多层涂覆基底及用于在基底上形成多层涂层的方法
【技术领域】
[0001] 本公开内容总体上涉及涂料组合物。更具体地，本公开内容涉及多层涂覆基底以 及用于在基底上形成多层涂层的方法。
【背景技术】
[0002] 用于汽车的涂层体系通常包括被施加于钢基底的多重涂层。通常来说，将钢用防 锈磷酸盐层处理，然后施加用于另外腐蚀保护的阴极电涂层底漆。接着，使用底漆-表面涂 剂（也称为抗石击底漆、底漆或底漆填料）以使面涂层的表面光滑并且另外在正常驾驶过 程中为涂层体系提供抗石击性。然后，施加面涂层体系，有时作为单色涂层，现在更经常地 作为具有纯色或具有片状颜料的基础涂层接着是透明的保护性透明涂层，以保护并维持车 辆上罩面漆的吸引人的美观品质，甚至在长久暴露于环境或风化时亦如此。
[0003] 通常通过湿对湿施加（wet-on-wet application)来实现基础涂层和透明涂层的 涂膜料形成，这也就是说：在进行透明涂层施加之前将透明涂层施加至基础涂层而不烘烤 基础涂层（但是在进行透明涂层施加之前基础涂层可以在室温下在短时间内闪蒸干燥）， 接着随后同时烘烤基础涂层和透明涂层以形成经干燥且固化的罩面漆。然而，在用于形成 多层涂膜的常规方法中，在面涂有基础涂层和透明涂层之前烘烤下面的底漆表面涂剂层。 在历史上，经烘烤的底漆不仅用于提供在其上施加面涂层的光滑表面，而且还防止界面渗 漏或者与覆盖的基础涂层互混并避免破坏整个面涂层罩面漆的外观。抗互混性（有时称为 "抗侵混性"）对当前在汽车和货车上非常流行的魅力金属罩面漆而言尤其重要。在施加于 底漆表面涂剂上之后，对金属基础涂层中金属颜料片方向的任何破坏均将减损罩面漆的金 属效果。因此，必须加以小心以确保金属颜料片在涂漆之后不遭到破坏。
[0004] 近年来，还强烈期望通过降低由于操作喷涂室和烘烤炉而产生的VOC(挥发性有 机化合物）排放和CO 2(二氧化碳）排放来减少汽车装配厂的环境负担或影响。这已导致 在漆中使用较低的溶剂含量并开发了三层湿漆体系，三层湿漆体系使得可以连续地湿对湿 施加底漆表面涂剂、基础涂层和透明涂层，之后立即通过单次烘烤将它们全部固化。在这一 简化的施加工艺下，可以消除独立的底漆喷涂室和底漆炉，这也使汽车制造商节约大量的 成本。然而，这一工艺简化的技术障碍一直是显著的。例如，界面渗漏和美学外观（例如表 面光滑度）以及膜性能（例如抗石击性）仍然是显著的关注问题。
[0005] 已经尝试通过改变底漆涂料材料的配方来解决上述问题。例如，用于形成多层汽 车涂膜的一些现有技术方法使用三层湿漆工艺（也称为"3湿"或"3-涂-1-烘"工艺），其 中将标准的聚酯-三聚氰胺底漆涂料配置成还包含丙烯酸系聚合物颗粒，即内部交联的非 水性分散（NAD)聚合物或内部交联的微凝胶颗粒的形式。这些颗粒旨在提高底漆表面涂剂 与基础涂料之间的粘度和溶解度参数以防止经涂覆的层之间在界面处发生互混。然而，使 用这样的颗粒填充体系也具有一些缺点。
[0006] 例如，微颗粒还易于在湿底漆的表面产生空隙，在此基础涂层仍可往里流并互混， 导致美学外观具有缺陷，例如丧失光滑度、光泽、头层（head on)亮度和/或金属效果。这 些涂料在尤其是垂直板例如门、挡泥板、摇板等上的流挂也是个问题。这些颗粒填充体系还 无法使干膜厚（film builds)维持在正常的商业水平。因此，必须降低膜厚以使NAD或微 凝胶颗粒迀移至界面。然而，薄膜是一个阻碍，因为其易于使下面的腐蚀保护性电涂底漆层 遭受过度的UV光透射和劣化。薄膜或薄膜区对整个罩面漆的机械性能和可视外观而言也 是不够的。
[0007] 因此，期望提供一种更有效的方式来改善底漆表面剂层、基础涂层和透明涂层在 以湿对湿对湿（即，"3湿"）方式施加时的美学外观，并使得可以消除底漆烘烤工艺以及减 少涂料体系的环境影响，同时还维持膜厚、整体外观例如图像的高光泽和清晰度以及涂层 体系的膜性能。
【发明内容】
[0008] 本文中公开了多层涂覆基底以及用于在基底上形成多层涂层的方法。在一个示例 性实施方案中，用于形成多层涂层的方法包括将底漆涂料组合物的层、基础涂料组合物的 层以及透明涂料组合物的层按顺序施加在基底上。透明涂料组合物包含：成膜粘合剂和有 机液体载体。成膜粘合剂包含至少一种单体单元，所述单体单元包括在α-碳上具有至少 一个甲基的具有9至11个碳原子之叔酸的混合物的缩水甘油酯和烯键式不饱和羧酸基团 的缩合产物。所述方法还包括通过烘烤同时固化所施加的三个层。
[0009] 在另一个示例性实施方案中，多层涂覆基底包括：基底、布置在基底之上并与基底 接触的底漆涂料组合物的层、布置在底漆涂料组合物之上并与底漆涂料组合物接触的基础 涂料组合物的层、以及布置在基础涂料组合物之上并与基础涂料组合物接触的透明涂料组 合物的层。透明涂料组合物包含：成膜粘合剂和有机液体载体。成膜粘合剂包含至少一种 单体单元，所述单体单元包括在α -碳上具有至少一个甲基的具有9至11个碳原子之叔酸 的混合物的缩水甘油酯和烯键式不饱和羧酸基团的缩合产物。底漆涂料组合物、基础涂料 组合物以及透明涂料组合物各自被以"湿"或未固化状态布置在基底上。
【附图说明】
[0010] 在下文中，将结合下列附图对本公开内容进行描述，其中相同的附图标记指代相 同的要素，并且其中
[0011] 图1是根据本公开内容的一些实施方案的三层湿漆施加工艺的示意图；以及
[0012] 图2是需要独立的底漆喷涂室和底漆烘烤工艺的常规汽车涂覆工艺的示意图。
【具体实施方式】
[0013] 以下详细描述在性质上仅是举例说明性的，并非旨在限制主题的实施方案或这些 实施方案的应用和用途。另外，无意于受前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或者以下具体 实施方式中提出的任何明确的或隐含的理论的约束。
[0014] 现在，本公开内容提供了用于在基底上形成多层涂层的方法和底漆涂料组合物， 当在基底上将底漆涂料、基础涂料以及透明涂料以湿对湿（即，湿对湿对湿）方式按顺序施 加在彼此之上，之后一起烘烤时，其能够在基底上形成光滑外观的罩面漆，同时仍满足现今 的性能要求，例如良好外观、石击性能以及膜厚。
[0015] 更具体地，本公开内容提供了用于在基底上形成具有汽车品质和外观的多层涂层 而无需底漆烘烤并且无需将膜厚降低至低于正常商业水平的方法，其包括下列步骤：将底 漆涂料组合物的层、基础涂料组合物的层以及透明涂料组合物的层以湿对湿方式按顺序 施加在汽车基底上，例如在整个车身或其部件之上，优选地已在其上形成经电沉积涂覆的 膜，以及通过烘烤同时固化所施加的三个层，其中透明涂层涂料组合物包含：成膜粘合剂 和有机液体载体，成膜粘合剂包含具有至少一种单体单元的共聚物，所述单体单元包括在 α_碳上具有至少一个甲基的具有9至11个碳原子之叔酸的混合物的缩水甘油酯和烯键式 不饱和羧酸基团的缩合产物。在一个示例性实施方案中，至少一种单体单元包括在α-碳 上具有至少一个甲基的具有9至11个碳原子之叔酸的混合物和可聚合缩水甘油酯或缩水 甘油醚的缩合产物的聚合产物。可聚合酸的另外实例包括，但不限于，丙烯酸、甲基丙烯酸、 巴豆酸、富马酸、马来酸和衣康酸，以及双官能酸的酸酐和单烷基酯。可聚合缩水甘油酯和 缩水甘油醚的另外实例包括，但不限于丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和烯丙 基缩水甘油醚。
[0016] 优选地，在施加时将组合物配制成总固体含量为按重量计约40 %至70 %的低 V0C、高固体组合物。
[0017] 本公开内容基于以下发现：当以湿对湿对湿（"3湿"）方式施加底漆、基础涂层和 透明涂层时，含有某些聚合物的透明涂层组合物的使用使该组合物能够与底漆和基础涂料 层组合形成光滑的罩面漆，同时仍提供等同于常规烘烤底漆的美学外观和膜性能（例如抗 石击性）以及固体含量和膜厚。
[0018] 本公开内容的范围内还包括通过本文中所公开的方法、用本文中所公开的涂料组 合物涂覆的基底，例如车身或其部件。
[0019] 本公开内容尤其可用于抛光汽车和货车的整个外体及它们的部件。
[0020] 在本公开内容中，使用了多个术语和缩写。提供了下列定义。
[0021] "湿对湿"意指将上覆涂层施加于下面的涂层而不固化（即，烘烤）或完全干燥下 面的涂层。"湿对湿对湿"在本文中也可与"3层湿"、"3湿"和"3-涂-1-烘"互换使用，意 指将底漆层、基础涂层和透明涂层以湿对湿方式依次施加。
[0022] 针对底漆涂料"基本不含"应意指底漆涂料组合物含有基于组合物总重的按重量 计少于1 %，优选按重量计〇 %的指定组分。
[0023] "高固体含量"意指在施加时基于组合物总重总固体含量按重量百分比计为至少 40%，优选40%至70%的低溶剂溶剂基液体涂料组合物。应当理解，"总固体"指组合物中 的非挥发性组分的总量，但是一些组分可能在室温下是非挥发性液体而非固体。
[0024] "低VOC组合物"意指其具有少于约0. 6千克有机溶剂/升（5. 0镑/加仑）组合 物，优选少于约〇. 42千克有机溶剂/升（3. 5镑/加仑）的涂料组合物，如按照ASTM D3960 中所提供的工序所测定的。
[0025] 底漆涂覆层
[0026] 底漆组合物包含成膜底漆粘合剂，其中成膜底漆粘合剂包