[发明专利]水性聚氨酯-聚脲分散体和包含所述分散体的水性底色漆

说明书

本发明涉及一种水性聚氨酯‑聚脲分散体(PD)，其包含含于所述分散体中的聚氨酯‑聚脲颗粒，所述颗粒具有40‑2000nm的平均粒度且具有至少50％的凝胶分数。所述聚氨酯‑聚脲颗粒包含呈转化形式的(Z.1.1)至少一种包含异氰酸酯基且具有阴离子基团和/或可转化成阴离子基团的基团的聚氨酯预聚物，和(Z.1.2)至少一种包含至少两个掩蔽的伯氨基和一个或两个仲氨基的多胺，分散体(PD)包含至少90重量％程度的聚氨酯‑聚脲颗粒和水。本发明还涉及包含所述(PD)的底色漆以及可通过使用所述底色漆获得的多层漆。

本发明涉及水性聚氨酯-聚脲分散体(PD)，以及包含分散体(PD)的着色水性底色漆材料。本发明还涉及所述分散体或包含所述分散体的水性底色漆材料用于改善底色漆材料和使用该底色漆材料制得的涂层的性能的用途。特别是就多层漆体系的结构而言，分散体(PD)以及包含该分散体的水性底色漆材料具有突出的性能。

现有技术

已知宽范围的不同基材上的多层漆体系，例如汽车工业中的金属基材上的多层漆体系。通常，这种多层漆体系从金属基材向外观察时包括电涂层，直接施加至电涂层上且通常称为头二道混合底漆的层，至少一个包含着色颜料和/或效应颜料且通常称为底色漆的涂层，和清漆。这些层和形成这些层所需的涂料组合物，即电涂材料、所谓的头二道混合底漆、包含着色颜料和/或效应颜料且称为底色漆材料的涂料组合物和清漆材料的基本组成和功能是已知的。因此，例如电涂层基本上用于保护基材免受腐蚀。所谓的头二道混合底漆层主要用于保护免受机械应力，例如石击，额外还用于消除基材中的不平整性。被称为底色漆的下一涂层主要用于产生美学性能，例如颜色和/或效果如随角异色，而随后的清漆层则特别用于赋予多层漆体系以抗划伤性和光泽。

这种多层漆体系及其制备方法例如描述于DE 199 48 004A1第17页第37行至第19页第22行，或者DE 100 43 405C1第3栏第[0018]段和第8栏第[0052]段至第9栏第[0057]段且结合第6栏第[0039]段至第8栏第[0050]段中。

已知的多层漆体系已经能够满足汽车工业所需的许多性能。近年来，在该类漆体系的环境性能方面也取得了进步，尤其是通过增加使用水性涂料，例如水性底色漆材料。

然而，就多层漆制备生产而言再三出现的问题在于形成不希望的空气、溶剂和/或水分夹杂物，这可能以整个漆体系表面下方的气泡形式变得明显，且可能在最终固化期间爆开。因此，在漆体系中形成的孔也称为针孔和爆孔(pop)，这导致了不利的视觉外观。所含的有机溶剂和/或水的量以及由于施加程序而引入的空气量过大，以至于全部量不能在固化期间由多层漆体系中逸出而不产生缺陷。

涂料材料的另一个重要的质量是合适的流变行为(施加行为)，特别是显著的结构粘度。一方面，当涂料材料在施加工艺(通常为喷涂施加)期间由于此时存在的高剪切而具有粘度时，存在结构粘度，该结构粘度如此低以至于其可合理地雾化；然后，另一方面，在施加到基材上之后，由于此时存在的低剪切而具有足够高的粘度，从而使得涂料材料具有足够的抗流挂性而不从基材上流挂或形成流挂。

多层漆体系的环境性能仍需要改进。实际上，这方面的贡献已经通过在水性漆中用水代替显著比例的有机溶剂而实现。然而，通过提高该类漆的固含量可以实现显著的改进。然而，尤其是在包含着色颜料和/或效应颜料的水性底色漆材料中，非常难以提高固含量，同时保持可接受的储存稳定性(沉降行为)和合适的流变性能或明显的结构粘度。因此，在现有技术中，结构粘度通常通过使用无机页硅酸盐来实现。尽管使用该类硅酸盐可导致非常好的结构粘度性能，然而所述涂料材料就其固含量而言需要改进。

涂料材料或漆(例如水性底色漆材料)的性能主要由其所含的组分—例如用作基料的聚合物决定。

因此，现有技术描述了宽范围的特定聚合物，其在涂料材料中的用途，及其对漆体系和涂层的各种性能的有利影响。