[发明专利]具有高耐刮擦性和耐候性的涂层剂

说明书

本发明涉及一种涂层剂，其含有

(a)至少一种含羟基的化合物(A)，

(b)至少一种具有游离和/或封闭的异氰酸酯基团的化合物(B)，以及

(c)至少一种用于使硅烷基团交联的、含磷的催化剂(C)，

(d)至少一种其它催化剂(D)

其中，所述涂层剂的一种或多种成分含有可水解的硅烷基团。

在WO-A-01/98393中描述了双组分涂层剂，其含有一种多元醇作为基料组分，以及作为交联剂组分的多异氰酸酯，该多异氰酸酯部分地被烷氧基甲硅烷基官能化。将这些涂层剂用作底漆，并且对其与金属基底，尤其是铝基底的粘附性进行优化。在OEM批量涂漆或修补涂漆范围内，可以将底漆-透明漆-构造施涂到这些涂层剂上。在耐刮擦性与耐候性方面，根据WO 01/98393的涂层剂没有得到优化。没有提到在交联反应过程中硅烷基团和/或异氰酸酯基团的转化率。

在EP-A-0 994 117中描述了可湿固化的混合物，其含有多元醇组分和多异氰酸酯组分，所述多异氰酸酯组分可以部分地与一种优选反应生成天冬氨酸的单烷氧基甲硅烷基烷基胺进行反应。由这样的混合物形成的涂层尽管具有一定的硬度，但鉴于耐候性且尤其是鉴于其耐刮擦性仅仅有条件地适用于OEM应用。

US-A-2006/0217472描述了涂层剂，该涂层剂可以含有羟基官能化丙烯酸酯、低分子量多元醇组分、多异氰酸酯以及氨基官能化烷氧基甲硅烷基组分，优选二烷氧基甲硅烷基胺。这样的涂层剂可作为底漆-透明漆-构造中的透明漆，并且可形成耐刮擦涂层。然而该涂层剂只能在非常有限的条件下存放，并且所得到的涂层的耐候性低，尤其在干湿循环试验中对UV辐射的耐候性低。

在WO 2006/042585中描述了适于OEM批量涂漆的透明漆，其作为主要基料组分含有多异氰酸酯，该多异氰酸酯的异氰酸酯基团90摩尔％以上与二烷氧基甲硅烷基胺反应。这样的透明漆具有优异的耐刮擦性，同时具有高的耐化学性和耐候性。然而，还存在这样的需求：进一步改进耐候性，尤其是在干湿循环下在UV辐射时防止裂纹形成，同时获得高水平的耐刮擦性。

EP-A-1 273 640描述了由多元醇组分和交联剂组分构成的双组分涂层剂，所述交联剂组分由脂族和/或脂环族多异氰酸酯构成，其中0.1～95摩尔％的原本游离的异氰酸酯基团与二烷氧基甲硅烷基胺发生反应。这些涂层剂可以用于OEM批量涂漆，并且在完全固化之后具有良好的耐刮擦性，同时对环境影响因素有良好的耐抗性。但这些涂层剂有十分强的后交联倾向，这导致在热固化之后短时间仅仅得到所述涂层不足的耐刮擦性。强的后交联倾向同样不利于耐候性，因为存在增大的形成应力裂纹的风险。

上述涂层剂通过使用有机官能化硅烷不仅含有无机成分，而且也含有有机成分，也被称作无机-有机涂层剂。

视所使用的配方而定，可以制成具有极强耐刮擦性的表面。

在文献资料中已知，借助极为不同的催化剂可以促进交联反应。虽然叔胺或者特定的金属催化剂尤其适合作为异氰酸酯交联催化剂(参见M.Dahm，K.Uhlig，Kunststoffhandbuch 7，92页ff.)，为了催化硅烷缩合反应尤其使用酸，特别还使用封闭的磷酸偏酯。在这类无机-有机混合体系中，在每种情况下使用的催化剂之间可能出现不期望的相互作用，因某些催化剂一方面总是促进反应，在某些情况下也会抑制其它同时进行的反应。此外还必须对催化剂的环境相容性方面加以考虑。譬如尤其是在实践中仅能非常受限地使用含锡催化剂，因为这些材料对人体器官起到非常毒性的作用。实验研究结果表明，使用单一催化剂通常不足以相当地促进两种交联反应。这在实践中通常导致发现交联反应之一的转化率比较低，例如在异氰酸酯反应方面仅为约20％。

任务

本发明的任务在于，提供尤其用于在OEM批量涂漆和汽车修补涂漆中形成透明漆层的涂层剂，其导致形成高度耐候性的网络，其中极大程度上抑制了不期望地形成水解和老化不稳定基团，从而保证了高耐酸性。此外，这些涂层剂应当导致形成这样的涂层，所述涂层在热固化之后即已是高度耐刮擦的，而且尤其在刮擦负荷之后仍保持高光泽度。此外还应当能够以＞40μm的层厚制备涂层和涂漆，尤其是透明涂漆，而不会出现应力裂纹。这是在工艺和美观要求甚高的汽车批量涂漆(OEM)领域，对于涂层和涂漆，尤其是透明涂漆使用的主要前提条件。

尤其应提供这样的透明漆涂层，其具有在干湿循环中采用UV辐射的老化条件下的高耐抗性，特别是针对裂纹形成的耐抗性，同时具有优异的耐刮擦性。