水性底涂層組合物及其在底涂層/透明面涂層多層涂層的制備中的用圖
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及包括羥基官能的氨酯化聚酯八甲基）丙烯醛基共聚物混合粘合 劑(hydroxy1-functional urethanized polyester/(meth)acryl copolymer hybrid binder)的水性底涂層組合物。本發(fā)明還涉及該水性底涂層組合物在底涂層/透明面涂層 多層涂層的底涂層的制備中的用途。
【背景技術】
[0002] 具有賦予顏色和/或特效的底涂層/提供外保護并賦予光澤的透明面涂層的這種 類型的多層涂層是汽車涂料領域中的現(xiàn)有技術，其包括車輛和車輛部件的汽車修補涂層以 及汽車OEM(原始設備制造）涂層。施加來自環(huán)境友好的水性底涂層組合物的所述多層涂 層的底涂層也是現(xiàn)有技術。
[0003] 仍需要開發(fā)具有提高的穩(wěn)定性的水性底涂層組合物。對于水性效果底涂層組合物 特別如此，尤其是水性金屬底涂層組合物。具有不穩(wěn)定性趨勢的水性底涂層組合物通常隨 著時間會顯示出不適宜的色偏（color shift)，尤其是在通常在循環(huán)管線中運輸?shù)乃設EM 底涂層組合物的情況中。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明涉及一種水性底涂層組合物，其能夠用于制備底涂層/透明面涂層多層涂 層的底涂層。
[0005] 本發(fā)明的水性底涂層組合物具有由60wt %至IOOwt % (重量百分比）的粘合劑 固形物和Owt %至40wt %的交聯(lián)劑固形物組成的樹脂固形物，該粘合劑固形物由Iwt % 至40wt%的氨醋化聚醋/(甲基）丙稀醛基共聚物混合粘合劑（urethanized polyester/ (meth) acryl copolymer hybrid binder)和 60wt%至 99wt% 的一種或多種其他粘合劑組 成，在各種情況中各wt%的總和等于100wt%，其中氨酯化聚酯八甲基）丙烯醛基共聚物 混合粘合劑具有30mg ΚΟΗ/g至200mg ΚΟΗ/g的羥基數(shù)和8mg ΚΟΗ/g至50mg ΚΟΗ/g的羧基 數(shù)。該氨酯化聚酯八甲基）丙烯醛基共聚物混合粘合劑能夠通過可自由基共聚的烯不飽和 單體在氨醋化聚醋（urethanized polyester)的水分散體存在下進行自由基共聚而得到， 其中該烯不飽和單體包括（甲基）丙烯醛基化合物（在分子中具有一個或多個（甲基）丙 稀酰基團（(meth)acryloyl)的化合物），該氨醋化聚醋的水分散體是由具有50mg ΚΟΗ/g至 200mg ΚΟΗ/g的羧基數(shù)的聚氨酯樹脂和具有70mg ΚΟΗ/g至300mg ΚΟΗ/g的羥基數(shù)的聚酯多 元醇制備的酯化產物。
[0006] 與具有不包括lwt%至40wt%的氨酯化聚酯八甲基）丙烯醛基共聚物混合粘合 劑的粘合劑固形物的類似的水性底涂層組合物相比，已經發(fā)現(xiàn)本發(fā)明水性底涂層組合物具 有改善的穩(wěn)定性。
【具體實施方式】
[0007] 此處使用了術語"（甲基）丙烯醛基";其應當表示丙烯醛基和/或甲基丙烯醛基。
[0008] 在說明書和權利要求中，對本發(fā)明的水性底涂層組合物的"固形物"、"樹脂固形 物"、"粘合劑固形物"和"交聯(lián)劑固形物"之間進行了區(qū)分。術語"固形物"表示非揮發(fā)性組 分。例如，賦予顏色和/或效果的水性底涂層組合物的固形物是由其樹脂固形物加上顏料 加上可選存在的填料（增量劑）加上可選存在的非揮發(fā)性添加物形成的。樹脂固形物表示 粘合劑固形物加上如果存在的交聯(lián)劑固形物。粘合劑固形物表示一種或多種粘合劑的固形 物份額（solid contribution)。交聯(lián)劑固形物表示一種或多種交聯(lián)劑的固形物份額。含揮 發(fā)性物質的涂料組合物或涂料中間體（例如粘合劑溶液或粘合劑分散體）的固形物能夠依 照 DIN EN ISO 3251 (60 分鐘 150°C )測定。
[0009] 本發(fā)明的水性底涂層組合物的固形物包括任何下述非揮發(fā)性的組分，其包括樹脂 固形物和提供固形物份額的任何其他組分，例如顏料和如果存在的填料和非揮發(fā)性添加 物。
[0010] 本發(fā)明的水性底涂層組合物具有例如在IOwt %至50wt %的范圍內的固形物含 量。
[0011] 本發(fā)明的水性底涂層組合物包括水、一種或多種顏料和樹脂固形物。其可以進一 步包括以下可選的組分：一種或多種填料、一種或多種有機溶劑和一種或多種常規(guī)添加物。 該水性底涂層組合物具有例如〇. 05 :1至2. 5 :1的顏料：樹脂固形物重量比。
[0012] 本發(fā)明的水性底涂層組合物的樹脂固形物含量可以在例如10wt%至40wt%的范 圍內，其中各wt %是基于該水性底涂層組合物的總重量計的。該水性底涂層組合物的樹脂 固形物組成是60wt%至100wt%的粘合劑固形物加上Owt%至40wt%的交聯(lián)劑固形物，其 中各wt%的總和等于100wt%。在該水性底涂層組合物中可以包含的顏料糊樹脂（pigment paste resin)計作粘合劑。該水性底涂層組合物的粘合劑固形物由lwt%至40wt%的氨 醋化聚醋/(甲基）丙稀醛基共聚物混合粘合劑和60wt %至99wt %的一種或多種其他粘合 劑組成，其中各wt%的總和等于100wt%。在優(yōu)選實施方案中，該粘合劑固形物由5wt%至 25wt%的氨醋化聚醋/(甲基）丙稀醛基共聚物混合粘合劑和75wt%至95wt%的一種或多 種其他粘合劑組成，其中該wt%的總和等于100wt%。
[0013] 該氨醋化聚醋/(甲基）丙稀醛基共聚物混合粘合劑具有30mg ΚΟΗ/g至200mg K0H/g (優(yōu)選 40mg K0H/g 至 150mg K0H/g)的羥基數(shù)和 8mgK0H/g 至 50mg K0H/g (優(yōu)選 IOmg K0H/g至40mg K0H/g)的羧基數(shù)。其重均摩爾質量可以為例如5000至10000。
[0014] 此處使用了術語"重均摩爾質量"。其將表示由凝膠滲透色譜法（GPC ;二乙烯基苯 交聯(lián)的聚苯乙烯作為固定相，四氫呋喃作為液相，聚苯乙烯標準樣）測得的重均摩爾質量。
[0015] 如上所述，該氨酯化聚酯八甲基）丙烯醛基共聚物混合粘合劑能夠通過包括（甲 基）丙烯醛基化合物的可自由基共聚的烯不飽和單體在酯化產物的水分散體存在下進行 自由基共聚而得到，其中該酯化產物是由具有50mg ΚΟΗ/g至200mg ΚΟΗ/g的羧基數(shù)的聚氨 醋樹脂和具有7〇mg ΚΟΗ/g至300mg ΚΟΗ/g的羥基數(shù)的聚醋多元醇制備的。
[0016] 該氨酯化聚酯八甲基）丙烯醛基共聚物混合粘合劑包括氨酯化聚酯部分和（甲 基）丙烯醛基共聚物部分。該氨酯化聚酯部分可以占該氨酯化聚酯八甲基）丙烯醛基共 聚物混合粘合劑的例如25wt%至45wt%，而（甲基）丙稀醛基共聚物部分占剩余的wt%。 (甲基）丙烯醛基共聚物部分和氨酯化聚酯部分在該氨酯化聚酯八甲基）丙烯醛基共聚物 混合粘合劑中的重量比是由烯不飽和單體的總重量與氨酯化聚酯的總重量的比例形成的， 其中該烯不飽和單體為在前述自由基共聚反應中所用的烯不飽和單體，該氨酯化聚酯是氨 酯化聚酯的水分散體內的氨酯化聚酯，在其存在下該烯不飽和單體發(fā)生共聚。
[0017] 該氨酯化聚酯八甲基）丙烯醛基共聚物混合粘合劑的氨酯化聚酯部分是酯化產 物形式的氨酯化聚酯，該酯化產物由具有50mg KOH/g至200mg KOH/g的羧基數(shù)的聚氨酯樹 脂和具有7〇mg KOH/g至300mg KOH/g的羥基數(shù)的聚醋多元醇制備。該聚氨醋樹脂可以具 有例如3000至9000的重均摩爾質量，該聚酯多元醇可以具有例如Omg KOH/g至30mg KOH/ g的羧基數(shù)和例如2000至4000的重均摩爾質量。
[0018] 如本領域技術人員已知的那樣，具有50mg KOH/g至200mg KOH/g的羧基數(shù)的聚氨 酯樹脂能夠通過多異氰酸酯與羥基羧酸和可選的多元醇以異氰酸酯基和羥基的化學計量 比反應而制備。
[0019] 優(yōu)選具有相當于50mg KOH/g至200mg KOH/g的羧基數(shù)的端部羧基的線性聚氨醋 樹脂；特別優(yōu)選具有相當于50mg KOH/g至200mg KOH/g的總羧基數(shù)的端部和側部羧基的線 性聚氨酯樹脂。這種類型的聚氨酯樹脂能夠通過二異氰酸酯與單羥基羧酸和二醇或與單羥 基羧酸和二羥基羧酸和可選（盡管較不優(yōu)選）的二醇反應而制備。這種加成反應能夠在存 在或不存在對異氰酸酯基呈惰性的有機溶劑（混合物）的情況下進行。通常，該加成反應 是在60 °C至100 °C范圍內的溫度進行的。
[0020] 可以用于制備羧基官能的聚氨酯樹脂的多異氰酸酯的示例包括具有相當于例如 IOwt%至50wt%的游離異氰酸酯含量的兩個或兩個以上游離異氰酸酯基團的多異氰酸酯。
[0021] 適合的多異氰酸酯的示例包括：二異氰酸酯，例如亞苯基、亞甲苯基、亞二甲苯基、 亞萘基或二苯