制备耐刮划涂层、尤其是制备多层漆层的方法技术

公开了一种制备耐刮划涂层的方法，其特征在于，涂敷一种涂料组合物，在其时效硬化状态下，它在橡胶状弹性范围内的存储模数Ｅ’至少为１０↑［７．６］Ｐａ，且在２０℃下的损耗因子ｔａｎσ最多为０．１０。借助动态－力学－热－分析法，对其膜厚为４０±１０μｍ的均匀自由膜测定存储模数Ｅ’和损耗因子ｔａｎσ。还公开了该方法在制备多层漆层中的应用以及适用于该方法中的涂层组合物。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的目的是提供一种制备耐刮划的涂层、尤其是耐刮划的多层漆层的方法。本专利技术此外还涉及为实施该方法适宜的涂层组合物。在以往年中，在开发用于汽车车身漆的耐酸和耐蚀清漆的过程中已取得了很大的进程。在近年，汽车工业对耐刮划的清漆的要求不断提高，该清漆的常规性能要同时保持在至今已达到的性能水平上。目前已有不同种定量评价涂层的耐到划性能的检验方法，例如借助BASF-刷洗试刷的检验法，借助AMTEC公司的刷洗装置或汽车制造商的不同检验方法。不利的是，各个检验者提供的结果并非总是可互相转换的，即根据所选用的检验方法，对一种涂层提供的检验结果可能很不一致，且能经受一种耐刮划性试验的涂层在某种情况下并不能合乎逻辑地表明它在另一种刮划试验中的性能。因此存在着一种提供定量评价耐刮划性的方法的愿望，在该方法中，仅借助对试样作一次研究就能提供该涂层耐刮划性能的可信评价结果。特别是，该研究的结果应对在上述不同的耐刮划性试验中获得的涂层耐刮划特性指标提供令人信服的和合乎逻辑的解释。在文献中，现已叙述了一些关于产生刮划痕的物理过程的研究法以及由此得出的、涂层的耐刮划性和其它物理指标之间的相关性。例如从J.L.Courter，Waterborne第23届国际年会，高固体-和粉末涂料论文集，New Orleas 1996。此外，例如在S.Sano等的文章“盖层涂层清漆膜的粘弹性和耐刮划性之间的关系”，Toso Kagaku 1994，29，(12)，475-480页中，用一种刷洗试验法评价了不同种类热硬化的蜜胺/丙烯酸酯-或异氰酸酯/丙烯酸酯体系的耐刮划性，并将测得的涂层耐刮划性与粘弹性关联起来。从上述文章所叙检验结果，其作者推断，当所说的“相互交联分子量”低于500时，或当玻璃转化温度为15℃或更低时，则涂层具有好的耐刮划性。不过对于汽车车身的清漆膜而言需满足的是，为了使涂层达到足够的硬度，玻璃化转化温度要达到15℃以上。通过增加交联点的数量来改善耐刮划性还导致许多方面的实际问题，例如不足够的储存稳定性以及通常只发生所有交联点的不完全反应。在M.Rsler、E.Klinke和G.Kunz发表在颜料+漆，第10册，1994，837-843页的文章中，借助不同检验方法研究了不同涂层的耐刮划性质。其中发现，与软漆相比，相同涂敷量的硬漆有较多的损伤并因此有较低的耐刮划性。此外，在B.V.Gregorovich和P.J.Mc Gonical的会议通报，高级涂料工艺大会论文集，Illinois，U.S.A，1992年11月3-5日，121-125页中也断定，通过提高涂层的塑性(韧性)特征，其耐刮划性将由于其改进的塑性流动性(刮划痕迹的愈合)而得到改善，但通过增强塑性特性也就设置了改进涂层的常规性能的界限。由P.Betz和A.Bartelt，有机涂料进展，22(1993)，27-37页已知了确定涂层耐刮划性的不同方法。在该文章中还表明，涂层的耐刮划性除了受玻璃转化温度影响之外，还受例如网络均匀性的影响。该文章中建议，通过将硅氧烷大分子单体嵌入其中而提高清漆涂层的耐刮划性，因为该硅氧烷大分子单体导致清漆表面均匀性提高，且在60℃以上导致改善的塑性流动性。还从例如Loren W.Hill，涂料工艺杂志，64卷，808期，1992年5月，29-41页中已知了存储模数与交联厚度之间的相关性。但是从该文章中并没有包含关于如何能得到耐刮划涂层的提示或说明。此外，从EP-A-540884已知了一种制备尤其是在机动车辆上的多层漆涂层的方法，该漆涂层是在使用可自由基和/或阳离子聚合的、含硅酮的清漆的情况下得到的，其中在用一种波长为超过550nm的光照射下或在隔绝光的情况下，施用该清漆，并随后在能量足够的射线作用下使该清漆层硬化。这样获得的表面应该具有好的光学性能和好的耐刮划性。关于耐刮划程度的更详细的说明和关于如何测定耐刮划性的说明却没有包含在EP-A-540 884中。最后，从EP-A-568 967中还已知一种制备尤其是在机动车辆上的多层漆层的方法，该漆层是在使用可射线照射硬化的清漆的情况下得到的。按照EP-A-568967，其专利技术点主要在于，为了获得具有高的光学质量的清漆层，首先涂敷一种热硬化性的清漆，然后再涂一种可射线照射硬化的清漆。本专利技术的目的因此是，提供一种制备耐刮划的涂层的方法。其中，在该方法中采用的涂层组合物应同时具有好的储存稳定性(在50℃储存至少8周)，并能导致这样的涂层，它在具有好的耐刮划性的同时也具有好的耐化学品能力、好的耐湿性和好的可抛光性。这些涂层组合物此外还应适于用作为清漆和/或盖层漆，以制备尤其是用于机动车辆上的多层漆层。此外，已硬化了的涂层组合物应该具有好的耐候性，好的耐酸性/耐碱性和好的耐鸟粪便的能力等、好的光泽性和好的外观。此外，应使对已硬化的涂层的耐刮性作客观的评价独立于各个选用的、取决于物理特性参数的检验方法。其中，确定各物理特性参数的方法是实践中可采用的，并以足够的准确度使尽可能适用于目测评价的耐刮划性的表征成为可能。该目的已令人惊异地通过一种制备耐刮划涂层的方法达到了，其特征在于，采用一种涂层组合物，它在硬化后、在橡胶状弹性范围内具有至少为107.6Pa的存储模数E’(Speichermodul E’)和在20℃下最大为0.10的损耗因子tanσ值，其中存储模数E’和损耗因子tanσ已在其厚度为40±10μm的均匀的自由膜上用动态-力学-热-分析法(Dynamisch-Mechanischen Thermo-Analyse)测得。本专利技术的另一个目的还在于，该方法在制备多层漆层中的应用，以及还在于适用于该方法中的涂层组合物。令人惊异的且未曾预料的是，仅通过借助动态-力学-热-分析法(以下也简称为DMTA)在自由膜上测量粘弹性质，就提供了一种普适的代表性的选择准则，以用于提供能导致产生耐刮划涂层的涂层组合物。其中，DMTA测量的结果与检验耐刮划性的不同方法获得的结果之间是可互相关联的，以致于仅凭借DMTA测量结果就可以得出在其它耐刮划性试验例如BASF-刷洗试验或AMTEC试验或汽车制造商的不同检测方法中得到的结果。此外还令人惊异的是，那么在检验温度下只有一个中等的或甚至低的塑性份额，但在橡胶状弹性范围内具有很高的存储模数的漆却能产生具有高的耐刮划性的涂层。其具有的特别的优点是，该按本专利技术的涂层组合物导致产生这样的涂层，它们在具有高的耐刮划性的同时还具有好的可抛光性、好的耐湿性、好的耐候性、好的耐化学品性、耐酸/耐碱性以及好的光泽性。此外，按本专利技术的涂层组合物具有好的储存稳定性，在50℃下储存时可保持8个星期不变。以下首先详细解释在按本专利技术的制备耐刮划涂层的方法中采用涂层组合物。本专利技术的主要点在于，这样选择涂层组合物，以使时效硬化了的涂层组合物在橡胶状弹性范围内具有的存储模数E’值至少为107.6Pa，优选至少108.0Pa，特别优选至少108.3Pa，且在20℃下的损耗因子值最大为0.10，优选最大为0.06，其中该存储模数E’和该损耗因子tanσ采用DMTA测量法、在均匀的厚度为40±10μm的自由膜上测量。其中如下定义损耗因子tanσ，它为损耗模数E”与存储模数E’的商值。DMTA是一个通常已本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备耐刮划涂层的方法，其特征在于，采用一种涂层组合物，在时效硬化后、在橡胶状弹性范围内，它的存储模数Ｅ’至少为１０↑［７．６］Ｐａ，且在２０℃下的损耗因子ｔａｎσ最多为０．１０，其中在层厚为４０±１０μｍ的自由膜上、用动态－力学－热－分析法测定该存储模数Ｅ’和损耗因子ｔａｎσ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P拜茨，R克莱曼，U梅森博格，KH朱斯特，A海斯赛欧迈尔，
申请(专利权)人：巴斯福涂料股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]