耐划痕和抗划伤的汽车涂料制造技术

提供一种2K溶剂型涂料体系。该组合物包含环氧组分(A)，其包含：i)环氧树脂；ii)溶剂；iii)至少一种式(I)的化合物：[(ER)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐划痕和抗划伤的汽车涂料背景本专利技术涉及含有降低了对划痕和划伤的敏感性的硅烷或硅酸酯组分的汽车透明涂料组合物，该涂料的涂覆方法，以及包含该涂料的制品，特别是汽车和其他交通工具。固化的涂料具有环氧酸交联的树脂透明涂料，并且包含提供附加的交联功能的硅烷和/或硅酸酯组分。在典型的汽车涂料中，将四层或更多层施加到车辆的金属表面上。尽管常规方法是适当的，并且已在汽车工业中在全球范围内商业使用，但是由于对增加使用寿命(包括改善的耐候性，抗划伤性和耐划痕性)的涂料的需求不断增长，因此，正在进行不断的研究和开发工作以提高这些参数。此外，寻求具有改善的再流平特性的涂料，其中在划痕或划伤事件之后可以处理涂层以恢复其一些或全部涂层质量。常规地，用于车辆的涂覆工艺包括车身基材的预处理，防腐层，密封层，底漆和面漆的施涂。预处理可去除并清洁表面，以使防腐蚀层粘合，该防腐蚀层可用于电沉积操作中。接下来要使用密封剂，以防腐蚀，消除漏水并使碎屑最小化。然后施涂底漆以促进表面和底涂层(basecoat)之间的粘附，基材漆将作为面漆的组分。底漆还可为后续层赋予更光滑的表面，并支持固化涂层的抗崩裂性。最后，涂覆包括底涂层和透明涂层的面漆。底涂层通常是包含颜色成分的层，而透明涂层提供光泽，光滑度和表面稳定性，包括耐候性，抗划伤性和耐划痕性。常规的透明涂料组合物可作为单组分(1K)体系或作为双组分(2K)体系获得。使用的树脂包括丙烯酸三聚氰胺类型，聚氨酯类型和环氧酸类型。面漆组合物可包含各种添加剂或化学改性剂，以增强对紫外线降解，水斑，刮擦和划伤的抵抗性能。例如，为了赋予对日光褪色和UV降解的抵抗力，可以添加受阻胺类光稳定剂(HALS)和紫外线吸收剂(UVA)的组合。表面的环境蚀刻导致表面外观质量降低，并导致外观缺陷，例如水斑和透明涂层表面变形或点蚀。耐划痕性是随时间和暴露程度影响车辆表面外观的另一个因素。例如，重复的洗车可能会导致细微的划痕或擦伤，并且这种处理可能会使表面产生机械磨损。这种细微的划痕可能只会影响表面的光反射，并导致失去光亮或光泽。但是，其他划痕可能会导致透明涂层断裂而暴露底涂层，并实际上导致更大范围的损坏。除抗冲击性或耐划痕性之外，透明涂料组合物的一项重要性能是对塑性流动的抵抗性。涂料在热影响下的塑性流动可以使表面具有“自修复”特性，其中细小划痕和其他表面缺陷可以通过表面涂料的再流平最小化或甚至去除。因此，由于发生再流平，可以至少部分地恢复表面的光泽性能。取决于树脂、所使用的固化剂和其他存在的添加剂的化学性质，不同类型的涂料组合物具有变化的再流平特性。要注意的是，在所描述的实施方案的说明中，即使使用术语“面漆”来描述该层，但是常常可以将另外的层施加至透明涂层面漆以改善涂层的性能。涂料工业和汽车工业特别继续努力制备表面涂层，以提供良好的表面外观，保护性和光泽度，以延长使用寿命。此外，还寻求具有“自修复”再流平特性的表面。US5,814,703(Yamaya等人)描述了一种涂料组合物，其包含有机树脂和3至100个Si单元的硅氧烷低聚物。一部分Si单元具有含官能团的烃基，该官能团可与基材或有机树脂相互作用以增强涂层的亲水性并防止环境污染物的污染。可能存在的官能团包括氨基，巯基，环氧基，烷基卤和烯基。US5,470,616(Uenishi等人)描述了一种具有二氧化硅缩聚物表面涂层的成形制品，该涂层是通过胶体二氧化硅和至少一种具有含官能团的组分的可水解硅烷化合物的混合物的共水解和缩合获得的。所描述的官能团包括乙烯基，巯基，氨基和环氧基。US2003/0186066(Monkiewicz等人)描述了一种无水组合物，其包含环氧树脂，丙烯酸类树脂，丙烯酸类树脂单体，基于丙烯酸类单体的共聚物，基于环氧类单体的共聚物和氨基烷基硅烷，其中氨基烷基硅烷的氨基与丙烯酸类树脂的官能丙烯酸酯基团之比小于7∶1。该组合物可以进一步包含硅酸酯和至少一种硅酸烷基酯；和/或有机硅烷。该涂层是主要用于铝基材涂层的风干制剂。US2006/0079637(Yaun)描述了一种底涂层组合物，其包含：a)脂环族或多脂环族环氧化合物；b)烷氧基硅烷或硅酸酯反应性稀释剂；和c)固化催化剂。根据该公开，固化反应可以包括在大气水分和酸的存在下，(a)的环氧结构与在(b)上形成的硅烷醇基团之间的开环聚合反应。US6,316,572(Nambu等人)描述了一种面漆组合物，其包含：(A)通过混合含环氧基的化合物和含羧基的化合物得到的树脂和/或基于含环氧基和含羧基的乙烯基共聚物的树脂；(B)具有键合到式(I)的聚合物链的碳原子上的可水解甲硅烷基的乙烯基共聚物：以及(C)式(VII)的硅化合物：(R3O)4-bSiR4b(VII)和/或其部分水解产物缩合物。式(I)和(VII)的所有R基团是氢，烷基，芳基或烷基芳基。US6,265,073(Nakamura等人)描述了一种面漆组合物，其包含(A)具有环氧基的树脂，(B)具有羧基的树脂和(C)式(I)的硅化合物：(R1O)4-aSuR2a(I)其中R基团是氢，烷基，芳基或芳烷基，并且a为0至2。US7,790,236(Vijverberg等人)描述了具有环氧官能粘合剂和可与环氧基反应的交联剂的涂料组合物。在动态机械热分析运行中，表明光泽损失是交联密度，玻璃化转变温度(Tg)和粘合剂Tg的曲线(宽度)的函数。光泽的损失与涂料的这些性能以及这三种性能的特定程度的平衡相互作用有关。此外，可以识别出三种不同类型的划痕-弹性、塑性和脆性，并且塑性划痕被认为是造成光泽损失的最大原因。发现塑性划痕与交联密度成反比，并且通过使用具有低Tg起始的粘合剂和通过包括延伸链柔性交联基团可以减少塑性划痕。该描述仅适用于环氧官能粘合剂以及酸官能交联剂、氨基官能交联剂和封端的异氰酸酯官能交联剂中的一种或多种。生产具有改善的稳定性(其提供耐候性，耐划痕性和抗划伤性以及再流平性能)的透明涂料组合物对于涂料制造商而言仍然是一个具有挑战性的问题。由环氧聚合物和羧酸聚合物交联的透明涂料的耐划痕性可能很弱。耐划痕性与最终透明涂料的交联密度密切相关。尽管可以通过添加催化剂来改善这种情况，但必须注意保持透明涂料的储存稳定性。当可交联基团的反应性在低温下变得显著时，就会出现这种不稳定性问题。这会影响产品的喷涂性以及外观和耐爆裂性。通常通过储存后粘度的增加来衡量。为了提供具有足够的储存稳定性的改进的交联密度，可以将共反应性酸性树脂和环氧树脂分开，直到紧接在施用之前。这种双组分透明涂料在汽车工业中是已知的，并且可以提供改善的耐划痕性，同时保持各个组分的储存稳定性。尽管相对于具有较低催化剂含量的透明涂料(即单组分体系)，它们的耐划痕性得到了改善，但仍希望有更好的耐划痕性。还已知添加硅烷官能聚合物或低聚物或添加硅酸酯可改善透明涂层的耐划痕性。这些硅烷基团将与其他硅烷基团反应形成交联键。如果硅烷包含可与酸或环氧树脂发生反应的基团，则可以进行其他交联。但是，这样的系统缺乏提供商业上可行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种2K溶剂型涂料体系，其包含：/n环氧组分(A)，包含：/ni)环氧树脂；/nii)溶剂；/niii)至少一种式(I)的化合物：/n[(ER)

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171207 EP 17205833.11.一种2K溶剂型涂料体系，其包含：
环氧组分(A)，包含：
i)环氧树脂；
ii)溶剂；
iii)至少一种式(I)的化合物：
[(ER)x(R’O)y(HO)z(R”)t(SiO(4-x-y-z-t))]m(I)
其中
ER为被环氧基取代的烷基或被环氧基取代的环烷基，
R’为1至6个碳原子的烷基，
R”为1至20个碳原子的烷基，其可以是直链，支链或环状的，
x为0至2的数字，
y为0至4的数字，
z为0至3的数字，
t为0至2的数字，
x和y中的至少一个大于0，x+y+z+t＝4，并且m＝1和/或式(I)的化合物的低聚物或聚合物化合物，其中部分水解和缩合提供包含环氧侧链(ER)的结构，所述结构包含至多5000个单体单元m；和
iv)任选地，至少一种添加剂；以及
酸性树脂组分(B)，包含：
羧酸树脂；
溶剂；
任选地，至少一种催化剂；和
任选地，至少一种添加剂。


2.根据权利要求1所述的2K溶剂型涂料体系，其中所述至少一种式(I)的化合物包括至少一种选自式(Ia)，(Ib)和(Ic)的化合物：
(ER)x(R’O)ySi(Ia)
其中x为1或2，y为2或3，且x+y＝4；
(R’O)ySi(Ib)
其中y为4；
(R’O)y(R”)tSi(Ic)
其中y为2或3，且t为1或2。


3.根据权利要求1所述的2K溶剂型涂料体系，其中所述酸性树脂组分(B)包含至少一种催化剂，并且所述催化剂选自新癸酸铋，月桂酸二丁基锡(DBTL)，氟化铵，氟化钠，丙烯酸，甲酸，乙酸，酸式磷酸盐，烷氧基铝，烷氧基钛，烷氧基锆，铝的螯合物，钛的螯合物和锆的螯合物。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的2K溶剂型涂料体系，其中所述环氧树脂是通过使(甲基)丙烯酸单体与含缩水甘油基的不饱和单体共聚而得到的在侧链中具有环氧基的丙烯酸类树脂。


5.一种2K溶剂型涂料组合物，其通过组合和混合权利要求1-4中任一项的涂料体系的组分(A)和(B)而获得，包含：
环氧树脂；
羧酸树脂；
溶剂；
任选地，催化剂；
任选地，添加剂；和
至少一种式(I)的化合物：
[(ER)x(R’O)y(HO)z(R”)t(SiO(4-x-y-z-t))]m(I)
其中
ER为被环氧基取代的烷基或被环氧基取代的环烷基，
R’为1至6个碳原子的烷基，
R”为1至20个碳原子的烷基，其可以是直链，支链或环状的，
x为0至2的数字，
y为0至4的数字，
z为0至3的数字，
t为0至2的数字，
x和y中的至少一个大于0，x+y+z+t＝4，并且
m为1，和/或式(I)的化合物的低聚物或聚合物化合物，其中部分水解和缩合提供包含环氧侧链(ER)的结构，所述结构包含至多5000个单体单元m；
其中所述至少一种式(I)的化合物的总质量％含量为溶剂型涂料组合物的固体总质量的5至50％。


6.根据权利要求5所述的溶剂基涂料组合物，其中所述至少一种式(I)的化合物包括至少一种选自式(Ia)，(Ib)和(Ic)的化合物：
(ER)x(R’O)ySi(Ia)
其中x为1或2，y为2或3，且x+y＝4；
(R’O)ySi(Ib)
其中y为4；
(R’O)y(R”)tSi(Ic)
其中y为2或3，且t为1或2。


7.一种湿涂覆的基材，其包括：
基材；
任选地，在基材上的底漆涂层；
湿底涂层；和
在湿底涂层上的溶剂型2K透明涂料湿涂层，
其中溶剂型2K湿涂层为根据权利要求5或6所述的溶剂型涂料组合物。


8.根据权利要求7所述的湿涂覆的基材，其中所述至少一种式(I)的化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·特利，P·坦基，G·乔希，P·阿马拉曼纳，D·H·坎贝尔，B·拉詹，
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