[发明专利]水性涂层剂以及制备耐石片划伤性层的方法

说明书

在金属基材上提供耐石片划伤性涂层在机动车制造领域中具有特别的意义。对二道底漆或耐石片划伤的底漆提出一系列要求。因此，固化后的二道底漆层应当带来高耐石片划伤性，尤其是针对多重冲击，并且同时带来时防腐蚀涂漆，尤其是KTL，以及对底漆的良好粘附性，在约20～35μm的层厚下带来良好的填充特性(遮盖基材的结构)，以及在最后的透明漆层中带来良好的外观。而且，适当的涂层材料，尤其是出于生态原因，应具有低的有机溶剂水平，或者尽可能不含有机溶剂。

用于二道底漆的水性涂层剂是公知的，并且已描述在，例如EP-A-0 788 523和EP-A-1 192 200中。在那些文献中描述了作为用于二道底漆的基料的可水稀释的聚氨酯，其应当确保耐石片划伤性，尤其是在相对低的层厚的情况下。但是，在进行石片划伤测试时，对于在OEM层结构(防腐蚀层(尤其是KTL)-二道底漆-底漆-透明漆)中的现有技术的二道底漆来说，尽管具有良好的耐石片划伤性，也就是相对少的破损数目，然而在漆层上经常出现损伤情形，在所述损伤情形中通过在OEM层结构以及随后在金属与KTL之间的界面处的层离现象中不受控制的裂纹扩展，不受保护的金属基材被暴露出来。

WO-A-01/04050公开了用于具有良好的阻隔性质的水性涂层剂的无机阴离子或阳离子层状填料，所述填料用有机化合物改性以扩展所述填料中的层间距，所述有机化合物具有至少两个离子基团，所述离子基团由至少4个原子隔开。所采用的阳离子填料可为混合氢氧化物，如，尤其是，水滑石类型。WO-A-01/04050中所描述的涂层剂被用作对气体和液体具有非常良好的阻隔性的涂料，据称所述填料不影响固化操作。采用涂层剂改善OEM层复合体在受到冲击之后的损伤情形，尤其是用于降低暴露的基材的表面积，是未知的。WO-A-01/04050中所描述的涂层剂在用于OEM层复合体中时，具有非常有限的适用性，因为所施加的层中的有机改性剂的多电荷会产生高的局部电荷密度，这会在宏观上导致固化涂层的吸湿性的增大，特别地，对于所述涂层的耐冷凝性而言，具有负面影响。

EP-A-0 282 619描述了含有粉末状混合氧化物的溶剂基防腐蚀层剂，其中所用的阴离子可为水杨酸阴离子。采用涂层剂改善OEM层复合体在受到冲击之后的损伤情形，尤其是用于降低暴露的基材的表面积，是未知的。

M.L.Nobel等(Progress in Organic Coatings 58(2007)，96-104)描述了尤其是可被用于OEM体系的涂层剂，其含有基料、交联剂以及芳族填料，所述填料用阳离子有机化合物改性，以扩大所述填料的层间距。这种阳离子有机化合物在水相中的稳定性远远不及相应的阴离子化合物，并且在所述涂层剂固化时，具有褪色的倾向，特别是在铵化合物的情况下，这能导致在涂层中产生不期望的色调的变化。着重强调的一个特征是，改性的无机填料聚集在分散的聚合物液滴和水的相界处、或者在所述液滴中，据称这会导致流变性的改善，以及用所述涂层剂制备的涂层的硬度增大。一般而言，相对薄的涂层的硬度的增大，会导致脆性破裂的倾向增大，从而使基材表面的暴露面积增大，并产生受损的损伤情形。没有描述采用M.L.Nobel等所描述的涂层剂改善OEM层复合体在受到冲击之后的损伤情形，尤其是用于降低暴露的基材的表面积。

技术问题和解决方案

考虑到所述现有技术，本发明所要解决的技术问题是，提供涂层剂，其是基于环境有利的水性涂层剂的，其用于具有如下性质的耐石片划伤性的涂层：具有明显改善的损伤情形，尤其是，其特征在于：明显降低整体OEM层复合体在金属和防腐蚀层界面处的层离现象，从而具有如下特征——明显降低冲击之后的暴露基材的表面积。此外，用本发明的涂层剂制备的固化涂层应当表现出低的吸水趋势，特别是良好的耐冷凝性。其目的尤其是，当用本发明的涂层剂制备的涂层固化时，所述涂层应当仅仅稍微褪色，或者完全不褪色。

令人惊讶的发现，一种具有如下组成的水性涂层剂，是本发明所要解决的技术问题的一个优异的解决方案，所述涂层剂含有：至少一种可水分散的聚合物(WP)，所述聚合物具有至少一个可交联的官能团(a)；以及带正电荷的无机粒子，所述无机粒子的中值粒径(D)与中值粒子厚度(d)之比D/d之比＞50，并且其电荷至少部分地被带单电荷的有机阴离子(OA)所平衡。

还找到一种制备耐石片划伤性OEM层复合体的方法，所述OEM层复合体是由直接施加在基材上的防腐蚀层、二道底漆层、底漆层、以及最终的透明漆层所组成的，其中至少一个层是由本发明的水性涂层剂形成的。

本发明的描述