制备多层漆体系的方法技术

本发明专利技术涉及一种在金属基材上制备多层涂层的方法，其中在涂覆有硬化的电泳浸涂层的金属基材上直接制备一个底色漆层或多个直接相继的底色漆层，直接在所述多个底色漆层中的一个或最上面形成透明涂层，并且随后将所述一个或多个底色漆层和透明漆层共同硬化。所述方法的特征在于，用于制备底色漆层的至少一个底色漆层包含至少一种含有聚合物的水分散体(wD)，所述聚合物的制备包括烯属不饱和单体的三种混合物(A)、(B)和(C)的相继自由基乳液聚合。

Method of preparing multi-layer paint system

The present invention relates to a method for preparing a multilayer coating on a metal substrate, in which a bottom coat or a plurality of direct color primer layers are directly prepared on a metal substrate coated with a hardened electrophoretic coating, and a transparent coating is formed directly on one or top of the plurality of primer lacquer layers, and then described. One or more primer paint and transparent paint layer harden together. The method is characterized in that at least one of the bottom color lacquer layers for preparing the bottom color coating contains at least one water dispersion (wD) containing polymers, and the preparation of the polymer includes three mixtures (A), (B), and (C) of successive free radical emulsion polymerization of the unsaturated monomers of the allene.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备多层漆体系的方法本专利技术涉及一种制备多层漆体系的方法，包括直接在涂覆有固化的电泳涂料体系的金属基材上制备一个底色漆层或多个直接相继的底色漆层，在所述一个底色漆层上或所述多个底色漆层的最上面的层上直接制备透明漆层，随后共同固化所述一个或多个底色漆层和透明漆层。本专利技术进一步涉及通过本专利技术的方法制备的多层漆体系。现有技术已知金属基材上的多层漆体系，例如汽车工业领域中的多层漆体系。从概念上说，从金属基材开始，该多层漆体系通常包含电泳涂层、直接施加在电泳涂层上的通常称为头二道混合底漆层的涂层、至少一个包含着色和/或效应颜料的通常称为底色漆层的涂层，以及透明漆层。所述涂层的基本组成和功能以及构成这些涂层所必需的涂料组合物(即电泳涂料、头二道混合底漆、包含着色和/或效应颜料的称为底色漆材料的涂料组合物，以及透明漆材料)是已知的。例如，电泳施加的电泳涂层从根本上起到保护基材免受腐蚀的作用。头二道混合底漆层主要用于防止机械暴露，例如石击，并且还用于流平基材中的不平整之处。称为底色漆层的下一涂层主要用于产生美学品质，例如颜色和/或效应(如随角异色)，然后随之的透明漆层特别用于抗划伤性以及多层漆体系的光泽。在现有技术中，这些多层漆体系通过首先将电泳涂料，更特别是阴极电泳涂料电泳施加或沉积至金属基材上，例如汽车车身上而制备。在沉积电泳涂料之前，可对金属基材进行各种预处理：例如，可施加已知的转化涂层，例如磷酸盐涂层，更特别地磷酸锌涂层。沉积电泳涂料的操作通常在相应的电泳涂覆槽中进行。在施加后，将涂覆的基材从槽中取出，任选冲洗并闪蒸和/或实施中间干燥，最后将施加的电泳涂料固化。此处的目的是使涂层厚度为约15-25微米。然后将头二道混合底漆直接施加至固化的电泳涂层上，任选实施闪蒸和/或中间干燥，然后固化。为了使固化的头二道混合底漆层发挥上文所述的功能，例如25-45微米的涂层厚度是目标。接下来，直接在固化的头二道混合底漆层上施加包含着色和/或效应颜料的底色漆材料，任选将其闪蒸和/或中间干燥，并且将透明漆材料直接施加至由此制备的底色漆层上，而不单独固化。随后将底色漆层和透明漆层(任选同样预先闪蒸和/或中间干燥)共同固化(湿碰湿法)。固化的底色漆层原则上具有例如10-20微米的较低涂层厚度，而固化的透明漆层的目标例如为30-60微米的涂层厚度，以便获得所述的技术应用性能。头二道混合底漆、底色漆和透明漆材料的施加可使用例如本领域技术人员已知的气动和/或静电施加的施加技术来实现。目前使用头二道混合底漆和底色漆材料，仅仅是出于环境原因，其越来越多地以水性涂料的形式使用。这些类型的多层漆体系及其制备方法例如描述于DE19948004A1第17页第37行至第19页第22行或DE10043405C1第3栏第[0018]段和第8栏第[0052]段至第9栏第[0057]段，连同第6栏第[0039]段至第8栏第[0050]段中。因此，尽管制得的多层漆体系通常可满足汽车行业在技术应用性能和美学性能方面的要求，然而由于环境和经济因素，目前汽车制造商的关注点正逐渐转移至简化所述的较复杂的制备操作。因此，存在这样的方法，其试图省略将直接施加至固化的电泳涂层上的涂料组合物(即，在上述标准方法中称为头二道混合底漆的涂料组合物)固化的单独步骤，且同时可能的话，还降低由该涂料组合物制备的涂膜的涂层厚度。在该领域中，这种因此不单独固化的涂膜通常称为底色漆层(并且不再是头二道混合底漆层)，或者为了将其与施加在其上第二底色漆膜区分开来，将其称为第一层底色漆膜。在某些情况下，甚至尝试完全省略该涂膜(在这种情况下，然后仅仅在电泳涂膜上直接制备所谓的底色漆膜，在不实施单独的固化步骤的情况下，在其上施加透明漆材料；换言之，最终同样省略单独的固化步骤)。然后，代替单独的固化步骤和额外的最终固化步骤，意欲在将所有涂膜施加至电泳涂膜上之后仅仅具有一个最终的固化步骤。从环境和经济方面来看，避免直接施加至电泳涂层上的涂料组合物的单独固化步骤是非常有利的。原因在于，这节约了能量，且当然使整个制备操作显著宽松地进行。然后，代替单独的固化步骤，有利的是将直接在电泳涂层上制备的涂层仅在室温下闪蒸和/或在升高的温度下实施中间干燥，而不进行固化，如已知的那样，固化通常需要升高的固化温度和/或长固化时间。然而，问题在于，在该制备形式下，现在通常不可能获得必要的技术应用性能和美学性能。例如，由于不存在将直接施加至电泳涂层上的涂层单独固化的步骤，例如在施加其他涂料组合物如第二底色漆材料和透明漆材料之前，第一底色漆层可能夹杂有不希望的空气、溶剂和/或湿气，这可能在整个漆体系的表面下以起泡形式表现出来，并且在最终固化过程中可能破裂。由此在漆体系中形成的所述孔也称为针孔和爆孔，其导致有害的视觉外观。由于第一底色漆层、第二底色漆层和透明漆层的整体结构产生的有机溶剂和/或水的量以及由施加方法引入的空气量对于整个量来说太大，以至于不能在最终固化步骤中从多层漆体系中逸出而不产生缺陷。在上文所述的在制备通常较薄的底色漆层(因此仅具有较低的空气、有机溶剂和/或水含量)之前将头二道混合底漆层单独烘烤的常规制备操作的情况下，该问题的解决方案当然要宽松得多。然而，在多层漆体系的制备中也经常遇到所述的针孔和爆孔问题，其中在标准操作中完全不使用称为头二道混合底漆的涂料组合物，换言之，因此仅将底色漆材料直接施加至固化的电泳涂层上的体系。原因在于，取决于待制备的多层漆体系的施加和应用，在标准操作中完全不存在称为头二道混合底漆层的涂层的情况下，所需的底色漆层厚度通常大于标准体系中的厚度，以便获得所需的性能。因此，在这种情况下，必须在最终固化步骤中固化的涂膜的总膜厚也显著高于标准操作中的总膜厚。当通过所述方法建立多层漆体系时，也并非总是令人满意地获得其他相关性能。例如，特别是受所用涂料组合物的有效流平影响的高等级整体外观的实现是一个挑战。此处，涂料组合物的流变性能必须根据所述的操作方案定制。类似的评述适用于保持适当稳定性以防流挂的应用。另一个困难是获得足够的粘合性。因此，如上所述，有利的是提供一种制备多层漆体系的方法，其不需要对直接施加至电泳涂层上的涂料组合物实施单独的固化步骤，然而制得的多层漆体系具有优异的技术应用性能，更特别地美学性能。问题因此，本专利技术所要解决的问题是寻找一种在金属基材上制备多层漆体系的方法，其中不将直接施加至电泳涂料体系上的涂料组合物单独固化，而是将该涂料组合物在共同固化步骤中与随后施加的其他涂膜一起固化。尽管该方法存在这种简化，然而得到的多层漆体系应表现出优异的技术应用性能，更特别地美学性能和粘合性能。此外，应该以此方式根据要求和各应用领域提供多层漆体系，其中设置在电泳涂层和透明漆层之间的一个或两个或更多个涂膜可具有可变的涂层厚度，并且其中特别是即使在较高的涂层厚度下也不会出现针孔问题。技术方案已经发现，所述问题可通过一种在金属基材(S)上制备多层漆体系(M)的新方法来解决，所述方法包括：(1)通过将电泳涂料(e.1)电泳施加至基材(S)上且随后固化电泳涂料(e.1)而在金属基材(S)上制备固化的电泳涂层(E.1)，(2)通过(2.1)将一种水性底色漆材料(b.2.1)直接施加至电泳涂层(E.1)上或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在金属基材(S)上制备多层漆体系(M)的方法，其包括：(1)通过将电泳涂料(e.1)电泳施加至基材(S)上且随后固化电泳涂料(e.1)而在金属基材(S)上制备固化的电泳涂层(E.1)，(2)通过(2.1)将一种水性底色漆材料(b.2.1)直接施加至电泳涂层(E.1)上或者(2.2)将两种或更多种底色漆材料(b.2.2.x)直接相继地施加至电泳涂层(E.1)上而在固化的电泳涂层(E.1)上直接制备(2.1)一个底色漆层(B.2.1)或(2.2)两个或更多个直接相继的底色漆层(B.2.2.x)，(3)通过将透明漆材料(k)直接施加至(3.1)底色漆层(B.2.1)上或(3.2)最上面的底色漆层(B.2.2.x)上而直接在(3.1)底色漆层(B.2.1)上或(3.2)最上面的底色漆层(B.2.2.x)上制备透明漆层(K)，(4)将(4.1)底色漆层(B.2.1)和透明漆层(K)或(4.2)底色漆层(B.2.2.x)和透明漆层(K)共同固化，其中：底色漆材料(b.2.1)或至少一种底色漆材料(b.2.2.x)包含至少一种水分散体(wD)，所述分散体(wD)包含至少一种粒度为100‑500nm且通过烯属不饱和单体的三种混合物(A)、(B)和(C)的相继自由基乳液聚合制备的聚合物，‑混合物(A)包含至少50重量％的在25℃下在水中的溶解度小于0.5g/l的单体，且由混合物(A)制备的聚合物具有10‑65℃的玻璃化转变温度，‑混合物(B)包含至少一种多不饱和单体，且由混合物(B)制备的聚合物具有‑35℃至15℃的玻璃化转变温度，和‑由混合物(C)制备的聚合物具有‑50℃至15℃的玻璃化转变温度，且i.将第一混合物(A)聚合，ii.然后将混合物(B)在i.下制得的聚合物存在下聚合，和iii.然后将混合物(C)在ii.下制得的聚合物存在下聚合。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.26 EP 15196416.01.一种在金属基材(S)上制备多层漆体系(M)的方法，其包括：(1)通过将电泳涂料(e.1)电泳施加至基材(S)上且随后固化电泳涂料(e.1)而在金属基材(S)上制备固化的电泳涂层(E.1)，(2)通过(2.1)将一种水性底色漆材料(b.2.1)直接施加至电泳涂层(E.1)上或者(2.2)将两种或更多种底色漆材料(b.2.2.x)直接相继地施加至电泳涂层(E.1)上而在固化的电泳涂层(E.1)上直接制备(2.1)一个底色漆层(B.2.1)或(2.2)两个或更多个直接相继的底色漆层(B.2.2.x)，(3)通过将透明漆材料(k)直接施加至(3.1)底色漆层(B.2.1)上或(3.2)最上面的底色漆层(B.2.2.x)上而直接在(3.1)底色漆层(B.2.1)上或(3.2)最上面的底色漆层(B.2.2.x)上制备透明漆层(K)，(4)将(4.1)底色漆层(B.2.1)和透明漆层(K)或(4.2)底色漆层(B.2.2.x)和透明漆层(K)共同固化，其中：底色漆材料(b.2.1)或至少一种底色漆材料(b.2.2.x)包含至少一种水分散体(wD)，所述分散体(wD)包含至少一种粒度为100-500nm且通过烯属不饱和单体的三种混合物(A)、(B)和(C)的相继自由基乳液聚合制备的聚合物，-混合物(A)包含至少50重量％的在25℃下在水中的溶解度小于0.5g/l的单体，且由混合物(A)制备的聚合物具有10-65℃的玻璃化转变温度，-混合物(B)包含至少一种多不饱和单体，且由混合物(B)制备的聚合物具有-35℃至15℃的玻璃化转变温度，和-由混合物(C)制备的聚合物具有-50℃至15℃的玻璃化转变温度，且i.将第一混合物(A)聚合，ii.然后将混合物(B)在i.下制得的聚合物存在下聚合，和iii.然后将混合物(C)在ii.下制得的聚合物存在下聚合。2.如权利要求1所述的方法，其中单体混合物(A)的分数为0.1-10重量％，单体混合物(B)的分数为60-80重量％，单体混合物(C)的分数为10-30重量％，在每种情况下基于混合物(A)、(B)和(C)的各量之和。3.如权利要求1或2所述的方法，其中单体混合物(A)包含至少一种具有烷基的(甲基)丙烯酸的单不饱和酯和至少一种含有乙烯基并且具有位于乙烯基上的芳族基团或混合饱和脂族-芳族基团的单烯属不饱和单体，在这种情况下...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·科尔顿，D·艾尔霍夫，P·威尔姆，B·施尼德斯，N·弗莱塔格，HU·格伦配，J·施瓦兹，
申请(专利权)人：巴斯夫涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE