[发明专利]涂料组合物

说明书

发明领域

本发明涉及具有低VOC(小于250g/l)，快速干燥且具有优异抗腐蚀性的涂料组合物。这些涂料组合物特别适用于涂覆风力叶片。本发明还涉及使用本文所述涂料组合物保护基底以防雨蚀或固体颗粒侵蚀的方法，涂覆的风力叶片或其一部分，和一种或多种特定酯在聚脲基涂料组合物中改进涂层的抗雨蚀性或抗固体颗粒侵蚀性中的用途。

发明背景

风力是使用风轮机将风能转化成有用形式如电。风力在与电网连接的大规模风电场中以及在用于将电供给分离位置的单独涡轮机中产生。风轮机通常具有2-4个大叶片，其设计用于持续约20-25年。

风轮机叶片或“风力叶片”不断地暴露于各种元素下且理想地设计用于以最小的故障耐受温度极端条件、风切、沉淀和/或其它环境威胁。由于侵蚀导致的涂层故障通常在叶片的前缘上观察到。叶片的“前缘”应当理解指首先切入风中的叶片部分，而后缘指相对边缘。前缘通常经受环境因素，例如盐、砂、尘土和其它颗粒物，导致干磨损，以及湿环境因素，例如风、雨、雪等。因此，加速涂层故障和/或侵蚀可在前缘上观察到。

因此，用于风力叶片上的保护涂层满足非常严格的标准以使它们持续约20-25年的其寿命时间。水滴在碰撞期间相当地改变其形状。多数时间，雨滴以其震源处的小损害在漆膜的表面上产生波纹状冲击波。为使风力叶片上的涂层幸免于长时间的多次雨滴碰撞，涂膜应具有对基底的良好附着力和良好回弹性能。

用于涂覆风力叶片的现有市场领先产品为聚酯基聚氨酯。同时，这些涂料产品具有合理的附着力和抗性性能，它们都具有大于250g/l的挥发性有机物含量(VOC)，且通常在环境温度下缓慢地干燥。为提高涂层干燥的速率，它们可在热风炉中加热。另外，风力叶片上通常要求多个聚氨酯涂料的涂层以实现所需雨蚀保护。多个涂层施涂于风力叶片上耗费时间且是昂贵的。相反，本发明涂料组合物能够以最小的基底表面制剂容易地以一个涂层施涂于基底上，且该涂层提供良好的雨蚀保护。

包含聚脲类树脂的涂料组合物，例如由聚天冬氨酸酯胺和异氰酸酯固化剂形成的组合物是保护涂料工业中已知的。然而，不知道这类涂料的抗腐蚀性与商业上领先聚酯基聚氨酯体系一样好。令人惊讶的是，发明人发现当将特定酯(一种或多种芳族酯和/或一种或多种脂族酯)和氨基树脂基聚合物的任选固体颗粒加入特定聚脲涂料体系中时，涂层的抗腐蚀性戏剧性地改进至本发明涂料提供至少与领先聚酯基聚氨酯涂料体系一样好的抗腐蚀性的程度。然而，不仅本发明聚脲涂料提供良好的抗腐蚀性，而且它们还有利地具有比领先聚酯基聚氨酯涂料体系更低的VOC。另外，本发明涂料组合物能够在较少涂层(例如恰好一个涂层)中提供相同的保护，并且能够使用标准技术施涂。本发明涂层能够在风轮机叶片经历的特别严苛的雨蚀条件下提供保护。

本发明提供具有低VOC(优选小于250g/l)、在环境条件下的短干燥时间(优选在50％RH和25℃下小于3小时)、良好适用期(例如在25℃下90分钟或更长)，并且可容易使用标准技术施涂的涂料组合物。另外，涂层提供与已知的聚脲基涂料体系相比优秀的侵蚀保护，特别是雨蚀保护，这可在恰好一个涂层中实现。

发明概述

本申请涉及涂料组合物，其包含：

(i)成膜树脂，所述成膜树脂包含：

a)60-90重量％的一种或多种含有仲胺基团的多胺，所述多胺通过一种或多种包含伯胺基团的多胺与不饱和二烷基酯反应而制备；和

b)10-40重量％的一种或多种具有式(2)结构的酯：

其中X为具有式(3a)或(3b)结构的酯官能团：

Y为具有1-10个碳原子，例如1-6个碳原子的单价烷基，

a为1或2；b为0、1或2；

Z为C或S，且当Z为C时，c为0，且当Z为S时，c为1；

R⁵为具有2-25个碳原子，例如5-20个碳原子的单价烷基或芳烷基，且虚线表示任选双键，

其中重量％基于成膜树脂中(a)和(b)的重量之和，溶剂除外，和

(ii)用于将成膜树脂(i)固化的多异氰酸酯树脂，其中多异氰酸酯树脂具有

280g/eq至840g/eq的异氰酸酯当量和550-2000克/摩尔的数均分子量，其中组分(i)和组分(ii)以下述量存在于涂料组合物中：使得异氰酸酯基团:仲胺基团的化学计量比为1.0:1.0-2.5:1.0。