[发明专利]包含颗粒的涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有机官能硅烷改性颗粒的涂层配制品，及其作为涂料的应用。

背景技术

包含颗粒、特别是纳米颗粒的涂料系统，是当前技术发展的前沿。这样的涂料例如在EP1249470、WO03/16370、US20030194550或US20030162015中都有所描述。在这些涂料中的颗粒使涂料的性能得到改善，特别是关于其耐擦伤性还有恰当时的耐化学性。

在将通常为无机的颗粒应用于有机涂料系统中时，一个频繁出现的问题在于：在颗粒与涂料基体之间相容性不足。这会导致颗粒在涂料基体中分散不充分。此外，即使是良好分散的颗粒也会经历很长的放置或储存时间，而且其组成还可能具有更大的凝聚体或聚结块，即使是进行再分散也不可能或很困难将其分散为初始颗粒。对这种不均匀体系的处理在任何情况下都是极为困难的，事实上通常是不可能进行的。已经应用、固化并得到光洁表面的那些涂料，通过这种途径通常无法制备或者只有按照高成本方法才能制备。

因此，利用表面具有有机基团的颗粒是有利的，这会使颗粒与涂料基体之间的相容性得以改善。在这种方法中，无机颗粒被有机壳体所包覆。此外，如果颗粒表面的有机结构相对于涂料基体还具有活性，从而在与所述涂料相应的固化条件下，这些有机结构可以与基体进行反应，那么基于这个原因，就可以达到特别有利的涂料性能。利用这种方式，可以在涂料固化期间成功的将颗粒以化学方式引入基体中，这通常会得到特别优良的机械性能和改善的耐化学性。这种系统在例如DE10247359A1、EP832947A或EP0872500A1中有所描述。这些文献中描述的系统，其缺点通常在于：在涂料的所有固体组分中，通常需要相对较高比例的比较昂贵的纳米颗粒。

此外，对包含纳米颗粒改性粘合剂的涂料的应用同样是已知的。这些涂料可以通过使配备有活性官能的颗粒与含有互补官能的粘合剂发生反应制备。因此在这种情况下，不仅是在涂料固化阶段、而且甚至是在粘合剂制备阶段，都可以将有机官能颗粒以化学方式引入涂料基体中。这种系统例如在EP1187885A或WO01/05897中有所介绍。但是，这种体统具有的缺点在于，制备过程相对复杂，导致制备成本较高。

关于一种特别重要类型的涂料，这种涂料使用了成膜树脂，该树脂中包含羟基官能预聚物，特别是羟基官能聚丙烯酸酯和/或聚酯，这些预聚物在涂料固化过程中与异氰酸酯官能固化剂(聚氨酯涂料)和/或蜜胺固化剂发生反应(蜜胺涂料)。聚氨酯涂料具有很显著的优异性能。例如，聚氨酯涂料具有特别优良的耐化学性，而蜜胺涂料通常具有更好的耐擦伤性。这些类型的涂料典型的被专用于高价值和要求苛刻的应用领域。例如，作为汽车和运载工具产业中OEM涂料系统的透明涂层和/或表面涂层材料。大多数用于自动再修整表面的表面涂层也是由这种系统构成的。这些涂层的膜厚度典型的为20-50μm。

对于聚氨酯涂料系统，通常将将其区分为名称为2K和1K的系统。2K系统包含两种组分，其中一种组分基本上由异氰酸酯固化剂组成，而在第二组分中带有可与异氰酸酯反应的基团的成膜树脂。在这种情况下，由于最终混合物的储存稳定性被大大的限制，所以两种组分必须被单独储存和运送，并且在加工前才可以混合。因此，通常更为有利的是1K系统，其仅包含一种成分，且在该系统中挨着成膜树脂处，是带被保护异氰酸酯基团的固化剂。将1K涂料加热固化，异氰酸酯单元的保护基被除去，不被保护的异氰酸酯于是可以同成膜树脂发生反应。对这样的1K涂料典型的焙烘温度是120-160℃。蜜胺涂料通常是1K涂料；其焙烘温度典型的处于类似的温度范围。

特别是对这些高价涂料，人们期望得到进一步改善的性能。这种期望在车辆漆面中尤其迫切。例如，特别是常规汽车漆面可达到的耐擦伤性是不够的，因此，例如，在洗车时的洗涤水中的颗粒会致使车辆漆面的明显损伤。随着时间的过去，这会导致漆面光泽性的持久损伤。在这种情况下，能够得到更好耐擦伤性的配制品将是人们所期望的。

为了达到这一目标，一个特别有利的途径是利用一种表面具有有机官能的颗粒，该有机官能相对成膜树脂或相对固化剂具有活性。此外，颗粒表面的这些有机官能会包覆这些颗粒，从而增强颗粒与涂料基体之间的相容性。

这种具有合适的有机官能的颗粒大体上是已知的。这些颗粒及其在涂料中的应用例如在EP0768351、EP0832947、EP0872500或DE10247359中有所描述。