[发明专利]用于多层涂料的组合物以及用于该组合物的树脂

说明书

本申请要求2009年2月10日提交的美国临时专利申请第61/151,303 号的优先权，其全文通过引用纳入本文。

本发明涉及底涂层/透明涂层体系和用于该体系的树脂，更具体涉及用 于OEM和整修航空航天应用的底涂层/透明涂层体系。

多层涂料体系包括一层或多层着色底涂层被一层或多层透明涂层覆 盖，是众所周知的，特别是在汽车工业中。但是，这种现有的底涂层/透明 涂层体系可能不适于航空航天应用。开发用于航空航天的底涂层/透明涂层 体系的挑战部分在于需要大量使用铝基材，而铝基材与钢材相比挠性较高， 所以需要挠性更高的涂料体系。在航空航天应用中使用常规底涂层/透明涂 层体系的另一挑战是外部基材必需暴露于极端温度变化(-50℃到60℃以 上)，高风速(超过300mph)，以及相关的沉淀物，腐蚀性液体，例如液压流 体、航空燃料、防冻液等。

航空航天应用还要面临的挑战在于常常有极大的表面必需被涂覆。底 涂层和透明涂层组合物，特别是双组分(2K)异氰酸酯固化涂层必需具有足 够长的适用期，以涂覆极大的基材，而不会在施涂器中发生涂料玻璃化。 但是，又非常希望涂料能以较快的速度干燥，从而便于及时施加之后的层， 特别是在将一个有色层施加到另一对比有色层之上的情况中。尽管快速干 燥是所希望的，人们还希望各层具有良好的涂层间粘合性，这样在施加一 层和随后施加第二层之间有一个延迟。如果第一层太快玻璃化，随后施加 的层可能无法粘附，导致脱层。希望提供一种多层涂料体系，其中在施加 底涂层之后最多72小时就能在底涂层上施加透明涂层，同时整体上保持极 佳的固化、性能和层间粘合性。

本发明提供一种环境条件下可固化的多层涂料体系，其包含着色的2K 聚氨酯底涂层组合物和2K透明涂层组合物，显示极佳的涂层间和基材粘合 性，以及极佳的耐溶剂性和耐水性。文中所述的底涂层/透明涂层体系的一 些实施方式平衡了挠性和固化速率，即使在施加底涂层之后最多达72小时 后施加透明涂层时，也能得到极佳的整体性能。本发明还描述了可用作所 述体系的底涂层制剂中的树脂的新颖的聚酯多元醇树脂。

本发明的示例性底涂层组合物是2K溶剂型掺混物，在一个实施方式 中，其包含：

(a)包含低Tg的支化聚酯多元醇的树脂体系；

(b)适用于交联聚酯多元醇的异氰酸酯官能材料；和

(c)任选地，一种或多种颜料。

在底涂层组合物的一些实施方式中，树脂体系可基本上由低Tg的支化 聚酯多元醇组成。

在另一实施方式中，树脂体系还可包括高Tg、高分子量的热塑性树脂， 其选自热塑性丙烯酸(类)树脂、纤维素酯和它们的掺混物。

在另一实施方式中，树脂体系还可包含一种或多种热固性丙烯酸(类) 树脂，在一些实施方式中，相对于总树脂重量，它们的含量可以最高达约 70％。在一些实施方式中，热固性丙烯酸(类)树脂可作为着色调色剂树脂 的一部分加入底涂层组合物中。

底涂层组合物还可包含用于异氰酸酯多元醇反应的催化剂，该催化剂 可以是金属催化剂，例如二月桂酸二丁基锡。

依据另一实施方式，2K溶剂型底涂层组合物可包含：

(a)混合透明组分，其包含：

(i)低Tg的支化聚酯多元醇；

(ii)高Tg、高分子量的热塑性树脂，其选自热塑性丙烯酸(类)树脂、 纤维素酯和它们的掺混物；

(b)硬化剂组分，其包含适用于交联混合透明组分的聚酯多元醇的异氰 酸酯官能材料；和

(c)任选地，一种或多种着色调色剂树脂。

在特别可用的实施方式中，支化的聚酯多元醇可包含单体掺混物的酯 化反应产物，所述单体掺混物包含：

(a)线型二官能二醇或酯二醇，例如HPHP和NPG；

(b)环二醇，例如1，3-CHDM、1-4-CHDM和TCD二醇；

(c)多官能聚己内酯；和

(d)环二羧酸或环二羧酸酐，例如HHPA和CHDA。

本发明的示例性透明涂层组合物是2K溶剂型掺混物，其包含：

(a)低Tg的线型或支化的聚酯多元醇或其掺混物；

(b)至少一种其它多官能多元醇；和

(c)适用于交联聚酯和多官能多元醇的异氰酸酯官能材料。