[发明专利]单组分的可固化涂料组合物、其制备和使用方法和由其制备的涂层和制品

说明书

本发明涉及单组分的可固化涂料组合物，其包含：(a)具有多个烷氧基硅烷基团的聚合物；(b)具有经由酯键、醚键或者酯键和醚键的组合连接的多个环氧化物基团的聚环氧化物；(c)螯合的金属醇盐，其中金属是铝、钛或锆，或这些螯合的金属醇盐的混合物；和(d)单官能的二‑或三烷氧基硅烷化合物，其可以是挥发性的，前提是涂料组合物不含或基本上不含具有羟基、伯胺基团和仲胺基团(即，具有至少一个活泼氢的胺基团，>N‑H)的聚合物。所公开的这些单组分的可固化涂料组合物在施用之前不需要混入任何额外成分，是储存稳定的，并且在使用期间不会增加粘度(换句话说，在使用中，贮存期不会由于内部组分的交联而缩短)，从而过量的材料可以再使用，而且当作为涂层施用并暴露于水分(即大气水蒸气)时，所述涂料组合物提供了环境固化。

发明领域

本发明涉及水分可固化的涂料组合物，特别是车辆重涂组合物，涉及使用这种组合物的方法，涉及在基材上的重涂涂层，以及涉及在其上具有重涂涂层的制品，例如机动车辆。

本发明的背景介绍

长期以来已经知道含有具有烷氧基硅烷基团的基料(binder)的涂料组合物。在大气水分的存在下，基料的烷氧基硅烷基团甚至在室温下也能发生缩合且同时消除烷氧基以形成Si-O-Si桥。这种涂料组合物例如适合用于制备汽车重涂涂料。在这方面，它们与常用的基于异氰酸酯的涂料组合物相比具有关键的优势，这是由于它们的毒性明显较小，允许它们广泛应用且不需要那些对于基于异氰酸酯的涂料体系而言必要的十分小心的措施。

Hoffmann等在WO 2010/112106(引入本文供参考)公开了基于非质子溶剂的水分固化涂料组合物，其含有(A)至少一种具有烷氧基硅烷基团的基料和(B)至少一种含磷和氮的交联催化剂。基料(A)与有机溶剂和其它所希望的涂料成分合并，并刚好在使用之前将催化剂(B)混入这种涂料材料中。基料含有至少一种聚丙烯酸酯和/或聚甲基丙烯酸酯，其可以使用一种或多种式(I)的烯属不饱和单体(a1)获得：

其中R是H或甲基，R'是H、烷基或环烷基，R是烷基、环烷基、芳基或芳烷基，和x＝0-2。WO 2010/112106的涂料组合物显示在水分的存在下在不发粘的情况下在60℃下仅仅30分钟就快速固化，而且具有贮存期为至少30分钟，优选至少2小时。WO 2010/112106还公开了至少按比例使用具有乙氧基而非甲氧基的丙烯酸酯-和/或甲基丙烯酸酯官能烷氧基硅烷以制备基料，提供了能在固化时释放出极少甲醇并且显示所需快速固化的涂料组合物。

通常，环境固化的热固性涂料的反应组分保持分开直到刚好在施用之前，这就如WO 2010/112106涂料组合物的情况。一旦全部组分合并(当在制备WO 2010/112106涂料组合物中，将催化剂(B)混入含有基料(A)的涂料材料中时)，就发生交联反应，粘度增加直到粘度达到涂料组合物不再能施用的时刻。在此时，任何未使用的材料必须被丢弃。在合并所有组分与粘度过高以致不能正确施用之间的这段时间称为涂料组合物的“贮存期”。长期以来已经承认具有足够的反应性以在环境温度或在低温烘箱中在合适时间间隔后(例如在1小时内)固化到不发粘程度的组合物必须作为双组分或多组分涂料配制，其中一种或多种成分是与其余涂料材料分开直到刚好在使用之前。相比之下，其中所有成分在储存稳定的包装中合并的单组分可固化涂料组合物要求高的热量输入或其它高能量输入，例如光辐照，从而在合理的时间内固化所施用的涂层。

Nakahata等在美国专利No.5,408,001中公开了三组分树脂组合物，其含有含氟的含羟基化合物，含环氧基的化合物，以及硅烷醇或含可水解的硅烷基团的化合物。Nakahata的专利还公开了双组分树脂组合物，其中一种组分具有一种类型的基团，第二组分同时具有其它两种类型的基团。使用金属螯合物化合物作为固化催化剂。报道了此组合物是储存稳定的，并能在室温下在8小时至7天内固化，或者在40-100℃下在5分钟至3小时内加热固化。

发明概述