[发明专利]金属涂料组合物

说明书

发明详述

本申请要求2008年1月11日提交的美国临时申请第61/020，422号的优先权，该文献全文参考结合入本文。

本发明涉及涂料组合物以及用于涂料组合物的树脂和树脂体系，更具体来说涉及用于金属基材的底漆组合物。

目前已有各种用于施涂在金属基材上的涂料体系；但是要提供具有以下性质的单独涂料是极具挑战性的，也是人们迫切需要的：所述涂料具有极佳的性能，防潮性，并且与各种金属(例如铝、钢、不锈钢和镀锌退火材料(galvaneal))以及之后的涂层之间具有良好的粘着性。本发明的方法包括磷酸根/酯(phosphate)官能聚酯树脂的新颖用途，该树脂可以与合适的固化剂以及任选的其它常规的涂料添加剂结合使用，以提供涂料组合物，例如底漆组合物，该组合物与许多种金属基材具有极佳的粘着性，适合用于空气干燥、低温烘焙以及高温烘焙固化环境。

本发明所述的底漆组合物可以用作空气干燥、低温烘焙或高温烘焙的外涂层或封闭涂层。尽管描述了将本发明的组合物用作底漆涂层，但是本发明的其它实施方式可以包括有色的或透明的外涂层或封闭涂层。如本文所述，所述组合物与许多种金属基材(包括铝、钢、不锈钢、镀锌退火材料)以及随后的油漆层具有良好的粘着性，能够提供优良的防潮性和耐腐蚀性。

根据本发明，提供了一种涂料组合物。所述涂料组合物大体包含：(a)磷酸根/酯官能聚酯多元醇树脂(phosphate functional polyester polyol resin)以及(b)合适的固化剂。所述涂料组合物可以包含一种树脂体系，该体系包含至少一种磷酸根/酯官能聚酯多元醇树脂以及一种或多种非磷酸根/酯官能聚酯树脂。合适的固化剂可以包括异氰酸酯，其特别适合低温固化环境，或者可以包括三聚氰胺，其特别适于较高温度的固化环境。

根据另一个实施方式，涂料组合物可以包含磷酸根/酯官能醇酸树脂或者改性的醇酸树脂。

本发明所述的涂料组合物的一个实施方式包括(i)树脂体系，其包含至少一种磷酸根/酯官能聚酯多元醇，以及(ii)固化剂，其可以包括异氰酸酯或者异氰酸酯的混合物。当异氰酸酯用作固化剂的时候，聚酯树脂和异氰酸酯的相对量可以用反应活性异氰酸酯基与聚酯多元醇树脂的反应活性羟基的摩尔比表示，该NCO∶OH摩尔比可以约为0.75∶1至2.5∶1。

所述树脂体系可以包含单独的磷酸根/酯官能聚酯多元醇，磷酸根/酯官能聚酯的混合物，或者磷酸根/酯官能与非磷酸根/酯官能聚酯的混合物。

本发明的涂料组合物可以包含至少一种磷酸根/酯官能聚酯多元醇。合适的磷酸根/酯官能聚酯多元醇可以通过至少一种膦酰基多羧酸或酸酐或至少一种氨基磷酸盐/酯与饱和的或不饱和的二元醇或更高级的醇发生酯化反应制得，其中所述至少一种膦酰基多羧酸或酸酐是例如1-膦酰基-1-甲基琥珀酸，膦酰基琥珀酸或2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸，所述至少一种氨基磷酸盐/酯是例如氨基甲基磷酸(aminomethylphosphano acid)，所述饱和的或不饱和的二元醇或更高级的醇是例如乙二醇，丙二醇，二甘醇，二丙二醇，聚乙二醇，1，4-丁二醇，三甘醇，1，2-丙二醇和1，3-丙二醇，1，2-丁二醇，1，3-丁二醇和1，4-丁二醇，2，2-二甲基-1，3-丙二醇(新戊二醇)，2-丁基，2-乙基-1，3-丙二醇，2-羟甲基-2-甲基-1，3-丙二醇，2-丁烯-1，4-二醇，2-丁炔-1，4-二醇，2，4，4-三甲基-1，3-戊二醇，1，6-己二醇，甘油，季戊四醇，甘露醇，三羟甲基乙烷，三羟甲基丙烷，1，4-环己烷二甲醇，羟基新戊酰基羟基新戊酸酯，二羟甲基丙酸，氢化双酚A等。

在另一个实施方式中，所述涂料组合物可以包含至少一种磷酸根/酯官能醇酸树脂或改性的醇酸树脂。合适的醇酸树脂可以通过膦酰基多羧酸或酐与脂肪酸改性的多元醇之间的酯化反应形成。脂肪酸改性的多元醇可以通过对得自天然来源的油进行醇解(酯交换)制得，所述得自天然来源的油是例如：桐油，大豆油，棕榈仁油，棕榈油，桠油(oiticica oil)，脱水蓖麻油，椰子油，葵花油，妥尔油酸，亚麻子油，红花油，玉米油，棉籽油，花生油，卡诺拉油(canola oil)，高芥酸菜子油和氢化的高芥酸菜子油。可用的酯化的多元醇包括甘油单酸酯和季戊四醇二脂肪酸脂。