低VOC涂料组合物，当在室温或稍微高的温度下，该组合物在很短的时间内能够提供高的漆膜硬度和耐水性，几乎没有或没有出现贮存期降低和枯萎的现象，使得交通工具可以在涂布后马上移出或进行处理。(A)羟基组分，所述羟基组分包含至少一种含羟基的丙烯酸类聚合物和至少一种羟基封端的聚酯低聚物；和(B)聚异氰酸酯组分，所述聚异氰酸酯至少一部分包含异佛尔酮二异氰酸酯的三聚物；其中，粘合剂中异氰酸酯与羟基的当量比为约0.5/1至3.0/1；其中所述组合物还含有(C)用于所述粘合剂的催化剂体系，所述催化剂体系包含至少一种有机锡化合物、至少一种叔胺和至少一种有机酸；其中所述涂料组合物在室温下固化时在涂布后4小时内便是无水斑、可进行砂磨或抛光的状态，并且其帕萨兹硬度至少为35个计数点(count)，同时在从中得到的极富吸引力的高光泽度面漆中表现出几乎没有或没有贮存期缩短和几乎没有或没有枯萎的现象。本专利技术还提供了一种采用前述涂料组合物作为重涂透明涂料修复交通工具的透明涂层/着色涂层面漆的改进方法，该方法使得所述交通工具可以移出户外，并且在涂布后的短时间内所述面漆可以进行砂磨(湿磨或干磨)、抛光或打磨以去除少数缺陷(如需要的话)并增强光泽度，这样通过在同时或以较少的时间处理更多的交通工具，可以极大地提高重涂操作的效率。本专利技术详述本专利技术的涂料组合物是一种特别适合用作汽车重涂中的透明涂料的低VOC组合物。所述组合物含有成膜粘合剂和通常用作所述粘合剂的溶剂的有机液态载体。由于本专利技术涉及低VOC组合物，因此用于所述液态载体部分的有机溶剂的量使得所述组合物的VOC含量低于0.6千克/升(5磅/加仑)，优选为每升组合物约0.25-0.53千克(2.1-4.4磅/加仑)有机溶剂，以上数据按ASTM D-3960所提供的方法进行测定。通常将以上范围以另一种方式表达，即成膜粘合剂含量为约25-90％重量，有机液态载体含量为约10-75％重量，优选约35-55％重量的粘合剂和45-65％重量的载体。所述粘合剂含有两种组分羟基组分和有机聚异氰酸酯交联剂组分，这两种组分能彼此进行反应形成氨基甲酸酯键。在本专利技术中，所述羟基组分含有约50-99％重量的羟基官能的丙烯酸类聚合物或这类聚合物与约1-50％重量的羟基封端的聚酯低聚物或这类低聚物的混合物的共混物。所述羟基组分中各种含羟基物质的总百分数此处认为是等于100％。另一方面，所述聚异氰酸酯组分含有约3-50％重量的异佛尔酮二异氰酸酯的三聚物和约50-97％重量的第二种有机聚异氰酸酯或这些聚异氰酸酯的共混物，优选所述第二种聚异氰酸酯为1，6-己二异氰酸酯的三聚物。所述交联组分中的各种聚异氰酸酯的总百分数此处认为是等于100％。所述羟基组分和聚异氰酸酯组分通常以异氰酸根对羟基的当量比率为约0.5/1至3.0/1，优选约0.8/1至1.5/1这样的比例使用。优选通过常规的溶液聚合技术制备在所述粘合剂的羟基组分中使用的羟基官能的丙烯酸类聚合物，其中将各种单体、溶剂和聚合催化剂装入到常规聚合反应器中，加热至约60-200℃并持续约0.5-6小时，形成重均分子量(Mw)为约2,000-13,000、优选约3,000-11,000的聚合物。除非另有说明，否则此处公开的所有分子量均采用GPC(凝胶渗透色谱法)，以聚甲基丙烯酸甲酯为标准物进行测定。如此形成的丙烯酸类聚合物的玻璃化转变温度(Tg)通常为至少30℃、优选为约40-80℃。此处公开的所有玻璃化转变温度均采用DSC(差示扫描量热法)进行测定。一般可用的聚合催化剂为各种偶氮型催化剂，如偶氮-二-异丁腈、1，1’-偶氮-二(氰基环己烷)；各种乙酸酯，如过乙酸叔丁酯；各种过氧化物，如过氧化二-叔丁基；各种苯甲酸酯，如过苯甲酸叔丁酯；各种辛酸酯，如过辛酸叔丁酯等。一般可用的溶剂为各种酮，如甲基戊基酮、甲基异丁基酮、甲基乙基酮；各种芳香烃，如甲苯、二甲苯；各种碳酸亚烷基酯，如碳酸亚丙酯；N-甲基吡咯烷酮；各种醚；各种酯，如乙酸丁酯；以及任何上述物质的混合物。优选所述羟基官能丙烯酸类聚合物由以下物质聚合形成苯乙烯、甲基丙烯酸酯(甲基丙烯酸甲酯、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料组合物，所述涂料组合物含有成膜粘合剂及用于所述粘合剂的挥发性有机液态载体，其中所述粘合剂含有：（Ａ）羟基组分，所述羟基组分包含至少一种含羟基的丙烯酸类聚合物和至少一种羟基封端的聚酯低聚物；和（Ｂ）有机聚异氰酸酯组分，所述聚异氰酸酯至少一部分包含异佛尔酮二异氰酸酯的三聚物；其中，在所述粘合剂中异氰酸根与羟基的当量比为约０．５／ｌ至３．０／ｌ；其中所述组合物还含有：（Ｃ）用于所述粘合剂的催化剂体系，所述催化剂体系包含至少一种有机锡化合物、至少一种叔胺和至少一种有机酸；其中所述涂料组合物在室温下固化时，在涂布后４小时内便为无水斑、可进行砂磨或抛光的状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G胡恩巴，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[]