本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了丙烯酸類(lèi)聚合物、包含其的1K涂層組合物和包含由所述1K涂層組合物形成的面涂層的多層涂層體系。在一個(gè)實(shí)施方案中，1K涂層組合物包含標(biāo)稱(chēng)Tg為至少25℃的丙烯酸類(lèi)聚合物和蜜胺交聯(lián)劑。丙烯酸類(lèi)聚合物包含經(jīng)自由基聚合的骨架和與其鍵合的側(cè)鏈。丙烯酸類(lèi)聚合物的第一側(cè)鏈包含第一鏈段和第二鏈段。第一鏈段包含酯鍵和仲羥基。第二鏈段連接至第一鏈段并且包含酯鍵和支化烴鏈。丙烯酸的第二側(cè)鏈包含伯羥基或由其形成的含尿烷基團(tuán)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本
一般涉及丙烯酸類(lèi)聚合物、包含其的1K涂層組合物、和包含由所述1K涂層組合物形成的面涂層的多層涂層體系。更具體地，本
涉及丙烯酸類(lèi)聚合物、包含所述丙烯酸類(lèi)聚合物的1K涂層組合物、和由所述1K涂層組合物形成的面涂層，所述面涂層表現(xiàn)出優(yōu)異的耐環(huán)境性以及與在下面的底涂層的相容性。
技術(shù)介紹
出于保護(hù)性和裝飾性的目的，使用涂層組合物形成涂層，例如底漆層、底涂層和透明涂層。這些涂層可用于汽車(chē)OEM和修補(bǔ)涂層應(yīng)用中并為在下面的基底提供保護(hù)層，并且還可具有美觀宜人的價(jià)值。目前，汽車(chē)涂層是多層涂層體系，所述多層涂層體系包括在底涂層上面的面涂層，并且底涂層在一個(gè)或更多個(gè)另外的層(例如底漆層和電涂層)的上面。面涂層可為透明涂層或含顏料的面涂層。多種考慮因素都會(huì)影響多層涂層體系的外觀和耐久性，所述多種考慮因素包括面涂層的化學(xué)性，以及面涂層與底涂層的相容性。酸雨和其他空氣污染物通常引起面涂層的水漬問(wèn)題和酸蝕問(wèn)題，這樣的問(wèn)題與面涂層的化學(xué)性相關(guān)。底涂層與面涂層的涂層組合物之間不匹配的固化速率可能限制施用窗口，在所述施用窗口期的期間可以施用面涂層以實(shí)現(xiàn)可接受的涂層間的結(jié)合。根據(jù)固化機(jī)理的類(lèi)型存在不同的耐環(huán)境性和涂層間結(jié)合的考慮因素。對(duì)于單組分(1K)涂層組合物，常見(jiàn)的固化機(jī)理在固化期間采用蜜胺交聯(lián)劑。特別地，1K涂層組合物包含一種或更多種具有支鏈的丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂，所述支鏈包含蜜胺反應(yīng)性的官能團(tuán)，并且交聯(lián)僅發(fā)生在烘烤期間，使得丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂和蜜胺可以組合在一起。蜜胺反應(yīng)性的官能團(tuán)包括伯羥基和仲羥基、尿烷官能團(tuán)、氨基甲酸酯官能團(tuán)、和烷氧基甲硅烷基。一般已知的是，與伯羥基/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)相比，丙烯酰硅烷(acrylosilane)/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)和氨基甲酸酯/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)提供了優(yōu)異的耐 環(huán)境性。“丙烯酰硅烷/蜜胺”、“氨基甲酸酯/蜜胺”或“伯羥基/蜜胺”的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)意味著這些反應(yīng)是在固化期間發(fā)生的主要交聯(lián)反應(yīng)，但是應(yīng)理解，還可發(fā)生其他交聯(lián)反應(yīng)，但比主要交聯(lián)反應(yīng)的程度更低。丙烯酰硅烷/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)和氨基甲酸酯/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)是昂貴的。此外，典型的底涂層組合物通常采用蜜胺/伯羥基的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)。丙烯酰硅烷/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)和氨基甲酸酯/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)的固化速率比蜜胺/伯羥基的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)的固化速率顯著更慢。氨基甲酸酯/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)對(duì)伯羥基的存在是敏感的，使得增加伯羥基的含量以使固化速率與底涂層組合物匹配是不可行的。此外，伯羥基/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)出較差的耐環(huán)境性，從而在用于汽車(chē)應(yīng)用的1K涂層組合物中驅(qū)使許多努力遠(yuǎn)離伯羥基/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)。因此，期望提供1K涂層組合物和用于其中的丙烯酸類(lèi)聚合物，其形成這樣的面涂層：所述面涂層具有與使用丙烯酰硅烷/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)和/或氨基甲酸酯/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)形成的那些可比的耐環(huán)境性，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了與用于底涂層的化學(xué)反應(yīng)更接近的固化速率的匹配。此外，結(jié)合該
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，其他期望的特征和特性將由隨后的詳細(xì)說(shuō)明和所附的權(quán)利要求而變得明顯。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本文提供了丙烯酸類(lèi)聚合物、包含其的1K涂層組合物、和包含由所述1K涂層組合物形成的面涂層的多層涂層體系。在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了標(biāo)稱(chēng)Tg為至少25℃的丙烯酸類(lèi)聚合物。丙烯酸類(lèi)聚合物包含第一丙烯酸類(lèi)單體、第二單體、和縮水甘油酯的反應(yīng)產(chǎn)物。第一單體具有酸基團(tuán)。第二丙烯酸類(lèi)單體具有伯羥基。縮水甘油酯具有環(huán)氧基團(tuán)和支化烴鏈。在另一個(gè)實(shí)施方案中，1K涂層組合物包含蜜胺交聯(lián)劑和標(biāo)稱(chēng)Tg為至少25℃的丙烯酸類(lèi)聚合物。丙烯酸類(lèi)聚合物包含經(jīng)自由基聚合的骨架和與其鍵合的側(cè)鏈。丙烯酸類(lèi)聚合物的第一側(cè)鏈包含第一鏈段和第二鏈段。第一鏈段包含酯鍵和仲羥基。第二鏈段連接至第一鏈段并包含酯鍵和支化烴鏈。丙烯酸類(lèi)聚合物的第二側(cè)鏈包含伯羥基或由其形成的含尿烷基團(tuán)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，多層涂層體系包含任選經(jīng)預(yù)涂覆的基礎(chǔ)基底、在所述任選經(jīng)預(yù)涂覆的基礎(chǔ)基底上面的底涂層、以及在所述底涂層上面的 面涂層。所述面涂層包含丙烯酸類(lèi)聚合物與蜜胺交聯(lián)劑的反應(yīng)產(chǎn)物。丙烯酸類(lèi)聚合物包含經(jīng)自由基聚合的骨架和與其鍵合的側(cè)鏈。丙烯酸類(lèi)聚合物的第一側(cè)鏈包含第一鏈段和第二鏈段。第一鏈段包含酯鍵和仲羥基。第二鏈段連接至第一鏈段并且包含酯鍵和支化烴鏈。丙烯酸類(lèi)聚合物的第二側(cè)鏈包含伯羥基或由其形成的含尿烷基團(tuán)。具體實(shí)施方式以下具體實(shí)施方式在性質(zhì)上僅是示例性的，并且無(wú)意限制本文所述的丙烯酸類(lèi)聚合物、1K涂層組合物、和多層涂層體系。另外，無(wú)意于受前述
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或以下具體實(shí)施方式中提出的任何理論的約束。本文提供了丙烯酸類(lèi)聚合物和1K涂層組合物，并且丙烯酸類(lèi)聚合物和1K涂層組合物可用于形成多層涂層體系的面涂層，所述多層涂層體系例如用于汽車(chē)OEM和修補(bǔ)涂層應(yīng)用中的那些。本文所述的1K涂層組合物是包含交聯(lián)劑和樹(shù)脂組分(所述樹(shù)脂組分包含由至少兩種單體單元形成的并且在固化期間與交聯(lián)劑呈反應(yīng)性的丙烯酸類(lèi)聚合物及其他化合物)兩者的單組分涂層組合物。出于本文的目的，交聯(lián)劑是蜜胺交聯(lián)劑。丙烯酸類(lèi)聚合物的標(biāo)稱(chēng)玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)為至少25℃。本文所述的標(biāo)稱(chēng)Tg是基于經(jīng)歷聚合反應(yīng)以形成丙烯酸類(lèi)聚合物的單體通過(guò)Fox方程式計(jì)算的，所述單體包括經(jīng)歷自由基聚合反應(yīng)以形成經(jīng)自由基聚合的骨架的單體，以及與經(jīng)自由基聚合的骨架的側(cè)基進(jìn)一步反應(yīng)的另外的非異氰酸酯官能化的單體。本文所述的丙烯酸類(lèi)聚合物是具有經(jīng)自由基聚合的骨架的聚合物，所述骨架由丙烯酸類(lèi)單體的不飽和官能團(tuán)的反應(yīng)形成。丙烯酸類(lèi)單體具有另外的官能團(tuán)，所述另外的官能團(tuán)保持在丙烯酸類(lèi)聚合物中或者在自由基聚合之前、期間或之后與另外的單體反應(yīng)，以形成最終包含在1K涂層組合物中的丙烯酸類(lèi)聚合物。在這一方面，丙烯酸類(lèi)聚合物是包含官能團(tuán)的多種丙烯酸類(lèi)單體的自由基反應(yīng)產(chǎn)物，并且還是另外的單體與所述官能團(tuán)的反應(yīng)產(chǎn)物(在自由基聚合之前、期間、或之后)，所述另外的單體與所述官能團(tuán)由此形成丙烯酸類(lèi)聚合物中的側(cè)鏈。丙烯酸類(lèi)聚合物的第一側(cè)鏈包含兩種鏈段：第一鏈段，其包含酯鍵和仲羥基；和第二鏈段，其連接至第一鏈段并且包含酯鍵和支化烴鏈。丙烯酸類(lèi)聚合物的第二側(cè)鏈包含伯羥基。應(yīng)理解多個(gè)另外的側(cè)鏈可以存在于丙烯酸類(lèi)聚合物中，如下所述，并且伯羥基可以與部分封閉的異氰酸酯進(jìn)一步反應(yīng)以將含尿烷基團(tuán)賦予丙烯酸類(lèi)聚合物(雖然部分封閉的異氰酸酯不是丙烯酸類(lèi)聚合物的計(jì)算 標(biāo)稱(chēng)Tg的因素)。在不受理論約束的情況下，認(rèn)為丙烯酸類(lèi)聚合物的相對(duì)高的標(biāo)稱(chēng)Tg抑制了環(huán)境侵蝕劑(例如，酸雨中發(fā)現(xiàn)的那些)遷移進(jìn)入多層涂層體系中的面涂層的主體內(nèi)部。相對(duì)高的標(biāo)稱(chēng)Tg結(jié)合上述第一側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)提供了具有優(yōu)異耐環(huán)境性的由1K涂層組合物形成的面涂層，甚至當(dāng)伯羥基大量存在于丙烯酸類(lèi)聚合物中時(shí)也是如此。特別地，認(rèn)為相對(duì)高的標(biāo)稱(chēng)Tg和第一側(cè)鏈中的仲羥基的空間位阻平衡了由較高的伯羥基含量(并且因此伯羥基/蜜胺的交聯(lián)鍵的含量較高)引起的對(duì)耐環(huán)境性的不利影響，期望所述較高的伯羥基含量使1K涂層組合物的固化速率更接近地匹配用于形成多層涂層體系的底涂層的底涂層組合物。因此，可以配制本文所述的1K涂層組合物以提供這樣的面涂層：所述面涂層具有與使用丙烯酰硅烷/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)和/或氨基甲酸酯/蜜胺的交聯(lián)化學(xué)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種1K涂層組合物，包含：標(biāo)稱(chēng)Tg為至少25℃的丙烯酸類(lèi)聚合物，其中所述丙烯酸類(lèi)聚合物包含：經(jīng)自由基聚合的骨架、和與其鍵合的側(cè)鏈，其中：第一側(cè)鏈包含：第一鏈段，所述第一鏈段包含酯鍵和仲羥基；和第二鏈段，所述第二鏈段連接至所述第一鏈段并且包含酯鍵和支化烴鏈；并且第二側(cè)鏈包含伯羥基或由其形成的含尿烷基團(tuán)；以及蜜胺交聯(lián)劑。
【技術(shù)特征摘要】
2015.03.30 US 14/673,1191.一種1K涂層組合物，包含：標(biāo)稱(chēng)Tg為至少25℃的丙烯酸類(lèi)聚合物，其中所述丙烯酸類(lèi)聚合物包含：經(jīng)自由基聚合的骨架、和與其鍵合的側(cè)鏈，其中：第一側(cè)鏈包含：第一鏈段，所述第一鏈段包含酯鍵和仲羥基；和第二鏈段，所述第二鏈段連接至所述第一鏈段并且包含酯鍵和支化烴鏈；并且第二側(cè)鏈包含伯羥基或由其形成的含尿烷基團(tuán)；以及蜜胺交聯(lián)劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1K涂層組合物，其中所述含尿烷基團(tuán)存在于所述第二側(cè)鏈中并且包含：所述第二側(cè)鏈的所述伯羥基與具有至少一個(gè)游離異氰酸酯基團(tuán)的部分封閉多異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的1K涂層組合物，其中所述仲羥基在所述丙烯酸類(lèi)聚合物中保持未反應(yīng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1K涂層組合物，其中所述第一側(cè)鏈包含：酸官能化的單體與環(huán)氧官能化酯的反應(yīng)產(chǎn)物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1K涂層組合物，其中所述丙烯酸類(lèi)聚合物還包含含有芳香族基團(tuán)的第三側(cè)鏈。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的1K涂層組合物，其中所述丙烯酸類(lèi)聚合物還包含含有酯鍵和支化烴鏈的第四側(cè)鏈。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的1K涂層組合物，其中所述丙烯酸類(lèi)聚合物還包含含有酯鍵和仲羥烷基的第五側(cè)鏈。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1K涂層組合物，其中所述丙烯酸類(lèi)聚合物具有以下通式：其中：R1是伯羥烷基或由其形成的含尿烷基團(tuán)；R2是支化烷基；R3選自仲羥烷基、支化烷基、或其組合；R4獨(dú)立地選自氫或甲基；w、x和y各自為至少1；并且z為0或至少1。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的1K涂層組合物，其中z為至少1并且R3包含所述仲羥烷基。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的1K涂層組合物，其中z為至少2并且R3獨(dú)立地包含所述仲羥烷基和所述支化烷基。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的1K涂層組合物，其中R1...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林軍，杰弗里·約翰遜，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：涂層國(guó)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US
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