[发明专利]制造具有彩色加透明复合涂层的制品的方法及制品

说明书

本发明涉及彩色加透明复合涂料及方法，尤其是制造具有彩色加透明复合涂料的制品的方法及制品。

彩色加透明复合涂料广泛地用于涂料工艺中。在要求有优越的光泽、色彩深度、图象清晰度或特殊的金属色效果时，它们特别理想。汽车工业已经在汽车车身面板上广泛使用彩色加透明复合涂料。但是，这些涂料要求透明涂层的透明度极高，以达到所希望的视觉效果。就这方面而言，彩色加透明复合涂料的透明涂层对于称为环境侵蚀的一种现象特别敏感。环境侵蚀本身显示为在涂层的透明面涂层之上或之中的斑点或印迹，它们常常无法擦掉。

透明涂层对环境侵蚀的抗阻程度常常很难预测。很多知名的用于外部时具有耐久性和耐气候性的涂料组合物，例如高固体含量磁漆，在作为彩色加透明复合涂料的透明涂层使用时达不到所要求的抗阻环境侵蚀的水平。

曾经提出许多种组合物作为彩色加透明复合涂料的透明涂料，例如聚氨酯、酸—环氧树脂体系等。但是，很多先有工艺体系在诸如可涂性，与着色底涂层的相容性、溶解度等方面存在缺点。另外，很少有一组分的涂料组合物能具有令人满意的抗环境侵蚀性，尤其是在汽车涂料的苛求的环境中。因此，对于可固化的涂料组合物存在着持久的需要，要求它们在作为彩色加透明复合涂料的透明涂料使用时具有令人满意的抗环境侵蚀性能。

因此本发明的目的是要提供一种对环境刻蚀有高度的抗阻力的可固化涂料组合物及用以制造彩色透明复合涂料制品的方法及制品。

现在发现，氨基甲酸酯官能的丙烯酸聚合物可以用在彩色加透明复合涂料的透明涂料组合物中。因此，根据本发明，提供了一种施用彩色加透明复合涂料的方法，该方法包括将着色的涂料组合物涂敷到基底上和在着色的涂料组合物上涂敷透明的涂料组合物等步骤，其中的透明涂料组合物是一种可固化的涂料组合物，含有：

(a)第一种组分，它具有聚合物骨架，骨架上有至少一个附加的氨基甲酸酯官能基，

(b)第二种组分，其中含有许多个对该氨基甲酸酯基有活性的官能基。

这种复合涂料在固化时形成一种坚固而有柔性、耐久、吸引人的透明涂层面涂层，它对环境侵蚀有高度的抗阻力。这种透明涂层组合物可以作为一组分体系有效地施用，而不是象在二组分体系中那样必须刚好在施用前与活性物质混合。

本发明组合物中使用的聚合物组分(a)可以用多种方式制备。制备这类聚合物的一种方法是制造一种丙烯酸酯单体，在该单体的酯部分有氨基甲酸酯官能度。这些单体是工艺上熟知的，例如在美国专利3,479,328、3,674,838、4,126,747、4,279,833和4,340,497中有说明，其公开内容在本发明中引用作为参考。一种合成方法涉及羟基酯与尿素反应形成氨基甲酰氧基羧酸酯(即，氨基甲酸酯改性的丙烯酸酯)。另一种合成方法是α，β-不饱和酸的酯与羟基氨基甲酸酯反应，形成氨基甲酰氧基羧酸酯。还有另一种方法涉及伯胺、仲胺或二胺与环状碳酸酯(例如碳酸乙二酯)反应形成氨基甲酸羟烷酯。氨基甲酸羟基烷基酯上的羟基随后通过与丙烯酸或甲基丙烯酸反应酯化，形成单体。在工艺中还描叙了制备氨基甲酸酯改性的丙烯酸单体的其它方法，它们同样可以应用。随后如果需要，可以用工艺中熟知的方法将丙烯酸单体与其它的烯属不饱和单体一起聚合。

制备在本发明组合物使用的聚合物(a)的另一途径是将一种已形成的聚合物(例如丙烯酸聚合物)与另一组分反应，形成连接在聚合物骨架上的氨基甲酸酯官能基，如美国专利4,758,632所述，该专利的公开内容在本文引用作为参考。制备可用作组分(a)的聚合物的一种方法涉及在羟基官能的丙烯酸聚合物存在下将尿素热分解(放出氨基和HNCO)，以形成氨基甲酸酯官能的丙烯酸聚合物。另一种方法涉及使氨基甲酸羟基烷基酯的羟基与异氰酸酯官能的丙烯酸单体或乙烯基单体的异氰酸酯基反应，形成氨基甲酸官能的丙烯酸聚合物。异氰酸酯官能的丙烯酸聚合物是工艺中已知的，在例如美国专利4,301,257中有说明，其公开内容在本发明中引用作为参考。异氰酸酯乙烯基单体是工艺中已知的，包括不饱和的间四甲基二甲苯异氰酸酯(American Cyanamid公司以TMI^R名称销售)。另一种方法是环状碳酸酯官能的丙烯酸聚合物上的环状碳酸酯基团与氨反应，以便形成氨基甲酸酯官能的丙烯酸聚合物。环状碳酸酯官能的丙烯酸聚合物是工艺中已知的，在例如美国专利2,979,514中有叙述，该专利的公开内容在本发明中引用作为参考。一种较困难但是可以实现的制备聚合物的方法是用氨基甲酸羟基烷基酯使丙烯酸酯聚合物发生酯基转移作用。