基于不相容的聚合物和带电荷的粒子的涂层剂制造技术

技术编号:5436132 阅读:233 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及涂层剂,其含有至少一种聚合物(P1),至少一种在固态相中与聚合物(P1)不相容的聚合物(P2)和/或在固态相中与聚合物(P1)不相容的交联剂(V),其中聚合物(P1)和/或(P2)具有至少一个官能团(a),其在所述涂层剂固化时反应形成共价键,其中所述涂层剂含有基于所述涂层剂的非挥发性成分计0.1至30重量%的带电荷的无机粒子(AT),所述无机粒子的中值粒径(D)<1μm,并且所述无机粒子的中值粒径(D)与中值粒子厚度(d)的中值比例D/d>50。此外,本发明专利技术涉及制造耐石片划伤性OEM-层复合体的方法,该OEM-层复合体由直接施加在基材上的防腐蚀层、二道底漆层、底漆层、以及最终的面漆层组成,优选由底漆层和最终的透明漆层组成,其中至少一个层由前述涂层剂形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于不相容的聚合物和带电荷的粒子的涂层剂在金属基材上提供耐石片划伤性涂层在机动车制造领域中具有特别的意义。对二 道底漆或耐石片划伤的底漆提出一系列要求。因此,固化后的二道底漆层应当带来高耐石 片划伤性,尤其是针对多重冲击,并且同时带来对防腐蚀涂漆,尤其是KTL,以及对底漆的良 好粘附性,在约20 35 μ m的层厚下带来良好的填充特性(遮盖基材的结构),以及在最后 的透明漆层中带来良好的外观。而且,适当的涂层材料,尤其是出于生态原因,优选应具有 低的有机溶剂水平,或者尽可能不含有机溶剂。用于二道底漆的涂层剂是公知的,并且例如描述在EP-A-O 788523和EP-A-I 192 200中。在那些文献中描述了作为用于二道底漆的基料的可水稀释的聚氨酯,其应当确保耐 石片划伤性,尤其是在相对低的层厚的情况下。但是,在进行石片划伤测试时,对于在OEM 层结构(防腐蚀层(尤其是KTL)-二道底漆-底漆-透明漆)中的现有技术的二道底漆来 说,尽管具有良好的耐石片划伤性,也就是相对少的破损数目,然而在漆层上经常出现损伤 情形,在所述损伤情形中通过在OEM层结构以及随后在金属与KTL之间的界面处的层离现 象中不受控制的裂纹扩展,不受保护的金属基材被暴露出来。由W0-A-01/04050已知用于具有良好的阻隔特性的水性涂层剂的无机阴离子或 阳离子层状填料,用有机化合物将所述填料改性以扩展所述填料中的层间距,所述有机化 合物具有至少两个离子基团,所述离子基团由至少4个原子隔开。作为阳离子填料可使用 双层氢氧化物,如尤其是水滑石类型。W0-A-01/04050中所描述的涂层剂被用于对气体和液 体具有非常良好的阻隔性的涂层,其中所述填料不影响固化过程。未知的是将涂层剂用于 改善OEM层结构在冲击负荷之后的损伤情形,尤其是用于减少暴露的基材表面。此外,从科学出版物中已知可通过加入纳米粒子影响聚合物的相态。例如,N.Hasegawa 等(Polym. Bull. 51 (2003),77-83)禾Π R. Krishnamoorti 等 (J. Chem. Phys. 115 (2001),第7166页,以及同书第7175页)已经报道,通过作为模板的层 状硅酸盐粒子的存在控制嵌段共聚物的微相区结构的空间分布。G.He等(J. Polym. Sci. PartB =Polym. Phys. 44 (2006),2389)对存在粒子的情况下的二元聚合物混合物的相行为, 尤其是作为粒子数目、粒子尺寸和粒子表面与聚合物组分的亲和性的函数,建立了模型。 K. Yurekli等(Macromolecules 36 (2003),7256)研究了在由聚苯乙烯和聚乙烯基甲基醚 所组成的模型体系中,具有不同纵横比的层状硅酸盐对旋节线分离行为的影响。在所有迄今为止所描述的体系中,就其分子量分布而言,都是具有确定的聚合物 的二元体系。这样的模型聚合物只能通过高成本的合成而制备,并且由于它们的均质的初 级结构(单体单元的顺序),不适于作为用于OEM层结构的涂层剂。由W0-A-2005/052077已知涂层剂,特别是用于制备二道底漆层的涂层剂,其含有 成膜组分,所述成膜组分含有具有官能团的基料树脂以及具有至少两个官能团的交联剂, 所述涂层剂在施加以及随后的固化之后,在固化的涂层中形成双连续相的相态。这通过如 下方式实现在所述成膜组分中,除了用作基料树脂的聚氨酯组分之外,还使用可水分散的 聚合物组分,所述聚合物组分与所述聚氨酯组分是不相容的。所述聚合物组分的不相容性, 通过根据Flory和Huggins网格模型的相互作用参数χ (Chi),以及通过所述聚合物组分的Hildebrand溶度参数δ的能与所述相互作用参数相关联的差加以描述。W0-A-2005/052077中所描述的涂层剂,作为OEM层结构中的二道底漆层,在固化 后具有改善的损伤情形。但是,存在进一步提高二道底漆层的耐石片划伤性,特别是进一步 改善损伤情形的需要。而且,根据W0-A-2005/052077,在固化的层中调节分离的相的双连续 样态,不仅仅取决于所述基料的相互作用参数χ (Chi)的热力学作用量。Flory和Huggins 模型仅限于不具有特殊的相互作用,例如氢键或离子引力或斥力的聚合物(Paul J. Flory, Principles of PolymerChemistry,Cornell University Press (New York),1953)。在具有 能形成氢键的N-H基团以及具有能形成离子的基团的聚氨酯的情况下,如用于配置可水稀 释的油漆体系的那些(参见,例如EP-A-O 788523和EP-A-I 192 200),可以预期这两种相 互作用类型。众所周知的是,嵌段聚氨酯中的氢键会导致形成含硬质氨酯基嵌段的微相区 (ThePolyurethanes Book,Wiley,2002-ISBN 0470850418)。G. Wilkes和 A. Aneja(Polymer 44 (2003),7221)能够表明,借助嵌段型模型聚氨酯,即使是在不存在氢键的情况下,也能形 成硬质微相区。同样已知的是,不相容聚合物的旋节线相分离是温度的函数。例如在室温下是 不相容、能旋节线相分离的聚合物混合物在较高的温度下可能是相容的,并且可形成均相 (该体系表现出所谓的UCST =上临界溶解温度)或者相反(所述体系表现出LCST =下 临界溶解温度)。W0-A-2005/052077中所描述的二道底漆含有聚合物混合物,所述混合 物的相行为仅仅不充分地可通过根据Flory的热焓相互作用参数描述,而且,它们被配制 成能被表征为微米复合材料的着色漆料体系,也就是在高的颜料与基料(=聚合物混合 物)比例的情况下,它们含有微米级的颜料粒子。这样的体系的薄膜的由此造成的光学性 质使其不具备广泛的可应用性,例如用于赋予效应的底漆或透明漆中。此外,从A. Balasz 和 V. Ginzburg 等的理论性工作(J. Polym. Sci. Part B =Polym. Phys. 44 (2006),2389 以及 J. Chem. Phys. 115 (2001),3779)已知,由于粒子的存在,取决于其他物理参数(例如由渗透 性决定的流体动力学效应)的二元聚合物体系的旋节线相分离不仅可被阻碍(例如,固定 的非中性粒子,也就是与一种聚合物组分具有亲和性的粒子,构成运动的相界面的热力学 屏障)而且可被加速(移动的非中性粒子被转移至与它们的粒子表面具有更高亲和性的相 中)。W0-A-2005/052077中以微米级存在并且可被视作固定粒子的颜料,在所述微米复合 材料中,仅仅在力学性能方面还起着增强组分的作用,也就是它们会导致刚性增大,所述刚 性的增大可例如以弹性模量的增大的形式或者以拉伸强度的增大的形式而测量。这种对 于许多应用有利的性质,对耐石片划伤性的改善仅仅具有有限的用处,这是因为对于侵入 到所述材料中的射弹而言不单独取决于所述射弹的侵入深度由于提高的阻力(=所述材 料的提高的强度)而降低,而是还取决于在射弹侵入期间所排挤的材料的韧性的增加,也 就是所述材料使引入的动能散失,而不会在本文档来自技高网...

【技术保护点】
涂层剂,其含有至少一种聚合物(P1),至少一种在固态相中与聚合物(P1)不相容的聚合物(P2)和/或在固态相中与聚合物(P1)不相容的交联剂(V),其中聚合物(P1)和/或(P2)具有至少一个官能团(a),该官能团在所述涂层剂固化时反应形成共价键,其特征在于,所述涂层剂含有基于所述涂层剂的非挥发性成分计0.1至30重量%的带电荷的无机粒子(AT),所述无机粒子的中值粒径(D)<1μm,并且所述无机粒子的中值粒径(D)与中值粒子厚度(d)的中值比例D/d>50。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-11-14 102007054241.2涂层剂,其含有至少一种聚合物(P1),至少一种在固态相中与聚合物(P1)不相容的聚合物(P2)和/或在固态相中与聚合物(P1)不相容的交联剂(V),其中聚合物(P1)和/或(P2)具有至少一个官能团(a),该官能团在所述涂层剂固化时反应形成共价键,其特征在于,所述涂层剂含有基于所述涂层剂的非挥发性成分计0.1至30重量%的带电荷的无机粒子(AT),所述无机粒子的中值粒径(D)<1μm,并且所述无机粒子的中值粒径(D)与中值粒子厚度(d)的中值比例D/d>50。2.如权利要求1所述的涂层剂,其特征在于,交联剂(V)含有至少两个官能团(b),其 与官能团(a)反应形成共价键。3.如权利要求1或2的涂层剂,其特征在于,所述涂层剂具有水相并且聚合物(Pl)是 可水分散的和/或且聚合物(P2)是可水分散的和/或交联剂(V)是可水分散的。4.如权利要求1 3中任一项所述的涂层剂,其特征在于,所述聚合物(Pl)的 Hildebrand溶度参数δ (Pl)与所述聚合物(Ρ2)的δ (Ρ2)和/或所述交联剂(V)的δ (V) 的差的绝对值[δ (Pl)-δ (Ρ2)和...

【专利技术属性】
技术研发人员:H欣策布吕宁HP斯特纳F勒鲁AL特鲁迪埃尔
申请(专利权)人:巴斯夫涂料有限公司布莱兹巴斯卡尔大学
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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