[发明专利]具有低膜构造的防护紫外光的湿－湿法底漆

说明书

本发明涉及保护涂漆汽车塑料部件免受因暴露于紫外光(U.V.)而引起的降解效应的底漆组合物。更具体地涉及提供这样一种汽车底漆组合物，它以超低干膜构造提供阻挡紫外光的屏障膜，并可用汽车面漆进行湿-湿涂覆并与其一起固化，而无需单独的底漆固化周期。

反应注塑(RIM)聚氨酯，一种热固塑料，近年来被广泛地用作汽车外部部件(如保险杆和其它车体)和内部装饰部件的构造材料。RIM聚氨酯是相当廉价、易于注塑和耐热的材料，其柔韧性和冲击强度均佳，这些性质是汽车外部应用所需要的。但是，RIM因其芳族异氰酸酯含量高而光敏性高，暴露在紫外光下迅速降解、变黄。而且，降解副产物易于迁移到面漆涂饰剂中，损害其美观和保护性能。面漆的发黄、粉化、退色、裂化和脱层是RIM降解的常见结果。

为了抑制紫外光透入下面的RIM基质，阻止RIM降解和副产物迁移，过去开发了用于汽车面漆下的保护底漆。现今所用的流行RIM底漆典型地配成可喷涂的高固体含量、溶剂中的组合物，它以聚酯/蜜胺树脂粘合剂、炭黑颜料、紫外光吸收剂和催化剂为基础，配以其它常规的添加剂，如划痕/滑移添加剂、流动控制剂、抗氧化剂等。

现今的底漆还必须在RIM聚氨酯上涂成高厚度的干膜，典型地为20-25μ(0.8-1.0密耳)，以提供合适的紫外光保护。但是，从必须应用更多底漆材料、后者又增加了材料成本及挥发物的散发的观点来看，高膜构造是不合需要的。过去，通过在底漆中增加阻挡紫外光的炭黑颜料而以低膜构造来改善紫外光保护作用是不可能的。增加炭黑至上述当前水平(即颜料与粘合剂之比为0.04)的现有努力总是不成功。所得的底漆证明不起作用，因为增加的炭黑量易使粘度增加到不能用标准设备喷涂底漆的水平。

为了获得好的外观和粘着力，现有的底漆在施加面漆前还需要一个单独的固化周期，典型地为于250°F单独进行烘焙20-30分钟。而且，底漆涂层在未固化状态一般缺乏保留住面漆的能力，如果它是直接施用于其上时。接着，面漆会易于迁移和沉降到底漆中，从而破坏面漆的外观和物理性质。这阻碍了所谓“湿-湿”涂层技术的使用，该技术中将一种涂层直接涂到另一种未固化的涂层上，然后一步将多层涂层一起固化，两者间无需分开烘焙。

晚近，湿-湿涂层技术已应用于汽车面漆，其中在固化的底漆层(如颜色底涂层)上先施加第一面漆层，然后用第二面漆(如透明外涂层)进行湿-湿涂覆，最后在单一的面漆烘炉中同时固化。底漆不能参与湿-湿涂层过程，必须在施加面漆前分开烘焙。但是，分开烘焙是不合需要的，因为它们导致较长的生产时间和较大的能量消耗。

由于涂RIM聚氨酯部件的费用问题，此前现有的底漆不可能以低膜构造产生防护紫外光作用和湿-湿涂覆面漆。这就使汽车工业采用加工成本和材料成本较低的替代物质，如热塑性烯烃。较理想的是提供能克服上述缺点的底漆组合物，以使RIM聚氨酯基质在汽车上的应用再次引起工业上的注意。

所需要的是一种适合于涂覆汽车部件的底漆组合物，如RI聚氨酯基质，它能形成抑制紫外光在明显低的膜构造上渗透以保证长时间的粘着力的紫外光屏障涂层，并防止下面的基质降解和所产生的副产物迁移到面漆中，它还可用湿-湿法施加面漆，在面漆烘炉中同时固化，而不损及面漆外观、粘着力和防护紫外光。

因此，本发明的一个目的是提供一种底漆组合物，它以明显低于现有底漆的干膜构造来阻挡紫外光渗透到下面的基质，保持长时间的粘着力。

本发明的另一个目的是提供一种底漆组合物，它防止下面的基质降解和副产物通过底漆迁移到上面的面漆中。

本发明的还有一个目的是提供可使面漆保持于未固化状态的底漆组合物，以便采用湿-湿技术(其中只需一步固化即可同时将多层涂层固化)将一种或几种底漆(如颜色底层和透明涂层)涂在需要涂覆的基质(如RIM聚氨酯塑料)上。

上述和其它的目的通过提供一种底漆组合物而达到，它包括以下物质的成膜性溶剂混合物：具有可交联的官能团(如羟基官能团)的聚酯树脂之类的成膜性树脂、树脂的交联剂(如氨基塑料)、催化剂(如封闭的酸催化剂)、紫外光阻挡颜料(如炭黑颜料)和聚合物微粒凝胶颗粒(如交联的丙烯酸树脂微粒凝胶)。微粒凝胶以胶态大小提供，以赋予底漆触变性，当其直接施用于未固化的即“湿的”底漆上时能提供极好的保留住面漆的作用。炭黑颜料用聚合物分散剂(如以胺为末端的聚酯和有机颜料衍生物助分散剂(如含酸基团(如磺酸基)的酞菁铜衍生物的有机胺或铵盐)进行表面改性。表面改性惊人地增加炭黑负荷量，这可使超常低的干膜构造提供优异的遮盖和紫外光阻挡作用。紫外光吸收剂和任选的位阻胺光稳定剂、抗氧化剂、划痕/滑移剂、流动控制剂、均化剂、防流挂剂等也可包括在内。