一种涂层体系、用于施涂该涂层体系的方法和包括该涂层体系的制品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种涂层体系，用于施涂该涂层体系的方法和包括该涂层体系的制 品。
【背景技术】
[0002] 开发了能在环境温度下固化的聚氨酯基涂层。制备这种聚氨酯基涂层时没有使用 异氰酸酯。相反，在酸催化剂的存在下，用聚醛交联聚氨基甲酸酯以形成交联的聚氨酯涂 层，在本文中称为"非异氰酸酯聚氨酯涂层"。与将非异氰酸酯聚氨酯基面漆置于无底漆的 基片上相比，这种面漆与典型的环氧底漆或中间漆一起使用时可能显示降低的性能。不呈 现这种降低的性能的底漆和/或中间漆涂覆层将是有用的。
【发明内容】
[0003]本发明是一种涂层体系，用于施涂该涂层体系的方法和包括该涂层体系的制品。
[0004]在一个实施方式中，本发明提供了涂层体系，其包括：由环氧制剂制成的环氧涂覆 层和由非异氰酸酯聚氨酯制剂制成的面漆层，该环氧制剂包括环氧树脂；以固化剂的固体 重量为基准计具有不超过4. 5重量％游离胺的固化剂；和任选的选自下组的一种或多种添 加剂：溶剂、反应性稀释剂、增塑剂、颜料、填料、流变改性剂、分散剂、表面活性剂、紫外线稳 定剂和腐蚀抑制剂。
【具体实施方式】
[0005]本发明是一种涂层体系，用于施涂该涂层体系的方法和包括该涂层体系的制品。
[0006]根据本发明的涂层体系包括（A)由环氧制剂制成的环氧涂覆层和（B)由非异氰酸 酯聚氨酯制剂制成的相邻涂覆层，该环氧制剂包括（al)环氧树脂；和（a2)以固化剂的固体 重量为基准计具有不超过4. 5重量％游离胺的固化剂；且其中该环氧制剂和/或非异氰酸 酯聚氨酯制剂任选地还包括选自下组的一种或多种添加剂：溶剂、反应性稀释剂、增塑剂、 颜料、填料、流变改性剂、分散剂、表面活性剂、紫外线稳定剂和腐蚀抑制剂。如本文所使用， 术语相邻涂层指非异氰酸酯聚氨酯制剂直接涂覆在全部或部分固化的环氧制剂上，没有中 间层。
[0007]在一个替代实施方式中，本发明还提供了一种用于施涂多层涂层体系的方法，所 述方法包括：（1)选择环氧制剂，其包括（al)环氧树脂；和（a2)以固化剂的固体重量为基 准计具有不超过4. 5重量％游离胺的固化剂；（II)将所述环氧制剂施涂到基片上；（III) 全部或部分固化所述环氧制剂以制备环氧涂覆层；（IV)选择非异氰酸酯聚氨酯制剂；(V) 将所述非异氰酸酯聚氨酯制剂施涂到所述环氧涂覆层上；(VI)允许该面漆制剂和环氧制 剂完全固化，由此形成多层涂层体系，其中该环氧制剂和/或非异氰酸酯聚氨酯制剂任选 地还包括选自下组的一种或多种添加剂：溶剂、反应性稀释剂、增塑剂、颜料、填料、流变改 性剂、分散剂、表面活性剂、紫外线稳定剂和腐蚀抑制剂。
[0008] 在另一个替代实施方式中，本发明还提供了一种制品，其包括：包括表面的基片； 在所述表面上的环氧涂覆层，且该环氧涂覆层由环氧制剂制成，该环氧制剂包括环氧树脂 和以固化剂的固体重量为基准计具有不超过4. 5重量％游离胺的固化剂；以及涂覆到所述 环氧涂覆层上的非异氰酸酯聚氨酯；其中该环氧制剂和/或非异氰酸酯聚氨酯制剂任选地 还包括选自下组的一种或多种添加剂：溶剂、反应性稀释剂、增塑剂、颜料、填料、流变改性 齐U、分散剂、表面活性剂、紫外线稳定剂和腐蚀抑制剂。
[0009]环氣树脂
[0010] 任意环氧树脂可用于本发明的实施方式。环氧树脂包括含至少两个环氧化物基团 的预聚物和聚合物。本领域普通技术人员熟知的示例环氧树脂包括双酚A环氧树脂、双酚F 环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂、脂肪族环氧树脂。可将一种或多种环氧树 脂用于本发明的实施方式。示例性市售环氧树脂包括在标号D.E.R.下的那些，其可从陶氏 化学公司G)owChemical)购买。
[0011] 固化剂
[0012] 本发明的实施方式中所用的固化剂可用任意方法制备，前提是满足对游离胺量的 限制。固化剂包括胺加合物、酰胺、聚酰胺和衍生自多官能度胺的曼尼希（Mannich)碱并 选自下组：芳香胺、脂环族胺、亚乙基胺、脂族胺及其组合。示例市售环氧固化剂包括环氧 亚乙基胺加合物例如GRILONITH84026和GrilonitH84055,可从EMS-GRILTECH公司 (EMS-CHEMIEAG(瑞士）的子公司）购买。在本发明的实施方式中所用的固化剂包括小于 或等于4. 5重量％的游离胺。如本文所使用，和固化剂相关的术语"游离胺"指用来制造固 化剂但在固化剂制成之后仍然留在固化剂中的未反应的胺。
[0013] 本发明包括和批露了以固化剂的固体重量为基准计游离胺在固化剂中小于或等 于4. 5重量％的所有单个值和子范围；例如游离胺的量的上限可为4. 5, 4, 3. 5, 3, 2. 5, 2,或 1.5重量％。在替代实施方式中，游离胺在固化剂中的量的下限是0重量％;例如，游离胺的 量的下限可为〇, 〇. 1，〇. 2, 0. 3, 0. 4或0. 5重量％。在替代实施方式中，游离胺以0-4. 5重 量％的量存在，或者固化剂中的游离胺可为2-4重量％，或者固化剂中的游离胺的量可为 0-2. 5 重量％。
[0014] 在替代实施方式中，本发明根据任意上述实施方式提供涂层体系、用于施涂该 涂层体系的方法和由该涂层体系制备的制品，但环氧制剂包括10-90重量％组分环氧 树脂；和相对于环氧树脂环氧当量的〇. 6-1胺摩尔当量的固化剂。本文包括和批露了 10-90重量％环氧树脂的所有单个值和子范围；例如，环氧制剂中环氧树脂的量可为从 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70 或 80 重量％ 的下限到 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75, 85 或 90 重量％ 的上限。例如，环氧制剂中环氧树脂的量可为10-90重量％，或者环氧制剂中环氧树脂的量 可为10-50重量％，或者环氧制剂中环氧树脂的量可为50-90重量％，或者环氧制剂中环氧 树脂的量可为30-75重量％。本文包括和批露了固化剂的0. 6-1胺摩尔当量的所有单个值 和子范围。例如，固化剂的量可为相对于环氧树脂环氧当量的0. 6胺摩尔当量的固化剂，或 者固化剂的量可为相对于环氧树脂环氧当量的〇. 7胺摩尔当量的固化剂，或者固化剂的量 可为相对于环氧树脂环氧当量的〇. 8胺摩尔当量的固化剂，或者固化剂的量可为相对于环 氧树脂环氧当量的〇. 9胺摩尔当量的固化剂，或者固化剂的量可为相对于环氧树脂环氧当 量的1胺摩尔当量的固化剂。
[0015] 在替代实施方式中，本发明根据任意上述实施方式提供涂层体系、用于施涂该 涂层体系的方法和由该涂层体系制备的制品，但环氧层包括10-40 %的颜料体积浓度 ("PVC"）。本文包括和批露了 10-40%的所有单个值和子范围；例如，环氧层可包括从 10, 25, 30或35%的下限到12, 22, 32或40%的上限的PVC。例如，PVC可为20-40%，或者， PVC可为 20-30 %，或者PVC可为 30-40 %，或者，PVC可为 25-35 %。
[0016] 在替代实施方式中，本发明根据任意上述实施方式提供涂层体系、用于施涂该涂 层体系的方法和由该涂层体系制备的制品，但非异氰酸酯聚氨酯是下述物质的反应产物： 具有平均大于或等于2. 0个氨基甲酸酯官能团的聚氨基甲酸酯；聚醛或者其缩醛或半缩醛 和有效量的引发剂，在-20°C到80°C的温度下固化。在这种替代实施方式中，用来制备非异 氰酸酯聚氨酯的聚氨基甲酸酯具有平均大于或等于2. 0个氨基甲酸酯官能团。
[0017] 聚氨某甲酸酯