水性2K涂料组合物
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202410433102.6 | 申请日 | 2024-04-11 |
| 公开(公告)号 | CN118344798A | 公开(公告)日 | 2024-07-16 |
| 申请人 | 巴斯夫涂料有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 李坤; B·德莱斯皮尔; 丛培海; | 第一发明人 | 李坤 |
| 权利人 | 巴斯夫涂料有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 巴斯夫涂料有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份： | 城市 | 当前专利权人所在城市： |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：德国 | 邮编 | 当前专利权人邮编： |
| 主IPC国际分类 | C09D175/04 | 所有IPC国际分类 | C09D175/04 ; B05D7/00 ; B05D7/26 ; C08G18/62 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京市中咨律师事务所 | 专利代理人 | 王丹丹; 刘金辉; |
| 摘要 | 本 发明 提供了一种 水 性2K涂料组合物，其包含：组分(A)，该组分包含(A‑1)至少一种第一羟基官能 丙烯酸 树脂 ，其具有在25℃至45℃范围内的Tg和基于该第一羟基官能丙烯酸树脂的总重量按重量计2.5％至10％并且优选2.5％至5％范围内的羟基含量，和(A‑2)至少一种第二羟基官能丙烯酸树脂，其具有在50℃至80℃范围内的Tg和基于该第二羟基官能丙烯酸树脂的总重量按重量计0.5％至2.4％并且优选1.0％至2.0％范围内的羟基含量，以及组分(B)，该组分包含至少一种异氰酸酯交联剂。 | ||
| 权利要求 | 1.一种水性2K涂料组合物，其包含： |
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| 说明书全文 | 水性2K涂料组合物技术领域背景技术[0002] 现有工业涂料主要是溶剂型涂料，会释放大量VOC(挥发性有机化合物)。由于对环境保护和保健的需求日益增长，各国政府颁布了对VOC更严格的规定并且因此，工业涂料开发出对环境更友好的类型，如水性涂料、粉末涂料、UV可固化涂料和高固体含量涂料，并且其中水性涂料是主流。 [0003] 用于建筑工程的设备由大型零件构成并且因此涂层的烘烤可能会不均匀，因为不同零件的热传导速度不同。而且，设备具有复杂的内腔结构，这对于固化涂料、尤其是水性涂料来说难度更大。此种设备的生产线运行快速并且所有工件必须在烘烤后立即组装，因此涂料组合物应被快速且均匀地固化。 [0004] 目前，尽管市场上的一些制造商声称他们可以提供经干燥并会迅速离开生产线的水性面漆，但在测试时发现他们的产品具有以下缺陷：光泽度不足、完整性低、在应用期间容易出现针孔(pinhole)、在高湿度下容易流挂等。 [0005] CN 108690480 A披露了水性2K涂料组合物，其包含：具有在1至1.5范围内的OH值的丙烯酸树脂、具有在3.5至4.5范围内的OH值的丙烯酸树脂以及作为固化剂的水分散性多异氰酸酯。所获得的面漆示出良好的光泽度和足够的硬度，满足家具包装的要求。 [0006] CN 111073407 A披露了水性涂料组合物，其包含具有在20℃至30℃范围内的Tg的丙烯酸树脂和具有在50℃至60℃范围内的Tg的丙烯酸乳液II。涂层的表面干燥快速并且所获得的固化膜的硬度显著改善。因此，包装效率大大提高。涂料组合物中使用的树脂是通过干燥(即蒸发溶剂)固化的丙烯酸树脂。 [0007] 然而，现有技术所披露的那些方法未能解决固化涂层膜的光泽度差的问题。而且此外，那些方法没有提到“针孔限制”。针孔是由于在干燥工艺期间湿漆中形成的气泡而产生的漆膜缺陷。而“针孔限制”是涂层膜中出现针孔时的最小膜厚度。用于测量针孔限制的方法在本领域中是众所周知的。因此，仍然需要提供一种水性2K涂料组合物，其能够平衡所获得的固化膜的快速干燥与良好外观以及适合应用于工程机械中的针孔限制的要求。 发明内容[0008] 在一个方面，本发明提供了一种水性2K涂料组合物，其包含：组分(A)，该组分包含(A‑1)至少一种第一羟基官能丙烯酸树脂，其具有在25℃至45℃范围内的Tg和基于该第一羟基官能丙烯酸树脂的总重量按重量计2.5％至10％并且优选2.5％至5％范围内的羟基含量，和(A‑2)至少一种第二羟基官能丙烯酸树脂，其具有在50℃至80℃范围内的Tg和基于该第二羟基官能丙烯酸树脂的总重量按重量计0.5％至2.4％并且优选1.0％至2.0％范围内的羟基含量，以及组分(B)，该组分包含至少一种异氰酸酯交联剂。 [0009] 在另一个方面，本发明提供了一种用于制备多层涂层膜的方法，该方法包括以下步骤： [0010] i).向基材的表面上施加底漆涂料组合物以形成底漆层， [0011] ii).向步骤i)中获得的该底漆层上施加根据实施例1至8中任一项所述的水性2K涂料组合物以形成面漆层，以及 [0012] iii).固化该底漆层和该面漆层以形成这些多层涂层膜。 具体实施方式[0014] 在下文中将详细描述本发明。应当理解，本发明可以以许多不同的方式来实施并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。 [0015] 除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语均具有本发明所属领域的技术人员通常所理解的含义。如本文所用，除非另有说明，否则以下术语具有下面赋予它们的含义。 [0016] 如本文所用，术语“一个/种(a/an)”是指一个/种或多于一个/种(即，至少一个/种)的该冠词或组分的语法宾语。 [0017] 如本文所用，术语“包含/包括(comprise/comprising)”等与“含有(contain/containing)”等可互换使用并应以非限制性、开放的方式进行解释。也就是说，例如，可以存在另外的组分或元素。表述“由……组成”或“基本上由……组成”或同源词可以包括在“包含/包括(comprises)”或同源词中。 [0018] 如本文所用，术语“2K”等同于双组分并且是指包装在两个瓶中的涂料产品。当现场使用涂料产品时，将来自两个瓶中的组合物混合并且将在加热或不加热的情况下发生化学反应形成涂层膜。 [0019] 本发明的组分(A‑1)(即第一羟基官能丙烯酸树脂)具有在2.5％至10％、优选2.5％至5％范围内的羟基含量和在25℃至45℃范围内的Tg。而且，第一羟基官能丙烯酸树脂可以具有在0至100mg KOH/g、优选10至80mg KOH/g并且更优选20至50mg KOH/g的酸值。 [0020] 本发明的组分(A‑2)(即第二羟基官能丙烯酸树脂)具有在0.5％至2.4％、优选1.0％至2.0％范围内的羟基含量和在50℃至80℃范围内的Tg。而且，第二羟基官能丙烯酸树脂可以具有在0至100mg KOH/g、优选10至80mg KOH/g并且更优选20至50mg KOH/g范围内的酸值。 [0021] 本发明的第一和第二羟基官能丙烯酸树脂具有通过凝胶渗透色谱法以聚苯乙烯作为基准聚合物所测量的在500至10,000、并且优选1,000至5,000范围内的数均分子量。 [0022] 就固体含量而言，组分(A‑1)与组分(A‑2)的按重量计的比率可以是10:1至1:10、优选8:1至1:8、更优选5:1至1:1、并且最优选3:1至1:1，例如，2:1。出人意料地，发现通过仔细地选择组分(A‑1)与组分(A‑2)的比率，在固化涂层膜的干燥速度和外观以及针孔限制之间达到良好的平衡。 [0023] 本发明的第一和第二羟基官能丙烯酸树脂可以通过常规方法，例如在引发剂和(如果必要的话)分子量调节剂的存在下进行溶液聚合来制备。聚合通常在100℃至180℃范围内的温度下进行。合适的引发剂是过氧化物引发剂、偶氮引发剂等。在大多数情况下，引发剂的量在基于单体的总重量按重量计0.1％至8％的范围内。引发剂可以在聚合工艺期间逐渐地添加。 [0024] 用于制备具有适当数均分子量的第一和第二羟基官能丙烯酸树脂的聚合条件，如反应温度、单体混合物的进料时间、有机溶剂的性质和量、聚合引发剂以及可能的分子量调节剂如硫醇、巯基乙酸酯和氯化氢是本领域技术人员已知的。 [0025] 用于制备组分(A)的合适单体包括羟基官能单体，如具有伯或仲羟基的α,β‑不饱和羧酸的羟烷基酯。如果期望的是羟基官能丙烯酸树脂具有高活性，则可以仅使用具有伯羟基的羟烷基酯；如果期望的是羟基官能丙烯酸树脂具有低活性，则可以仅使用具有仲羟基的羟烷基酯。当然，还可以使用具有伯羟基的羟烷基酯和具有仲羟基的羟烷基酯的混合物。具有伯羟基的α,β‑不饱和羧酸的羟烷基酯的合适实例是(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟戊酯、(甲基)丙烯酸羟己酯以及(甲基)丙烯酸羟辛酯。可以提及并使用的具有仲羟基的羟烷基酯的实例是(甲基)丙烯酸2‑羟丁酯和(甲基)丙烯酸3‑羟丁酯。当然，还可以使用其他α,β‑不饱和羧酸如巴豆酸或异巴豆酸的相应酯。 [0026] 另外，组分(A)还可以是共聚物并且合适的用于共聚合的单体包括α,β‑不饱和羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙烯酰氧基丙酸、甲基丙烯酰氧基丙酸、丙烯酰氧基乙酸、甲基丙烯酰氧基乙酸，以及它们的盐、酸酐和混合物；丙烯酸和/或甲基丙烯酸是特别优选的。 [0027] 合适的用于共聚合的单体还包括烯键式不饱和羧酸的烷基酯或环烷基酯。烯键式不饱和羧酸的烷基酯可以是(甲基)丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸和马来酸的烷基酯，如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2‑乙基己酯、(甲基)丙烯酸糠酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸3,5,5‑三甲基己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、以及三乙二醇(甲基)丙烯酸乙酯。烯键式不饱和羧酸的环烷基酯的实例是(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸4‑叔丁基环己酯以及(甲基)丙烯酸异冰片酯。优选地使用丙烯酸4‑叔丁基环己酯和/或甲基丙烯酸4‑叔丁基环己酯。 [0028] 合适的用于共聚合的单体进一步包括乙烯基芳香族化合物，并且合适的乙烯基芳香族化合物是苯乙烯、2‑甲基苯乙烯、4‑甲基苯乙烯、2‑丁基苯乙烯、4‑丁基苯乙烯、4‑癸基苯乙烯，优选苯乙烯。 [0029] 合适的羟基官能丙烯酸树脂的实例由单体如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯制备。合适的羟基官能丙烯酸树脂是可商购的，如科思创公司(Covestro)、DIC株式会社、同德公司(TOD)等。 [0030] 本发明的水性涂料组合物进一步包含交联剂作为组分(B)。合适的交联剂是例如异氰酸酯交联剂。 [0031] 异氰酸酯可以是任何多异氰酸酯，如具有2至5个异氰酸酯基的多异氰酸酯。多异氰酸酯可以是芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯或其混合物，优选脂肪族二异氰酸酯。 [0032] 合适的芳香族二异氰酸酯包括萘‑1,5‑二异氰酸酯(NDI)、甲苯‑2,4‑和/或2,6‑二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷2,2'‑和2,4'‑和/或4,4'‑二异氰酸酯(MDI)、3,3'‑二甲基‑4,4'‑联苯二异氰酸酯(TODI)、苯二异氰酸酯如对苯二异氰酸酯(PDI)、二苯乙烷‑4,4'‑二异氰酸酯(EDI)、3,3'‑二甲基二苯基二异氰酸酯、和/或1,2‑二苯基乙烷二异氰酸酯。 [0033] 合适的脂肪族和脂环族二异氰酸酯的实例是三‑、四‑、五‑、六‑、七‑和/或八‑亚甲基二异氰酸酯，2‑甲基五亚甲基1,5‑二异氰酸酯，2‑乙基四亚甲基1,4‑二异氰酸酯，六亚甲基1,6‑二异氰酸酯(HDI)，五亚甲基1,5‑二异氰酸酯，亚丁基1,4‑二异氰酸酯，三甲基六亚甲基1,6‑二异氰酸酯，1‑异氰酸基‑3,3,5‑三甲基‑5‑异氰酸基‑甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯，IPDI)，1,4‑和/或1,3‑双(异氰酸基甲基)环己烷(HXDI)，1,4‑环己烷二异氰酸酯，1‑甲基‑2,4‑和/或1‑甲基‑2,6‑环己烷二异氰酸酯，4,4'‑、2,4'‑和/或2,2'‑亚甲基二环己基二异氰酸酯(H12MDI)。 [0034] 优选的脂肪族和脂环族二异氰酸酯是六亚甲基1,6‑二异氰酸酯(HDI)，1‑异氰酸基‑3,3,5‑三甲基‑5‑异氰酸基甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯，IPDI)以及4,4'‑、2,4'‑和/或2,2'‑亚甲基二环己基二异氰酸酯(H12MDI)；HDI是特别优选的。 [0035] 在本发明的上下文中，还可以使用具有更高官能度的异氰酸酯，如三异氰酸酯，如三苯基甲烷4,4',4"‑三异氰酸酯，以及上述二异氰酸酯的异氰脲酸酯和/或缩二脲和/或脲基甲酸酯和/或氨基甲酸酯。它们可以通过二异氰酸酯与水或二醇的缩合、或者自身低聚获得。 [0036] 六亚甲基1,6‑二异氰酸酯(HDI)，4,4'‑、2,4'‑和/或2,2'‑亚甲基二环己基二异氰酸酯(H12MDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和甲苯2,4‑和/或2,6‑二异氰酸酯(TDI)及其低聚物是优选的。特别优选的是通过HDI与合适催化剂的催化低聚合形成的HDI低聚物，其具有约20％至22％的NCO含量。合适的HDI低聚物是例如从拜耳公司(Bayer)以名称XP 2655可商购的。 [0037] 可以选择交联剂的量，使得交联剂的异氰酸酯基与羟基官能丙烯酸树脂的羟基的根据它们的摩尔量的比率为1:1至1:2。 [0038] 本发明的涂料组合物可以包含适当量(例如，基于涂料组合物的总重量按重量计0.01％至10％)的常规的助剂和添加剂。合适的助剂和添加剂的实例是分散剂、润湿剂、流平剂、增稠剂、消泡剂、防沉剂、腐蚀抑制剂、颜料和填料以及共溶剂等。 [0039] 分散剂可以是阴离子分散剂、以及脂肪酸酰胺和蜡，并且优选地使用阴离子分散剂。合适的阴离子分散剂包括磺酸、硫酸、磷酸和羧酸的碱金属盐、碱土金属盐或铵盐，及其混合物。磺酸盐的实例是烷基芳基磺酸盐、二苯基磺酸盐、α‑烯烃磺酸盐、木素磺酸盐、脂肪酸和油的磺酸盐、乙氧基化烷基酚的磺酸盐、烷氧基化芳基酚的磺酸盐、缩合萘的磺酸盐、十二烷基苯和十三烷基苯的磺酸盐、萘和烷基萘的磺酸盐、磺基琥珀酸盐或磺基琥珀酰胺酸盐。硫酸盐的实例是脂肪酸和油的硫酸盐、乙氧基化烷基酚的硫酸盐、醇的硫酸盐、乙氧基化醇的硫酸盐、或脂肪酸酯的硫酸盐。磷酸盐的实例是磷酸盐酯。羧酸盐的实例是烷基羧酸盐和羧化醇。 [0040] 另外，合适的分散剂包括烷基酚烷氧基化物和烷醇烷氧基化物，如烷基酚乙氧基化物和烷醇乙氧基化物，如异十三烷醇乙氧基化物。还可以使用各种不同的分散剂，如磺基琥珀酸盐和烷醇乙氧基化物(例如，异十三烷醇乙氧基化物)的混合物。 [0041] 在本发明的涂料组合物中，优选使用阴离子分散剂，如羧酸盐，如可从毕克化学公司(BYK Chemie)获得的 ‑182、190、191、192和194。出人意料地发现，当使用羧酸盐型阴离子分散剂时，可以显著降低本发明的涂料组合物的粘度，并且同时该羧酸盐型阴离子分散剂对有色粉末有良好的显色效果。 [0043] 流平剂的实例包括聚硅氧烷流平剂或聚丙烯酸酯流平剂。 [0044] 应指出，如本领域众所周知的，上述物质中的一些可以同时发挥分散剂、润湿剂和流平剂的两种或更多种作用。例如， 410、 425、 450或4100可以同时充当分散剂和流平剂。 [0045] 合适的增稠剂是有机增稠剂，如黄原胶增稠剂、瓜尔豆胶增稠剂、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、丙烯酸酯增稠剂或聚氨酯增稠剂；或者无机增稠剂如膨润土、锂蒙脱石或蒙脱石。优选使用聚氨酯增稠剂，尤其是缔合型聚氨酯增稠剂，如ELEMENTIS 299、 FX 1070、FX FX1010、 3030、Rohm&Haas RM‑8W等。 [0046] 消泡剂的实例包括非硅型、聚醚型、硅酮型和聚醚改性的硅酮型消泡剂，并且优选非硅型消泡剂，如 830。 [0048] 腐蚀抑制剂可以是氨基羧酸盐腐蚀抑制剂，如防闪锈剂(anti‑flash rusting agent) FLASH‑X 150。 [0049] 本发明的涂料组合物可以进一步包含颜料、填料或其混合物。颜料可以是无机的或有机的。颜料和填料的量可以基于涂料组合物的总重量不超过按重量计40％、并且优选不超过按重量计30％。 [0050] 本发明中使用的颜料可以是赋予颜色和/或光学效果的常规颜料。彩色颜料和效果颜料是本领域技术人员已知的并且描述于例如 Lacke und Druckfarben,Georg Thieme Verlag,纽约斯图加特,1998,第176页和451页中。术语“有色颜料(coloring pigment)”和“彩色颜料(color pigment)”是可互换的，就像术语“光学效果颜料”和“效果颜料”一样。 [0051] 优选的效果颜料是无机效果颜料，如片状金属效果颜料，如层状铝颜料、金铜粉、氧化青铜和/或氧化铁‑铝颜料，珠光颜料，如珠光粉、碱式碳酸铅、氯氧化铋和/或金属氧化物‑云母颜料和/或其他效果颜料，如层状石墨、层状氧化铁、由PVD膜构成的多层效果颜料和/或液晶聚合物颜料。特别优选的是片状金属效果颜料，更特别地层状铝颜料。 [0052] 典型的彩色颜料包括有机和无机有色颜料，如单偶氮颜料、双偶氮颜料、蒽醌颜料、苯并咪唑颜料、喹吖啶酮颜料、喹酞酮颜料、二酮吡咯并吡咯颜料、二噁嗪颜料、阴丹酮颜料、异吲哚啉颜料、异吲哚啉酮颜料、偶氮甲碱颜料、硫靛颜料、环酮颜料、苝颜料、酞菁颜料或苯胺黑(有机的)，以及白色颜料如二氧化钛(例如， R‑706，可从杜邦公司(DuPont)获得)、锌白、硫化锌或锌钡白；黑色颜料，如炭黑、铁锰黑、尖晶石黑或氧化铁黑(如Bayferrox Black 4330铁黑粉，可从拜耳公司获得)；色彩颜料(chromatic pigment)，如氧化铬、水合氧化铬绿、钴绿或群青绿、钴蓝、群青蓝或锰蓝、群青紫或钴紫和锰紫、氧化铁红、硫硒化镉、钼铬红或群青红；氧化铁棕、混合棕、尖晶石相和刚玉相或铬橙；或者氧化铁黄、镍钛黄、铬钛黄、硫化镉、硫化镉锌、铬黄或钒酸铋(无机的)。 [0053] 合适的填料是碳酸钙，如天然和沉淀白垩，二氧化硅，如石英粉和透明二氧化硅，硅酸盐，玻璃纤维，玻璃珠，滑石，高岭土，天然和合成云母，硫酸钡，金属氧化物和氢氧化物，如氧化铝和氢氧化铝，炭黑，石墨，木粉，其他天然产物的粉末和纤维，以及合成纤维。 [0054] 本发明的涂料组合物是一种双组分涂料，其中一种组分包含上述第一和第二羟基官能丙烯酸树脂和可能的添加剂，并且另一种组分包含交联剂。 [0055] 本发明的涂料组合物是水性涂料组合物。“水性的”意指涂料组合物至少含有基于涂料组合物的总重量按重量计20％的水作为其载体或溶剂。 [0056] 本发明的涂料组合物还可以包含共溶剂。合适的共溶剂包括亲水性共溶剂、亲油性共溶剂或它们的组合。 [0057] 亲水性共溶剂是例如： [0058] ‑二醇，如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、或其混合物；或 [0059] ‑二醇醚，如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丙醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丙醚、三乙二醇单丁醚、四乙二醇单甲醚、四乙二醇单乙醚、四乙二醇单丙醚、四乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、或其混合物。 [0060] 亲油性共溶剂是例如： [0061] ‑二醇醚酯，如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇和三丙二醇的单C1‑C10烷基醚C1‑C10羧酸酯，如乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单甲醚丙酸酯、乙二醇单甲醚丁酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单乙醚丙酸酯、乙二醇单乙醚丁酸酯、乙二醇单丙醚乙酸酯、乙二醇单丙醚丙酸酯、乙二醇单丙醚丁酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单丁醚丙酸酯、乙二醇单丁醚丁酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚丙酸酯、二乙二醇单甲醚丁酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚丙酸酯、二乙二醇单乙醚丁酸酯、二乙二醇单丙醚乙酸酯、二乙二醇单丙醚丙酸酯、二乙二醇单丙醚丁酸酯、二乙二醇单丁醚乙酸酯、二乙二醇单丁醚丙酸酯、二乙二醇单丁醚丁酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯、丙二醇单甲醚丁酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单乙醚丙酸酯、丙二醇单乙醚丁酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯、丙二醇单丙醚丙酸酯、丙二醇单丙醚丁酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单丁醚丙酸酯、丙二醇单丁醚丁酸酯、或其混合物； [0062] ‑二醇酯，如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇的二‑C1‑C10羧酸酯，如乙二醇二乙酸酯、乙二醇二丙酸酯、乙二醇二丁酸酯、二乙二醇二乙酸酯、二乙二醇二丙酸酯、二乙二醇二丁酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇二丙酸酯、丙二醇二丁酸酯、或其混合物； [0063] ‑芳香族溶剂，如苯、甲苯、二甲苯、三甲基苯、四甲基苯、或其混合物。 [0064] 在本发明的优选实施例中，组分(A)可以包含亲水性共溶剂和亲油性共溶剂的混合物，其重量比为例如约10:1至约1:10、优选约5:1至约1:8、更优选约1:1至约1:5。亲水性共溶剂优选地是丙二醇单甲醚、二丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚、或其混合物；亲油性共溶剂优选地是丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、三甲基苯、四甲基苯、或其混合物。亲水性共溶剂有助于使水性树脂溶胀并改善外观，而亲油性共溶剂有助于涂料润湿基材。 [0065] 在本发明的优选实施例中，组分(B)可以以分散在亲油性共溶剂中的分散体的形式使用，其中该亲油性共溶剂优选地是丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、或其混合物。 [0066] 在本发明的优选实施例中，本发明的涂料组合物包含： [0067] 组分(A)，该组分包含基于组分(A)的总重量按重量计的以下原材料、优选地由以下组成： [0068] [0069] 组分(B)，该组分包含基于组分(B)的总重量按重量计的以下原材料、优选地由以下组成： [0070] 异氰酸酯交联剂 55％至65％ [0071] 共溶剂 40％至50％ [0072] 其中组分(A)的颜料糊剂包含基于颜料糊剂的总重量按重量计的以下原材料、优选地由以下组成： [0073] [0074] [0075] 其中组分(A)与组分(B)的根据它们的重量的比率可以是20:1至1:1、优选10:1至约2:1、并且更优选6:1至3:1。 [0076] 本发明的涂料组合物可以通过仅在施加至基材前不久将单独包装的组分(A)和组分(B)混合来制备。 [0077] 在一些实施例中，本发明的涂料组合物可以通过以下步骤制备： [0079] 2).在单独的容器中，将第一羟基官能丙烯酸树脂、第二羟基官能丙烯酸树脂和添加剂均匀地混合并分散， [0080] 3).将从步骤1)获得的颜料糊剂和从步骤2)获得的混合物混合以获得组分(A)，[0081] 4).在单独的容器中，将异氰酸酯交联剂和共溶剂均匀地混合并分散以获得组分(B)。 [0082] 在一个特定的实施例中，本发明的涂料组合物可以通过以下步骤制备： [0083] 1).将去离子水、共溶剂、分散剂和消泡剂均匀地分散，然后添加防沉剂和颜料，将混合物分散直至它均匀且可流动，然后通过砂磨机研磨混合物以获得具有小于10μm的细度的颜料糊剂， [0084] 2).将第一羟基官能丙烯酸树脂、第二羟基官能丙烯酸树脂和共溶剂均匀地混合，然后添加从步骤1)获得的颜料糊剂并将混合物均匀地分散，然后添加消泡剂、润湿剂、增稠剂和防闪锈剂并将混合物均匀地分散以获得组分(A)； [0085] 3)在单独的容器中，将异氰酸酯交联剂和共溶剂均匀地混合并分散以获得组分(B)。 [0086] 本发明的涂料组合物可以通过在现场施加之前将组分(A)和组分(B)立即均匀地混合来施加，并且可以添加去离子水以将涂料组合物的粘度调节至30s至35s的范围(4号杯，23℃)。当达到适当的粘度时，可以将涂料组合物施加至涂覆有底漆的基材。合适的施加方法是本领域技术人员已知的，如喷雾、流涂、浸涂、辊涂、刮涂或刷涂。 [0087] 施加后，使涂层流平5至15分钟并然后在室温(0℃至25℃)下固化或通过加热至在30℃至120℃、优选40℃至80℃范围内(例如60℃)的温度来固化。当通过加热进行固化时，固化在烘箱中发生。固化时间可以在1至60分钟、优选10至50分钟、并且更优选20至40分钟的范围内。 [0088] 合适的基材包括金属、木材、塑料和玻璃等。而本发明的涂料组合物优选地被施加至涂覆有底漆的基材。在快速干燥所施加的涂层之后，所获得的作为面漆的涂层膜具有良好外观和适当针孔限制的优势。 [0089] 因此，在优选实施例中，本发明涉及一种形成多层涂层的方法，该方法包括： [0090] i).向基材的表面上施加底漆涂料组合物以形成底漆层， [0091] ii).向步骤i)中获得的底漆层上施加本发明的水性2K涂料组合物以形成面漆层，以及 [0092] iii).固化该底漆层和该面漆层以形成这些多层涂层膜。 [0093] 合适的底漆包括例如DE 4110520 A、DE 4009000 A、DE 4024204 A、EP 355433 A、DE 3545618 A和DE 3813866 A中描述的那些底漆。 [0094] 所施加的本发明的涂料组合物的涂层可以是快速干燥的。所述涂层的表面可以在25℃和70％湿度下在5至40分钟并且优选10至25分钟的时间段内被干燥。特别地，由本发明的涂料组合物通过在60℃下烘烤30分钟所获得的涂层在手指按压后没有留下指纹，因此，本发明的涂料组合物尤其适合其生产处在高周转率下的工程机械。通过使用本发明的涂料组合物，工程机械可以迅速离开生产线并包装，因此大大提高了生产效率。 [0095] 而且，由本发明的涂料组合物获得的涂层具有在75至90、优选80至85范围内的在20°处的光泽度和在80至98、并且优选85至95范围内的在60°处的光泽度。光泽度通过光泽度计测量。 [0096] 此外，由本发明的涂料组合物获得的涂层具有适当的针孔限制。涂层的针孔限制在60μm至150μm、优选65μm至100μm的范围内。大型工程机械的面漆厚度在40μm至60μm的范围内，并且由本发明的涂料组合物获得的涂层的适当的针孔限制使得该涂层适合用在大型工程机械上。 [0097] 另外，由本发明的涂料组合物获得的涂层具有优异的机械特性和耐化学性。 [0098] 实施例 [0100] 实施例1 [0101] 一种水性2K涂料组合物，其包含： [0102] 组分(A)，该组分包含 [0103] (A‑1)至少一种第一羟基官能丙烯酸树脂，其具有在25℃至45℃范围内的Tg和基于该第一羟基官能丙烯酸树脂的总重量按重量计2.5％至10％并且优选2.5％至5％范围内的羟基含量，和 [0104] (A‑2)至少一种第二羟基官能丙烯酸树脂，其具有50℃至80℃范围内的Tg和基于该第二羟基官能丙烯酸树脂的总重量按重量计0.5％至2.4％并且优选1.0％至2.0％范围内的羟基含量，以及 [0105] 组分(B)，该组分包含至少一种异氰酸酯交联剂。 [0106] 实施例2 [0107] 根据实施例1所述的水性2K涂料组合物，其中，所述组分(A)具有通过凝胶渗透色谱法以聚苯乙烯作为基准聚合物所测量的在500至10,000并且优选1,000至5,000范围内的数均分子量。 [0108] 实施例3 [0109] 根据实施例1至2中任一项所述的水性2K涂料组合物，其中，组分(A‑1)与组分(A‑2)的基于它们的重量的比率在10:1至1:10、优选8:1至1:8、更优选5:1至1:1并且最优选3:1至1:1的范围内。 [0110] 实施例4 [0111] 根据实施例1至3中任一项所述的水性2K涂料组合物，其中，组分(B)的异氰酸酯基与组分(A)的羟基的基于它们的摩尔的比率在1:1至1:2的范围内。 [0112] 实施例5 [0113] 根据实施例1至4中任一项所述的水性2K涂料组合物，其中，所述组分(B)是选自由芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯、异氰脲酸酯、缩二脲、脲基甲酸酯和氨基甲酸酯组成的组中的至少一种，并且优选地是选自由脂肪族二异氰酸酯、异氰脲酸酯、缩二脲、脲基甲酸酯和氨基甲酸酯组成的组中的至少一种。 [0114] 实施例6 [0115] 根据实施例1至5中任一项所述的水性2K涂料组合物，其中，所述组分(A)进一步包含共溶剂并且优选亲水性共溶剂和亲油性共溶剂的混合物。 [0116] 实施例7 [0117] 根据实施例6所述的水性2K涂料组合物，其中，所述亲水性共溶剂是选自二醇和二醇醚中的至少一种，并且所述亲油性共溶剂是选自二醇醚酯和芳香族溶剂中的至少一种。 [0118] 实施例8 [0119] 根据实施例5至7中任一项所述的水性2K涂料组合物，其中，该亲水性共溶剂与该亲油性共溶剂的基于它们的重量的比率在10:1至1:10、优选5:1至1:8并且更优选1:1至1:5的范围内。 [0120] 实施例9 [0121] 一种用于制备多层涂层膜的方法，该方法包括以下步骤： [0122] i).向基材的表面上施加底漆涂料组合物以形成底漆层， [0123] ii).向步骤i)中获得的该底漆层上施加根据实施例1至8中任一项所述的水性2K涂料组合物以形成面漆层，以及 [0124] iii).固化该底漆层和该面漆层以形成这些多层涂层膜。 [0125] 实施例10 [0126] 根据实施例9所述的方法，其中，所述基材是工程机械的零件。 [0127] 实例 [0128] 测量方法 [0129] 1.表面干燥速度(25℃/70％湿度) [0130] 其通过GB/T 1728方法B(手指触摸法)来测量 [0131] 2.干燥性能 [0132] 其通过GB/T 1728方法A(按压滤纸法)来测量。 [0133] 3.针孔限制 [0134] 针孔限制通过以下程序来确定：通过向涂料组合物中添加去离子水将粘度调节至30‑35s(4号杯，23℃)，分两步以楔形喷雾在2mm厚的马口铁上(其中每个步骤的干燥时间为 3至5分钟)，喷雾后流平5至15分钟，以及在烘箱中在60℃下烘烤30分钟，然后在目视观察到针孔时确定针孔限制。 [0135] 4.光泽度 [0136] 通过使用BYK光泽度计分别在20°和60°的角度处测量在漆膜上的光泽度。 [0137] 5.粘附力 [0138] 其通过GB/T 9286测量。 [0139] 6.抗冲击性 [0140] 其通过GB/T 1732‑1993测量。 [0141] 7.弯曲测试 [0142] 其通过GB/T 1731‑1993测量。 [0143] 8.耐水性 [0144] 其通过GB/T 5209测量。 [0146] 其通过GB 17930测量。 [0147] 10.耐机油性 [0148] 其通过GB 11121测量。 [0149] 11.耐酸性 [0150] 其通过GB/T 9274‑1988方法A测量。 [0151] 12.耐碱性 [0152] 其通过GB/T 9274‑1988方法A测量。 [0153] 13.抗老化性 [0154] 其通过GB/T 1865测量。 [0155] 实例1、2和对比实例C1、C2：涂料组合物的制备 [0156] 表1列出了用于制备实例1、2和对比实例C1、C2的涂料组合物的组分(A)和(B)的所有组分以及它们的重量百分比。而表2列出了为组分(A)的组分之一的颜料糊剂的所有组分以及它们的重量百分比。 [0157] 实例1#、2#和对比实例C1#、C2#：涂层膜的制备 [0158] 实例1#、2#和对比实例C1#、C2#的涂层膜通过以下方式获得：将实例1、2和对比实例C1、C2的组分(A)和组分(B)以5:1的质量比均匀地混合，添加去离子水以将粘度调节至30‑35s(4号杯，23℃)，分两步分别在2cm厚钢板和马口铁上进行喷雾(其中每个步骤的干燥时间为3至5分钟)，喷雾后流平5至15分钟，以及然后在烘箱中在60℃下烘烤30分钟。 [0159] 表1.实例1和2以及对比实例C1和C2的涂料组合物的组分 [0160] [0161] [0162] 表2：组分(A)中颜料糊剂的组分 [0163] 组分 *按重量计％去离子水 25 二丙二醇单甲醚 4 Byk‑190 5 Tego‑830 0.4 Elementis bentone de 0.6 R‑706二氧化钛 55 4330铁黑粉 10 [0164] *重量百分比是基于颜料糊剂的总重量 [0165] 实例1#、2#和对比实例C1#、C2#的性能测试 [0166] 在从实例1#、2#和对比实例C1#、C2#获得的样品上进行表面干燥速度、干燥性能、针孔限制、光泽度、粘附力、抗冲击性、弯曲测试、耐水性、耐汽油性、耐机油性、耐酸性、耐碱性、抗老化性的性能测试。而表3列出了实例1#、2#和对比实例C1#、C2#的涂层膜的所有性能测试的结果。 [0167] 表3：实例1#、2#和对比实例C1#和C2#的性能测试结果 [0168] [0169] |
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