雙組分涂料組合物的制作方法
【專利說明】雙組分涂料組合物 相關申請的交叉引用
[0001] 本申請要求2013年3月6日遞交的美國臨時申請61/773, 373號的優先權。
技術領域
[0002] 本公開涉及雙組分涂料組合物，該雙組分涂料組合物包括異氰酸酯反應性組分和 多異氰酸酯固化劑。本發明的涂料組合物可尤其在產生多層涂層的方法中用作透明涂層涂 料組合物，該方法可尤其用于涂布交通工具本體和交通工具本體部件。
【背景技術】
[0003] 基于天冬氨酸酯（aspartate)的涂料組合物是本領域所公知的。例如，EP 0403921記載了含有粘合劑的涂料組合物，其基于多異氰酸酯組分和含特定仲多胺的異氰 酸酯反應性組分。這些仲多胺也被稱為聚天冬氨酸酯（polyaspartic acid ester)，并且是 基于伯多胺與馬來酸和/或富馬酸的二酯的反應產物。
[0004] EP 0470461也描述了用于車輛修補應用的涂料組合物，該涂料組合物含有多異氰 酸酯組分和異氰酸酯反應性仲二胺，該異氰酸酯反應性仲二胺由3, 3' -二甲基4, 4' -二氨 基二環己基甲烷和馬來酸二乙酯來制備。該異氰酸酯反應性組分進一步含有由聚（甲基） 丙烯酸酯組成的或由聚（甲基）丙烯酸酯與聚酯多元醇的混合物組成的羥基官能粘合劑。
[0005] 上述基于天冬氨酸酯的涂料組合物的缺點在于：盡管這些涂料組合物具有快速固 化時間，但是對于某些應用這些涂料組合物仍然不能提供合適的適用壽命（pot life)，即， 在組分混合之后以及將該涂料組合物施加至基材之前，這些組合物的粘度增加過快。此外， 基于天冬氨酸酯以及多元醇和天冬氨酸酯的混合物的這些涂料組合物在罐（pot)中引起 黃化，并且由于與多異氰酸酯的混合，而不能在多層結構中提供可接受的層間粘合性。含天 冬氨酸酯的透明涂層涂料組合物在著色水基底涂層涂料組合物上的涂布尤其缺乏粘附性。 上述涂料組合物和所得到的涂層的進一步缺點是的耐醇性很差。
[0006] 此外，WO 2010/112157公開一種防腐蝕底漆，該防腐蝕底漆含有聚天冬氨酸酯和 硅烷官能多異氰酸酯。
[0007] WO 2009/086026公開了一種基于透明有機溶劑的透明涂層涂料組合物，該透明涂 層涂料組合物包括至少一種粘合劑、至少一種多異氰酸酯交聯劑以及至少一種環氧官能硅 烷，其中，所述粘合劑具有含活性氫的官能團（尤其是羥基），多異氰酸酯交聯劑具有游離 異氰酸酯基。這些涂料組合物顯示出優秀的粘附性質。具體地，含所述透明涂層涂料組合 物的多層結構具有足夠的層間粘附性，例如在水基底涂層上具有足夠的層間粘附性。這些 透明涂層涂料組合物并不含有異氰酸酯反應性聚天冬氨酸酯。
[0008] 迄今為止，還不能提供令人滿意的方案來在不顯著損害其它重要涂料性質，諸如 適用壽命（pot life)、V0C含量（VOC=揮發性有機化合物）、干燥特性、穩定性以及所得到 的涂層的光學性質的同時，改進基于天冬氨酸酯和多異氰酸酯的雙組分配方在基材上的粘 附性或層間粘附性。
[0009] 因此，需要提供一種涂料組合物，尤其是透明涂層涂料組合物，該涂料組合物并不 具有現有技術中雙組分涂料體系的缺點。具體地，需要提供一種具有可接受的適用壽命的 快速固化的透明涂層涂料組合物，該透明涂層涂料組合物在混合之后在罐內并不顯示出黃 化，以及在存儲期間基于天冬氨酸酯的組分也未顯示出黃化，并且該透明涂層涂料組合物 產生具有非常優秀的耐濕性和粘附性（例如令人滿意的濕層間粘附性和干層間粘附性，尤 其對于在先涂層諸如水基底涂層涂料組合物層具有非常優秀的初始濕粘附性和干粘附性） 的涂層。此外，該涂料組合物還將產生具有非常好耐醇性的涂層。此外，結合附圖和該背景 技術，通過下文的概述和詳細描述以及權利要求，其它目的、所需特征和特性將變得明顯。
【發明內容】
[0010] 根據示例性實施方式，涂料組合物包括： (A) 至少一種聚天冬氨酸酯； (B) 至少一種具有游離異氰酸酯基的多異氰酸酯交聯劑；以及 (C) 至少一種具有至少一個烷氧基硅烷基和至少一個環氧基的化合物。
【具體實施方式】
[0011] 以下詳細描述僅用于示例性的目的，而并不意于限制本發明或本申請以及本發明 的用途。此外，不意于受上文的發明背景或下文的詳細描述所提及的任何理論的束縛。 [0012] 將知曉的是，為清楚起見，在獨立的實施方式上下文中所描述的本發明的某些特 征也可以以組合的方式提供在單個實施方式中。相反地，為簡潔起見，在單一實施方式的上 下文中所描述的本發明的多個特征也可獨立地或以任意子組合的方式來提供。此外，除非 內容中有明確的說明，否則單數形式的述及物也可包括復數（例如，"一（a)"和"一種（an)" 可表示1個，或者1個或多個）。
[0013] 此處和下文中所使用的術語"（甲基）丙烯酸（的）"應當表示甲基丙烯酸（的） 或丙烯酸（的）。
[0014] 除非另有說明，本文中所述的所有分子量（數均分子量和重均分子量）均利用聚 苯乙烯作為標準樣，四氫呋喃作為液相洗脫液，通過GPC (凝膠滲透色譜法）來測定。
[0015] 水基涂料組合物是這樣的涂料組合物，其中在制備和/或施加該涂料組合物時， 水被用作溶劑或稀釋劑。通常，基于涂料組合物的總量，水基涂料組合物可含有例如30wt % 至90wt%的水，以及基于該涂料組合物的總量，可選地含有至多30wt%，優選低于15wt% 的有機溶劑。
[0016] 有機溶劑基涂料組合物是這樣的涂料組合物，其中在制備和/或施加該涂料組合 物時，有機溶劑被用作溶劑或稀釋劑。通常，基于涂料組合物的總量，溶劑基涂料組合物含 有例如IOwt %至90wt %的有機溶劑。
[0017] 適用壽命（pot life)是一段時間，在該段時間內，混合涂料組合物的相互反應的 組分后，該涂料組合物仍然可被適當處理或施加且可得到未受損害品質的涂層。
[0018] 所述涂料組合物為雙組分涂料組合物，即，彼此可發生反應的組分（即聚天冬氨 酸酯（A)和多異氰酸酯交聯劑（B))在施加之前必須彼此分開儲存以避免過早反應。通常， 組分（A)和多異氰酸酯組分（B)僅可以在施加前不久才混合在一起。術語"施加前不久 (shortly before application)"是本領域技術人員公知的。在實際使用/施加之前可制 備的即可使用的涂料組合物的時間段取決于，例如涂料組合物的適用壽命。
[0019] 組分（A)
[0020] 根據一種實施方式的涂料組合物包括至少一種聚天冬氨酸酯。
[0021] 優選地，至少一種聚天冬氨酸酯對應式（I):
其中，X表示通過去除伯多胺或聚醚胺中的氨基所得到的η-價有機基團，優選為二價 烴基；Rl和R2為相同或不同的對異氰酸酯基惰性的有機基團。R3、R4和R5相同或不同的， 并且表示氫或對異氰酸酯基惰性的有機基團；以及η表示至少值為2的整數，優選為2至4 的整數，更優選為2。X優選表示通過去除下文所提及的伯多胺或聚醚胺中的氨基所得到的 二價烴基，更優選表示通過去除下文優選的伯多胺的氨基所得到的二價烴基。Rl和R2是相 同或不同的殘基，并且優選為甲基、乙基或正丁基；R3、R4和R5優選為氫。優選地，對異氰 酸酯基惰性的有機基團是在150°C或更低的溫度下，對異氰酸酯基惰性的有機基團。式（I) 的聚天冬氨酸酯是通過使符合式X-(NH2)n的相應的伯多胺或聚醚胺與符合式R100C-CR3 =CR4-C00R2的可選取代的馬來酸酯或富馬酸酯反應來以已知的方式制備的。X、RU R2、 R3、R4和η具有如上面對式（I)定義的含義。
[0022] 伯多胺或聚醚胺優選用于制備聚天冬氨酸酯，而聚天冬氨酸酯提供了有利的固形 物/粘度比，以用于滿足最終配方所需的3. 5鎊/加侖（lbs/gal) (420克/升）或更低的 V0C。伯多胺或聚醚胺也以摩爾過剩的量與二異氰酸酯和多異氰酸酯反應來制備胺封端的 脲或聚醚脲，或者能夠與由相應的聚酯、聚碳酸酯或聚醚二元醇或聚醚多元醇得到的異氰 酸酯封端的聚酯、聚碳酸酯或聚醚反應，并隨后通過與馬來酸酯和/或富馬酸酯反應將端 胺基（terminal amine group)轉化為天冬氨酸酯。
[0023] 合適的伯多胺包括乙二胺；1，2-二氨基丙烷；1，4-二氨基丁烷；1，3-二氨基戊 燒；1，6-二氨基己燒；2, 5-二氨基-2, 5-二甲基己燒；2, 2, 4-二甲基-1，6-二氨基己燒 和2, 4, 4-二甲基-1，6-二氨基己燒；1，11-二氨基十一燒；1，12-二氨基十二燒；1，3-環 己二胺和1，4-環己二胺；1-氨基-3, 3, 5-三甲基-5-氨基甲基環己烷；2, 4-六氫甲苯二 胺和2, 6-六氫甲苯二胺；2, 4' -二氨基-二環己基甲烷和4, 4' -二氨基-二環己基甲烷， 以及3, 3' -二烷基-4, 4' -二氨基二環己基甲烷，諸如3, 3' -二甲基-4, 4' -二氨基二環己 基甲烷和3, 3'-二乙基-4, 4'-二氨基二環己基甲烷；2, 4, 4'-三氨基-5-甲基二環己基 甲燒；2-甲基-1，5-戊二胺；1，3-亞二甲苯二胺（1，3-xylylenediamine)和 1，4-亞二甲 苯二胺（1，4171716116(1丨3111；[116)。優選的伯多胺是氨基-