形成多层涂膜的方法技术

本发明专利技术所解决的问题是提供了形成表现出优异的平滑性、鲜映性、耐水性、附着性和抗针孔性的多层涂膜的方法，所述方法甚至在将涂料储存并随后涂装的情况下也能够形成表现出优异的耐水性和附着性的多层涂膜。形成多层涂膜的方法包括依次将第一水性着色涂料和第二水性着色涂料涂装到待涂装的被涂物上并同时加热固化所述第一和第二水性着色涂料，所述方法的特征在于第一水性着色涂料包含丙烯酸改性聚酯树脂和具有特定的封端异氰酸酯基的封端聚异氰酸酯化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成多层涂膜的方法
相关技术的交叉引用本申请要求于2012年10月1日提交的第2012-219561号日本专利申请的优先权，该申请的公开内容整体以援引方式并入本文。本专利技术提供了通过依次涂装水性涂料组合物来形成具有优异的外观和涂膜性能的多层涂膜的方法。
技术介绍
3-涂2-烘法和2-涂2-烘法已广泛用作在汽车车体上形成涂膜的方法。3-涂2-烘法依次包括以下步骤：在使被涂物进行电沉积涂装并加热固化之后，涂装中涂涂料组合物→加热固化→涂装底涂涂料组合物→预热(初步加热)→涂装透明涂料组合物→加热固化。2-涂2-烘法依次包括以下步骤：在使被涂物进行电沉积涂装并加热固化之后，涂装中涂涂料组合物→加热固化→涂装面涂涂料组合物→加热固化。通常，3-涂2-烘法通过使用包含效应颜料的底涂涂料组合物来用于形成所谓金属色的涂膜，而2-涂-2-烘法通过使用包含着色颜料的面涂涂料组合物来用于形成所谓纯色(例如白色或黑色)的涂膜。然而，近年来，出于节能的目的，已经考虑省略在涂装中涂涂料组合物之后进行的加热-固化步骤，并且已对依次包括以下步骤的3-涂1-烘法进行了研究：涂装中涂涂料组合物→预热(初步加热)→涂装底涂涂料组合物→预热(初步加热)→涂装透明涂料组合物→加热固化，并且对依次包括以下步骤的2-涂1-烘法进行了研究：涂装中涂涂料组合物→预热(初步加热)→涂装面涂涂料组合物→加热固化。从使由有机溶剂的挥发引起的环境污染最小化的角度，对使用水性涂料组合物作为中涂涂料组合物、底涂涂料组合物和面涂涂料组合物的3-涂1-烘法或2-涂-1-烘法存在着特殊的需求。然而，在使用水性中涂涂料组合物和水性底涂涂料组合物的3-涂1-烘法中，以及在使用水性中涂涂料组合物和水性面涂涂料组合物的2-涂1-烘法中，所得的涂膜由于在涂料组合物中使用水溶性或水分散性树脂而可能具有不足的耐水性，以及由于在水性中涂涂料组合物与水性底涂涂料组合物之间或在水性中涂涂料组合物与水性面涂涂料组合物之间形成混合层而可能具有不足的平滑性和鲜映性。这些已成为要求解决的问题。此外，热固化型涂料组合物通常已知在加热和固化步骤中当温度显著升高时在所得的固化涂膜中引起称为“起泡(popping)”的现象。此类起泡由涂膜表面上的泡状涂膜缺陷构成。留在涂膜内部的溶剂在加热和固化期间迅速蒸发在涂膜中形成气泡，而涂膜中的树脂组分同时固化，因此导致含气泡的部分呈现为泡状缺陷。该起泡还简称为“针孔”。起泡的发生是因为涂膜中的溶剂在加热和固化期间迅速蒸发。因此，通常通过在涂料组合物中使用具有相对高沸点的有机溶剂作为溶剂以减缓溶剂的蒸发速率，从而改善起泡。然而，因为水性涂料组合物包含水作为溶剂的主要组分，并且具有相对高沸点的有机溶剂的量是受限的，因此与溶剂型涂料组合物相比趋于更容易地出现起泡。特别地，在使用水性中涂涂料组合物和水性底涂涂料组合物的3-涂1-烘法以及使用水性中涂涂料组合物和水性面涂涂料组合物的2-涂1-烘法中，因为省略了在涂装中涂涂料组合物之后的加热和固化步骤，并且通过加热同时固化相对厚的涂装的涂膜，因此可能发生起泡，其也已经成为要求解决的问题。例如，专利文献1公开了在包括通过湿碰湿(wet-on-wet)法在基材上依次形成中涂涂膜、底涂涂膜和透明涂膜的形成涂膜的方法中，当用于形成中涂涂膜的中涂涂料组合物和用于形成底涂涂膜的底涂涂料组合物包含含酰胺基的丙烯酸树脂和固化剂、并且在该中涂涂料组合物中包含的固化剂包含脂肪族异氰酸酯系活性亚甲基封端异氰酸酯、并且该脂肪族异氰酸酯系活性亚甲基封端异氰酸酯的平均官能度大于3时，含酰胺基的丙烯酸树脂发挥控制粘度的作用，并且可以控制在每一涂层之间的界面处的渗出或反转。此外，使用具有优异的低温固化性的脂肪族异氰酸酯系活性亚甲基封端异氰酸酯作为固化剂致使中涂涂膜的固化比底涂涂膜和透明涂膜的固化更早，并且还确保充足的流动性，因此为遮盖电沉积涂膜的表面粗糙度提供了优异的被涂物遮盖力，因此提供了具有优异成品外观和优异涂膜性质、特别具有优异耐崩裂性的多层涂膜。另一方面，当具有低分子量的聚酯树脂用作用于形成涂膜的树脂时，所得的涂料组合物通常易于流动，因此在水平面上产生具有优异平滑性的涂膜；相反，在垂直面上易于出现流挂并易于降低平滑性。特别地，在3涂1-烘法中，其中三层未固化涂膜被涂装在彼此顶部上，当具有低分子量的聚酯树脂用于最底层的水性中涂涂料组合物时，由于上层的未固化涂膜的重量而出现流挂，因此所得的涂膜的平滑性通常降低。此外，当具有低分子量的聚酯树脂用作用于形成涂膜的树脂时，所得的涂膜的膜性能，如耐水附着性以及耐崩裂性常常降低。专利文献2公开了在根据3-涂1-烘法形成涂膜的方法中，其中依次涂装水性中涂涂料组合物、水性底涂涂料组合物和透明涂料组合物并同时加热固化所得的三层涂膜，包含特定的含羟基或含羧基的聚酯树脂、特定的三聚氰胺树脂和聚碳二亚胺化合物(C)作为树脂组分的水性中涂涂料组合物可以形成具有高交联密度和相对均匀的交联点的网络结构，因此形成很难发生流挂并且平滑性、耐水附着性以及耐崩裂性优异的涂膜。引用目录专利文献PTL1：JP2002-153806APTL2：WO2010/047352专利技术概述技术问题然而，在专利文献(PTL)1公开的形成多层涂膜的方法中，使用水性涂料组合物作为中涂涂料组合物和底涂涂料组合物可能由于在中涂涂料组合物层与底涂涂料组合物层之间形成混合层而导致所得的多层涂膜的平滑性和鲜映性降低，或所得的多层涂膜具有不足的耐水性。所得的多层涂膜还具有偶然的起泡。尽管专利文献(PTL)2的形成多层涂膜的方法可以增加交联密度，但由于固化期间体积收缩而造成的变形增加，有时导致关于与被涂物的附着性及涂膜的成品外观的问题。此外，专利文献2的涂料组合物当在储存一定时间段之后用于形成多层涂膜时，有时呈现出不良的附着性。因此，本专利技术的目的是提供通过依次涂装水性涂料组合物形成多层涂膜的方法，所述多层涂膜具有优异的平滑性、鲜映性、抗起泡性、耐水性和附着性；而且，所述多层涂膜具有优异的耐水性和附着性，甚至当在储存一定时间段之后涂装该涂料组合物时也亦然。本专利技术的另一目的是提供通过形成多层涂膜的方法涂装的物品。问题的解决方案为了实现上述目的，本专利技术人进行了广泛的研究。因此，他们发现当依次涂装水性涂料组合物时，可以通过使用包含丙烯酸改性聚酯树脂和具有特定结构的封端聚异氰酸酯化合物的水性涂料组合物作为首先被涂装的并布置为底层的水性涂料组合物，从而实现上述目的。因此，本专利技术的形成多层涂膜的方法如项1所定义：项1.一种形成多层涂膜的方法，其依次包括以下步骤：(1)向被涂物涂装水性第一着色涂料组合物(X)以在其上形成第一着色涂膜；(2)向在步骤(1)中形成的未固化的第一着色涂膜涂装水性第二着色涂料组合物(Y)以在其上形成第二着色涂膜；(3)向在步骤(2)中形成的未固化的第二着色涂膜涂装透明涂料组合物(Z)以在其上形成透明涂膜；以及(4)同时加热固化在步骤(1)至(3)中形成的未固化的第一着色涂膜、未固化的第二着色涂膜和未固化的透明涂膜，所述水性第一着色涂料组合物(X)包含丙烯酸改性聚酯树脂(A)和具有至少一个封端异氰酸酯基的封端聚异氰酸酯化合物(B)，所述封端异氰酸酯基选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成多层涂膜的方法，其依次包括以下步骤：(1)向被涂物涂装水性第一着色涂料组合物(X)以在其上形成第一着色涂膜；(2)向在步骤(1)中形成的未固化的第一着色涂膜涂装水性第二着色涂料组合物(Y)以在其上形成第二着色涂膜；(3)向在步骤(2)中形成的未固化的第二着色涂膜涂装透明涂料组合物(Z)以在其上形成透明涂膜；以及(4)同时加热固化在步骤(1)至(3)中形成的未固化的第一着色涂膜、未固化的第二着色涂膜和未固化的透明涂膜，所述水性第一着色涂料组合物(X)包含丙烯酸改性聚酯树脂(A)和具有至少一个封端异氰酸酯基的封端聚异氰酸酯化合物(B)，所述封端异氰酸酯基选自：由通式(I)表示的封端异氰酸酯基其中R1、R2、R4和R5独立地表示C1‑12烃基，并且R3表示C1‑12直链或支链的亚烷基；由通式(II)表示的封端异氰酸酯基其中R2、R3、R4和R5与上述相同；以及由通式(III)表示的封端异氰酸酯基其中R2、R3、R4和R5与上述相同，并且R6表示C1‑12烃基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.01 JP 2012-2195611.一种形成多层涂膜的方法，其依次包括以下步骤：(1)向被涂物涂装水性第一着色涂料组合物(X)以在其上形成第一着色涂膜；(2)向在步骤(1)中形成的未固化的第一着色涂膜涂装水性第二着色涂料组合物(Y)以在其上形成第二着色涂膜；(3)向在步骤(2)中形成的未固化的第二着色涂膜涂装透明涂料组合物(Z)以在其上形成透明涂膜；以及(4)同时加热固化在步骤(1)至(3)中形成的未固化的第一着色涂膜、未固化的第二着色涂膜和未固化的透明涂膜，所述水性第一着色涂料组合物(X)包含丙烯酸改性聚酯树脂(A)和具有至少一个封端异氰酸酯基的封端聚异氰酸酯化合物(B)，所述封端异氰酸酯基选自：由通式(I)表示的封端异氰酸酯基其中R1表示异丙基，并且R2、R4和R5独立地表示C1-12烃基，并且R3表示C1-12直链或支链的亚烷基；由通式(II)表示的封端异氰酸酯基其中R2、R3、R4和R5与上述相同；以及由通式(III)表示的封端异氰酸酯基其中R2、R3、R4和R5与上述相同，并且R6表示异丙基。2.如权利要求1所述的形成多层涂膜的方法，其中将所述封端聚异氰酸酯化合物(B)替换为通过使具有由通式(IV)表示的封端异氰酸酯基的封端聚异氰酸酯化合物(b3-1)与由通式(VI)表示的仲醇(b4)反应而获得的封端聚异氰酸酯化合物：其中R1’表示C1-12烃基，并且每一R1’可以相同或不同，其中R2、R3、R4和R5与上述相同。3.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：石仓稔，
申请(专利权)人：关西涂料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP