包含可自由基固化的化合物及有机硼烷-胺络合物的涂料组合物的固化方法技术

本发明专利技术提供一种固化涂料组合物的方法及一种将固化涂料形成于汽车组件上的方法。该涂料组合物包含可自由基聚合化合物及具有有机硼烷引发剂、胺封端剂的有机硼烷-胺络合物及水。该固化涂料组合物的方法包括组合有机硼烷-胺络合物、可自由基聚合化合物及水以形成涂料组合物的步骤。形成涂料组合物之前，将二氧化碳引入该涂料组合物中或将其引入包括有机硼烷-胺络合物、可自由基聚合化合物及水中至少一种的组合物中。经由水与二氧化碳的反应于涂料组合物中原位形成碳酸。有机硼烷-胺络合物用碳酸解络合而将有机硼烷引发剂与胺封端剂分开。在氧气存在下，使用有机硼烷引发剂聚合可自由基聚合化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
I.专利
本专利技术通常涉及一种固化包括可自由基聚合化合物及有机硼烷-胺络合物的涂料组合物的方法。更具体而言，本专利技术涉及一种原位形成用于解络合有机硼烷-胺络合物并引发可自由基聚合化合物聚合的解络合剂的方法。2.相关技术说明在美国及其他国家，由于所制造的车辆 的数目不断增加，因此汽车涂装及修补正成为一个不断壮大的行业。原始设备制造(OEM)汽车涂装涂料及售后汽车修补涂料通常由需要物理混合两浓缩相的单组分或双组分组合物形成。该混合通常限制对固化的控制，增加固化时间，且不易将涂料组合物施加至复杂形状及隐蔽表面。因而，在汽车涂装及修补涂料领域内，已对使用例如UV固化及电子束技术的快速固化技术产生兴趣。这些技术利用呈由紫外光形成的自由基形式或呈由电子束形成的电子形式的自由电子使涂料组合物聚合并固化。相比于以不同方式固化的基于溶剂及基于水的涂料组合物，这些技术可将涂料组合物的固化时间减至最少，但需要昂贵的设备如紫外灯、真空装置、长丝等。因而，这些技术的使用代价昂贵，耗费时间且耗费劳力，并且可能导致薄膜收缩及氧气表面抑制的问题。需热固化的涂装及修补涂料一般采用可容纳整个汽车或其组件的较大烘箱以引发交联。一般地，将涂料组合物施加于汽车组件，然后使其通过烘箱以固化涂料组合物并由此形成固化涂料。然而，烘箱的使用是极耗能、昂贵且对环境具有不利影响。在OEM汽车制造设备中，烘箱占据很大面积且其使用繁琐。也已开发其他技术来改进固化涂料组合物的速度及效率。该技术利用硼化合物如有机硼烷引发剂来形成自由基，自由基可使有机单体聚合并使涂料组合物固化。有机硼烷引发剂由于其能够产生自由基且所述自由基可使有机单体聚合而在涂料组合物中引发自由基聚合并促进所得固化涂料组合物黏着至低表面能基材。不欲受任何特定理论束缚，认为有机硼烧引发剂的扩散限制性氧化(diffusion limited oxidation)及由此产生自由基的过程是由有机硼烷引发剂中的硼-氧键的热力学稳定性所驱动，并且导致有机硼烷引发剂在氧气中自燃。由于该反应性，已知有机硼烷引发剂用使有机硼烷引发剂较不易受氧气介入及过早自由基产生影响的封端剂稳定化。封端剂在受控条件下(例如，在施加热或暴露于解络合剂下)与有机硼烷引发剂分开，以便释放有机硼烷引发剂并且经由与氧气反应而引发自由基形成。即使利用前述技术，但施加于复杂形状与表面或多组件零件上的涂料组合物一般因UV光不能到达涂料组合物的所有部分而不能有效固化。或者，一些涂料组合物不能暴露于UV光中而不受到破坏且因此也有无效固化的倾向。更进一步地，经由使用UV光的固化可受到所施加涂料组合物表面处的氧气抑制。该氧气表面抑制一般导致涂料组合物不完全固化，致使固化涂料胶黏或缺少抗刮伤性。因此,也已开发缓解氧气表面抑制的技术。该技术包括使用含UV光的气体气氛并于该气体气氛中辐射涂料组合物。该气体气氛限制固化期间氧气的存在量，由此限制氧气表面抑制。然而，用于该类技术中的UV及辐射源一般是置于距涂料组合物极大距离处以降低但并非消除不完全固化。由于辐射源一般放出大量热，故难以使辐射源处于气体气氛内及缩小辐射源与待固化的涂料组合物间的距离。来自辐射源的热于气体气氛中产生强烈涡流并以氧气污染该气氛，因此令使用该技术的益处无效。该技术的一个衍生方法是使用有机硼烷-胺络合物及气体引发剂以进行固化。如本领域中所知及如上所提及，经由暴露于解络合剂中可以使封端剂与有机硼烷络合物中的有机硼烷引发剂分开或与其解络合而释放有机硼烷引发剂并引发自由基形成。该自由基引发聚合反应并固化涂料组合物。最常见的解络 合剂是酸、醛、酮、异氰酸酯及酐。解络合剂可以气体形式用于引发涂料组合物的固化。虽然在小规模的涂料组合物中有效，但采用该技术的现有技术因解络合剂的成本与毒性而不能有效放大规模并用于大规模OEM制造设备中。例如，许多前述解络合剂如乙醛、甲醛、异氰酸酯、马来酸酐、甲基(乙基)酮、邻苯二甲酸酐与丙醛被环境保护局归类为有害空气污染物(HAP)。因此，它们于大规模制造设备中的使用受到严格限制且不环保。此外，已知用作解络合剂的许多酸因其腐蚀性而对固化涂料和/或下层基材的性质有害，且固化涂料中酸的存在可能对固化涂料和/或下层基材的性质有害。因此，仍有机会开发一种固化涂料组合物的改进方法，其可在无外部加热、UV光、过氧化物或偶氮腈引发剂的存在下进行且可用于复杂形状与隐蔽表面。也有机会开发一种环保且可以最低排放及污染用于大规模制造设备中的方法。也有机会开发一种降低或消除固化涂料中对固化涂料和/或下层基材的性质有害的酸的存在。专利技术概述和优点本专利技术提供一种固化涂料组合物的方法及一种将固化涂料形成于汽车组件上的方法。该涂料组合物包含可自由基聚合化合物，具有有机硼烷引发剂与胺封端剂的有机硼烷-胺络合物及水。该固化涂料组合物的方法包括组合有机硼烷-胺络合物、可自由基聚合化合物及水以形成涂料组合物的步骤。形成涂料组合物之前，将二氧化碳引入该涂料组合物中或将其引入包括有机硼烷-胺络合物、可自由基聚合化合物及水中至少一种的组合物中。二氧化碳以相对于有机硼烷-胺络合物的胺封端剂为至少500 I的摩尔比存在于涂料组合物中。碳酸以基于涂料组合物的温度和/或涂料组合物周围的大气压力的预定量原位形成于涂料组合物中。有机硼烷-胺络合物用碳酸解络合而将有机硼烷引发剂与胺封端剂分开。在氧气存在下，使用有机硼烷引发剂聚合可自由基聚合化合物。用于本专利技术方法中的二氧化碳是非毒性且并未归类为有害空气污染物，由此使得该方法环保且使该方法可以最低排放及污染用于大规模制造设备中。此外，二氧化碳不贵且可轻易获自为减少温室气体及降低环境污染所设计的回收工作。另外，二氧化碳的使用使固化的氧气表面抑制降至最低，由此增加该方法的效率。此外，二氧化碳的使用改进固化速度的控制及允许减少固化时间的单组分(IK)体系的使用。更进一步地，用于该方法的二氧化碳可经由热可逆反应由该方法回收，从而进一步降低排放及污染。另外，二氧化碳具有极低水合平衡常数，其中存在于涂料组合物中的碳酸的量取决于其中存在的二氧化碳的量。涂料组合物中的二氧化碳量的减少会导致其中存在的碳酸的量减少。存在于涂料组合物中的碳酸的量也基于该涂料组合物所暴露的温度及压力而变化。因此，有机硼烷-胺络合物解络合时，则可减少或消除固化涂料中存在的碳酸。以该方式，可避免或最小化用作解络合剂的已知酸相关的有害作用。专利技术详述本专利技术提供一种固化包含可自由基聚合化合物、包括有机硼烷引发剂及胺封端剂的有机硼烷-胺络合物及水的涂料组合物的方法。固化经由于涂料组合物中原位形成碳酸以解络合有机硼烷-胺络合物，由此将有机硼烷引发剂与胺封端剂分开的方式来完成。可自由基聚合化合物在氧气存在下，使用有机硼烷引发剂 来聚合。将有机硼烷-胺络合物，碳酸及形成碳酸的方式及可自由基聚合化合物更加详细地描述于下文。涂料组合物可以是包括可自由基聚合化合物、有机硼烷-胺络合物及水的任何组合物，且涂料组合物不受限于任何特定工业的任何特定应用。涂料组合物可以各种应用使用，包括但不限于原始设备制造(OEM) “涂装”涂料、售后“修补”涂料、汽车涂料、保护性涂料、薄膜、封装剂、凝胶、密封剂、脱模涂料、保形涂料及其组合。该涂料组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·E·古托夫斯基，W·H·奥尔鲍姆，D·克兰菲尔，D·H·坎贝尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：