低温烘烤三聚氰胺固化的涂料组合物制造技术

本发明专利技术提供活性水基或溶剂基组合物，该组合物包含平均聚合度为１．０－２．０的一种或多种低温固化烷基醚官能氨基塑料树脂，优选包含烷基醚的三聚氰胺；一种或多种含羟基树脂或聚合物，例如丙烯酸类和聚酯；一种或多种ｐＫａ为０．２５－１．０的未封端的酸催化剂，例如有机磺酸；一种或多种相对蒸发速率（ＲＥＲ）为５０－５００的挥发性胺，例如Ｎ－二丙胺，其中ＲＥＲ等于（ｐ）（Ｍ）／１１．６，ｐ为以毫米汞柱为单位的胺的蒸气压，Ｍ是胺的分子量。该组合物在６０－１３５℃，例如低于１０５℃下固化，形成适用于汽车塑料之类的塑料基材的耐久性涂层。本发明专利技术还提供一种制备该组合物的方法，该方法包括将一种或多种烷基醚官能氨基塑料树脂、一种或多种含羟基树脂或聚合物、一种或多种未封端的酸和一种或多种挥发性胺混合形成混合物，其中酸和胺分开加入该混合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用来涂布塑料基材的低温烘烤、活性单组分和二组分涂料组合物。更具体来说，本专利技术涉及单组分的可稳定保存的烷基醚官能氨基塑料树脂固化的涂料组合物，该组合物可在60-105℃固化生成汽车的底基涂层、彩饰涂料或单色涂料(monocoat)、面漆和透明修饰涂层，本专利技术还涉及该组合物的制备方法。
技术介绍
迄今为止，用于ABS和其它塑料之类的低熔点基材的涂料包括非活性单组分涂料、单组分活性封端异氰酸酯体系、或包含异氰酸酯的双组分涂料。清漆(lacquer)之类的非活性单组分涂料在物理测试中经常性能较差。已证明单组分活性封端异氰酸酯投入使用的成本很高，通常作为天然漆，在相容性和贮存稳定性方面存在问题。含异氰酸酯的双组分涂料物理测试性能良好；然而这种组合物更加昂贵，由于在使用中其具有高粘度或粘度会快速增大，因而难以操作，而且证明其对健康有害。例如，对于双组分丙烯酸类/异氰酸酯涂料，由于异氰酸酯有毒性，而且这些涂料贮存期很短，这些涂料尚未被涂料工业广泛接受。在塑料和其它热敏基材上涂布时，需要低温固化涂料。然而，低温固化所得的涂层较软，耐水性、耐化学性和耐久性都较差。Heaps等在美国专利第US4554319A1号中提出了包含丙烯酸类和三聚氰胺的耐久涂料，这种涂料能够在例如低于105℃的低温下固化。Heaps等在专利中所揭示的可低温固化的表面涂料组合物包含羟基官能苯乙烯-烯丙醇共聚物溶液与氨基塑料的混合物，优选将甲氧基甲基/丁氧基甲基三聚氰胺与丙烯酸类聚合物、醇酸或聚酯之类的含羟基树脂混合。Heaps等的专利吹嘘其所制得涂料具备的耐久性；然而，该专利没有提供可稳定贮存的单组分涂料。Heaps等的专利提供的涂料在77-104℃的低温固化时，其保光性很差，因此耐酸性很差，所述酸可能包括酸雨。根据本专利技术，本专利技术人致力于提供能够稳定贮存的不含异氰酸酯的组合物，该组合物能够在低温下固化以用于热敏基材，另外该组合物不具有上述缺点。
技术实现思路
本专利技术提供水基和溶剂基组合物，该组合物包含一种或多种低温固化烷基醚官能氨基塑料树脂，例如烷基醚化的三聚氰胺，如六甲氧甲基三聚氰胺(HMMM)或HMMM与六甲氧(甲基丁基)三聚氰胺的混合物；一种或多种含羟基树脂或聚合物，例如丙烯酸类聚合物、聚酯及其混合物；一种或多种未封端(unblocked)的酸催化剂，各酸催化剂的pKa为0.25-1.0，优选为磺酸，例如十二烷基苯磺酸(ddbsa)；一种或多种相对蒸发速率(RER)为50-500的挥发性胺，其中RER等于(p)(M)/11.6，p是在20℃测得的以毫米汞柱为单位的胺的蒸气压，M是胺的分子量。将乙酸丁酯的RER设为100作为参照。较佳的是，所述一种或多种胺包括一种或多种仲胺，例如二正丙胺。适用于所述涂料组合物的烷基醚官能化氨基塑料树脂包括烷氧基甲基或烷基醚官能的多氨基晶核，所述晶核选自三聚氰胺、乙酰胍胺、脂肪胍胺和苯并胍胺。所述一种或多种氨基塑料可选自单体烷基醚官能多氨基晶核和平均聚合度为1.0-2.0的烷基醚官能三聚氰胺。较佳的是，所述一种或多种烷基醚官能氨基塑料树脂包括每个三聚氰胺环含有4-6个烷基醚基的含烷基醚基三聚氰胺。优选的烷基醚基包括甲氧基甲基和丁氧基甲基的混合物，其中甲氧基甲基与丁氧基甲基的重量比为80∶20至95∶5。更优选烷基醚官能氨基塑料树脂包含平均聚合度为1.0-1.5的含甲氧基甲基和丁氧基甲基的三聚氰胺。合适的含羟基树脂或聚合物可包括在60-135℃、优选60-105℃的所需固化温度下具有活性的足够量的羟基的丙烯酸类树脂和聚酯。合适的含羟基树脂或聚合物的例子可包括羟基数为20-140毫克KOH/克的丙烯酸类聚合物，羟基数为100-300毫克KOH/克的聚酯，以及它们的混合物。在本专利技术一实施方式中，所述一种或多种含羟基树脂或混合物包括聚酯与丙烯酸类树脂以0.15∶1至0.25∶1的重量比混合。本专利技术组合物可用于双组分的不含异氰酸酯的组合物，提供用于塑料或热敏基材的低烘焙温度涂料，所述热敏基材是例如丙烯腈-丁二烯-共苯乙烯聚合物(ABS)和热塑性聚烯烃(TPO)，所提供的涂料还可用于可使用高烘焙涂料的基材，例如尼龙合金。在另一实施方式中，本专利技术提供制备本专利技术组合物的方法，该方法包括将一种或多种烷基醚官能氨基塑料树脂、一种或多种含羟基树脂或聚合物、一种或多种未封端的酸和一种或多种挥发性胺混合形成混合物，其中酸和胺分开加入该混合物。本专利技术的组合物可施用在ABS或TPO之类的一种或多种热敏基材或塑料基材上形成膜，这种膜固化形成涂层。具体实施例方式本专利技术提供一种用于木材、纸张或塑料、特别是汽车塑料，如ABS或TPO之类热敏基材的单组分、活性烷基醚官能氨基塑料树脂固化的涂料组合物。例如，为适应大多数汽车塑料基材，目标涂层或膜的烘烤温度为80-93℃。因此，所述一种或多种烷基醚官能氨基塑料树脂可选自单体烷基醚官能多氨基晶核和平均聚合度为1.0-2.0的烷基醚官能三聚氰胺，以及它们的混合物。通过使用单体烷基醚官能多氨基晶核和/或平均聚合度为1.0-2.0的烷基醚官能三聚氰胺，本专利技术的活性组合物具有降低的粘度，而且能够在60-105℃的处理温度下固化。该组合物不含异氰酸酯，降低了其毒性，且便于处理。另外，所述不含异氰酸酯的组合物可提供用于尼龙合金之类可采用高温烘烤涂料的基材的节能低烘焙温度涂料。本文中所有范围均包括端值且可组合。例如，如果一种组分的含量等于或大于4重量％，或等于或大于10重量％，而且其含量可高达25重量％，则该组分的含量可为4-10重量％、4-25重量％或10-25重量％中的任一种。除非另外说明，所有的温度单位和压力单位均为标准温度和压力(STP)。所有包含括号的词语表示包括或不包括该插入词语的情况，或同时包括这两种情况。例如，术语“(共)聚合物”包括聚合物、共聚物及其混合物。在本文中，术语“丙烯酸类”包括丙烯酸类和甲基丙烯酸类以及它们的组合和混合物，术语“丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯以及它们的组合和混合物，术语“丙烯酰胺”包括丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，以及它们的组合和混合。在本文中，术语“酸值”表示中和1克聚合物中的碱活性基团所需KOH的毫克数，其单位为毫克KOH/克聚合物。根据ASTM标准测试法D 1639-90测定酸值。在本文中，术语“氨基塑料”表示表面涂料领域中所用的大量烷氧基化氨基树脂。这些氨基树脂可溶于常规有机溶剂。在本文中，术语“平均聚合度”表示被每个三嗪环重量所除的数均分子量(Mn)，其中Mn是通过尺寸排阻色谱法、用聚苯乙烯参比样测定的，除非另外说明，每个三嗪环的重量表示一个聚合物单元的原子分子量，所述聚合物单元是例如用三聚氰胺与甲醛反应，然后与甲醇和/或丁醇反应生成的六烷氧基甲基三聚氰胺环。或者可通过NMR测定每个三嗪环的重量的确切的数。单体氨基塑料的聚合度为1.0。在任何氨基塑料树脂的混合物中，术语“平均聚合度”表示混合物中所有氨基塑料树脂平均聚合度的重量平均。因此，例如如果将10克单体三聚氰胺与10克平均聚合度为1.5的三聚氰胺树脂混合，则该氨基塑料混合物的平均聚合度为1.25。在本文中，术语“底基涂层”表示漆或透明涂料的组分，可包含一种或多种染料、色料或颜料，以及任何其它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水基或溶剂基组合物，该组合物包含一种或多种低温固化烷基醚官能氨基塑料树脂、一种或多种含羟基的树脂或聚合物、一种或多种各自的ｐＫａ为０．２５－１．０的未封端的酸催化剂、一种或多种相对蒸发速率（ＲＥＲ）为５０－５００的挥发性胺，其中 ，ＲＥＲ等于（ｐ）（Ｍ）／１１．６，ｐ为以毫米汞柱为单位的所述胺的蒸气压，Ｍ是所述胺的分子量。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC小德雷舍尔，ML杰克逊，LM穆勒，FA斯多勃氏，RD托卡舍，
申请(专利权)人：日本油漆美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]