專利名稱：涂層工藝和用于該涂層工藝的組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在基質(zhì)上形成防護涂層的組合物和使用該組合物的工藝。
背景技術：
在歷史上，用于基質(zhì)上的涂層既能保護基質(zhì)又能夠改進基質(zhì)的性質(zhì)。例如，且不局限于以下實例，開發(fā)的涂層能在各種環(huán)境條件下保護基質(zhì)和能在基質(zhì)與其它物品接觸時保護基質(zhì)。而且，開發(fā)的涂層能夠改進基質(zhì)的性質(zhì)，如耐用性、強度、耐環(huán)境性能和諸如此類性質(zhì)。
在汽車工業(yè)中，涂層可用于保護機動車輛的各種部件。例如，涂層可用于防止車輛部件由于腐蝕、磨損、撞擊、化學物品、紫外線、熱循環(huán)處理或諸如此類因素而導致的裝飾損壞(例如，降解、劃痕、撞損)。同時，這種涂層是防止裝飾損壞的適宜方法，并且使用的適宜的組合物是相對容易處理的，且特別是應具有相對低的揮發(fā)排放。因此，根據(jù)本發(fā)明的組合物可形成具有改進防護能力的涂層，容易處理且具有相對低的揮發(fā)排放。
發(fā)明概述本發(fā)明的組合物和涂覆基質(zhì)的工藝能夠滿足上述需要和其它需求。這種工藝包括基質(zhì)與組合物接觸，該組合物包括的異氰酸酯的用量最多為組合物含量的75體積％，異氰酸酯中脂肪族的異氰酸酯的含量至少75重量％，該組合物包括的胺的用量最多為組合物含量的75體積％。
附圖簡要描述

圖1為應用本發(fā)明組合物在基質(zhì)上形成防護涂層的工藝和設備。
優(yōu)選的
具體實施例方式
的詳細描述本發(fā)明提供了在基質(zhì)上形成防護涂層的工藝和組合物。在優(yōu)選的實施方式中，這種組合物可在機動車輛的一個或多個部件的基質(zhì)上形成一層防護涂層。在非常優(yōu)選的實施方式中，這種組合物可在輕型貨車的表面形成防護涂層，并因此而形成的輕型貨車襯底。
這種組合物優(yōu)選地包括至少兩個組分1)異氰酸酯組分；和2)胺組分。
組合物中異氰酸酯組分可包括單一異氰酸酯或者兩種或更多種不同異氰酸酯的混合物。在根據(jù)本發(fā)明的組合物中，異氰酸酯的含量可最多為75體積％，和更優(yōu)選的是在30體積％到70體積％。甚至更優(yōu)選的在根據(jù)本發(fā)明的組合物中的異氰酸酯的含量是40體積％到60體積％，最優(yōu)選的是45體積％到55體積％。
根據(jù)本發(fā)明的組合物中優(yōu)選的異氰酸酯可為單異氰酸酯、二異氰酸酯、聚異氰酸酯或是它們的組合。包括在上述異氰酸酯的定義的化合物是異氰酸酯本身，或任選地其中含有活性氫組分的二聚物、三聚物、預聚物或準預聚物(例如，用多元醇、胺末端多醚化合物制得，或其它方法制得)。
典型的單異氰酸酯包括，但不局限于，異佛爾酮單異氰酸酯、3，5-二甲基苯基異氰酸酯、對甲苯磺?；鶈萎惽杷狨?。
代表的二異氰酸酯實施例包括，但不局限于，4，4′-二異氰氧基二苯基甲烷、對亞苯基二異氰酸酯、1，3-雙(異氰氧基甲基)-環(huán)己烷、1，4-二異氰氧基環(huán)己烷、1，5-萘基二異氰酸酯、3，3′-二甲基-4，4′-二苯基二異氰酸酯、4，4′-二異氰氧基二環(huán)己基甲烷，和2，4-甲苯基二異氰酸酯，或它們的混合物。更優(yōu)選的實施例包括4，4′-二異氰氧基二環(huán)己基甲烷和4，4′-二異氰氧基二苯基甲烷，4，4′-二異氰氧基二苯基甲烷。其他可能的異氰酸酯包括，但不局限于，三異氰酸酯如甲苯基-2，4，6，-三異氰酸酯和氰酸酯如4，4′-二甲基二苯基甲基-2，2′，5′，5′-四異氰酸酯和各種聚亞甲基聚苯基聚異氰酸酯。
根據(jù)本發(fā)明的異氰酸酯可以是芳香族的或脂肪族的(例如環(huán)脂肪族的)。然而，優(yōu)選的是異氰酸酯組合物的主要成分為脂肪族的。在優(yōu)選的具體實施方式
中，異氰酸酯中的脂肪族的含量至少為75重量％，更優(yōu)選的脂肪族的含量是至少90重量％，甚至更優(yōu)選的脂肪族的含量是至少99重量％。
在一個
具體實施例方式
中，優(yōu)選的異氰酸酯含有NCO當量重量至少為130，更優(yōu)選的是至少160，和最優(yōu)選的是至少200；且優(yōu)選的是不大于500，更優(yōu)選的是不大于400，和最優(yōu)選的是不大于300。而且，適宜的異氰酸酯具有相對低的殘留單體水平，也就是指優(yōu)選的小于1重量％，更優(yōu)選的是小于0.2重量％和最優(yōu)選是小于0.05重量％。這種低的殘留單體水平有助于在處理這種未反應組合物或應用這種組合物時實現(xiàn)低的揮發(fā)排放。
在高度優(yōu)選的具體實施方式
中，異氰酸酯包括液態(tài)的脂肪族的異氰酸酯低聚物或預聚物，基于二環(huán)己基甲烷4，4′-二異氰酸酯(H12MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、四甲基-1，3，-亞二甲苯基二異氰酸酯(TMXDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)或是它們的混合物。
一種高度優(yōu)選的異氰酸酯是六甲基二異氰酸酯(HDI)的二聚物、三聚物或縮二脲或它們的準預聚物。這種組合物的一個例子是DESMODUR XP-7100，其可商業(yè)上購自美國賓西法尼亞州匹茲堡的拜耳(Bayer)公司。
胺存在于本發(fā)明組合物中以用于與組合物中異氰酸酯組分反應，且優(yōu)選的是形成脲鏈接。本發(fā)明所指的“胺組分”，是指含有胺功能團的組分，如分子、化合物、低聚物、聚合物、或含有胺末端或活性氫為胺上的氫的此類組分。胺的用量為任何適宜的用量以能夠形成目的量的脲。例如，根據(jù)本發(fā)明組合物中的胺的用量最多為75體積％，和更優(yōu)選的是30體積％到70體積％。甚至更優(yōu)選的，根據(jù)本發(fā)明組合物中的胺的用量是40體積％到60體積％，甚至更優(yōu)選的是45體積％到55體積％。
根據(jù)本發(fā)明的組合物中的適宜的胺可以是伯、仲、叔胺或它們的組合物。這種胺可以是單胺、二胺、三胺或它們的混合物。這種胺可以是芳香族的或脂肪族的(例如，環(huán)脂肪族的)，但優(yōu)選的是脂肪族的。這種胺優(yōu)選的是具有相對低粘度的液體(例如，在25℃下粘度低于100mPa·s)。特別優(yōu)選的組合物的樹脂是主要基于仲胺的或伯胺和仲胺的混合物。例如，如果使用的是伯胺和仲胺的混合物，優(yōu)選伯胺的用量是50體積份，仲胺的用量是100體積份。雖然其它胺也能使用，樹脂中所用伯胺優(yōu)選的分子量高于200(例如，為降低揮發(fā)度)，和樹脂中所用仲胺優(yōu)選的分子量至少190(例如，大約210-230)。
在優(yōu)選的具體實施方式
中，胺為一種樹脂，該樹脂包括至少一種仲胺的用量為20體積％到100體積％，優(yōu)選的是40體積％到80體積％，和更優(yōu)選的是50體積％到70體積％。適宜的仲胺包括由單官能丙烯酸酯或異丁烯酸酯功能團改變的脂肪族聚胺。例如這種脂肪族聚胺包括，但不局限于，乙胺、同分異構的丙胺、丁胺、戊胺、己胺、環(huán)己胺、乙二胺、1，2-二胺基丙烷、1，4-二胺基丁烷、1，3-二胺基戊烷、1，6-二胺基己烷、2-甲基-1，5-戊烷、2，5-二胺基-2，5-二甲基己烷、2，2，4-和/或2，2，4-三甲基-1，6-二胺基己烷、1，11-二胺基十一烷、1，12-二胺基十二烷、1，3-和/或1，4-環(huán)己烷基二胺、1-胺基-3，3，5-三甲基-5-甲胺基環(huán)己烷、2，4-和/或2，6-六氫.二苯乙烯二胺、2，4′-和/或4，4′-二胺基-二環(huán)己烷和3，3′-二烷基-4，4′-二胺基-二環(huán)己烷(例如3，3-二甲基-4，4’-二胺-二環(huán)己烷和3，3′-二乙基-4，4′-二胺基-二環(huán)己烷)，2，4-和/或2，6-二胺基甲苯和2，4-和/或4，4′-二胺基二苯基甲烷，或它們的混合物。
一個特別優(yōu)選的胺的實例包括一種脂肪族胺，如具有高位阻的環(huán)脂肪族聚胺，也就是任選地由正丁基修飾。一種這類的胺可商業(yè)購自萬國油品公司(UOP)，其牌號商標為CLEARLINKTM。另一個特別優(yōu)選的胺的實例是丙烯酸修飾的伯胺。
在另一個高度優(yōu)選的具體實施方式
中，胺由一種具有胺功能團的樹脂提供。更優(yōu)選的，這種胺功能團樹脂具有相對較低的粘度，胺功能團樹脂適用于形成高固化的聚氨酯/聚脲涂層。一種高度優(yōu)選的胺功能團樹脂基本上是無溶劑的。盡管任何種類的樹脂可能適用，優(yōu)選的樹脂是有機酸酯。例如，一種高度優(yōu)選的胺是天冬氨酸酯基胺功能團反應樹脂，也就是指能夠與異氰酸酯相容(例如，一種是無溶劑的，和/或胺功能團與酯功能團的摩爾比率不超過1∶1，這樣就使得在反應中沒有過量的伯胺)，如DESMOPHEN NH 1220，可商業(yè)上購自美國賓西法尼亞州匹茲堡的拜耳(Bayer)公司。當然，其他適宜的含有天冬氨酸酯基團的化合物也可以使用。其它化合物的衍生物如馬來酸、富馬酸酯、脂肪族聚胺和同類的化合物。
這些化合物可利用任何適宜的公開技術進行制備。作為實施例，但不局限于實施例，這類主題描述于專利US 5,126,170、5,236,741或上述兩個專利，由此作為參考，可以上述兩個專利的實施例作為指導。例如伯單胺或聚胺可與取代的或無取代的馬來酸或富馬酸酯反應。
并不局限于以下實施例，適宜的用于制備天冬氨酸酯的取代或/無取代的馬來酸或富馬酸酯包括二甲基、二乙基和二正丁基馬來酸和富馬酸酯，馬來酸酯和富馬酸酯的混合物，以及相應的在二位、三位或同時二位、三位有甲基取代的馬來酸酯、富馬酸酯，或它們的混合物。
用于制備天冬氨酸酯的適宜的胺的實例包括，并不局限于以下實例，乙胺、同分異構的丙胺、丁胺、戊胺、己胺、環(huán)己胺、乙二胺、1，2-二胺基丙烷、1，4-二胺基丁烷、1，3-二胺基戊烷、1，6-二胺基己烷、2-甲基-1，5-戊烷、2，5-二胺基-2，5-二甲基己烷、2，2，4-和/或2，4，4-三甲基-1，6-二胺基己烷、1，11-二胺基十一烷、1，12-二胺基十二烷、1，3-和/或1，4-環(huán)己烷基二胺、1-胺基-3，3，5-三甲基-5-胺甲基環(huán)己烷、2，4-和/或2，6-六氫二苯乙烯二胺、2，4′-和/或4，4′-二胺基-二環(huán)己基甲烷和3，3′-二烷基-4，4′-二胺基-二環(huán)己基甲烷(例如3，3-二甲基-4，4’-二胺-二環(huán)己基甲烷和3，3′-二乙基-4，4′-二胺基-二環(huán)己基甲烷)，2，4-和/或2，6-二胺基甲苯和2，4′-和/或4，4′-二胺基二苯基甲烷，或它們的混合物。
一種聚天冬酸酯的實例是二乙基馬來酸酯和1，5-二胺基-2-甲基戊烷的衍生物，它們能夠商業(yè)購自美國賓西法尼亞州匹茲堡的拜耳(Bayer)公司，商標名位Desmophen NH1220。
另一類優(yōu)選的聚天冬酸酯是化學結構如R-(CH2-NH2)n的二烷基馬來酸酯或富馬酸酯和環(huán)脂肪族聚胺的衍生物，其中n＞＝2，R代表在100℃或100℃以下的溫度下與異氰酸酯不起化學作用的有機基團，且其含有至少一個環(huán)脂肪族基團。例如，但不局限于，為1，3-或1，4-雙-胺甲基環(huán)己烷，或它們的混合。
這種胺樹脂組分也可以包括高分子量伯胺，如聚氧化亞烷基胺，其含量為0到50％，優(yōu)選的是10％到40％，和更優(yōu)選的是20％到30％。這種聚氧化亞烷基胺含有兩個或兩個以上伯胺基團鏈接于主鏈上，如環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷、或它們的混合物。這種胺的實例包括那些來自Huntsman公司的牌號為JEFFAMINETM的胺，優(yōu)選的分子量范圍為200到7500，例如，但不局限于，JEFFAMINES D-230，D-400，D-2000，T-403和T-5000。
其它適宜的組分，如適用于本發(fā)明的異氰酸酯、胺或胺功能團樹脂，包括那些公開于專利US 5,236,741；5,243,012；6,013,755；和6,180,745，上述專利可以作為所有方面的參照。
應該認識到本發(fā)明的組合物可以通過濃縮或稀釋進行使用，按照胺與異氰酸酯的比例采用上述相應的體積百分含量。因此，例如，在一個具體實施方式
中，胺與異氰酸酯所用量的比例為為1∶10到10∶1體積份，更優(yōu)選的是1∶3到3∶1體積份，和仍然更優(yōu)選的是1∶1體積份。例如，一種高度優(yōu)選的胺與異氰酸酯的比例為1.3∶1體積份。
除了胺和異氰酸酯之外，組合物可包括一種或多種添加的功能組分用作催化劑、穩(wěn)定劑、顏料、阻燃劑或其它性能或性質(zhì)的改性劑。如下所述的，優(yōu)選的是任一此類添加劑作為胺基樹脂的一部分時要優(yōu)于它們與異氰酸酯樹脂相結合時的情形。然而，可以預見組合物中的各種組分與異氰酸酯的結合要優(yōu)先于其它組分之間的結合。
在一個高度優(yōu)選的具體實施方式
中，本發(fā)明組合物可不使用催化劑。然而，在某些實施方式中，根據(jù)預期目的在組合物中可能使用一種或更多種技術公開的催化劑。實例包括傳統(tǒng)的聚氨酯催化劑，如有機金屬的催化劑(例如，錫類化合物)。
一種或多種穩(wěn)定劑可用于這種組合物。優(yōu)選的，這種樹脂包括紫外(UV)光吸收劑和可見光吸收劑，用以在陽光下防止這種組合物形成的涂層降解。在樹脂中的光吸收劑優(yōu)選的用量是大約0重量％到大約10重量％，更優(yōu)選的是大約1重量％到大約7重量％，和甚至更優(yōu)選的是大約2重量％到大約4重量％。
典型的光穩(wěn)定劑包括，但局限于，受阻酚、芳香胺、有機亞磷酸酯、硫酯和諸如此類的物質(zhì)。在一個高度優(yōu)選的具體實施方式
中，這種樹脂包括含有2重量％的受阻胺光穩(wěn)定劑如TINUVIN 292，可商業(yè)購自Ciba Specialty Chemicals和含有1重量％的UV穩(wěn)定劑如TINUVIN1130，也可商業(yè)購自Ciba Specialty Chemicals。
這種組合物也可優(yōu)選的包括熱穩(wěn)定劑，用以幫助這種組合物形成的涂層在熱循環(huán)過程中防止降解。在樹脂中的熱穩(wěn)定劑優(yōu)選的用量是大約0重量％到大約10重量％，更優(yōu)選的是大約0.33重量％到大約2重量％，和甚至更優(yōu)選的是大約0.66重量％到大約1.33重量％。
典型的光穩(wěn)定劑劑包括，局限于以下實例，受阻酚、芳香胺、有機亞磷酸酯、硫酯和諸如此類的物質(zhì)。組合物中的熱穩(wěn)定劑優(yōu)選的是抗氧化劑。一種高度優(yōu)選的抗氧化劑是酚類抗氧化劑，如十八烷基3，5-二(叔)-丁基-4-羥基苯基丙酸酯，銷售商標名為IRGANOX 1076，可商業(yè)購自Ciba Specialty Chemicals。
一種或多種阻燃劑也可以用于這種組合物。這種樹脂中的阻燃劑的用量優(yōu)選的是大約0重量％到大約10重量％，更優(yōu)選的是大約1重量％到大約7重量％，和甚至更優(yōu)選的用量是大約2重量％到大約4重量％。
典型的阻燃劑包括，但局限于，粉末或熱解氧化硅、片狀硅酸鹽、氫氧化鋁、溴化阻燃劑、三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2，3-二溴丙基)磷酸酯、三(1，3-二氯丙基)磷酸酯、磷酸二銨、各種鹵代芳香族化合物、氧化銻、三水合氧化鋁、聚氯乙烯，和諸如此類物質(zhì)，以及它們的組合。
此外，一種或多種顏料也可以用于這種組合物。這種樹脂中的顏料的用量優(yōu)選的是大約0到大約20重量％，更優(yōu)選的是大約3重量％到大約15重量％，和甚至更優(yōu)選的用量是大約6重量％到大約8重量％。在一個高度優(yōu)選的具體實施方式
中，這種樹脂包括二氧化鈦顏料如TRONOX 6001，可商業(yè)選自Kerr-McGee Corporation。
這種樹脂也可包括控制靜電的組分，如大約2重量％到5重量％的導電炭黑，KETJENBLACK EC-300J，可商業(yè)購自KetijenblackInternaltional Corporation，該公司是有Ferro-Plast與Akzo NobelChemical合資的公司。一種高度優(yōu)選的靜電控制劑是金屬鹽，如鉀鹽(例如，六氟磷酸鉀)，其在這種樹脂的用量約為0.4重量％。在一個高度優(yōu)選的具體實施方式
中，將鉀鹽溶于含有銨功能團的丙二醇，然后將其在樹脂中混合。
為防止未固化的組合物涂層的下垂，例如，一個豎直表面，這種組合物也可包括觸變劑(增稠劑)，其用量是約0到10％，優(yōu)選的是約1％到8％，和更優(yōu)選的是約2％到4％。這種增稠劑也可有助于防止顏料和其它固體在存儲、運輸和應用時從液體化合物中分相。觸變劑的實施例包括，但局限于，熱解氧化硅，如CAB-O-SIL TS-720和CAB-O-SIL PTG，可商業(yè)購自Cabot Corp.，膨潤土或諸如此類物質(zhì)。這種試劑可為液體或固體，或它們的組合。
這種組合物也可包括其它添加劑如填料或甚至纖維增強(例如，為了形成組合物)。
根據(jù)不同的組合和應用目的的防護涂層，不同的組合物成分可以組合并應用于基質(zhì)。優(yōu)選地，在組合物應用于基質(zhì)之前，異氰酸酯與胺應在一個短時間段(例如，優(yōu)選的是小于約5分鐘，更優(yōu)選的是小于約60秒，和最優(yōu)選的是小于10秒)內(nèi)分離。采用本行業(yè)公開的技術，這種組合物能夠應用于基質(zhì)表面，包括，但不局限于，刷、軋、浸、滴、擠出、幕式淋涂、擦摸、噴涂或諸如此類方法。而且，這種組合物也可以連續(xù)的或間斷的應用于基質(zhì)的表面。
幾乎任一基質(zhì)可以接受這種組合物，并在基質(zhì)上形成涂層。這種組合物可以應用于金屬、塑料、或復合基質(zhì)、木料基質(zhì)或諸如此類物質(zhì)。在優(yōu)選的具體實施方式
中，這種組合物應用于涂覆或未涂覆的金屬部件表面。在高度優(yōu)選的具體實施方式
中，這種組合物應用于機動車輛的漆涂的或已涂層的部件表面(例如，為形成貨車襯底，噴涂地板、側壁、頂部橫梁、車輛后門或其它輕型貨車箱的部件)，并且也可應用于其它地方或作為透明涂層的替代品。根據(jù)所需的涂層紋理，這種組合物可在部分或全部表面形成光滑表面(例如，A級表面光潔度)或毛表面或甚至粗糙表面。
在某些
具體實施例方式
中，在應用本發(fā)明組合物之前，涂覆或未涂覆的基質(zhì)表面可以進行處理。在應用本發(fā)明組合物之前，基質(zhì)的表面可被砂磨、砂光、涂底層或其它處理。例如，可采用適宜的增粘劑或底漆成分將表面涂覆。這種底漆成分的實例可商業(yè)購自Dow化學公司，商標名為BETAGUARDTM67725。這樣的預處理技術是有利于幫助在基質(zhì)表面形成的涂層牢固的粘著于基質(zhì)表面。在一個高度優(yōu)選的具體實施方式
中，基質(zhì)采用等離子預處理，例如，將氧(O2)分子電離化，然后處理基質(zhì)表面。按照這種方法，等離子處理形成了適宜的基團(例如，酮或羥基團)，它們能夠與組合物鍵合，這樣就使得組合物形成的涂層更加牢固的粘著于基質(zhì)表面。當然，也可以根據(jù)需要而使用其它適宜的表面處理。各種可能的表面處理方法參考具體描述于專利US5,298,587；US 5,320,875；US 5,433,786；US 5,494,712；US 5,837,958的方法。
因此，要注意到使用根據(jù)本發(fā)明的涂層組合物，在某些優(yōu)選的具體實施方式
中，將使得在基質(zhì)(例如，金屬(如鋼鐵、鎂、鈦或鋁)，塑料(例如，包括聚氨酯、聚苯乙烯、聚酯、聚烯烴、尼龍、環(huán)氧樹脂、丙烯酸纖維或諸如此類)，陶瓷，復合物、或其它物質(zhì))上形成薄層，可任選地含有底漆或等離子處理而得到的層，也可任選地在基質(zhì)表面上涂覆一層或多層(例如，底涂層、面涂層、透明涂層，如本行業(yè)公開的2-組分聚氨酯或丙烯酸纖維涂覆)，和使用根據(jù)本發(fā)明的涂層組合物。
根據(jù)一個優(yōu)選的方案，并參考圖1，圖中裝置10可用于使異氰酸酯和胺組分結合形成組合物，并應用該組合物于基質(zhì)。如圖所示，裝置10含有一個異氰酸酯的補給器12和胺基樹脂補給器14。裝置10也包括一個計量裝置20，其包括第一個計量容器22，用于預測定異氰酸酯的量，和第二個計量容器24，用以接收預定量的樹脂。每個計量容器22、24與噴嘴30有一流體通道。
在一個應用這種組合物于表面的優(yōu)選的方式中，這個表面預先根據(jù)需要準備好并放置于適宜的應用位置。將異氰酸酯和胺功能團組分輸入適宜的分配器中。優(yōu)選地，這些組分分布測量后進入一個混合腔，在那里它們按照一定的比例直接碰撞混合，然后由分配器釋放成霧狀或細小霧滴。例如，參考圖1，異氰酸酯和胺組分從各自的補給器12、14中由泵輸送到各自的計量容器22、24中。然后，在計量容器22、24中的異氰酸酯和胺組分在壓力下離開容器22、24進入噴嘴30(例如，其可為槍體的一部分)，最后成為噴霧34離開噴嘴30。優(yōu)選的，噴嘴30包括一個內(nèi)空腔或空穴(沒有畫出)，在那里異氰酸酯組分和胺組分混合、霧化或兩者同時進行，以致噴霧34的結果是基本上均勻的組合物。用于壓出噴霧34的壓力優(yōu)選的大于約1000psi和更優(yōu)選的是約1500psi到2000psi。
為將這種組合物應用于基質(zhì)，這種基質(zhì)可相對噴嘴30移動，噴嘴30也可相對基質(zhì)移動，或上述兩種方法的組合，這樣噴霧34能夠?qū)χ|(zhì)將這種組合物層鋪于基質(zhì)上。
要注意到圖1中的應用裝置10可以設計為自動機械裝置。例如，噴嘴30、計量容器22、24或兩個同時安裝于自動機械臂(沒有畫出)，其能夠程序控制移動噴嘴30和它噴出的組合物，這樣基質(zhì)就能夠根據(jù)預定的要求涂層。而且，在機動車輛組裝工廠或其它場所，在貨車組裝或成形的過程中，這種自動機械裝置能夠用于貨車襯底的涂層。有利的是，這種組合物在應用時只排放極微量的空氣傳播的化學物質(zhì)，這樣應用這種組合物的噴涂裝置可以在各種場所使用。
盡管這種組合物可在室溫下使用(例如，環(huán)境溫度20℃)，可以按需在使用前將異氰酸酯、胺或其兩種都加熱不超過90℃，以提高在應用過程中的混合效率、流動和組合物的潤濕性質(zhì)。一旦使用，這種組合物可以在基質(zhì)上固化并形成防護涂層。固化可以在一相當寬的溫度范圍內(nèi)進行。一般而言，較好的固化是在室溫下進行，而不需要額外的熱量。但是，為降低或升高固化溫度冷卻或加熱措施也可以使用。
在優(yōu)選的具體實施方式
中，組合物的固化速率至少可以部分地化學控制。例如，組合物的固化可通過控制胺組分和異氰酸酯組分的反應速率來控制。典型地，與異氰酸酯反應時，伯胺反應相對較快，而仲胺反應相對較慢。因此，胺組分可使用按一定重量比率組合的伯胺和仲胺的混合物，以達到控制組合物固化形成涂層的速度的目的。在用于類似如圖1所描述的應用工藝時，伯胺和仲胺適宜的重量比率約是0∶1到0.8∶1，和優(yōu)選的是約0.5∶1。
優(yōu)選地，在組合物應用于基質(zhì)之前，應充分混合以形成基本上均勻的液體混合物。因此，上述固化過程(可以基本實現(xiàn)而且涂層不需要熱量)，這種組合物能夠形成基本上均勻的涂層。這種涂層應用于一個或多個連續(xù)或變化的厚度的一層或多層。優(yōu)選的機動車輛部件的涂層厚度(例如，為形成貨車襯底)的范圍是0.5毫米到20毫米，更優(yōu)選的是1毫米到10毫米，和最優(yōu)選的是3毫米到5毫米。厚度可沿隨機的或根據(jù)預定的樣式基質(zhì)變化。
在某些
具體實施例方式
種，根據(jù)本發(fā)明形成的防護涂層具有許多優(yōu)點。例如，但不局限于，當用于著色或e-涂覆表面時，根據(jù)本發(fā)明的涂層具有強的附著力和粘著力，達到并大于300psi。除此之外，優(yōu)選的實施方式的涂層能夠非常好地防止由UV輻射、濕度、熱循環(huán)、暴露于化學物質(zhì)(如堿)、鹽或諸如此類的環(huán)境下而引起降解。例如，當下垂板在約70℃下放置兩周后，這種涂層基本無起泡、破裂或碳化現(xiàn)象。同樣的，在32℃的水中沉浸兩周以上，這種涂層基本無起泡、發(fā)暗、或軟化或附著力降低現(xiàn)象。同樣在38℃下，相對濕度為100％的環(huán)境下放置兩周也可以得到相同的結果。
同樣有利的，這種涂層抗流體玷污，如液體肥皂、擋風玻璃溶劑、冷卻劑、機油、黃油和柏油清潔劑或諸如此類的液體。它也抗燃料、還有酸或堿物質(zhì)引起的變色、消光、軟化或表面變形。
表1為本發(fā)明的涂層具有的一些其它概略的性質(zhì)表1

并且，這種涂層可具有良好的防滑性能。所討論的本發(fā)明涂層具有每個性質(zhì)都是為了保護機動車輛的部件，且特別是用于貨車襯底。在一個高度優(yōu)選的具體實施方式
中，這種涂層組合物被用于機動車輛的嶄新部件，盡管它也能用于維修過程。
因此，這些車輛與本發(fā)明組合物結合的車輛，優(yōu)選的是指在車輛的組裝過程或在其運送到終端消費者之前的車輛。這種涂層的應用可以在車輛涂漆之前、涂漆中或涂漆之后。優(yōu)選地，這種涂層的應用是在與車輛涂漆的相同的設備中進行。然而，涂層的應用也可在其它場所進行。這種涂層可直接應用于未處理或光表面、底涂層表面、鋅鍍層退火處理的鋼鐵表面、涂漆表面(例如，有或沒有透明涂層，或可能在車輛的涂漆或其它最后工序中用于超范圍的噴涂表面)。
當然，這種涂層組合物也可以用在其它的將其與基質(zhì)表面結合的過程，如已發(fā)現(xiàn)可用于存儲容器、集裝箱、軌道車、廢物容器、托盤或諸如此類容器的內(nèi)/外。它也可能適用于堅硬表面如鑲嵌板、門、地板、路面或諸如此類的表面。
以下實施例，不局限于以下實施例，描述了一種說明性的根據(jù)本發(fā)明的組合物。
實施例1下面表2提供了一個的根據(jù)本發(fā)明的示例性的組合物的明確的重量配方。這種組合物由約56.5體積％的第一類組分(在室溫下混合)，和約43.5體積％的地二類組分。
表2

在保持組成溫度為等于或低于80℃時，將這種組合物的組分噴涂于一個涂漆過的輕型拖車襯底。這種涂層可以現(xiàn)場固化。所得涂層在應力大于100psi時出現(xiàn)了粘合破壞(采用英斯特朗測定儀測定應力大小，測量時采用2份環(huán)氧樹脂將大小為6.5cm2的鈕扣粘附于涂層表面)。
實施例2重復實施例1，不同之處在于將涂層直接涂覆于一個沒有進行e-涂覆的襯底表面。所得涂層在應力大于400psi時出現(xiàn)了粘合破壞(采用英斯特朗測定儀測定應力大小，測量時采用2份環(huán)氧樹脂將大小為6.5cm2的鈕扣粘附于涂層表面)。
本發(fā)明應該理解為不局限于確定的具體實施方式
或結構，雖然它們已經(jīng)闡述和描述，但所進行各種變化都不超出本發(fā)明的思想和范疇。
權利要求
1.用于涂覆機動車輛的表面的工藝，包括a)形成機動車輛的表面；b)使包括的組合物與該表面接觸i)異氰酸酯，用量最多為組合物的75體積％，且這種異氰酸酯中至少含有75重量％的脂肪族異氰酸酯；和ii)胺，用量最多為組合物的75體積％。
2.根據(jù)權利要求1所述的工藝，其中所述表面是著色貨車床面。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的工藝，其中至少一部分的所述異氰酸酯選自二環(huán)己基甲烷4，4′-二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、三甲基-1，3-亞二甲苯基二異氰酸酯、環(huán)己基二異氰酸酯，或上述異氰酸酯的混合物。
4.根據(jù)權利要求1-3任一所述的工藝，其中所述異氰酸酯組分包括少于1％的異氰酸酯單體并選自二聚、三聚和縮二脲己基二異氰酸酯，上述異氰酸酯的預聚物和上述異氰酸酯的混合物。
5.根據(jù)權利要求1-4任一所述的工藝，其中所述胺組分包括至少40重量％的天冬氨酸酯。
6.根據(jù)權利要求1-5任一所述的工藝，其中所述胺組分至少部分是含有胺功能團與酯功能團比例不超過1∶1的聚乙二醇胺天冬氨酸酯。
7.根據(jù)權利要求1-6任一所述的工藝，其中所述組合物與表面結合所使用的裝置包括第一個用于接收胺組分的計量容器，第二個用于接收異氰酸酯組分的計量容器以及使第一個容器和第二個容器中的流體接觸的噴嘴以噴出目的的組合物。
8.根據(jù)權利要求1-7任一所述的工藝，進一步包括在混合物中加入光穩(wěn)定劑以有助于防止涂層在光照下分解。
9.根據(jù)權利要求1-8任一所述的工藝，進一步包括在組合物中加入控制靜電的組分。
10.根據(jù)權利要求1-9任一所述的工藝，進一步包括在組合物中加入觸變劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可用于在基質(zhì)上形成防護涂層的組合物。這種組合物已發(fā)現(xiàn)可特別地用于在機動車輛的部件上的防護涂層，例如輕型貨車的襯底。這種組合物可包括，且不局限于以下組成，異氰酸酯組分、胺組分和可任選含有一種或多種催化劑、穩(wěn)定劑、顏料、阻燃劑、或其它添加劑。一方面，這種組合物可使用裝置(10)進行應用，所述裝置含有一個異氰酸酯補給器(12)和胺樹脂補給器(14)，和一個計量裝置(20)，該裝置是用于配比通過噴嘴(30)或噴霧(34)的物料。
文檔編號C08G18/38GK1617898SQ02827803
公開日2005年5月18日 申請日期2002年11月18日 優(yōu)先權日2001年12月26日
發(fā)明者Z·李, M·T·阿納特, G·S·許 申請人:陶氏環(huán)球技術公司