[发明专利]漆涂层体系及多层漆涂层的制备方法

说明书

发明领域

本发明通常涉及一种漆涂层体系，更具体而言涉及一种包括有机硼烷络合物的漆涂层体系，及一种形成多层漆涂层的方法。

相关技术说明

漆涂层在本领域中为熟知的且一般由在许多不同工业中施加及固化于基材上的涂料组合物形成。利用漆涂层赋予基材改进的物理性质(例如耐紫外线性、耐蚀性及耐候性)且出于审美目的赋予基材颜色或光泽。因为所有上述原因使用漆涂层的一个工业为汽车涂层工业。

已利用许多固化涂料组合物以形成漆涂层的不同方法。例如，在汽车涂层工业中已关注使用快速固化技术如UV固化及电子束技术。这些技术利用自由电子(无论作为由UV光形成的自由基或作为由电子束形成的电子)来聚合及固化涂料组合物。这些技术相比于以不同方式固化的溶剂基涂层及水基涂层可使涂料组合物的固化时间缩至最短，但需要昂贵的设备如UV灯、真空、灯丝(filament)等。因此，这些技术的使用昂贵、费时且耗费大量劳力。

一种改进涂料组合物的尝试为在涂料组合物中应用有机硼烷络合物。已知有机硼烷可轻易地与来自环境空气的氧气反应以形成自由基，所述自由基然后使有机单体聚合形成漆涂层。为了防止有机硼烷轻易地与氧气反应，通常使有机硼烷与胺络合，由此形成在氧气及环境空气存在下通常稳定的有机硼烷络合物。因此，为了形成漆涂层，将包括有机硼烷络合物的涂料组合物施加于基材上。然后，将去络合剂(decomplexing agent)施加于涂料组合物上以使有机硼烷络合物去络合。当去络合时，有机硼烷形成自由基且使有机单体聚合形成漆涂层。为了防止去络合剂过早地使有机硼烷络合物去络合，需要双组分体系，其中有机硼烷络合物与去络合剂为分开的。双组分体系因为形成漆涂层需要额外的步骤及工作而带来额外的成本支出，且因此不合需要。此外，可利用热来引发和/或加速有机硼烷络合物的去络合。当利用热时，该热由烘箱提供，所述烘箱昂贵、体积大且需要大量能量，从而进一步增加形成漆涂层的费用。

鉴于以上所述，仍然有机会提供改进的漆涂层体系。更为有利的是，提供一种形成多层漆涂层的改进方法，其不需要烘箱来形成多层漆涂层且使形成多层漆涂层所需的步骤最少。

发明概述

本发明提供一种漆涂层体系。漆涂层体系包含基材及设置于该基材上的第一漆层。第一漆层由包含第一去络合剂或第一有机硼烷络合物的第一组合物形成。漆涂层体系进一步包含设置于第一漆层上的第二漆层。第二漆层由包含第一去络合剂及第一有机硼烷络合物中另一种的第二组合物形成。第一及第二组合物中的至少一种进一步包含选自可自由基聚合单体、可自由基聚合低聚物、可自由基聚合聚合物及其组合的可自由基聚合化合物。第一去络合剂在第一与第二漆层的界面处使第一有机硼烷络合物去络合，以形成引发可自由基聚合化合物发生自由基聚合的自由基。

本发明也提供一种制备多层漆涂层的方法。该方法包括提供基材的步骤。该方法进一步包括施加第一漆层于基材上的步骤。该方法进一步包括施加第二漆层于第一漆层上的步骤。该方法也包括固化第一及第二漆层中的至少一个而由此制备多层漆涂层的步骤。

本发明方法制备具有优异物理性质的多层漆涂层。此外，固化第一及第二漆层中的至少一个的步骤可在环境条件下(即无外部加热源存在下)进行。因为固化第一及第二漆层中的至少一个的步骤可在无外部加热源存在下进行，所以本发明方法不需要烘箱，这可显著降低与制备多层漆涂层的方法相关的成本。此外，漆涂层体系的第一组合物及第二组合物可各为单组分组合物。换言之，漆涂层体系除第一及第二漆层外不需要单独及离散的固化剂，由此进一步减少与漆涂层体系相关的成本及生产时间。这归因于以下事实：第一去络合剂及第一有机硼烷络合物通常处于单独层中，且第一去络合剂在第一与第二漆层的界面处使第一有机硼烷络合物去络合，以形成引发可自由基聚合化合物发生自由基聚合的自由基。

附图简述

当结合附图考虑时，可容易地了解本发明的其他优势，同样通过参考以下详细说明可更好地理解本发明，其中：

图1a为基材的示意性截面图，该基材具有设置于其上的第一漆层及设置于第一漆层上的第二漆层，其中第一漆层中的第一去络合剂及第二漆层中的第一有机硼烷络合物位于第一与第二漆层的界面处；且

图1b为基材的示意性截面图，该基材具有设置于其上的第一漆层及设置于底涂漆层(basecoat paint layer)上的第二漆层，其中第一漆层中的第一有机硼烷络合物及第二漆层中的第一去络合剂位于第一与第二漆层的界面处；