Способ получения композиции покрытия на основе растворителя
Изобретение относится к способу получения композиции покрытия на основе растворителя и его применения для повторной отделки автомобилей. Способ получения композиции покрытия на основе растворителя включает смешение А) по меньшей мере, одной тонирующей основы, содержащей акриловый полиол, целлюлозную смолу, сложный полиэфирполиол и пигмент, В) по меньшей мере, одной связующей основы, содержащей, по меньшей мере, одну смолу, совместимую со смолами, указанными в тонирующей основе А), и С) по меньшей мере, одной разбавляющей основы, содержащей растворитель и свободной от смол и пигментов. Способ обновления автомобиля включает получение композиции для основного покрытия и использование, таким образом, полученной композиции для основного покрытия. Способ обновления автомобиля включает получение композиции для внутреннего покрытия и использование, таким образом, полученной композиции. Изобретение позволяет избежать таких недостатков, как недостаточная кроющая способность, высокая чувствительность для помутнения и потеря яркости или цвета. Композиция покрытия обеспечивает очень гибкое пятно нанесения. 3 н. и 9 з.п. ф-лы.
Данное изобретение относится к способу получения композиции покрытия на основе растворителей и к ее применению для повторной отделки автомобилей.
DE-A-2924632 раскрывает композицию для основного покрытия на основе растворителя, содержащую:
A) тонирующий состав, содержащий эффективный пигмент, акриловую смолу, сложный полиэфир и сложный эфир целлюлозы,
B) тонирующий состав, содержащий твердый цветной пигмент и акриловый полиол, не совместимый со смолами в тонирующем составе А, и
C) третий компонент, содержащий сложный эфир целлюлозы и акриловую смолу.
ЕР-А-0794237 раскрывает композицию для покрытия, содержащую:
A) металлическую основу и основу для подцветки,
B) бустер металлической основы, содержащий алкидную смолу в качестве пленкообразующего полимерного материала,
C) разбавитель, представляющий собой смесь растворителей с добавлением или без реакционноспособных разбавителей и
D) отвердитель, такой как полиизоцианат.
Другие пленкообразующие полимерные материалы включают акриловые производные и сложные полиэфиры.
JP-A-98-46067 раскрывает композицию для покрытия, содержащую:
A) тонирующий состав, содержащий акриловую смолу, алкидную смолу, целлюлозную смолу и пигмент, и
B) разбавляющую основу, содержащую смесь растворителей.
Патент США 4532177 раскрывает композицию для основного покрытия, содержащую пленкообразующую смолу, выбранную, среди прочего, из сложного полиэфира и акрилового материала, смешанную с материалом на основе сложного эфира целлюлозы и пигментом.
Данное изобретение относится к способу получения композиции покрытия на основе растворителя, включающему смешение
A) по меньшей мере, одной тонирующей основы, содержащей акриловый полиол, целлюлозную смолу, сложный полиэфирполиол и пигмент,
B) по меньшей мере, одной связующей основы, содержащей, по меньшей мере, одну смолу, совместимую со смолами, указанными в тонирующей основе А), и
C) по меньшей мере, одной разбавляющей основы без смол и пигментов.
Обнаружено, что композиция покрытия, полученная по способу данного изобретения, не имеет таких недостатков, как недостаточная кроющая способность, высокая чувствительность к помутнению и потере яркости или цвета. Такие недостатки часто встречаются в композициях для основного покрытия. Более того, композиция покрытия, полученная способом по данному изобретению, обеспечивает очень гибкое пятно нанесения. Подбором смол, добавок и/или наполнителей для использования в связующей основе (В) могут быть модифицированы применение и свойства композиции для покрытия по данному изобретению. Например, из композиции для покрытия по данному изобретению может быть получено внутреннее покрытие с превосходными свойствами, такими как степень блеска и стойкость к царапанию.
Совместимую смолу, которую используют в связующей основе (В), предпочтительно выбирают из акрилового полиола, целлюлозной смолы, сложного полиэфирполиола, полиуретанполиола, виниловой смолы, полиизоцианата и/или их смесей.
Предпочтительно, также то, что тонирующая основа (А) и связующая основа (В) вместе содержат следующие смолы:
10-40 мас.% на основе твердых веществ целлюлозной смолы,
25-60 мас.% на основе твердых веществ акрилового полиола,
15-45 мас.% на основе твердых веществ сложного полиэфирполиола и
0-20 мас.% на основе твердых веществ совместимой смолы,
сумма мас.%, указанных для смол, всегда составляет 100 мас.%.
Предпочтительно, смолы поделены между тонирующей основой (А) и связующей основой (В) так, что тонирующая основа (А) содержит, по меньшей мере, 25 мас.% на основе твердых веществ смол, и связующая основа (В) содержит самое большее 75 мас.% на основе твердых веществ смол. Более предпочтительно, тонирующая основа (А) содержит, по меньшей мере, 25-95 мас.% на основе твердых веществ смол, и связующая основа (В) содержит 5-75 мас.% на основе твердых веществ смол. Наиболее предпочтительно, тонирующая основа (А) содержит 50-90 мас.% на основе твердых веществ смол, и связующая основа (В) содержит 10-50 мас.% на основе твердых веществ смол.
В предпочтительном варианте и тонирующая основа (А), и связующая основа (В) содержат один и тот же тип смол. Альтернативно, и тонирующая основа (А), и связующая основа (В) могут содержать одни и те же смолы. В более предпочтительном варианте смолы в тонирующей основе (А) и связующей основе (В) используют в одном и том же соотношении. Таким образом может быть получена основная композиция для покрытия с превосходными кроющими свойствами.
Альтернативно, при использовании различных смол в связующей основе (В) могут быть получены композиции для покрытия, имеющие различные свойства. Присутствие целлюлозной смолы в связующей основе (В) обеспечивает композиция для основного покрытия по данному изобретению с быстрым временем сушки. Такое основное покрытие затем может быть преимущественно использовано для отслоения или декоративной отделки.
Присутствие сложного полиэфирполиола в связующей основе (В) будет иметь результатом более медлительную, однако значительно более гибкую композицию для основного покрытия пластмассовых поверхностей.
Возможно также обеспечить связующую основу (В), содержащую добавки, такие как воск, и наполнители, такие как коллоидальный диоксид кремния, чтобы обеспечить композицию для покрытия со слабым глянцем для использования в качестве композиции для внутреннего покрытия. Однако для применения для основного покрытия, предпочтительно, чтобы связующая основа (В) не содержала пигмента.
Присутствие полиола в тонирующей основе (А) и/или в связующей основе (В) обеспечивает возможность химической сшивки композиции для покрытия. Например, полиол может быть сшит изоцианатным отвердителем, результатом чего является простая система 2К для дверных стыков и внутреннего (под капотом) применения. К тому же, основная композиция для покрытия может содержать сшивающую основу (D). Предпочтительно, сшивающая основа (D) содержит изоцианатный отвердитель.
Примеры смол, применяемых в композиции для покрытия по данному изобретению, пояснены ниже.
Акриловый полиол может быть получен из гидроксифункциональных акриловых мономеров, таких как гидроксиэтил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат, гидроксибутил(мет)акрилат, других акриловых мономеров, таких как (мет)акриловая кислота, метил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат, необязательно в сочетании с виниловым производным, таким как стирол, и тому подобного или из их смесей, термины (мет)акрилат и (мет)акриловая кислота относятся и к метакрилату, и к акрилату, а также к метакриловой кислоте и акриловой кислоте, соответственно. Полиакрилат получают обычными способами, например, медленным добавлением подходящих мономеров к раствору подходящего инициатора полимеризации, такого как азо- или пероксиинициатор. Предпочтительно, акриловый полиол получают из гидроксипропилметакрилата, метилметакрилата, бутилметакрилата, изобутилметакрилата, стирола и/или метакриловой кислоты.
Акриловоый полиол может иметь гидроксильное число между 25 и 300 мг КОН/г твердой смолы, предпочтительно, между 45 и 250 мг КОН/г твердой смолы. Среднечисленная молекулярная масса полимера может быть ниже, чем 25000, как измерено гельпроникающей хроматографией с использованием в качестве стандарта полистирола или полипропиленгликоля. Степень молекулярной дисперсности, т.е. отношение Mw к Mn, предпочтительно, в пределах от 1,1 до 10, особенно предпочтителен диапазон от 1,5 до 5. Кислотное число полимера может быть между 0 и 50 мг КОН/г твердой смолы. Температура стеклования может быть выше 10°С, предпочтительно, между 25 и 85°С.
Целлюлозные смолы являются соединениями целлюлозы, этерифицированными, по меньшей мере, одной монокарбоновой кислотой. Примеры подходящих монокарбоновых кислот включают монокарбоновые кислоты, содержащие от 2 до 5 атомов углерода, такие как уксусная кислота, пропионовая кислота и масляная кислота. Конечно, возможно также применение целлюлозных смол, имеющих различные карбоксильные кислотные группы, или физических смесей различных сложных эфиров целлюлозы. Целлюлозные смолы, обычно используемые на практике, как правило, содержат также небольшое количество гидроксила, например, несколько процентов по массе. Предпочтительно применение ацетобутирата целлюлозы. Коммерческие продукты включают САВ 381-0,1, САВ 381-20, САВ 551-0,2 и САВ 553-0,4 от Eastman Kodak и их смеси.
Сложный полиэфирполиол обычно является разветвленным сложным полиэфирполиолом. Более предпочтительно, разветвленный сложный полиэфирполиол является продуктом реакции
(а) по меньшей мере, одной циклоалифатической и/или ароматической поликарбоновой кислоты или их производных,
(b) по меньшей мере, одного С3-12-триола и
(с) необязательно одного или нескольких одноатомных спиртов, полиолов, ароматических поликарбоновых кислот, акриловых алифатических поликарбоновых кислот, монокарбоновых кислот или сложных глицидиловых эфиров монокарбоновой кислоты.
Особенно подходящие сложные полиэфирполиолы для пленкообразующих смол и композиций для покрытия по данному изобретению имеют молекулярную массу (Mn) в пределах от 500 до 5000, предпочтительно, от 750 до 4000, как определено гельпроникающей хроматографией с использованием в качестве стандарта полистирола или полипропиленгликоля. Степень молекулярной дисперсности, т.е. отношение Mw к Mn, предпочтительно, в пределах от 1,1 до 10, особенно предпочтителен диапазон от 1,5 до 6. Кислотное число сложного полиэфирполиола, предпочтительно, ниже 30, наиболее предпочтительно, ниже 20. Подходящие гидроксильные числа находятся в пределах от 50 до 300 мг КОН/г твердой смолы, предпочтительно, от 75 до 250 мг КОН/г твердой смолы. Температура стеклования может быть ниже 25°С, предпочтительно, между 15 и -50°С.
Сложные полиэфирполиолы получают с использованием обычных технологий. Реагенты и молярные отношения реагентов выбирают таким образом, что они обеспечивают продукт реакции, имеющий некоторое количество остаточных гидроксильных групп. Обычно сложные полиэфирполиолы получают загрузкой карбоксильных или гидроксильных компонентов в подходящий сосуд для полимеризации и нагреванием реакционной смеси в инертной атмосфере до 150-260°С с удалением воды конденсации. Реакция может быть проведена в присутствии катализатора этерификации и считается завершенной, когда достигнуты желательные гидроксильное и кислотное числа.
Сложные полиэфирполиолы, предпочтительно, имеют разветвленную структуру. Разветвленные сложные полиэфиры обычно получают путем конденсации поликарбоновых кислот или их реакционноспособных производных, таких как соответствующие ангидриды или низшие алкиловые сложные эфиры, с многоатомными спиртами, когда, по меньшей мере, один из реагентов имеет функциональность, по меньшей мере, 3.
Сложные полиэфирполиолы могут содержать достаточно большое количество циклических групп, чтобы обеспечить покрытия значительной твердости. Предпочтительно, эти циклические группы принадлежат поликарбоксильным компонентам и обеспечиваются циклоалифатическими и/или ароматическими поликарбоновыми кислотами или их реакционноспособными производными. Чтобы придать достаточную твердость, молярное отношение ациклических алифатических поликарбоновых кислот ко всем поликарбоновым кислотам, предпочтительно, менее чем 0,3:1, более предпочтительно, менее чем 0,1:1. Кроме того, молярное отношение циклоалифатических поликарбоновых кислот ко всем поликарбоновым кислотам обычно находится в диапазоне от 0,3:1 до 1:1, более предпочтительно, от 0,45:1 до 1:1.
Примерами подходящих циклоалифатических поликарбоновых кислот или их реакционноспособных производных являются тетрагидрофталевая кислота, тетрагидрофталевый ангидрид, гексагидрофталевая кислота, гексагидрофталевый ангидрид, метилгексагидрофталевая кислота, метилгексагидрофталевый ангидрид, диметилциклогександикарбоксилат, 1,4-циклогександикарбоновая кислота, 1,3-циклогександикарбоновая кислота и их смеси. Предпочтительны гексагидрофталевый ангидрид и 1,4-циклогександикарбоновая кислота.
Примерами ароматических поликарбоновых кислот и их реакционноспособных производных являются фталевая кислота, фталевый ангидрид, изофталевая кислота, терефталевая кислота, 5-трет-бутил-изофталевая кислота, тримеллитовый ангидрид и их смеси.
Примерами ациклических алифатических поликарбоновых кислот и их реакционноспособных промежуточных соединений являются малеиновая кислота, малеиновый ангидрид, фумаровая кислота, янтарная кислота, янтарный ангидрид, додеценилянтарный ангидрид, диметилсукцинат, глутаровая кислота, адипиновая кислота, диметиладипинат, азелаиновая кислота и их смеси. Предпочтительна адипиновая кислота. Необязательно, вплоть до 20 мас.% ациклической алифатической поликарбоновой кислоты используют для получения сложного полиэфирполиола.
Вплоть до 40 мас.% монокарбоновых кислот на основе всех мономеров используют для получения сложного полиэфирполиола, предпочтительно, С4-С18-монокарбоновые кислоты, предпочтительно, также используют наряду с другими реагентами для получения сложного полиэфирполиола. Более предпочтительно, используют от 5 до 30 мас.% монокарбоновых кислот.
Примеры С4-С18-монокарбоновых кислот включают пивалиновую кислоту, гексановую кислоту, октановую кислоту, нонановую кислоту, 2-этилгексановую кислоту, изононановую кислоту, декановую кислоту, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, изостеариновую кислоту, стеариновую кислоту, гидроксистеариновую кисоту, бензойную кислоту, 4-трет-бутилбензойную кислоту и их смеси.
Один или несколько многоатомных спиртовых реагентов, используемых для получения сложного полиэфира, могут быть циклическими или ациклическими или их смесью. Предпочтительными многоатомными спиртами являются триолы. Они могут быть использованы как единственный спиртовой компонент, но подходящие сложные полиэфиры могут быть также получены из смесей триолов или из смесей одного или нескольких триолов с другими ОН-содержащими композициями, такими как одноатомные спирты, диолы, тетраолы и их смеси. Предпочтительно, от 5 до 40 мас.% триола используют для получения сложного полиэфирполиола.
Подходящими триолами являются С3-12-триолы. Примерами триолов являются триметилолпропан, триметилолэтан, глицерин и 1,2,6-гексантриол. Предпочтительны триметилолпропан и триметилолэтан.
Подходящими диолами являются С2-С15-диолы. Примерами диолов являются этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 2-метилпропан-1,3-диол, неопентилгликоль, 2-бутил-2-этил-1,3-пропандиол, циклогексан-1,4-диметилол, сложный моноэфир неопентилгликоля и гидроксипивалиновой кислоты, гидрогенизированный бисфенол А, 1,5-пентандиол, 3-метилпентандиол, 1,6-гександиол, 2,2,4-триметилпентан-1,3-диол и диметилолпропионовая кислота. Предпочтительны неопентилгликоль, 1,6-гександиол, 2-бутил-2-этил-1,3-пропандиол, циклогександиметилол, диметилолпропионовая кислота и сложный моноэфир неопентилгликоля и гидроксипивалиновой кислоты. Вплоть до 50 мас.% диола может быть использовано при получении сложного полиэфирполиола.
Подходящими тетраолами являются С4-12-тетраолы. Примерами тетраолов являются пентаэритрит и дитриметилолпропан. Вплоть до 20 мас.% тетраола может быть использовано при получении сложного полиэфирполиола.
Подходящими одноатомными спиртами являются, например, С6-С18-одноатомные спирты. Конкретными примерами являются циклогексанол, 2-этилгексанол, стеариловый спирт и 4-трет-бутилциклогексанол. Вплоть до 20 мас.% одноатомного спирта может быть использовано при получении сложного полиэфирполиола.
Для получения сложного полиэфира может быть также использовано сочетание триола и монокарбоновой кислоты в виде заранее полученных глицидиловых сложных эфиров С9-С11-монокарбоновых кислот, например, глицидиловых сложных эфиров разветвленных С5-С15-монокарбоновых кислот, коммерчески доступных как Cardura E10 от Shell. Дополнительно или в качестве варианта сложный полиэфирполиол может содержать некоторое количество групп димочевины, предпочтительно, от около 1 до 10 мас.%.
Примеры полиуретанполиола включают продукт реакции от 2- до 5-функционального полиизоцианата и многоатомного спирта, имеющего, по меньшей мере, 2 гидроксильные группы, или продукт реакции полиамина и циклического карбоната. Реагенты и молярные отношения реагентов выбирают таким образом, что они обеспечивают продукт реакции, имеющий некоторое количество остаточных гидроксильных групп. Циклические группы в полиуретанполиоле могут быть ароматическими, циклоалифатическими, гетероциклическими или их смесями. Циклические группы могут присутствовать в многоатомном спиртовом реагенте (реагентах) и/или в изоцианатном реагенте (реагентах) полиуретана.
От 2- до 5-функциональным полиизоцианатом, предпочтительно, является изофорондиизоцианат, тетраметилксилолдиизоцианат, метиленбис(4-циклогексилизоцианат), норборнандиизоцианат, изоциануратный тример изофорондиизоцианата, продукт реакции 3 моль м-тетраметилксилолдиизоцианата с 1 моль триметилолпропана, продукт реакции 3 моль толуолдиизоцианата с 1 моль триметилолпропана, толуолдиизоцианат, изоцианурат гексаметилендиизоцианурата, уретдион изофорондиизоцианата, уретдион гексаметилендиизоцианата, аллофанат гексаметилендиизоцианата и их смеси. Особенно предпочтительны изоциануратный тример изофорондиизоцианата, метиленбис(4-циклогексилизоцианат) и продукт реакции 3 моль м-тетраметилксилолдиизоцианата с 1 моль триметилолпропана. Предпочтительно, от 20 до 80 мас.% полиизоцианата используют при получении полиуретанполиола, более предпочтительно, от 30 до 70 мас.%.
Многоатомный спирт, предпочтительно, выбирают из группы диолов и триолов.
Диол, предпочтительно, выбирают из группы этиленгликоля, 1,2-пропандиола, 1,3-пропандиола, 1,3-бутандиола, 2-метил-1,3-пропандиола, 2-этил-2-бутил-1,3-пропандиола, 2,2,4-триметил-1,3-пентандиола, 2-этил-1,3-гександиола, неопентилгликоля, циклогександиметанола, гидрогенизированного бисфенола А и их смесей. Также предпочтительными диолами являются низкомолекулярные (Mn<500) продукты реакции конденсации дикарбоновых кислот и мономерных диолов, например, как полученные из 1 моль гексагидрофталевого ангидрида и 2 моль 2-бутил-2-этил-1,3-пропандиола. Используют вплоть до 70 мас.% диола, предпочтительно, от 20 до 65 мас.%.
Триолами, предпочтительными для применения в качестве многоатомного спирта, являются глицерин, триметилолпропан, триметилолэтан и их смеси. Может быть использовано вплоть до 25 мас.% триола, предпочтительно, от 1 до 20 мас.%.
Необязательно, может быть использовано при получении полиуретанполиола вплоть до 30 мас.% дополнительного реагента (реагентов), таких как С1-С18-одноатомные спирты, причем молярное отношение одноатомного спирта к компоненту диола и/или триола менее чем 2, соединения С2-С25-первичного или вторичного моноамина, необязательно, замещенные гидроксильной группой, причем молярное отношение моноамина к диолу и/или триолу ниже, чем 2, и соединения С2-С25-диамина, содержащие первичные и/или вторичные аминогруппы, причем молярное отношение диамина к диолу и/или триолу ниже, чем 2.
Подходящими одноатомными спиртами являются, например, метанол, этанол, бутанол, 2-этилгексанол, циклогексанол, бензиловый спирт, стеариловый спирт и их смеси.
Подходящими моноаминами являются, например, бутиламин, дибутиламин, изопропаноламин, N-метилэтаноламин, бензиламин и их смеси.
Подходящими диаминами являются, например, изофорондиамин, циклогександиамин, пропилендиамин, пиперазин, аминоэтилпиперазин и их смеси.
Для получения полиуретанполиола отношение гидроксильных групп и, необязательно, аминогрупп к изоцианатным группам находится в пределах от 1,2 до 3.
Предпочтительно, когда среднечисленная молекулярная масса (Mn) полиуретанполиола менее чем 5000, наиболее предпочтительны полиуретанполиолы, имеющие Mn менее чем 3000, как определено гельпроникающей хроматографией с использованием в качестве стандарта полистирола или полипропиленгликоля. Степень молекулярной дисперсности, т.е. отношение Mw к Mn, предпочтительно, в пределах от 1,1 до 5, особенно предпочтителен диапазон от 1,1 до 3. Предпочтительно, полиуретанполиолы имеют гидроксильное число ниже 350 мг КОН/г твердой смолы, более предпочтительно, в пределах от 50 до 350 мг КОН/г твердой смолы, еще более предпочтительно, в пределах от 50 до 250 мг КОН/г твердой смолы.
Синтез полиуретанполиолов по изобретению, предпочтительно, проводят при температуре 125°С или ниже, наиболее предпочтительно, в пределах от 15°С до 100°С. Компоненты могут взаимодействовать, необязательно, в присутствии полиуретанового катализатора, например, оловоорганических соединений, таких как дилаурат дибутилолова, или третичного амина, такого как триэтилендиамин.
Примеры виниловых смол включают сополимеры винилхлорида и винилацетата. Предпочтительно, сополимер содержит от 5 до 50% винилацетата. Эти сополимеры получают, используя технологию полимеризации в растворе или суспензии. Необязательно, виниловые смолы могут иметь гидрокси или кислотные группы. Например, гидрокси или кислотные группы могут быть введены в сополимеры винилхлорида и винилацетата частичным гидролизом винилацетата или сополимеризацией с малеиновым ангидридом и гидроксифункциональными (мет)акриловыми мономерами, соответственно, как известно в промышленности. Коммерческие виниловые смолы включают Vinylite (от Union Carbide), Vilit (от Hels), Vinnol (от Wacker) и Solvic (от Solvay). Предпочтительно, виниловые смолы от Union Carbide используют в композиции для покрытия по данному изобретению. Примером такой смолы является UCAR® раствор винила VYNC-P, полученный из винилхлорида, винилацетата и гидроксиалкилакрилата.
Виниловая смола может иметь гидроксильное число между 10 и 100 мг КОН/г твердой смолы, предпочтительно, между 20 и 50 мг КОН/г твердой смолы. Среднечисленная молекулярная масса полимера ниже, чем 30000, как измерено гельпроникающей хроматографией с использованием в качестве стандарта полистирола или полипропиленгликоля, предпочтительно, ниже, чем 25000. Степень молекулярной дисперсности, т.е. отношение Mw к Mn, предпочтительно, в пределах от 1,1 до 5. Температура стеклования выше 10°С, предпочтительно, между 25 и 75°С.
Примеры полиизоцианатов включают указанные выше при описании получения полиуретанполиола. Предпочтительные полиизоцианаты включают изоцианурат и биурет гександиизоцианата.
Применимые пигменты могут иметь кислотный, нейтральный или основный характер. Необязательно, пигменты могут быть предварительно обработаны для модификации свойств. Примеры подходящих пигментов включают металлические пигменты, такие как алюминий и нержавеющая сталь; перламутровые пигменты, такие как слюда, покрытая оксидом металла, таким как оксид железа и/или диоксид титана; неорганические пигменты, такие как диоксид титана, оксид железа, углерод, диоксид кремния, каолин, тальк, сульфат бария, силикат свинца, хромат стронция и оксид хрома, и органические пигменты, такие как фталоцианиновые пигменты.
Содержание твердых веществ в композиции для покрытия, предпочтительно, находится в пределах 5-50 мас.%, более предпочтительно, 10-40 мас.%.
Композиция для покрытия по изобретению может быть нанесена на субстрат любым желательным способом, таким как покрытие валиком, напыление, нанесение кистью, нанесение опрыскиванием, покрытие струйным обливом, окунанием, электростатическим напылением или электрофорезом, предпочтительно, покрытие напылением.
Подходящие субстраты могут быть изготовлены из древесины, металла и синтетического материала. Отверждение может быть проведено при температуре окружающей среды или, необязательно, при повышенной температуре, чтобы снизить время отверждения. Необязательно, композиция для покрытия может быть подвергнута горячей сушке при более высоких температурах в пределах, например, от 60 до 160°С в печи для отверждения в течение периода от 10 до 60 минут.
Композиции, полученные способом по настоящему изобретению, являются особенно подходящими в производстве покрытых металлических субстратов, например, в ремонтной индустрии, в частности, в мастерской для ремонта автомобилей и транспортных средств, и в отделке больших транспортных средств, таких как поезда, грузовики, автобусы и аэропланы. Композиции по данному изобретению могут быть также использованы для первоначальной окончательной отделки автомобилей.
Композиция для покрытия по данному изобретению может быть также использована в качестве основного покрытия в так называемой системе основное покрытие/непигментированное покрытие. Непигментированным покрытием, используемым в системе основное покрытие/непигментированное покрытие, может быть, например, прозрачный лак горячей сушки обычного состава полиакрилат/меламин. Непигментированным покрытием может также быть двухкомпонентный состав на основе сложного полиэфира или полиакрилата/полиизоцианата. Непигментированное покрытие может быть нанесено на еще сырое основное покрытие. Необязательно, основное покрытие может быть частично отверждено перед нанесением непигментированного покрытия. А также основное покрытие может быть полностью отверждено перед нанесением непигментированного покрытия.
Альтернативно, композиция для покрытия по данному изобретению может быть использована в качестве внутреннего покрытия. В этом конкретном варианте композиция для покрытия может быть нанесена поверх существующих и новых внутренних деталей автомобиля. Субстраты включают пластмассовые детали, изготовленные из акрилонитрил-бутадиен-стирольного сополимера (ABS), изготовленные реакционным литьевым формованием (RIM), поликарбоната и полиолефина. Нет необходимости покрывать внутреннее покрытие непигментированным покрытием.
Изобретение далее будет описано на следующих примерах, которые не должны рассматриваться как ограничивающие объем данного изобретения каким-либо образом.
Примеры
Если не установлено иначе, свойства композиций для покрытия и полученных в результате пленок измеряют следующим образом.
Вязкость измеряют в DIN воронке номер 4 в соответствии с DIN 53221-1987. Вязкость дана в секундах.
Производят визуальную оценку крапчатости, ячеек Benard и ЕНО (выдерживания эмали) по шкале от 1 до 10 (1 = очень плохо, 10 = превосходно).
В свеженанесенном сохнущем покрытии пигментные частицы могут быть перенесены избирательно по направлению к поверхности потоками сушки. Если потоки сушки неравномерны, сухое покрытие будет обнаруживать расслаивание. В металлизированных покрытиях эффекты расслаивания могут дезориентировать анизотропные алюминиевые чешуйчатые пигменты. Для получаемого в результате визуального эффекта, который может быть чрезвычайно сильным при сравнении с нормальными эффектами расслаивания, используют термин крапчатость (мраморность).
Если потоки сушки неравномерны, сухое покрытие может также становиться организованным в ячейки Benard. Помимо того, что общий цвет поверхности отличается от цвета в массе, картины ячеек Benard или другие эффекты неравномерной сушки будут видны как локальные цветовые различия.
Выдерживание эмали (ЕНО) определяют как общий внешний вид. Внешний вид каждого образца оценивается по шкале от 1 до 10 (1 = очень плохо, 10 = превосходно) комиссией, по меньшей мере, из 3 человек. При определении учитывают блеск, сморщивание, текучесть и ясность/отчетливость изображения. Среднее число будет давать ЕНО.
Адгезия между покрытиями - это адгезия между основным покрытием и непигментированным покрытием. Адгезию испытывают, используя так называемый тест стаскивания, где куттером Olfa® делают срез под 45°, после чего клейкую ленту стандартного типа приклеивают на краску и осторожно стаскивают снова. Величины 1-10 представляют шкалу для оценки адгезии в пределах от очень слабой адгезии (1) до превосходной адгезии (10).
Адгезию измеряют в соответствии со стандартом ISO 2409 (1992). В покрытии, которое должно быть испытано, вырезают прямоугольную решетчатую картину, достигающую субстрата. После резки отделенные частицы удаляют щеткой или стаскиванием клейкой лентой. Площадь отделения покрытия оценивают по визуальной шкале 0-10.
Производят отсчет длинноволновых и коротковолновых показаний, используя волновой сканирующий аппарат (Byk).
Блеск измеряют в соответствии с ISO 2813:1994 (угол 60°). Блеск выражают в GU.
Гибкость измеряют в соответствии с GM 9503 P.
Химическую стойкость покрытия определяют по числу двойных шагов прибора для испытания на истирание (1 двойной шаг - это 1 движение туда и обратно), необходимых для того, чтобы протереть покрытие насквозь до субстрата. Число двойных шагов регистрируют. Если число двойных шагов превышает 100, его записывают как 100+.
Ускоренное испытание атмосферостойкости проводят в везерометре Xenon-Arc в соответствии с ISO 11341 (1994).
В примерах используют следующие соединения.
Содержащий гидроксигруппы полиакрилат А со следующим мономерным составом: 14,6 мас.% гидроксипропилметакрилата, 37 мас.% метилметакрилата, 47 мас.% бутилметакрилата и 1,4 мас.% метакриловой кислоты. Mw=15000; Mn=5000 (ГПХ с полистиролом в качестве стандарта); гидроксильное число = 57 мг КОН/г твердой смолы, кислотное число = 10 мг КОН/г твердой смолы, Тст.=40°С и содержание твердых веществ = 51 мас.% в бутаноле/ксилоле.
Содержащий гидроксигруппы сложный полиэфир В со следующим мономерным составом: 10 мас.% 3,5,5-триметилгексановой кислоты, 49 мас.% гексагидрофталевого ангидрида, 22 мас.% неопентилгликоля и 19 мас.% триметилолпропана. Mn=1700 (ГПХ с полистиролом в качестве стандарта); гидроксильное число = 105 мг КОН/г твердой смолы, кислотное число = 10 мг КОН/г твердой смолы, Тст.=9°С и содержание твердых веществ = 75 мас.% в бутилацетате/ксилоле.
Содержащий гидроксигруппы сложный полиэфир С со следующим мономерным составом: 9 мас.% триметилолпропана, 6 мас.% фталевого ангидрида, 12 мас.% адипиновой кислоты, 32 мас.% изофталевого ангидрида и 40 мас.% 1,6-гександиола. Mn=1000 (ГПХ с полистиролом в качестве стандарта); гидроксильное число = 150 мг КОН/г твердой смолы, кислотное число = 1,5 мг КОН/г твердой смолы, Тст.=-25°С и содержание твердых веществ = 80 мас.% в бутилацетате/ксилоле.
Содержащий гидроксигруппы сложный полиэфир D со следующим мономерным составом: 5 мас.% триметилолпропана, 22,9 мас.% 1,4-циклогексилдикарбоновой кислоты, 29,3 мас.% адипиновой кислоты и 42,8 мас.% 1,6-гександиола. Mn=1411 (ГПХ с полистиролом в качестве стандарта); гидроксильное число = 110 мг КОН/г твердой смолы, кислотное число = 7,2 мг КОН/г твердой смолы и содержание твердых веществ = 80 мас.% в бутилацетате.
Содержащий гидроксигруппы полиакрилат Е со следующим мономерным составом: 14,6 мас.% гидроксипропилметакрилата, 37 мас.% метилметакрилата, 32 мас.% изобутилметакрилата, 15 мас.% стирола и 1,4 мас.% метакриловой кислоты. Mw=61000; Mn=21000 (ГПХ с полистиролом в качестве стандарта); гидроксильное число = 57 мг КОН/г твердой смолы, кислотное число = 10 мг КОН/г твердой смолы, Тст.=83°С и содержание твердых веществ = 40 мас.% в бутилацетате/ксилоле.
Setal 90173, сложный полиэфирполиол от Akzo Nobel Resins.
Раствор САВ состоит из 20 частей САВ 381-01 и 5 частей САВ 381-20 от Eastman Kodak.
UCAR® раствор виниловой смолы VYNC-P от Union Carbide, 40% в изопропилацетате.
Desmodur® N75, биурет гександиизоцианата от Bayer.
Syloid 169, коллоидальный диоксид кремния от WR Grace.
Воск МРР-635F от Micro Powders Inc.
Fascat 4202 - 10% раствор DBTL в ксилоле от Air Products.
Irgazin DPP Red BO - ярко-красный пигмент от Ciba-Geigy.
Heliogen Blue L7101 F - синий пигмент от BASF AG.
Sparkle Silver E5000AR - металлический пигмент от Silberline Ltd.
Iriodin 9215 - перламутровый пигмент от Merck.
Пример 1 и сравнительный пример А
Готовят два состава для основного покрытия с синим и металлическим пигментом. Отношение синего пигмента, Heliogen Blue L7101 F, к металлическому пигменту, Sparkle Silver E5000AR, равно 0,3. Пигменты добавляют к смоляному составу тонирующей основы А. Отношение пигмент/смола равно 0,27. Испытывают следующие сочетания смол (мас.% на твердую смолу).
| Состав смол тонирующей основы А | ||
| Сравн. пр.А | Пр.1 | |
| САВ 381-0,1 | 19,6 | 14,0 |
| САВ 381-20 | 8,4 | 6,0 |
| Полиакрилатполиол А | 52,0 | 36,0 |
| Сложный полиэфирполиол В | - | 24,0 |
| Состав смол связующей основы В | ||
| Сравн. пр.А | Пр.1 | |
| САВ 381-0,1 | 4,9 | 3,5 |
| САВ 381-20 | 2,1 | 1,5 |
| Полиакрилатполиол А | 13,0 | 9,0 |
| Сложный полиэфирполиол В | - | 6,0 |
Тонирующую и связующую основы А и В смешивают 1:1. Затем составы для основного покрытия доводят до вязкости 18" DinC4 добавлением разбавляющей основы С, содержащей обычные растворители.
Две панели, предварительно обработанные Autocryl 3110 от Akzo Nobel Coatings BV (версия влажное-на-влажное), подвергают обработке песком и напыляют на них указанные выше основные покрытия. Непигментированное покрытие напыляют влажное-на-влажное на основные покрытия, полученные из Autoclear MS 2000: отвердитель MS 30: 1,2,3 Slow от Akzo Nobel Coatings BV в соотношении 100:50:10. Покрытые панели сушат в течение 24 часов при температуре окружающей среды и затем выдерживают в течение ночи при 60°С. Свойства полученного покрытия указаны ниже.
| Крапчатость | Ячейки Benard | ЕНО | Адгезия между покрытиями | Длинные волны | Короткие волны | |
| Пр.1 | 10 | 6 | 8 | 10 | 6,0 | 22,3 |
| Сравн.пр.А | 9 | 7 | 6 | 7 | 3,6 | 16,6 |
Как можно видеть из приведенных выше результатов, композиция для основного покрытия требует тонирующей основы А, содержащей акриловый полиол, целлюлозную смолу и сложный полиэфирполиол.
Примеры 2-4 и сравнительный пример В
| Тонирующая основа А | |||
| Пр.2 | Пр.3 | Пр.4 | |
| Компонент | Металлический | Перламутровый | Твердый |
| Sparkle Silver E5000AR | 11 | - | - |
| Iriodin 9215 | - | 7 | - |
| Irgazin DPP Red BTR | - | - | 8,2 |
| Раствор САВ (21%) | 25,7 | 26,4 | 19,7 |
| Полиакрилатполиол А (51%) | 18,5 | 19,0 | 14,6 |
| Сложный полиэфирполиол В | 4,2 | 4,3 | 4,0 |
| Сложный полиэфирполиол С | 4,0 | 4,1 | 3,8 |
| Обычные добавки/растворители | 36,6 | 39,2 | 49,7 |
Связующая основа В
| Раствор CAB (21%) | 22,9 |
| Полиакрилатполиол А | 16,4 |
| Сложный полиэфирполиол В | 3,8 |
| Сложный полиэфирполиол С | 3,6 |
| Обычные добавки/растворители | 53,3 |
Композицию для основного покрытия получают смешиванием тонирующей основы А и связующей основы В в соотношении по массе 77:23. После этого смесь А и В смешивают с разбавляющей основой С, содержащей обычные растворители, в соотношении по объему 2:1.
Композиции для основного покрытия напыляют на панели дверей автомобиля, предварительно обработанные Autocryl Filler 3110 от Akzo Nobel Coatings BV, и непигментированное покрытие напыляют влажное-на-влажное на основные покрытия, полученные из Autoclear MS 2000: отвердитель MS 30: 1,2,3 Slow от Akzo Nobel Coatings BV в соотношении 100:50:10. Покрытые панели сушат в течение 30 минут при 60°С. Для сравнения пример 2 повторяют за исключением того, что используют коммерческое основное покрытие на основе растворителя, Autobase от Akzo Nobel Coatings BV, в подобном металлическом цвете (сравнительный пример В). Результаты оценки покрытий приведены ниже. Все свойства оценивают по визуальной шкале 0-10.
| Пример | Кроющая способность | Распыляемость | Гладкость | Блеск | Мутность | Цвет |
| В | 7 | 8 | 7 | 7 | 7 | 5 |
| 2 | 9 | 8 | 8 | 8 | 8 | 7 |
| 3 | 9 | 8 | 8 | 8 | 8 | 7 |
| 4 | 9 | 8 | 8 | 8 | - | 7 |
Как можно видеть из приведенных выше результатов, композиция для покрытия по данному изобретению обеспечивает основное покрытие с превосходными свойствами, такими как кроющая способность и гладкость, и контроль металлического внешнего вида для металлических и перламутровых покрытий (примеры 2 и 3).
Примеры 5-9
Белая тонирующая основа А
| Компонент | |
| Диоксид титана | 23,2 |
| Раствор CAB (21%) | 21,2 |
| Полиакрилатполиол А | 15,5 |
| Сложный полиэфирполиол В | 4,3 |
| Сложный полиэфирполиол С | 4,1 |
| Обычные добавки/растворители | 31,7 |
Связующие основы В
| Компонент | Матовый | Блестящий |
| UCAR (40%) | 6,4 | 5,1 |
| Desmodur N75 | 3,8 | 4,4 |
| Сложный полиэфирполиол D | 16,0 | 20,5 |
| Воск | 10,9 | 4,4 |
| Коллоидальный диоксид кремния | 7,8 | 3,1 |
| Обычные добавки/растворители | 55,1 | 62,5 |
Композицию для внутреннего покрытия получают смешиванием тонирующей основы А и связующей основы В в соотношении по массе 66:33. После этого смесь А и В смешивают с разбавляющей основой С, содержащей обычные растворители, в соотношении по объему 2:1. Для промежуточных степеней блеска связующие В смешивают между собой в соотношениях по массе 75:25, 50:50 и 25:75.
На две пластмассовые панели (ABS) напыляют указанные выше композиции для внутреннего покрытия. Покрытые панели сушат в течение 24 часов при температуре окружающей среды. Свойства внутренних покрытий приведены ниже.
Как можно видеть из результатов, композиция для покрытия по данному изобретению обеспечивает очень гибкое пятно нанесения, благодаря совместимости используемых смол. Свойства полученных покрытий превосходны.
Примеры 10-14
Примеры 5-9 повторяют, за исключением того, что в дополнение к тонирующей, связующей и разбавляющей основам А, В и С добавляют сшивающую основу D в количестве 10 мас.% от общего состава А, В и С. Сшивающая основа содержит 65 мас.% изоцианурата гександиизоцианата. Свойства внутренних покрытий приведены ниже.
Как можно видеть из результатов, применение сшивающей основы не оказывает негативного влияния на блеск полученного в результате покрытия. Более того, покрытия имеют превосходные свойства, такие как стойкость к резким химикатам и растворителям.
Пример 15
Пример 2 повторяют при условии, что используют следующую связующую основу (В).
| Связующая основа В | |
| САВ 551.02 (21%) | 28,2 |
| Полиакрилатполиол Е (40%) | 18,0 |
| Setal 90173 (51%) | 11,3 |
| Обычные добавки/растворители | 42,5 |
Результаты оценки покрытия приведены ниже. Все свойства оценены по визуальной шкале 0-10.
| Пример | Распыляемость | Внешний вид | Блеск | Адгезия 1 день | Адгезия 7 дней |
| 15 | 8 | 8 | 8 | 10 | 10 |
1. Способ получения композиции покрытия на основе растворителя, включающий смешение
A) по меньшей мере, одной тонирующей основы, содержащей акриловый полиол, целлюлозную смолу, сложный полиэфирполиол и пигмент,
B) по меньшей мере, одной связующей основы, содержащей, по меньшей мере, одну смолу, совместимую со смолами, указанными в тонирующей основе А), и
C) по меньшей мере, одной разбавляющей основы, содержащей растворитель и свободной от смол и пигментов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что совместимая смола в связующей основе (В) выбрана из акрилового полиола, целлюлозной смолы, сложного полиэфирполиола, полиуретанполиола, виниловой смолы, полиизоцианата и/или их смесей.
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что тонирующая основа (А) содержит, по меньшей мере, 25 мас.% на основе твердых веществ смол и связующая основа (В) содержит самое большее 75 мас.% на основе твердых веществ смол.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что тонирующая основа (А) и связующая основа (В) вместе содержат следующие смолы:
10-40 мас.% на основе твердых веществ целлюлозной смолы,
25-60 мас.% на основе твердых веществ акрилового полиола,
15-45 мас.% на основе твердых веществ сложного полиэфирполиола и
0-20 мас.% на основе твердых веществ совместимой смолы, сумма мас.%, указанных для смол, всегда составляет 100 мас.%.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что связующая основа (В) содержит такой же тип смол, как тонирующая основа (А).
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что связующая основа (В) содержит такие же смолы, как тонирующая основа (А).
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно содержит стадию смешения сшивающей основы (D) с тонирующей основой (А), связующей основой (В) и разбавляющей основой (С).
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что сшивающая основа (D) содержит изоцианатный отвердитель.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что полученная композиция для основного покрытия является композицией для основного покрытия для использования в системе основное покрытие/непигментированное покрытие.
10. Способ по любому из предшествующих пп.1-8, отличающийся тем, что полученная композиция для покрытия является композицией для покрытия внутренних деталей автомобиля.
11. Способ обновления автомобиля, включающий получение композиции для основного покрытия по способу п.9 и использование таким образом полученной композиции для основного покрытия.
12. Способ обновления автомобиля, включающий получение композиции для внутреннего покрытия по способу п.10 и использование таким образом полученной композиции.
