水性底色漆和使用底色漆制备多层涂漆体系制造技术

本发明专利技术涉及一种水性底色漆，其包含作为基料的至少一种基于丙烯酸酯的微凝胶水分散体(MD)，以及至少一种颜料糊，其包含至少一种色彩和/或效应颜料，以及作为糊基料的至少一种烯属不饱和单体的聚合物，该聚合物包含(IIb.1)用于将所述聚合物在水中非离子稳定化的官能团，和(IIb.2)选自含硅、含磷和含脲基团的官能团。该底色漆进一步包含相对于该底色漆总重量小于0.5重量％的合成页硅酸盐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性底色漆和使用底色漆制备多层涂漆体系本专利技术涉及一种水性底色漆材料(也称为水基底色漆)。本专利技术还涉及一种制备多层涂漆体系的方法，其包括使用至少一种该水性底色漆材料制备至少一个底色漆膜。此外，本专利技术涉及一种通过本专利技术方法制备的多层涂漆体系。现有技术金属基材或塑料基材上的多层涂漆体系(例如汽车工业领域中的多层涂漆体系)是已知的。在金属基材上，从金属基材向外观察，该多层涂漆体系通常包含单独固化的电涂膜、直接施加到电涂膜上并单独固化的层(通常称为头二道混合底漆层)、至少一个包含色彩和/或效应颜料且通常称为底色漆的膜，以及透明涂层。通常将底色漆膜和透明涂膜共同固化。在用于安装在车辆中或车辆上的部件领域中相关的塑料基材通常同样具有施加在其上的相应底色漆和透明涂层。在一些情况下，在施加底色漆之前还施加特定的头二道混合底漆或粘合底漆。特别地，就金属基材而言，存在避免直接施加到固化电涂膜上的涂料(即，在上述标准程序中称为头二道混合底漆的涂料)的单独固化步骤的方法。因此，在本领域范围内，这种不单独固化的涂膜然后通常被称为底色漆膜(不再称为头二道混合底漆膜)和/或第一底色漆膜，以与施加在其上的第二底色漆膜区分。在一些情况下，该涂膜的确被完全除去(在这种情况下，仅直接在电涂膜上产生所谓的底色漆膜，并且用透明涂料罩涂而不实施单独的固化步骤，这意味着最终再次省略单独的固化步骤)。因此，代替单独的固化步骤和代替额外的最终固化步骤，意欲在施加所有施加在电涂膜上的涂膜之后才仅进行最终的固化步骤。从经济和环境的观点来看，省去直接施加到电涂膜上的涂料的单独固化步骤是非常有利的。这是因为其导致能量节约，并且整个生产操作当然可以以显著更严格的方式进行。就塑料加工而言，已知有类似的方法，尽管在这种情况下当然不产生电涂膜。因此，将由第一底色漆材料、第二底色漆材料和透明涂料组成的用于共同固化的体系例如直接施加到任选进行了表面活化预处理的塑料基材上，或者施加到首先施加到基材上的头二道混合底漆或粘合底漆层上。尽管现有多层涂漆体系的技术性能通常已经足以满足汽车制造商的规格，但是仍然持续需要改进它们。特别地，就后文所述的多层涂漆体系的制备方法而言，尤其如此，在该制备方法中，正如所述的那样，省略了单独的固化步骤。然而，也可修正上文另外描述的制备多层涂漆体系的标准方法以在这方面进行优化。一个特别的挑战是提供多层涂漆体系，其中实现了非常好的光学性能，例如避免爆裂或针孔，以及良好的总体视觉印象(外观)和因此构成该体系的涂料的有效流平性。在金属效应漆的情况下，另一个因素是良好随角异色效应的实现是高度相关的。此外，重要的是，构成该体系的涂料，特别是含颜料的水性漆，具有高的储存稳定性。为了在水性底色漆材料的情况下获得上述在储存稳定性、流平性和随角异色效应方面的优点，通常使用公知的和早于确立的基于无机的，通常是合成的页硅酸盐的流变助剂。尽管这些助剂在许多情况下是非常有利的，但在此也存在改进的潜力。因此，由EP2245097B1已知，使用合成页硅酸盐尽管提供了许多优点，但仍然可导致针孔。此外，就相应的金属漆而言，已知纯粹基于静电雾化的施加根本不足以在底色漆膜中获得良好的随角异色效应(即，最终，金属效应颜料的良好和均匀的取向)(WO2012015717、WO2012015718)。相反，在此需要双重施加以实现最佳结果，其中一个步骤以气动施加的形式进行。然而，气动施加是不利的，因为由大量高雾化损失和因此的材料损失导致效率非常低。使用合成页硅酸盐的其他缺点在于由于其使用而导致的配制自由度的明显降低。页硅酸盐通常必须以非常低浓度的水悬浮液形式使用，以确保成比例地转移到涂料配制剂中。同时，这也意味着也可以预期对配制剂的体积固含量的负面影响。然而，简单地省略合成页硅酸盐通常不是一个选项，因为其必然伴有极差的流变性能。储存稳定性差，并且在基材上新施加的涂料的流平性或抗流挂性也是不可接受的。在上述出版物中，该问题通过需要特定调整的有机流变助剂的组合，结合省略合成页硅酸盐来解决。在一种方法中将是有用的，该方法不涉及使涂料配制剂显著更复杂的特定添加剂的使用，而是用通常无论如何也存在于涂料配制剂中和/或可以有利地使用的组分，更特别地使用树脂作为基料来管控，以便实现上述优点。WO2016116299A1公开了一种以三个步骤制备的烯属不饱和单体的乳液聚合物，及其在底色漆材料中作为基料的用途。US5270399和US5320673公开了含有有机官能团且在水中非离子稳定化的聚合物，这些基团包括含硅、含磷或含脲基团，以及所述聚合物作为颜料糊中的糊树脂的用途。问题和解决方案因此，本专利技术解决了如下问题：提供一种水性底色漆材料，其尽管完全或几乎完全省略了合成页硅酸盐，但仍可以配制，同时在随角异色效应和针孔行为方面，以及尤其是在储存稳定性和流平性方面，显示出上述优点。同时，该涂料应该能够通过本来就已经存在的或可有利地使用的基料成分来配制。作为这些问题的解决方案，已经发现了一种水性底色漆材料，其包含：(I)作为基料的至少一种基于丙烯酸酯的微凝胶水分散体(MD)，以及(II)至少一种颜料糊，其包含：(IIa)至少一种色彩和/或效应颜料，以及(IIb)作为糊基料的至少一种烯属不饱和单体的聚合物，其中所述聚合物包含：(IIb.1)用于将聚合物在水中非离子稳定化的官能团，以及(IIb.2)选自含硅、含磷和含脲基团的官能团，所述底色漆材料进一步包含基于其总重量小于0.5重量％的合成页硅酸盐。上述水性底色漆材料在下文中也称为本专利技术的底色漆材料，因此是本专利技术的一个主题。本专利技术底色漆的优选实施方案由从属权利要求以及下文描述知悉。本专利技术的另一主题是一种制备多层涂漆体系的方法，其中使用至少一种本专利技术的水性底色漆制备至少一个底色漆膜。此外，本专利技术涉及一种根据本专利技术方法制备的多层涂漆体系。详细描述本专利技术的底色漆材料包含(I)至少一种，优选正好一种基于丙烯酸酯的微凝胶水分散体(MD)。微凝胶分散体，在现有技术中也称为胶乳，是基本上已知的。它们是聚合物分散体，其中一方面聚合物以具有例如0.02-10微米(“微”凝胶)的粒度的相当小的颗粒形式存在。然而，另一方面，聚合物颗粒至少部分地分子内交联，因此内部结构等同于典型的聚合物三维网络的内部结构。从宏观上看，这种微凝胶分散体仍然是聚合物颗粒在分散介质如水中的分散体。尽管颗粒也可部分具有彼此之间的交联桥(特别是鉴于制备方法，这几乎不能排除)，但该体系无论如何都是含有具有可测量的平均粒度的离散颗粒的分散体。交联聚合物的分数可以在通过除去水和任选的有机溶剂并随后萃取而分离固体聚合物之后测定。交联可通过凝胶分数来验证，其可通过实验获得。最终，凝胶分数构成分散体的聚合物分数，其作为分离的固体不能以分子分散的方式溶解在溶剂中。就此而言，当分离聚合物固体时，必须排除随后的交联反应(其将进一步增加凝胶分数)。该不溶性分数又对应于以分子内交联的颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性底色漆材料，其包含：/n(I)作为基料的至少一种基于丙烯酸酯的微凝胶水分散体(MD)，以及(II)至少一种颜料糊，其包含：/n(IIa)至少一种色彩和/或效应颜料，以及/n(IIb)作为糊基料的至少一种烯属不饱和单体的聚合物，其中所述聚合物包含：/n(IIb.1)用于将聚合物在水中非离子稳定化的官能团，以及/n(IIb.2)选自含硅、含磷和含脲基团的官能团，/n所述底色漆材料进一步包含基于其总重量小于0.5重量％的合成页硅酸盐。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180328 EP 18164501.11.一种水性底色漆材料，其包含：
(I)作为基料的至少一种基于丙烯酸酯的微凝胶水分散体(MD)，以及(II)至少一种颜料糊，其包含：
(IIa)至少一种色彩和/或效应颜料，以及
(IIb)作为糊基料的至少一种烯属不饱和单体的聚合物，其中所述聚合物包含：
(IIb.1)用于将聚合物在水中非离子稳定化的官能团，以及
(IIb.2)选自含硅、含磷和含脲基团的官能团，
所述底色漆材料进一步包含基于其总重量小于0.5重量％的合成页硅酸盐。


2.如权利要求1所述的水性底色漆材料，其包含至少一种无机效应颜料。


3.如权利要求1或2所述的水性底色漆材料，其包含至少一种无机效应颜料和至少一种色彩颜料，所述色彩颜料用作颜料糊(II)中的颜料(IIa)。


4.如权利要求1-3中任一项所述的水性底色漆材料，其中基团(IIb.1)选自聚氧化烯基团，更特别是聚氧化乙烯基团。


5.如权利要求1-4中任一项所述的水性底色漆材料，其中基团(IIb.2)选自：
由下式(A)描述的含硅基团：



其中(A1)、(A2)和(A3)原则上彼此独立地(例外见下文)选自羟基、具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、具有2-10个碳原子的烷氧基烷氧基、具有2-10个碳原子的烷酰氧基和卤素基团，条件是基团(A1)、(A2)和(A3)中的至少一个不是烷基(例外如上所述)，
由下式(B)描述的含磷基团：



其中(A4)为羟基、具有1-10个碳原子的烷基、具有1-10个碳原子的烷氧基、具有2-10个碳原子的烷氧基烷氧基、具有2-10个碳原子的烷酰氧基或卤素基团，和/或
由下式(C)描述的含脲基团：



其中基团R1至R4彼此独立地(例外见下文)为氢或有机基团，所述基团也可形成环结构，条件是基团R1至R4中至少一个是二价的并将脲官能团连接至聚合物(例外见上文)。


6.如权利要求1-5中任一项所述的水性底色漆材料，其中基团(IIb.2)选自：
由下式(B)描述的含磷基团：



其中(A4)为羟基、具有1-10个碳原子的烷基、具有1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文婧，D·艾尔霍夫，Z·P·佐尔尼，P·A·韦克斯，KJ·坎吉萨，M·X·李，
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