多层涂膜的形成方法技术

一种形成多层涂膜的方法，包括：在固化的电沉积涂膜上涂布水性第一基底涂料组合物(A)，在不预热的情况下涂布水性第二基底涂料组合物(B)，进行预热，进一步涂布透明涂料组合物(C)，以及同时热固化第一基底涂膜、第二基底涂膜以及透明涂膜。水性第一基底涂料组合物含有特定的水性聚酯树脂、特定的水性丙烯酸树脂、特定的水性聚氨酯树脂和三聚氰胺树脂。将由水性第一基底涂料组合物形成的涂膜的断裂能以及涂膜和固化电沉积涂膜之间的剥离强度控制为特定的值。

【技术实现步骤摘要】
多层涂膜的形成方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年11月11日提交的日本专利申请No.2016-220984的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及一种能够在3-涂1-烘烤体系中仅进行一次预热即可形成平滑性、鲜映性和耐崩裂性优异的多层涂膜的方法，在所述体系中将水性第一基底涂料组合物、水性第二基底涂料组合物和透明涂料组合物依次涂布到基材上/上方，并通过加热将所得的多层涂膜的三层同时固化。
技术介绍
作为在汽车车身上形成涂膜的方法，例如，正在广泛采用这样的方法，该方法包括在基材上形成电沉积涂膜，然后通过“中间涂料组合物的涂布→烘烤和固化→基底涂料组合物的涂布→透明涂料组合物的涂布→烘烤和固化”的3-涂2-烘烤方式来形成多层涂膜。另一方面，近年来，从节能的观点出发，进行了3-涂1-烘烤方式的研究，该3-涂1-烘烤方式在中间涂料的涂布之后省略了烘烤和固化步骤，并连续地进行中间涂料组合物的涂布→预热→基底涂料组合物的涂布→预热→透明涂料组合物的涂布→烘烤和固化。特别地，从减少由于有机溶剂的挥发引起的环境污染的观点出发，需要使用用于中间涂料组合物和基底涂料组合物的水性涂料组合物的3-涂1-烘烤方式。然而，在通过使用水性中间涂料组合物和水性基底涂料组合物的3-涂1-烘烤方式形成的涂膜中，由于在水性第一基底涂料组合物的层和水性第二基底涂料组合物的层之间的混合层的形成，导致可能会发生平滑性和鲜映性的降低。专利文件1公开了一种用于形成具有优异外观的多层涂膜的方法，其中上述混合层的形成是通过在3-涂1-烘烤方式中使用含有特定丙烯酸树脂颗粒的水性分散体的水性中间涂料组合物来控制的，该特定丙烯酸树脂颗粒是通过含酰胺基的烯键式不饱和单体和另一种烯键式不饱和单体的乳化聚合而获得的。另一方面，近年来，从进一步节能的观点出发，正在进行无中间涂层方式的研究，该无中间涂层方式省略了中间涂料组合物的涂布，并在基材上形成电沉积涂膜之后进行“基底涂料组合物的涂布→透明涂料组合物的涂布→烘烤和固化”。通常，电沉积涂膜的防锈性是优异的，中间涂膜的平滑性和耐崩裂性是优异的，并且基底涂膜和透明涂膜的外观是优异的，使得其中将这些涂膜层叠而成的多层涂膜能够赋予待涂覆的物体优异的防锈性、平滑性、耐崩裂性和外观。然而，无中间涂层方式具有如下缺点：所获得的多层涂膜的平滑性和耐崩裂性降低，因为没有形成平滑性和耐崩裂性优异的中间涂膜。专利文件2公开了一种用于形成多层涂膜的方法，其中在无中间涂层方式中，使用包含特定核/壳型丙烯酸树脂乳液、特定聚醚多元醇和活性亚甲基型封端多异氰酸酯的水性基底涂料组合物，从而可以在确保多层涂膜的耐崩裂性等的同时提高所得到的多层涂膜的外观。专利文件1：JP-A-2001-205175专利文件2：JP-A-2010-253383
技术实现思路
然而，在专利文件1中所描述的多层涂膜的形成方法中，在中间涂料组合物的涂布之后省略预热是困难的，以及在专利文件2中所描述的多层涂膜的形成方法中，可能无法获得具有足够的平滑性、鲜映性和耐崩裂性的多层涂膜。本专利技术提供了一种形成多层涂膜的方法(下文中，有时称为“水性1-预热3C1B工艺”)，该方法包括涂布水性第一基底涂料组合物，然后在不进行预热的情况下涂布水性第二基底涂料，并进行预热，进一步涂布透明涂料组合物，之后同时固化三层(即，水性第一基底涂膜、水性第二基底涂膜以及透明涂膜)，并且可以形成具有优异平滑性、鲜映性和耐崩裂性以及良好机械性能的多层涂膜。作为为提供上述方法而进行的许多深入研究的结果，本专利技术人已经发现，在形成基于水性1-预热3C1B工艺的多层涂膜的方法中，当使用包含特定水性聚酯树脂、特定水性丙烯酸树脂、特定水性聚氨酯树脂和三聚氰胺树脂的涂料组合物作为水性第一基底涂料组合物并且将由水性第一基底涂料组合物形成的涂膜的断裂能以及所形成的涂膜和固化的电沉积涂膜之间的剥离强度控制为特定值时，可以形成具有优异平滑性、鲜映性、耐崩裂性和硬度的多层涂膜。本专利技术基于上述发现而已经完成。本专利技术的方面提供了一种形成多层涂膜的方法，包括：(1)在固化的电沉积涂膜上涂布水性第一基底涂料组合物(A)以形成固化膜的厚度为15μm至35μm的第一基底涂膜(BC1)的步骤；(2)在不预热的情况下将水性第二基底涂料组合物(B)涂布到所述第一基底涂膜上以形成固化膜的厚度为8μm至18μm的第二基底涂膜(BC2)的步骤；(3)在预热之后将透明涂料组合物(C)涂布到所述第二基底涂膜上以形成固化膜的厚度为25μm至50μm的透明涂膜的步骤；以及(4)同时热固化第一基底涂膜、第二基底涂膜和透明涂膜以形成固化涂膜的步骤，其中所述水性第一基底涂料组合物(A)包含15质量份至35质量份的水性聚酯树脂(a)、15质量份至30质量份的水性丙烯酸树脂(b)、15质量份至30质量份的水性聚氨酯树脂(c)以及15质量份至35质量份的三聚氰胺树脂(d)，其中各含量以树脂(a)、树脂(b)、树脂(c)和树脂(d)的总树脂固体含量的100质量份为基准，其中所述水性聚酯树脂(a)是使用多元酸组分获得的并且具有15mgKOH/g至25mgKOH/g的酸值和1,000至5,000的数均分子量，该多元酸组分含有基于多元酸的总量的65摩尔％至75摩尔％的含芳香族环多元酸和/或含脂环族环多元酸，其中所述水性丙烯酸树脂(b)是通过单体组分的乳化聚合而获得的丙烯酸乳液，该单体组分包含基于单体的总质量的45质量％至80质量％的具有4至8个碳原子的烷基的聚合性不饱和单体、1质量％至10质量％的含羟基的聚合性不饱和单体、1质量％至10质量％的含羧基的聚合性不饱和单体、以及0至53质量％的其他聚合性不饱和单体，其中所述水性聚氨酯树脂(c)是通过使聚氨酯预聚物与扩链剂反应获得而获得的，该聚氨酯预聚物是通过多异氰酸酯化合物、包含具有脂环结构的聚碳酸酯多元醇的多元醇化合物和含酸性基团的多元醇化合物反应而获得的，该扩链剂与所述聚氨酯聚合物的异氰酸酯基具有反应性，并且基于固体含量，所含的所述脂环结构的比例为45质量％至65质量％，其中由所述水性第一基底涂料组合物(A)形成的涂膜在20℃下的断裂能为0.6kgf·mm以上，其中，通过表面-界面切割法(SAICAS法)所测定的所述固化电沉积涂膜和所述第一基底膜涂膜的界面处的剥离强度为0.4kN/m以上，并且其中在红外吸收光谱中，三聚氰胺迁移率为0至25％，该三聚氰胺迁移率是通过将由所述第一基底涂膜和所述第二基底涂膜构成的复合膜的峰高比除以所述第一基底涂膜的单一膜的峰高比而得到的值，其中各个峰高比是在1,725cm-1处的酯基的红外吸收峰高与814cm-1处的三聚氰胺树脂的红外吸收峰高之间的比值。在本专利技术的方面中的形成多层涂膜的方法中，可以通过使用特定的水性1-预热3C1B工艺来形成具有优异平滑性、鲜映性、耐崩裂性和硬度的多层涂膜。具体实施方式将在下面对本专利技术的方面中的形成多层涂膜的方法进行详细描述。在本专利技术的方面中的形成多层涂膜的方法中，首先，将电沉积涂料组合物涂布到基材(例如钢板)上，然后通过加热进行固化以形成固化的电沉积涂膜。作为钢板，可以使用汽车用钢板，例如合金化的热浸镀锌钢板、热浸镀锌钢板、电镀锌钢板或冷轧钢板，并且钢板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成多层涂膜的方法，包括：(1)在固化的电沉积涂膜上涂布水性第一基底涂料组合物(A)以形成其固化膜厚度为15μm至35μm的第一基底涂膜(BC1)的步骤；(2)在不预热的情况下将水性第二基底涂料组合物(B)涂布到所述第一基底涂膜上以形成其固化膜厚度为8μm至18μm的第二基底涂膜(BC2)的步骤；(3)在预热之后将透明涂料组合物(C)涂布到所述第二基底涂膜上以形成其固化膜厚度为25μm至50μm的透明涂膜的步骤；以及(4)同时热固化所述第一基底涂膜、所述第二基底涂膜和所述透明涂膜以形成固化涂膜的步骤，其中所述水性第一基底涂料组合物(A)包含15质量份至35质量份的水性聚酯树脂(a)、15质量份至30质量份的水性丙烯酸树脂(b)、15质量份至30质量份的水性聚氨酯树脂(c)以及15质量份至35质量份的三聚氰胺树脂(d)，其中各含量以所述树脂(a)、所述树脂(b)、所述树脂(c)和所述树脂(d)的总树脂固体含量的100质量份为基准，其中所述水性聚酯树脂(a)是使用多元酸组分获得的，并且所述水性聚酯树脂(a)具有15mgKOH/g至25mgKOH/g的酸值和1,000至5,000的数均分子量，该多元酸组分含有基于多元酸的总量比例为65摩尔％至75摩尔％的含芳香族环多元酸和/或含脂环族环多元酸，其中所述水性丙烯酸树脂(b)是通过单体组分的乳化聚合而获得的丙烯酸乳液，该单体组分基于单体的总质量包含45质量％至80质量％的具有4至8个碳原子的烷基的聚合性不饱和单体、1质量％至10质量％的含羟基的聚合性不饱和单体、1质量％至10质量％的含羧基的聚合性不饱和单体、以及0至53质量％的其他聚合性不饱和单体，其中所述水性聚氨酯树脂(c)是通过使聚氨酯预聚物与扩链剂反应获得而获得的，该聚氨酯预聚物是通过多异氰酸酯化合物、包含具有脂环结构的聚碳酸酯多元醇的多元醇化合物和含酸性基团的多元醇化合物反应而获得的，所述扩链剂与所述聚氨酯预聚物的异氰酸酯基具有反应性，并且基于固体含量，所含的所述脂环结构的比例为45质量％至65质量％，其中由所述水性第一基底涂料组合物(A)形成的涂膜在20℃下的断裂能为0.6kgf·mm以上，其中，通过表面‑界面切割法(SAICAS法)所测定的所述固化电沉积涂膜和所述第一基底涂膜的涂膜界面处的剥离强度为0.4kN/m以上，并且其中在红外吸收光谱中，三聚氰胺迁移率为0至25％，该三聚氰胺迁移率是通过将由所述第一基底涂膜和所述第二基底涂膜构成的复合膜的峰高比除以所述第一基底涂膜的单一膜的峰高比而得到的值，其中各个峰高比是在1,725cm...

【技术特征摘要】
2016.11.11 JP 2016-2209841.一种形成多层涂膜的方法，包括：(1)在固化的电沉积涂膜上涂布水性第一基底涂料组合物(A)以形成其固化膜厚度为15μm至35μm的第一基底涂膜(BC1)的步骤；(2)在不预热的情况下将水性第二基底涂料组合物(B)涂布到所述第一基底涂膜上以形成其固化膜厚度为8μm至18μm的第二基底涂膜(BC2)的步骤；(3)在预热之后将透明涂料组合物(C)涂布到所述第二基底涂膜上以形成其固化膜厚度为25μm至50μm的透明涂膜的步骤；以及(4)同时热固化所述第一基底涂膜、所述第二基底涂膜和所述透明涂膜以形成固化涂膜的步骤，其中所述水性第一基底涂料组合物(A)包含15质量份至35质量份的水性聚酯树脂(a)、15质量份至30质量份的水性丙烯酸树脂(b)、15质量份至30质量份的水性聚氨酯树脂(c)以及15质量份至35质量份的三聚氰胺树脂(d)，其中各含量以所述树脂(a)、所述树脂(b)、所述树脂(c)和所述树脂(d)的总树脂固体含量的100质量份为基准，其中所述水性聚酯树脂(a)是使用多元酸组分获得的，并且所述水性聚酯树脂(a)具有15mgKOH/g至25mgKOH/g的酸值和1,000至5,000的数均分子量，该多元酸组分含有基于多元酸的总量比例为65摩尔％至75摩尔％的含芳香族环多元酸和/或含脂环族环多元酸，其中所述水性丙烯酸树脂(b)是通过单体组分的乳化聚合而获得的丙烯酸乳液，该单体组分基于单体的总质量包含45质量％至80质量％的具有4至8个碳原子的烷基的聚合性不饱和单体、1质量％至10质量％的含羟基的聚合性不饱和单体、1质量％至10质量％的含羧基的聚合性不饱和单体、以及0至53质量％的其他聚合性不饱和单体，其中所述水性聚氨酯树脂(c)是通过使聚氨酯预聚物与扩链剂反应获得而获得的，该聚氨酯预聚物是通过多异氰酸酯化合物、包含具有脂环结构的聚碳酸酯多元醇的多元醇化合物和含酸性基团的多元醇化合物反应而获得的，所述扩链剂与所述聚氨酯预聚物的异氰酸酯基具有反应性，并且基于固体含量，所含的所述脂环结构的比例为45质量％至65质量％，其中由所述水性第一基底涂料组合物(A)形成的涂膜在20℃下的断裂能为0.6kgf·mm以上，其中，通过表面-界面切割法(SAICAS法)所测定的所述固化电沉积涂膜和所述第一基底涂膜的涂膜界面处的剥离强度为0.4kN/m以上，并且其中在红外吸收光谱中，三聚氰胺迁移率为0至25％，该三聚氰胺迁移率是通过将由所述第一基底涂膜和所述第二基底涂膜构成的复合膜的峰高比除以所述第一基底涂膜的单一膜的峰高比而得到的值，其中各个峰高比是在1,725cm-1处的酯基的红外吸收峰高与814cm-1处的三聚氰胺树脂的红外吸收峰高之间的比值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含芳香...

【专利技术属性】
技术研发人员：村本龙介，北川博视，仓田祐介，小川刚志，
申请(专利权)人：关西涂料株式会社，本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP