[发明专利]耐腐蚀的底漆和面涂层组合物

说明书

本文描述了涉及潜在碱催化的迈克尔加成反应的组合物和方法。本文所述的组合物来源于迈克尔加成反应并提供涂层，包括当施加到基材并固化时具有最佳的粘合性、耐腐蚀性和固化响应的底漆涂层和直接接触金属涂层。

背景技术

涂层经常被施加到包括金属和钢基材在内的各种基材，以防止腐蚀。这些涂层通常是多层涂层，其特征在于一个或多个上面施加了面涂层(topcoat)的底漆涂层(primercoat)。这些涂层是经济的并且相对容易施加。涂层干燥较快并且具有良好的耐腐蚀性和耐化学性，这使得所述涂层对涂布要在长时间段内和/或在腐蚀性环境中使用的金属部件尤其有用。

常规地，底漆涂层被施加到金属表面以提供腐蚀保护。这些底漆通常是环氧树脂、聚氨酯树脂等。通常，这种涂层体系是可交联的两组分组合物，其中所述组分分开存储并在使用前混合。这两种组分具有很高的反应性并且一旦被混合就将开始交联。通常在这种底漆涂层体系中包含催化剂以增加这两种组分之间的交联反应的速率。

交联反应可以是碱催化的或酸催化的。碱催化体系有时是优选的，因为它们能够快速或迅速固化。然而，由于快速的固化速度，这些组合物只能在组分混合后使用相对较短的时间段，所述时间段被定义为涂层组合物的适用期(potlife)。在一些碱催化体系中，粘度增加得如此快，使得涂层在完全施加到表面前就固化了，并且相应地，这些体系具有受限的实际使用。

由于有关在溶剂型涂层中使用挥发性有机化合物(VOC)的法规问题，具有低溶剂含量的高固体体系是优选的。然而，高固体体系对平衡适用期和固化速度提出了若干挑战。例如，高固体组合物通常包含较少的可在施加涂层时蒸发的溶剂，因此，适用期远低于优选的。另一方面，在体系中用较少的溶剂还减少了当施加涂层时反应速率的增加，从而导致较慢的固化。因此，常规的高固体涂层体系难以实现快速固化和长适用期的组合。

碱催化体系中适用期减少的问题的一种可能解决方案是使用潜在催化剂。这些催化剂仅在施加涂层后被活化，并在不损害固化速度的情况下提供更长的适用期。例如，在美国专利号8,962,725中描述了使用经取代的碳酸盐作为碱催化体系的潜在催化剂，该美国专利以引用方式并入本文。

然而，尚未知的是使用这种潜在催化剂体系的涂层组合物是否可以用作底漆组合物。为了用作底漆组合物，涂层组合物必须表现出对基材的最佳粘合性和最佳的耐腐蚀性。已知在美国专利号8,962,725中描述的单涂层体系当直接施加到金属基材时不提供足够的耐腐蚀性。此外，当将一些当前已知的碱催化组合物直接施加至金属基材，特别是酸性或经酸处理的基材时，观察到了固化和/或粘合性的损失。

因此，需要这样的底漆体系，所述底漆体系表现出最佳粘合性和耐腐蚀性，与此同时利用通过经由迈克尔加成反应交联以产生优良涂层组合物的潜在碱催化体系所表现出的快速固化速度和最佳适用期。

发明内容

本说明书提供了涉及迈克尔加成反应的组合物和方法。本文所述的组合物来源于迈克尔加成反应并提供了当施用到基材并固化时具有最佳粘合性、耐腐蚀性和固化响应性的涂层。

在一个实施方式中，本说明书提供了一种涂层组合物，该涂层组合物包含至少一种树脂。该树脂组合物包含至少一种具有至少一个迈克尔加成受体官能团的迈克尔加成受体。该迈克尔加成受体的至少一部分包含环氧主链。该树脂组合物还包含具有至少一个迈克尔加成供体官能团的迈克尔加成供体。该迈克尔加成供体的至少一部分包含环氧主链。在一个方面中，全部树脂组合物的至少一部分，即小于1％至100％，包含环氧主链，该环氧主链可衍生自迈克尔加成受体、迈克尔加成供体或迈克尔加成受体和迈克尔加成供体的组合。

该涂层组合物还包含潜在碱催化剂和任选的至少一种除酸组分和至少一种粘合促进剂组分。该涂层组合物能够在150℉下在约1至10分钟内固化，并且由该组合物形成的固化涂层是耐腐蚀的。