[发明专利]包含具有保护的异氰酸酯基的颗粒的油漆

说明书

技术领域

本发明涉及涂料配制品，尤其是覆盖漆及清漆，它们包含在其表面上具有经保护的异氰酸酯基的颗粒。

背景技术

具有颗粒，尤其是纳米颗粒的涂料系统是现有技术中已知的。例如在EP 1 249 470、WO03/16370、US2003/0194550或US2003/0162015中描述了对应的涂料。在此情况下，颗粒改善了对应涂料的性能，尤其是关于其耐刮性以及任选其耐化学性。

在使用有机涂料系统中的一般是无机的颗粒时经常产生的问题在于，颗粒及涂料基质的相容性通常不足。这会导致颗粒无法在涂料基质内充分地分散。为此，即使良好地分散的颗粒在更长时间放置或储存时也会发生沉淀，其中任选形成更大的聚集体或附聚物，即使在再分散时也无法或者难以分离成初始的颗粒。该非均匀的系统的加工在各种情况下均是困难的，有时甚至是不可能的。以此方式通常无法制造在其涂布及硬化之后具有光滑表面的涂层，或者成本非常高。

因此，有利的是使用在其表面上具有有机基团的颗粒，这会改善与涂料基质的相容性。以此方式用有机外壳“遮盖”无机颗粒。若颗粒表面上的有机官能团对涂料基质还具有反应性，从而会在对应涂料的各种硬化条件下与基质反应，则在此情况下达到特别有利的涂料性能。因此可以在涂料硬化期间以化学方式将颗粒嵌入基质中，这通常导致特别优良的化学特性以及提高的耐化学性。例如在DE 102 47 359 A1、EP832947A或EP 0 872 500 A1中描述了此类系统。此处所述系统的缺点在于，涂料的固体总含量中相对昂贵的纳米颗粒占有通常相对更高的比例。

此外，含有用纳米颗粒改性的粘合剂的涂料的使用也是已知的。这可以通过具有反应性官能团的颗粒与具有补充功能的粘合剂的反应加以制造。换而言之，在此有机官能的颗粒不是在涂料硬化时而是在制造粘合剂时已经以化学方式嵌入涂料基质内。例如在EP 1 187 885 A或WO01/05897中描述了此类系统。但它们的缺点是，其制造相对复杂，这导致高的制造成本。

在特别重要的涂料类型的情况下，使用由在涂料硬化期间与异氰酸酯官能的硬化剂反应的羟基官能的预聚物组成的涂料树脂。该聚氨基甲酸酯涂料的特征在于特别优良的性能，例如优异的耐化学性，但尤其是在该系统的耐刮性方面仍需要提高。它们通常用于特别高等级及要求的应用领域中，例如作为在汽车及车辆工业中的OEM上漆的清漆或覆盖漆。大多数用于汽车维修的覆盖漆同样也是由此类异氰酸酯系统组成的。

通常区分两种不同的聚氨基甲酸酯涂料系统，即所谓的双组份系统及单组份系统。第一种由两种组份组成，其基本上由异氰酸酯硬化剂组成，而在第二组份中包含具有其异氰酸酸反应基团的涂料树脂。在此情况下，两种组份必须分开储存及运输，在加工前之久才能加以混合，因为最终混合物仅具有非常有限的贮存期。所以通常有利的是，仅由一种组份组成的所谓单组份系统，其中除了涂料树脂以外还存在具有经保护的异氰酸酸基的硬化剂。单组份涂料进行热硬化，其中消去异氰酸酯单元的保护基团，随后经保护的异氰酸酯能够与涂料树脂反应。此类单组份涂料的典型的消去温度为120至160℃。

尤其是在该高级涂料的情况下，其他的性能改善是值得期待的。这尤其适用于车辆上漆。因此，特别是传统汽车涂料可达到的耐刮性仍然是不足的，以至于例如在洗车房内由洗涤水中的颗粒导致涂层的明显刮伤。由此随着时间的推移，会不利地损伤涂层的光泽度。在此用其能够达到更高耐刮性的配制品是值得期待的。

实现该目的特别有利的途径是使用在其表面上具有经保护的异氰酸酯官能团的颗粒。若在单组份聚氨基甲酸酯涂料内使用此类颗粒，则在涂料硬化时颗粒表面上的异氰酸酯官能团被释放，而颗粒以化学方式嵌入涂料内。为此，经保护的异氰酸酯官能团改善了颗粒及涂料基质的相容性。

含有异氰酸酯官能团的此类颗粒原则上是已知的。它们通常是通过具有自由的硅或金属的氢氧化物官能团的颗粒与烷氧基甲硅烷基官能的有机硅化合物缩合制造的，该有机硅化合物的有机基团含有经保护的异氰酸酯官能团。例如在DE 34 24 534 A1、EP 0 212 058 B1、JP08-291186或JP10-067787中已经描述了具有此类遮盖的异氰酸酯基的有机硅化合物。EP 0 872 500 A中描述了具有经保护的异氰酸酯官能团的颗粒本身及其在涂料中的用途。