具有低膜构造的防护紫外光的湿-湿法底漆制造技术

提供用作光敏汽车塑料部件上第一涂层的可喷涂热固性底漆溶剂组合物，它能阻挡紫外光渗透以防止基质降解和副产物迁移到面漆罩面漆中。它由可交联成膜的聚合物树脂、树脂用交联剂、催化剂、表面改性的炭黑颜料、交联的聚合物微粒凝胶颗粒、紫外光吸收剂和任选的抗氧化剂所组成。炭黑颜料表面改性提高了颜料负载量，可以超低的干膜构造阻挡紫外光。微粒凝胶颗粒则使底漆在未固化状态产生粘性，形成凝胶结构，故可以湿－湿法除覆汽车面漆和罩面漆，并可在单一烘炉中同时固化，而不影响面漆的外观和物理性质。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有低膜构造的防护紫外光的湿-湿法底漆本专利技术涉及保护涂漆汽车塑料部件免受因暴露于紫外光(U.V.)而引起的降解效应的底漆组合物。更具体地涉及提供这样一种汽车底漆组合物，它以超低干膜构造提供阻挡紫外光的屏障膜，并可用汽车面漆进行湿-湿涂覆并与其一起固化，而无需单独的底漆固化周期。反应注塑(RIM)聚氨酯，一种热固塑料，近年来被广泛地用作汽车外部部件(如保险杆和其它车体)和内部装饰部件的构造材料。RIM聚氨酯是相当廉价、易于注塑和耐热的材料，其柔韧性和冲击强度均佳，这些性质是汽车外部应用所需要的。但是，RIM因其芳族异氰酸酯含量高而光敏性高，暴露在紫外光下迅速降解、变黄。而且，降解副产物易于迁移到面漆涂饰剂中，损害其美观和保护性能。面漆的发黄、粉化、退色、裂化和脱层是RIM降解的常见结果。为了抑制紫外光透入下面的RIM基质，阻止RIM降解和副产物迁移，过去开发了用于汽车面漆下的保护底漆。现今所用的流行RIM底漆典型地配成可喷涂的高固体含量、溶剂中的组合物，它以聚酯/蜜胺树脂粘合剂、炭黑颜料、紫外光吸收剂和催化剂为基础，配以其它常规的添加剂，如划痕/滑移添加剂、流动控制剂、抗氧化剂等。现今的底漆还必须在RIM聚氨酯上涂成高厚度的干膜，典型地为20-25μ(0.8-1.0密耳)，以提供合适的紫外光保护。但是，从必须应用更多底漆材料、后者又增加了材料成本及挥发物的散发的观点来看，高膜构造是不合需要的。过去，通过在底漆中增加阻挡紫外光的炭黑颜料而以低膜构造来改善紫外光保护作用是不可能的。增加炭黑至上述当前水平(即颜料与粘合剂之比为0.04)的现有努力总是不成功。所得的底漆证明不起作用，因为增加的炭黑量易使粘度增加到不能用标准设备喷涂底漆的水平。为了获得好的外观和粘着力，现有的底漆在施加面漆前还需要一个单独的固化周期，典型地为于250°F单独进行烘焙20-30分钟。而且，底漆涂层在未固化状态一般缺乏保留住面漆的能力，如果它是直接施用于其上时。接着，面漆会易于迁移和沉降到底漆中，从而破坏面漆的外观和物理性质。这阻碍了所谓“湿-湿”涂层技术的使用，该技术中将一种涂层直接涂到另一种未固化的涂层上，然后一步将多层涂层一起固化，两者间无需分开烘焙。-->晚近，湿-湿涂层技术已应用于汽车面漆，其中在固化的底漆层(如颜色底涂层)上先施加第一面漆层，然后用第二面漆(如透明外涂层)进行湿-湿涂覆，最后在单一的面漆烘炉中同时固化。底漆不能参与湿-湿涂层过程，必须在施加面漆前分开烘焙。但是，分开烘焙是不合需要的，因为它们导致较长的生产时间和较大的能量消耗。由于涂RIM聚氨酯部件的费用问题，此前现有的底漆不可能以低膜构造产生防护紫外光作用和湿-湿涂覆面漆。这就使汽车工业采用加工成本和材料成本较低的替代物质，如热塑性烯烃。较理想的是提供能克服上述缺点的底漆组合物，以使RIM聚氨酯基质在汽车上的应用再次引起工业上的注意。所需要的是一种适合于涂覆汽车部件的底漆组合物，如RI聚氨酯基质，它能形成抑制紫外光在明显低的膜构造上渗透以保证长时间的粘着力的紫外光屏障涂层，并防止下面的基质降解和所产生的副产物迁移到面漆中，它还可用湿-湿法施加面漆，在面漆烘炉中同时固化，而不损及面漆外观、粘着力和防护紫外光。因此，本专利技术的一个目的是提供一种底漆组合物，它以明显低于现有底漆的干膜构造来阻挡紫外光渗透到下面的基质，保持长时间的粘着力。本专利技术的另一个目的是提供一种底漆组合物，它防止下面的基质降解和副产物通过底漆迁移到上面的面漆中。本专利技术的还有一个目的是提供可使面漆保持于未固化状态的底漆组合物，以便采用湿-湿技术(其中只需一步固化即可同时将多层涂层固化)将一种或几种底漆(如颜色底层和透明涂层)涂在需要涂覆的基质(如RIM聚氨酯塑料)上。上述和其它的目的通过提供一种底漆组合物而达到，它包括以下物质的成膜性溶剂混合物：具有可交联的官能团(如羟基官能团)的聚酯树脂之类的成膜性树脂、树脂的交联剂(如氨基塑料)、催化剂(如封闭的酸催化剂)、紫外光阻挡颜料(如炭黑颜料)和聚合物微粒凝胶颗粒(如交联的丙烯酸树脂微粒凝胶)。微粒凝胶以胶态大小提供，以赋予底漆触变性，当其直接施用于未固化的即“湿的”底漆上时能提供极好的保留住面漆的作用。炭黑颜料用聚合物分散剂(如以胺为末端的聚酯和有机颜料衍生物助分散剂(如含酸基团(如磺酸基)的酞菁铜衍生物的有机胺或铵盐)进行表面改性。表面改性惊人地增加炭黑负荷量，这可使超常低的干膜构造提供优异的遮盖和紫外光阻挡作用。紫外光吸收剂和任选的位阻胺光稳定剂、抗氧化剂、划痕/滑移剂、流动控制剂、均化剂、防流挂剂等也可包括在内。本专利技术的上述和其它方面可通过提供在基质(如聚氨酯部件)上形成多层涂层-->的湿-湿方法而进一步达到，该方法包括：将具有优异的面漆保留性质的上述特征的触变性底漆组合物施加到基质上；在其上相继进行湿-湿施加颜色底层和透明涂层；以及在单一烘炉中将多层涂层同时热固化，从而消除对单独底漆固化周期的需求及其所伴随的成本。本专利技术的上述和其它方面可通过提供涂布过的基质(如RIM聚氨酯部件)而得到实现，该基质具有多层涂层，将有上述特征的底漆组合物作为最初的涂层施加，然后进行湿-湿法涂覆面漆，所有涂层在单一烘炉中固化。本专利技术的各种目的、特征和优点从下面的描述和所附的权利要求中将会更明了。本专利技术提供可喷涂的、溶剂中的热固性底漆组合物，它特别适合于涂覆对紫外光敏感的基质，如常用于制造汽车外部部件的RIM聚氨酯基质。本专利技术的底漆具有能掺入超常高水平阻挡紫外光的炭黑颜料的能力，而仍保持优异的流动性和喷涂性。这使底漆在很低的干膜厚度即可显示紫外光阻挡作用，后者又明显地降低使用中所需的底漆的量，因此，降低底漆在使用中的挥发物的散发和材料成本。降解产物和其它副产物从下面的基质通过底漆向面漆的迁移也可被防止。本专利技术的底漆组合物在使用时显示优异的触变性质，当在其上直接施用面漆时它就变得能极好地保留住面漆。这又使底漆能用湿-湿法施加面漆而面漆不沉降到未固化的底漆中或与其互相混合，然后以单一烘焙步骤将多层涂层固化。湿-湿涂布法消除了在施加面漆前对单独底漆固化周期的需求，其结果缩短了生产时间，降低了能源消耗，而仍然保留全部所需的物理性质，包括外观、粘着力、耐久性、耐候性、抗冲击和耐溶剂，及紫外光防护。本专利技术的底漆组合物包括一种成膜性树脂组分，它可以是习惯上知道的用于底漆组合物的任何树脂。此处所用的成膜聚合物树脂一般包含多个可交联的官能团。本专利技术中有用的一类合适的树脂包括多官能团聚合物树脂，特别是具有多个可交联羟基即通常称作聚酯多元醇的聚酯树脂。这种聚酯多元醇树脂可用本领域技术人员公知的和常规所用的方法进行制备。例如，可在一种或几种多羟基醇和一种或几种多元羧酸或其酸酐之间进行缩合反应。合适的多羟基醇包括(但不限于)乙二醇、丙二醇、丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、四甘醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇、己三醇、环己烷二甲醇、亚丁基-亚乙基丙二醇、苯乙烯和烯丙醇的低聚物，及三羟甲基丙烷与环氧乙烷或环氧丙烷的缩合产物等。-->合适的多元羧酸包括(但不限于)丁二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、马来酸、富马酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
底漆组合物，包含如下物质的成膜溶剂混合物：ａ）具有可交联的官能团的成膜聚合物树脂；ｂ）所述树脂用的交联剂；ｃ）催化剂；ｄ）阻挡紫外光的颜料；和ｅ）聚合物微粒凝胶颗粒。

【技术特征摘要】
US 1997-7-25 08/9007001．底漆组合物，包含如下物质的成膜溶剂混合物：a)具有可交联的官能团的成膜聚合物树脂；b)所述树脂用的交联剂；c)催化剂；d)阻挡紫外光的颜料；和e)聚合物微粒凝胶颗粒。2．如权利要求1所述的底漆，其中：所述聚合物微粒凝胶颗粒的颗粒大小约为20-500nm。3．如权利要求1所述的底漆，其中：所述聚合物微粒凝胶颗粒为交联的丙烯酸树脂颗粒。4．如权利要求1所述的底漆，其中：所述阻挡紫外光的颜料为炭黑颜料。5．如权利要求4所述的底漆，其中：所述炭黑颜料是以聚合物分散剂进行表面改性过的。6．如权利要求5所述的底漆，其中：所述聚合物分散剂为以胺为末端的聚酯。7．如权利要求5所述的底漆，其中：所述炭黑颜料是用有机颜料衍生物助分散剂与所述聚合物分散剂一起进行表面改性过的。8．如权利要求7所述的底漆，其中：所述聚合物分散剂为以胺为末端的聚酯，所述助分散剂为酞菁铜衍生物。9．如权利要求8所述的底漆，其中：所述助分散剂为有机胺或酞菁铜酸性衍生物的铵盐。10．如权利要求9所述的底漆，其中：所述助分散剂为磺化酞菁铜的脂肪胺盐。11．底漆组合物，包含如下物质的成膜溶剂混合物：a)成膜羟基官能团聚合物树脂；b)所述树脂用的交联剂；c)催化剂；d)表面改性的炭黑颜料，其中所述颜料以如下物质的混合物进行过表面改性：    d1)聚合物分散剂，和  d2)有机颜料衍生物助分散剂；及e)聚合物微粒凝胶颗粒。12．如权利要求11所述的底漆，其中：所述成膜树脂是具有众多羟基官能团的聚酯树脂。13．如权利要求12所述的底漆，其中：所述交联剂是氨基塑料树脂。14．如权利要求13所述的底漆，其中：所述催化剂是封端的酸催化剂。15．如权利要求14所述的底漆，其中：所述聚合物微粒凝胶颗粒是交联的丙烯酸系树脂颗粒。16．如权利要求15所述的底漆，其中：所述聚合物分散剂是以胺为末端的聚酯。17．如权利要求16所述的底漆，其中：所述助分散剂为有机胺或酞菁铜酸性衍生物的铵盐。18．如权利要求11所述的底漆，其中还进一步包括：f)紫外光吸收剂、位阻胺光稳定剂和抗氧化剂中的至少一种。19．如权利要求11所述的底漆，...

【专利技术属性】
技术研发人员：ML杰克逊，FA斯塔布斯，JM梅克茨，DT史密斯，
申请(专利权)人：蜜蜂化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]