包含不饱和聚(乙烯-丙烯酸酯)共聚物的可UV固化的涂料组合物以及涂覆基材的方法技术

本发明专利技术涉及包含至少一种不饱和乙烯共聚物作为基料和任选至少一种光引发剂的涂料组合物，特别是可UV固化的涂料组合物，以及用该涂料组合物涂覆基材的方法和通过所述方法获得的涂覆基材。此外，本发明专利技术涉及该涂料组合物用于改善涂层，特别是底漆层的柔性的用途。特别是底漆层的柔性的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含不饱和聚(乙烯
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丙烯酸酯)共聚物的可UV固化的涂料组合物以及涂覆基材的方法
[0001]本专利技术涉及包含至少一种不饱和乙烯共聚物作为基料和任选至少一种光引发剂的涂料组合物，特别是可UV固化的涂料组合物，以及用该涂料组合物涂覆基材的方法和通过所述方法获得的涂覆基材。此外，本专利技术涉及该涂料组合物用于改善涂层，特别是底漆层的柔性的用途。
现有技术
[0002]已知在汽车涂料中使用可通过高能辐射固化的涂料复合物。与典型的可热固化组合物相比，使用UV固化工艺的多层涂层具有许多优点。
[0003]可热固化的组合物需要使用有机溶剂，其包含大量挥发性有机化合物(VOC)。当可热固化组合物干燥时，这些VOC逸出到大气中。由于与VOC相关的危害和费用，这种基于溶剂的体系是不可取的。危害包括水和空气污染，费用包括遵守政府对溶剂排放水平的严格规定的成本。相反，可UV固化的组合物能够使用无溶剂、反应性单体和低聚物，这可以显著减少并且甚至消除有机溶剂，从而减少VOC的有害影响。
[0004]此外，热固化工艺通常需要大量的能量。在典型的热固化工艺中，底色漆必须异常厚，以掩盖底漆层。此外，厚的底色漆必须干燥很长时间，以消除底色漆和面漆之间的相互混合。因此，由于实现所施加的可热固化涂料组合物的干燥和固化所需的大量能量消耗，这些工艺相当不经济。
[0005]尽管可UV固化组合物表现出优于其可热固化对应物的优异性质和性能，但可UV固化组合物本身存在某些缺点。通常，由于组合物的高反应性，可UV固化组合物具有高分子量和相当程度的交联。结果，这些组合物中的许多具有低耐久性和树脂收缩，这导致膜中的应力和开裂，并可能导致涂层与下方表面分离。
[0006]因此，需要具有高柔性和高机械强度，尤其是硬度的可UV固化涂料来提供具有良好外观和高耐久性的汽车涂料。UV固化涂层的机械性能强烈依赖于交联之间的有效链长以及固化涂层的玻璃化转变温度。较低的交联密度，即较高的有效链长，通常会导致更柔性的膜。然而，可UV固化的涂料组合物中使用的包含游离丙烯酰基结构部分的常用丙烯酸类共聚物由于其在给定交联密度下的有效链长低而不能提供足够的柔性。这种低有效链长是由于所述丙烯酸类共聚物中存在长侧链所致。
[0007]目前，可UV固化的超支化或多臂氨基甲酸酯丙烯酸酯共聚物广泛用作可UV固化涂料组合物中的柔性原料。然而，这些氨基甲酸酯丙烯酸酯共聚物是使用有害的异氰酸酯前体获得的，价格昂贵，并且不是由生物可再生资源制备的。
[0008]尽管最近可UV固化涂料体系的柔性和机械强度有所提高，但在汽车涂料领域中仍需要含有基料的可UV固化涂料组合物，所述基料可以在不使用来自生物可再生来源的有害异氰酸酯或异氰酸酯前体的情况下制备。此外，为汽车工业中使用的基材提供UV固化涂层是有利的，该涂层既柔性又具有高机械强度。
[0009]目的
[0010]因此，本专利技术的目的是提供一种适于用作OEM涂饰和汽车重涂中的底漆组合物的可UV固化涂料组合物，其导致具有高柔性以及高机械强度，优选硬度的涂层。此外，所述涂料组合物应包含由生物可再生材料制备的基料而不使用含异氰酸酯化合物。此外，所述涂料组合物应具有高的储存稳定性以及快速的固化时间。
[0011]技术方案
[0012]上述目的通过权利要求中要求保护的主题以及下文描述中描述的该主题的优选实施方案来实现。
[0013]因此，本专利技术的第一主题是一种涂料组合物，其包含：
[0014]a)至少一种基料B，所述基料B通过使如下的物质反应而制备：
[0015]a1)至少一种乙烯共聚物，其包含聚合形式的如下物质：
[0016]i.10
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80重量％的乙烯；
[0017]ii.1
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80重量％的至少一种具有至少一个环氧基的可聚合化合物C1；和
[0018]iii.0
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80重量％的至少一种不同于化合物C1的其他可聚合化合物C2；与
[0019]a2)至少一种具有至少一个不饱和基团和至少一个能够与化合物C1的所述至少一个环氧基反应的官能团的化合物C3；和
[0020]b)任选至少一种光引发剂。
[0021]上述涂料组合物在下文中也称为本专利技术的涂料组合物，因此是本专利技术的主题。本专利技术涂料组合物的优选实施方案从以下描述以及从属权利要求知悉。
[0022]根据现有技术，本专利技术所基于的目的可以通过使用不饱和乙烯共聚物作为基料来实现，这对于本领域技术人员来说是令人惊讶和不可预见的。使用不饱和乙烯共聚物导致了涂料组合物，与由包含不饱和丙烯酸类树脂的涂料组合物制备的涂层相比，所述涂料组合物提供了具有改善的柔性而不负面影响机械强度，尤其是硬度的涂层。此外，不饱和乙烯共聚物可以在不存在异氰酸酯化合物的情况下使用生物可再生材料乙烯制备。因此，本专利技术涂料组合物中使用的基料具有更好的前景，因此比通常用于可UV固化涂料组合物中的含异氰酸酯的基料更可持续。此外，本专利技术的涂料组合物可以容易地制备，显示出高的储存稳定性和快速的固化时间。
[0023]本专利技术的另一主题是一种在基材上制备至少一个涂层的方法，其包括：
[0024](1)将至少一种本专利技术的涂料组合物施加到基材上；
[0025](2)由步骤(1)中施加的组合物形成涂膜；
[0026](3)固化步骤(2)之后获得的涂膜；和
[0027](4)任选地将至少一种不同于步骤(1)中施加的涂料组合物的其他着色或未着色涂料组合物施加到步骤(3)之后获得的固化涂膜上，由所述至少一种其他涂料组合物形成膜并固化所述至少至少一种其他涂料组合物。
[0028]本专利技术的另一个主题是一种通过本专利技术方法获得的涂层。
[0029]本专利技术的最后一个主题是本专利技术的涂料组合物用于改善涂层，尤其是底漆层或头二道混合底漆层的柔性的用途。
[0030]详述
[0031]在本专利技术的上下文中用于确定某些特征变量的测量方法可参见实施例部分。除非另有明确说明，否则应采用这些测量方法来确定相应的特征变量。如果在本专利技术的上下文
中引用官方标准而没有指明任何官方有效期，则这隐含地指在申请日有效的标准版本，或者在该时间点没有任何有效版本的情况下，则指最近的有效版本。
[0032]术语“乙烯共聚物”是指衍生自乙烯和至少一种可在合适的反应条件下与乙烯聚合的其他单体的聚合物。优选地，所述至少一种其他单体因此包含至少一个不饱和结构部分。因此，与化合物C1和C2相关的术语“可聚合化合物”是指可在合适的反应条件下与乙烯聚合的化合物，优选单体。因此，优选地，所述化合物C1和C2各自包含至少一个不饱和结构部分。
[0033]术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。因此，(甲基)丙烯酸酯可以由丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯组成，并且可包括其他烯属不饱和单体，例如苯乙烯或丙烯酸。
[0034]在本专利技术上下文中报告的所有膜厚应理解为干膜厚。因此，在每种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涂料组合物，其包含：a)至少一种基料B，所述基料B通过使如下的物质反应而制备：a1)至少一种乙烯共聚物，其包含聚合形式的如下物质：i.10
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80重量％的乙烯；ii.1
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80重量％的至少一种具有至少一个环氧基的可聚合化合物C1；和iii.0
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80重量％的至少一种不同于化合物C1的其他可聚合化合物C2；与a2)至少一种具有至少一个不饱和基团和至少一个能够与化合物C1的所述至少一个环氧基反应的官能团的化合物C3；和b)任选至少一种光引发剂。2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中所述乙烯共聚物是以半连续高压聚合工艺或连续高压聚合工艺制备，优选连续高压聚合工艺。3.根据权利要求1或2所述的涂料组合物，其中乙烯共聚物a1)具有50
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500g/mol，优选100
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400g/mol，更优选150
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350g/mol，非常优选250
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300g/mol的单位环氧基的重量，基于乙烯共聚物的固体，根据ASTM D1652
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11(2019)用原位生成的溴化氢(HBr)滴定测定。4.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物，其中乙烯共聚物a1)以聚合形式包含20
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80重量％，优选25
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75重量％，非常优选30
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70重量％或30
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50重量％的乙烯，通过1H
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NMR测定。5.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物，其中所述至少一种包含至少一个环氧基的可聚合化合物C1选自丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯。6.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物，其中乙烯共聚物a1)以聚合形式包含11
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70重量％，优选13
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65重量％，非常优选15
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60重量％的至少一种包含至少一个环氧基的可聚合化合物C1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：巴斯夫涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：