用于涂布纤维增强塑料的双组分涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及包含漆基础组分A和固化组分B的双组分涂料组合物，其中漆基础组分A包含一种或多种多元醇A1，其选自含有酯基团并具有300至500mg KOH/g的羟值和具有大于2的羟基官能度的多元醇；一种或多种通式R

Two component coating composition for coating fiber reinforced plastics

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涂布纤维增强塑料的双组分涂料组合物本专利技术涉及用于涂布纤维增强复合物和塑料的双组分涂料组合物，其更特别适用于二次成型(overmolding)法(注射模内涂布(injectionin-moldcoating)法)，涉及涂布这样的材料的方法，和涉及双组分涂料组合物用于生产涂布的纤维增强复合物和塑料的用途，特别是在多层涂布法中。仍然需要能够降低车身及其部件的重量的材料，尤其是为了降低燃料消耗和因此二氧化碳排放。进一步要求该材料易模制并因此能使构造自由度最大化。已能使重量一定降低的现有技术中的合适基底是例如铝和高性能钢。但是，如纤维增强复合材料和纤维增强塑料之类的材料越来越多地受到汽车制造商的仔细考察。特别在车顶、发动机罩、车门和车尾部件的领域中涉及这样的材料。但是，使用这些条件时的挑战在于它们无法在涂装线(finishingline)上涂布，但是尽管如此，仍需要在一次涂布后表现出出色的表面质量(A级表面)。但是纤维增强复合材料和纤维增强塑料通常具有不规则表面结构，其通常粗糙并在一些情况下还具有不规则的开放纤维，其在涂布后透过涂层，通常底漆-中间漆层(primer-surfacercoat)、色漆层(basecoat)和清漆层(clearcoat)传播到完成面(finishsurface)。基底表面的结构化一直传播到最上涂料膜的表面可追溯到纤维增强材料中的纤维与围绕它们的塑料基质的热膨胀系数差异。特别在车身区域中的可见组件的情况下，这代表主要问题。在市场上已有车身是具有A级表面的基于碳纤维增强复合材料的全复合外壳构造(all-compositeshellconstruction)的机动车。但是，多层涂层在技术上非常复杂的涂层结构中制造，在每种情况下有多个中间漆层、色漆层和清漆层，并具有多个中间砂纸打磨步骤及最终抛光步骤。因此努力提供简单涂布方法，尤其是用于纤维增强复合材料和纤维增强塑料，其中尽可能用一个涂料膜代替在用色漆膜和清漆膜最终涂布前的多个中间涂层，该涂料膜可以高膜厚度施加，有效防止不规则基底表面的传播，不用底漆-中间漆而出色地粘附到基底上，并可用标准商业色漆和清漆材料涂布而没有昂贵和不方便的清洁和/或砂纸打磨步骤。如果想要A级表面质量，常规喷涂无法以这种方式生产大于100μm或甚至大于150μm的高膜厚度。另一方面，也不希望生产不必要地厚的涂料膜，因为这样会损失使用纤维增强塑料组件带来的重量节省。可生产可变并且高的膜厚度的可能的方法是二次成型法(注射模内涂布法)或常规的模内涂布法。借助常规的模内涂布法，通过喷涂或注射涂料涂布模具表面，此后将纤维增强的复合材料基底或纤维增强的塑料基底压到未固化或尚未完全固化的涂料上。在二次成型法的情况下，将涂料组合物注入基底与模具表面之间的间隙。用这种方法不可能闪蒸或初步干燥涂料，因此可用的涂料只有不含或几乎不含挥发性成分但因此环保的涂料。但是在二次成型法中还可使用能与涂料的其它成分反应的溶剂，被称为反应性稀释剂。在这种情况下使用的术语是具有100％固体的无溶剂涂料或涂料体系。但是，在实践中，甚至这种体系也可能含有极少量的挥发性有机溶剂，其通常通过预溶解在溶剂中的添加剂进入配方。由于基底与模具表面之间的间隙宽度，在二次成型法的情况下可以非常精确地规定涂料膜的膜厚度。二次成型法的一个特定变化方案被称为表面树脂传递模塑(表面RTM工艺)；参见Renkl,Schmidhuber和Fries:Kunststoffe3/2014,第86-89页。但是，涂料与模具表面接触的所有方法还要求涂层从模具表面脱模而不破坏该表面。传统上，这可通过在使用前为模具表面提供脱模剂实现。但是，当使用脱模剂时，在用涂料涂布基底后，这种试剂部分留在模具表面上，但也留在涂料表面上。在随后用例如色漆材料涂布前，必须通过昂贵和不便的清洁法除去这种试剂残留。因此，本专利技术的目的之一是提供不使用这种类型的外脱模剂就能从通常金属模具表面无损脱模、同时仍确保与基底的出色附着并可用进一步的涂膜，例如色漆和清漆再涂布以形成A级表面而没有昂贵和不便的后续清洁和/或砂纸打磨步骤的涂料。此外，应该有可能在相对较低的固化温度下快速固化高膜厚度的涂料。令人惊讶地通过提供一种双组分涂料组合物实现上述目的，其包含漆基础组分A和固化组分B，其中漆基础组分Ai.包含一种或多种多元醇A1，其选自含有酯基团并具有300至500mgKOH/g的羟值和具有大于2的羟基官能度的多元醇；ii.一种或多种通式(I)的无醚基团和酯基团的脂族多元醇A2R1-(OH)p(I)其中R1是具有5至18个碳原子的p价支化、环状或直链的、饱和或不饱和的脂族烃基，基团R1任选包含一个或多个叔氨基，且p是2至6；iii.一种或多种通式(II)的物质A3R2-(C＝O)r-O-(AO)s-R3(II)其中R2是具有6至30个碳原子的饱和或不饱和的脂族烃基，R3是H、基团PO(OH)2、或单糖或二糖的任选部分磷酸化的基团、或糖醇的任选部分磷酸化的基团，AO代表选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的一个或多个环氧烷基团，r是0或1，且s是0至30；iv.一种或多种交联催化剂A4，其选自有机锡化合物；v.任选一种或多种具有至少两个仲氨基和120至280mgKOH/g的胺值的多胺A5；vi.任选一种或多种聚醚二醇A6；vii.任选一种或多种聚醚改性烷基聚硅氧烷A7；viii.任选一种或多种颜料A8和/或一种或多种填料A8；和ix.任选一种或多种添加剂A9，其选自润湿和/或分散剂、流变助剂和流动控制剂；且其中固化组分Bi.包含一种或多种具有平均2.4至5个NCO基团的多异氰酸酯B1；且所述双组分涂料组合物具有根据ASTMD2369(2015)基于双组分涂料组合物的总重量计至少96重量％，优选至少98重量％，更优选至少99重量％的固含量，且其中固化组分B中的NCO基团与漆基础组分A中的羟基、伯氨基和仲氨基的酸性氢原子的摩尔比为1:1.15至1:0.95，优选1:1.1至1:0.96，更优选1:1.05至1:0.98。术语“双组分涂料组合物”是指导致固化的反应通过以规定比率混合两种组分(漆基料和固化剂)引发的涂料。单个组分不是涂料，因为它们不能形成膜或它们不产生稳定膜(Lacke和Druckfarben；条目标题"two-componentpaint")。术语“脂族基团”在本文中代表不含芳族结构的基团。术语“烃基”在本文中代表仅含碳原子和氢原子的基团，除非指明所涉基团可另外包括某些其它基团或原子。与羟基以及与伯氨基和仲氨基相关的术语“酸性氢原子”是指键合到羟基的氧原子上的氢原子，或键合到伯氨基的氮原子上的两个氢原子，以及键合到仲氨基的氮原子上的氢原子。根据ASTMD2369(来自2015)在110℃下对大约2克双组分涂料组合物的样品测定固含量60分钟。双组分涂料组合物下面对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双组分涂料组合物，其包含漆基础组分A和固化组分B，/n其中/n漆基础组分A/ni.包含一种或多种多元醇A1，其选自含有酯基团并具有300至500mg KOH/g的羟值和具有大于2的羟基官能度的多元醇；/nii.一种或多种通式(I)的无醚基团和酯基团的脂族多元醇A2/nR

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170725 EP 17183052.41.一种双组分涂料组合物，其包含漆基础组分A和固化组分B，
其中
漆基础组分A
i.包含一种或多种多元醇A1，其选自含有酯基团并具有300至500mgKOH/g的羟值和具有大于2的羟基官能度的多元醇；
ii.一种或多种通式(I)的无醚基团和酯基团的脂族多元醇A2
R1-(OH)p(I)
其中R1是具有5至18个碳原子的p价支化、环状或直链的、饱和或不饱和的脂族烃基，基团R1任选包含一个或多个叔氨基，且p是2至6；
iii.一种或多种通式(II)的物质A3
R2-(C＝O)r-O-(AO)s-R3(II)
其中R2是具有6至30个碳原子的饱和或不饱和的脂族烃基，R3是H、基团PO(OH)2、或单糖或二糖的任选部分磷酸化的基团、或糖醇的任选部分磷酸化的基团，AO代表选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的一个或多个环氧烷基团，
r是0或1，且s是0至30；
iv.一种或多种交联催化剂A4，其选自有机锡化合物；
v.任选一种或多种具有至少两个仲氨基和120至280mgKOH/g的胺值的多胺A5；
vi.任选一种或多种聚醚二醇A6；
vii.任选一种或多种聚醚改性烷基聚硅氧烷A7；
viii.任选一种或多种颜料A8和/或一种或多种填料A8；和
ix.任选一种或多种添加剂A9，其选自润湿和/或分散剂、流变助剂和流动控制剂；
且其中
固化组分B
i.包含一种或多种具有平均2.4至5个NCO基团的多异氰酸酯B1；且
所述双组分涂料组合物具有根据ASTMD2369(2015)基于双组分涂料组合物的总重量计至少96重量％的固含量，且
其中固化组分B中的NCO基团与漆基础组分A中的羟基、伯氨基和仲氨基的酸性氢原子的摩尔比为1:1.15至1:0.95。


2.如权利要求1中所述的双组分涂料组合物，其中所述多元醇A1是含有酯基团并具有340至460mgKOH/g的羟值和3至4的羟基官能度的支化多元醇。


3.如权利要求1或2中所述的双组分涂料组合物，其中所述无醚基团和酯基团的脂族多元醇A2具有通式(I)
R1-(OH)p(I)
其中R1是具有6至16个碳原子的p价支化、饱和脂族烃基，基团R1任选包含1至3个叔氨基，p是2至4，并且最多2至6个碳和/或氮原子位于两个紧邻羟基之间。


4.如权利要求1至3任一项中所述的双组分涂料组合物，其中所述无醚基团和酯基团的脂族多元醇A2具有500至1000mgKOH/g的羟值。


5.如权利要求1至4任一项中所述的双组分涂料组合物，其中在所述一种或多种通式(II)的物质A3中，
R2是具有10至24个碳原子的饱和或不饱和的脂族烃基，
R3是H、基团PO(OH)2、或单糖或二糖的任选部分磷酸化的基团、或糖醇，更特别山梨糖醇的任选部分磷酸化的基团，
AO代表选自环氧乙烷和环氧丙烷的一个或多个环氧烷基团，r是0或1，且s是0或1至25。


6.如权利要求1至5任一项中所述的双组分涂料组合物，其中在所述一种或多种通式(II)的物质A3中，
R2是具有10至24个碳原子的饱和或不饱和的脂族烃基，
R3是H、基团PO(OH)2、或单糖的任选部分磷酸化的基团、或糖醇，更特别山梨糖醇的任选部分磷酸化的基团，
AO代表选自环氧乙烷和环氧丙烷的一个或多个环氧烷基团，且在基团AO的总量中环氧乙烷分数为至少70摩尔％，r是0或1，且s是0或s是6至20。


7.如权利要求1至6任一项中所述的双组分涂料组合物，其中所述交联催化剂A4选自二烷基锡二羧酸盐和二烷基锡二硫醇盐。


8.如权利要求1至7任...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·韦斯特霍夫，H·李，M·塞德勒，A·多普，L·费德勒，
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