氯乙烯塑溶膠組合物的制作方法
【專利說明】氯乙烯塑溶膠組合物
[0001] 發(fā)明背景 發(fā)明領域
[0002] 本發(fā)明涉及耐碎裂（chipping-resistant)涂層用漆，它涂布在地板的背面部分、 駕駛室部分、側梁部分、前裙板部分和機動車車身地板的類似物上，以保護車身，尤其涉及 氯乙烯塑溶膠組合物，它顯示出高的隔音性，同時能形成耐碎裂性能良好的涂膜，即使它被 制成低比重用以降低車身重量。
[0003] 相關現(xiàn)有技術的說明
[0004] 當汽車在行駛中，出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象，在車身的較低結構部件處的涂膜因輪胎濺起的 石子或砂礫碰撞導致剝落。較低結構部件可以是地板的背面部分、駕駛室部分（輪胎外罩 部件）、車門檻板、側梁部分、前裙板部分、前/后擋泥板部件、門的下部部件和類似物。因 此，在涂漆工藝中，常規(guī)地在機動車的鋼板表面上形成涂膜，以防止碎裂現(xiàn)象。通過在鋼板 表面上涂漆并干燥底漆來制造這種涂膜，所述底漆使用氯乙烯樹脂的塑溶膠漆。
[0005] -方面，在車身較低結構部件（或類似物）上涂布氯乙烯樹脂的塑溶膠漆以形成 涂膜，從而得到耐碎裂性能。另一方面，需要底漆，從而除了耐碎裂性以外，還得到隔音功能 以降低飛濺噪音（splashing noise)。然而，常規(guī)的氯乙烯塑溶膠漆通常形成強韌和堅硬的 涂膜以增強耐碎裂性能。當小石頭或砂礫或類似物撞擊時，這種強韌和堅硬的涂料材料不 能有效地降低產(chǎn)生的飛濺噪音。
[0006] 鑒于此，專利文獻1(PTL 1)示出了例如有效地降低飛濺噪音的措施。在該文獻 中，將用于耐碎裂性的塑溶膠漆與化學發(fā)泡劑（分解型發(fā)泡劑）混合，所述化學發(fā)泡劑例如 借助熱量，通過例如偶氮二甲酰胺（ADCA)的化學反應來產(chǎn)生氣體。因此，正如該文獻中所 示的，已知通過這種方法形成的涂膜變厚，從而提高了隔音性。然而，使用這種化學發(fā)泡劑 的方法在泡沫均勻度方面較差，因為它受到升溫條件、待涂布的位置、涂布量和類似條件的 影響。而且，在所得泡沫內難以產(chǎn)生閉孔，而是易于頻繁地產(chǎn)生大直徑的開孔。此外，在涂 膜的表面部分處多個泡孔相連，由此引起膨脹部分或溶脹（泡孔內的不規(guī)則度）。因此，難 以控制泡孔，結果并不容易獲得穩(wěn)定的特性，例如隔音性能、耐碎裂性能和類似性能。
[0007] 如上所述，需要底漆的耐碎裂性能和隔音性能優(yōu)良。另外，近年來，在機動車中，對 高性能和奢華的需求不斷增加。而且，隨著從環(huán)境角度例如降低全球變暖和保護全球環(huán)境 考慮，主要出于改進機動車中燃料經(jīng)濟性的目的來提高燃料效率，期待機動車的重量更輕。 因此，對用于機動車以具有低比重的底漆存在增加的需求。也就是說，通常每臺機動車使用 用量為2kg至5kg的底漆，不過這取決于車輛的大小。因此，若底漆可具有較低的比重，則 它將有助于機動車燃料效率的改進。
[0008] 專利文獻2 (PTL 2)或專利文獻3 (PTL 3)公開了例如降低比重的方法。也就是說， 它們公開了為了耐碎裂性，在塑溶膠漆內混合塑料或無機中空微球。而且，專利文獻4 (PTL 4)教導了在底漆材料內混合未膨脹的微膠囊，使未膨脹的微膠囊在烘烤時膨脹，從而降低 涂膜的密度以有助于重量減輕。
[0009] [專利文獻]
[0010] [PTL 1]日本專利特開平10-237250號公報
[0011] [PTL 2]日本專利特開平5-117575號公報
[0012] [PTL 3]日本專利特開平6-128438號公報
[0013] [PTL 4]日本專利特開平6-157976號公報
[0014] 發(fā)明概述
[0015] 確實通過在塑溶膠組合物中混合塑料或無機中空微球使重量減輕。然而，這種微 球混合難以確保近年來要求更加嚴格的隔音性能。另一方面，未膨脹的微球在烘烤時膨脹， 以確保涂膜的厚度大。然而，與塑料或無機微球相比，它在重量減輕方面起的作用較小。因 此，需要大量地混合微膠囊，以提供具有所需低比重的涂膜。再者，在這種情況下，在涂膜中 存在大量膨脹的微膠囊。因此，涂膜的緩沖性能劣化，從而降低了耐碎裂性能。
[0016] 鑒于以上所述的問題，本發(fā)明的目的是提供氯乙烯塑溶膠組合物，它能形成具有 高隔音性能和良好耐碎裂性能的涂膜，同時具有低比重，從而穩(wěn)定地實現(xiàn)諸如隔音性能和 耐碎裂性能的性能。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種氯乙烯塑溶膠組合物，它包含由氯乙烯樹脂和增塑劑組成 的主要成分、可熱膨脹的微膠囊和不可膨脹的中空填料?？蔁崤蛎浀奈⒛z囊是膠囊狀物體， 各自具有在其內部含有可汽化物質的核-殼結構。微膠囊的殼在預定溫度范圍軟化，殼內 部包含的可汽化物質變化成氣體。因此，隨著殼內部氣體壓力（膨脹力/蒸氣壓）增加，殼 膨脹。因此，微膠囊使殼的體積變大，成為中空微氣囊（microballon)。本發(fā)明的組合物可 使用微膠囊，所述微膠囊例如用熱塑性樹脂（作為殼）包圍低沸點的有機溶劑（作為核）。 熱塑性樹脂（作為殼）可以是偏二氯乙烯、丙烯腈、丙烯腈-偏二氯乙烯共聚物、丙烯腈-甲 基丙烯酸甲酯共聚物和類似物。有機溶劑可以是低沸點的烴和類似物。而且，不可膨脹的 中空填料是甚至通過在烘烤時加熱也不熔融或膨脹，保持預定的中空比率的中空氣囊（中 空體）。例如，無機中空填料或有機中空填料用作不可膨脹的中空填料。無機中空填料可以 是玻璃氣囊、二氧化硅氣囊，Shirasu氣囊（通過熱處理天然的火山玻璃質灰（在日語中稱 為"Shirasu"）而生產(chǎn)的中空微球）、無機碳中空體或中空球，或者類似物。有機中空填料 可以是由有機合成樹脂例如偏二氯乙烯、丙烯腈、聚偏二氯乙烯或其共聚物制成的塑料中 空體或中空球。也就是說，不可膨脹的中空填料由不可膨脹的中空氣囊或中空體組成。不 可膨脹的中空填料具有預定的剛度或強度，從而與可熱膨脹的微膠囊相反，加熱不膨脹，并 且在外部壓力下不易壓縮。也就是說，在氯乙烯塑溶膠組合物的加熱/膨脹工藝期間和其 后的涂膜內部，不可膨脹的中空填料保持其初始形狀和初始尺寸。
[0018] 在氯乙烯塑溶膠組合物中，可熱膨脹的微膠囊可具有范圍為70_130°C，優(yōu)選范圍 為80-120°C的膨脹起始溫度。膨脹起始溫度是當加熱時微膠囊開始膨脹時的溫度，其中構 成殼的熱塑性樹脂或類似物開始軟化，與此同時，在殼內包含的可汽化物質例如烴開始汽 化以增加其內部壓力。
[0019] 在氯乙烯塑溶膠組合物中，可熱膨脹的微膠囊可具有相對于100重量份氯乙烯樹 脂2至12重量份，優(yōu)選相對于100重量份氯乙烯樹脂5至10重量份的混合比。
[0020] 在氯乙烯塑溶膠組合物中，不可膨脹的中空填料可具有范圍為10至50微米的中 值直徑和范圍為0. 1至0. 5的絕對比重。根據(jù)在JIS(日本工業(yè)標準）Z 8901的主文檔和 注釋頁中的術語定義，"中值直徑"是在粉末的粒度分布中，就數(shù)量（或質量）來說，比某一 直徑粗糙的所有顆粒的50%的粒徑（粒度）。也就是說，所有顆粒的50%的尺寸比某一直 徑大的粒徑。一般地，它被稱為"中值直徑"或"50%粒徑"且表達為"D50"。就定義來說， 粉末/顆粒組的尺寸用平均粒徑和中值直徑表示。在本發(fā)明中，中值直徑是（根據(jù)項目描 述的說明）通過激光衍射/散射方法測量的中值直徑的值。"通過激光衍射/散射方法測 量的中值直徑"是在使用激光衍射型粒度分布儀，通過激光衍射/散射方法獲得的粒度分布 中，累積重量百分比（或累積重量份數(shù)）為50%時的粒徑（D50)。粒徑值不是嚴格的，而是 近似值。自然地，它是包括誤差在內的近似值。因此，本發(fā)明不排除包括幾十個百分點誤差 的值。通過該誤差，在粒度分布幾乎相對于中心（50%粒徑）對稱的情況中，中值直徑接近 等于平均粒徑。
[0021] 在氯乙烯塑溶膠組合物中，不可膨脹的中空填料可具有相對于100重量份氯乙烯 樹脂范圍為10至50重量份，優(yōu)選相對于100重量份氯乙烯樹脂范圍為15至30重量份的 混合比。
[0022] 氯乙烯塑溶膠組合物可含有范圍為15wt%至50wt%的氯乙烯樹脂。
[0023] 作為特性特征，本發(fā)明的氯乙烯塑溶膠組合物含有可熱膨脹的微膠囊和不可膨脹 的中空填料。具體地，氯乙烯塑溶膠組合物含有可熱膨脹的微膠囊。因而，當在烘烤時加熱 可熱膨脹的微膠囊時，內部的可汽化物質汽化。因此，微膠囊的殼因彼時的壓力而溶脹或膨 脹，結果微膠囊變?yōu)橹锌瘴饽?。因此，在預定位置上涂布的氯乙烯塑溶膠組合物的涂層或 涂膜也通過膨脹的中空微氣囊而溶脹，進而得到大厚度（或增加厚度）的涂層或涂膜。結 果，在沒有增加其涂布量的情況下，因厚度增加而使得氯乙烯塑溶膠組合物確保能形成具 有高隔音性能的涂膜。此時，涂膜具有小的比重，這是因為通過利用可熱膨脹的微膠囊的體 積膨脹使厚度增加。因此，抑制了涂膜重量的增加，盡管涂膜具有增加的厚度。而且，由于 氯乙烯塑溶膠組合物與不可膨脹的中空填料混合，因此它能形成具有非常小的比重且非常 輕質的涂膜。此外，通過加熱它們來汽化內部的可汽化物質并通過汽化物質的壓力使殼充 氣，本發(fā)明利用可熱膨脹的微膠囊的體積膨脹，從而形成微氣囊，以增加涂層（涂膜）的厚 度。在這種情況下，與通過分解化學發(fā)泡劑產(chǎn)生氣體來形成氣泡并進而增加涂膜厚度的情 況相比，作為氣泡形成的中空微氣囊難以受到涂布/上漆條件例如加熱/硬化條件、待涂布 的位置、涂布量和類似條件的影響，和/或受到加熱/硬化時的粘度的影響。而且，在這種 情況下，中空微氣囊容易均勻且為小的閉孔。因此，氯乙烯塑溶膠組合物確保涂膜限制耐碎 裂性的劣化且具有穩(wěn)定的隔音性能。如上所述，由于本發(fā)明的氯乙烯塑溶膠組合物含有可 熱膨脹的微膠囊和不可膨脹的中空填料，因此所得涂膜確保具有良好的隔音性能和良好的 耐碎裂性能，盡管它是輕質的。
[0024] 因此，根據(jù)本發(fā)明的氯乙烯塑溶膠組合物，提供一種具有高隔音性能和良好的耐 碎裂性能，同時具有低比重的涂膜。而且，該涂膜以穩(wěn)定的方式提供隔音性能和耐碎裂性 能。此外，因為涂膜的低比重，該氯乙烯塑溶膠組合物起到降低車輛重量的作用。
[0025] 另外，若氯乙烯塑溶膠組合物具有范圍為70-130°C的膨脹起始溫度，則可熱膨 脹的微膠囊的最大膨脹溫度變?yōu)榧s110-2KTC。也就是說，可熱膨脹的微膠囊的最大膨 脹溫度范圍處于在進行現(xiàn)有機動車上漆生產(chǎn)線內所采用的烘烤時的加熱溫度范圍（通常 120-160°C )。在這一范圍內，可熱膨脹的微膠囊變?yōu)榫哂懈吲蛎浡实闹锌瘴饽?，同時避免 殼破碎。因此，除了以上提及的有利效果以外，該氯乙烯塑溶膠組合物非常適合于在現(xiàn)有機 動車生產(chǎn)線中使用。而且，當在機動車上漆生產(chǎn)線中使用時，該氯乙烯塑溶膠組合物在形成 厚的涂膜方面具有高的效率，因為可熱膨脹的微膠囊具有以上確定的膨脹起始溫度范圍， 且在接近最大膨脹溫度的加熱條件下以高膨脹率膨脹。換句話說，在這種高膨脹率下，足以 以最小量混合可熱膨脹的微膠囊，以確保滿足涂膜所需隔音性能的預定的薄膜厚度（在烘 烤之后）。這種最小用量（以下稱"最低混合量"）遠低于可能引起耐碎裂性劣化的混合比 (以下稱"最高混合量")。結果，在使用具有以上確定范圍的膨脹起始溫度的可熱膨脹的微 膠囊的情況下，在氯乙烯塑溶膠組合物中，