ГРУНТОВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ АРОМАТИЧЕСКИЙ ПОЛИУРЕТАНОВЫЙ ПОЛИОЛ, СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ, СПОСОБ ОТДЕЛКИ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 2006 года по МПК C09D175/04 C08G18/32 C08G18/72 C08G18/79 

Предпосылки изобретения

Настоящее изобретение относится к ароматическим полиуретановым полиолам, применяемым в качестве композиций для покрытий, а в особенности в качестве грунтовок, наносимых на металлические подложки. Более конкретно, настоящее изобретение относится к ароматическим полиуретановым полиолам, содержащим продукт реакции диизоцианатов, триизоцианатов и диолов, где, по меньшей мере, один из изоцианатов является ароматическим. Получающиеся в результате ароматические полиуретановые полиолы представляют собой низкомолекулярные олигомеры (обычно среднечисленная молекулярная масса (Mn)<3000), предназначенные для использования в качестве части композиции для покрытия, которая при отверждении образует покрытие с хорошими механическими и химическими свойствами.

Данные ароматические полиуретановые полиолы получают из специального класса диолов (α,β- и/или α,γ-) для того, чтобы обеспечить селективность и синтезировать полиуретановый полиол с низкой молекулярной массой и относительно низкой вязкостью.

Необходимо отметить, что в соответствии с тем, как это используется в настоящем документе, термин "полиуретановый полиол" обозначает продукт реакции, где реагенты (диольный компонент и полиизоцианатный компонент (компоненты)) соединены в основном только посредством уретановой связи. В этом состоит отличие от (сложный полиэфир)-уретановых полиолов и от акрилат-полиолов, модифицированных уретанами, у которых реагенты соединяются посредством уретановых, также посредством сложноэфирных связей.

В настоящее время автомобильная промышленность и отрасль промышленности, связанная с отделкой автомобиля при ремонте, во всевозрастающих масштабах используют системы покрытий, содержащие грунтовки, основные покрытия и непигментированные покрытия. В таких системах в общем случае пигментированное покрытие наносят поверх подходящих грунтовок, а систему покрытия завершают, проводя нанесение непигментированного прозрачного покрывного слоя покрытия поверх пигментированного основного покрытия. В некоторых случаях используют покрытия в виде пигментированных монослоев. Данные композиции для покрытий в общем случае поставляются в виде систем в "одной упаковке" или в "двух упаковках". В обычной системе в одной упаковке все ингредиенты для покрытия объединены в одной устойчивой при хранении смеси. При нанесении полиольный компонент сшивается, в общем случае при помощи аминопласта (такого, как меламиноформальдегидная смола) или блокированного изоцианата, в условиях отверждения при нагревании до 120°С или выше. В обычной системе в двух упаковках полиольный компонент смешивают со сшивателем, в общем случае с изоцианатом, незадолго перед нанесением, при этом отверждение проводят при температуре окружающей среды или при повышенных температурах вплоть до 80°С.

Для достижения приемлемых вязкостей раствора (20-30 секунд, воронка Форда №4 приблизительно при 25°С) для обычных систем для покрытий с высоким содержанием твердой фазы необходимо, чтобы среднемассовая молекулярная масса (Mw) у пленкообразующего полимера была бы ниже приблизительно 5000. Для получения у таких систем после сшивания пленок с хорошими свойствами также необходимо, чтобы среднечисленная молекулярная масса (Mn) превышала бы приблизительно 800, и чтобы каждый полимер содержал бы, по меньшей мере, две реакционноспособные гидроксильные функциональные группы. Данные общие принципы относятся к сложным полиэфирполиолам, акриловым полиолам, а также к уретановым полиолам. Для грунтовочных систем желательны следующие свойства - хорошая адгезия, коррозионная стойкость и твердость. Использование уретановых полиолов (алифатических) в общем случае невыгодно с точки зрения затрат и редко встречается в грунтовочных системах. Долговечность полной системы для покрытия главным образом обеспечивается покрывными слоями. Именно поэтому часто используются эпоксидные грунтовки.

Однако эпоксиды обычно отличаются высокими молекулярными массами и, таким образом, высокими вязкостями. Как должно быть ясно из приведенного выше обсуждения, требования к приемлемым вязкостям растворов и хорошим свойствам пленок приводят к противоречащим друг другу требованиям к молекулярной массе, поскольку при низких вязкостях растворов молекулярная масса должна быть низкой, но для хороших свойств пленки молекулярная масса должна быть высокой.

Многие из в настоящее время используемых автомобильных покрытий и покрытий, используемых для отделки автомобиля при ремонте, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками и отличающихся высоким содержанием твердой фазы, имеют в своей основе полимерные системы, содержащие либо эпоксиды (широко используемые для грунтовочных систем), либо полиолы на основе сложных полиэфиров или полиакрилатов. Заявителю удалось достичь преимуществ в отношении химических и физических свойств, по сравнению со свойствами акрилатов и сложных полиэфиров, таких как превосходная адгезия, улучшенная твердость и превосходная стойкость к действию растворителей. Заявители предлагают преимущества в отношении VOC (летучих органических соединений) по сравнению с высокомолекулярными эпоксидами.

Значительная часть работы была выполнена в отношении покрытий, содержащих полиуретановые полиолы. Один способ получения полиуретановых полиолов заключается в проведении реакции диизоцианата или многофункционального изоцианата со значительным стехиометрическим избытком диола. После завершения реакции избыток диола удаляют, предпочтительно проводя перегонку. Очевидный недостаток данного способа получения низкомолекулярных полиуретановых полиолов заключается в том, что перегонка диолов неудобна, непрактична и невыгодна с точки зрения затрат. Патенты США, описывающие получение полиуретановых полиолов в результате использования стехиометрического избытка диолов, включают: патент США 4543405 авторов Ambrose, et al.; выданный 24 сентября 1985 года; и патент США 4288577 автора McShane, Jr., выданный 8 сентября 1981 года.

Патент США №5155201 описывает полиуретановые полиолы, содержащие продукты реакции n-функциональных полиизоцианатов (n=2-5) и, в основном, мономерных диолов, в которых гидроксильные группы разделены тремя или менее углеродными атомами, и он включается в настоящий документ для справки.

Патент США №5175227 описывает композиции для покрытий, стойкие к кислотному травлению, содержащие полиуретановые полиолы и сшиватели, реакционноспособные по отношению к гидроксильным группам. Полиуретановые полиолы содержат продукты реакции по существу мономерных асимметричных диолов с гидроксильными группами, разделенными тремя или менее углеродными атомами, и n-функциональных полиизоцианатов (n=2-5). Данный патент включается в настоящий документ для справки.

В дополнение к этому патент США №5130405 описывает покрытия, стойкие к кислотному травлению, содержащие (1) полиуретановые полиолы, полученные из симметричных 1,3-диольных компонентов и полиизоцианатов, и (2) сшиватели, реакционноспособные по отношению к гидроксильным группам, и он включается в настоящий документ для справки.

WO 96/40813 описывает пленкообразующую композицию полиола полиуретанового полиола, полученную из n-функционального изоцианата с, по меньшей мере, одним диолом или триолом или их смесями и соединения, содержащего функциональные группы, реакционноспособные по отношению к изоцианату, предпочтительно монофункционального спирта или тиола, и способ получения таких полиуретановых полиолов. WO 96/40813 включается в настоящий документ для справки.

В ряде описанных выше патентов полиуретановые полиолы получают из α,β- и/или α,γ-диолов и полиизоцианатов. Однако было установлено, что полиуретановые полиолы, полученные только из α,β- и/или α,γ-диолов и ароматических триизоцианатов, отличаются чрезвычайно высокими вязкостями, и они не могут быть использованы для композиций покрытий с низким содержанием VOC, потому что высокая вязкость повлечет за собой высокое содержание VOC.

Поэтому было бы выгодно получить экономичный полиол, подходящий для использования в покрытиях с высоким содержанием твердой фазы, который не только бы обладал желательным спектром свойств, но также и был бы вполне удобным для получения. В настоящее время обнаружено, что полиуретановые полиолы, полученные из α,β- и/или α,γ-диолов и смесей триизоцианатов с диизоцианатами, где, по меньшей мере, один из изоцианатов является ароматическим, не имеют упомянутых выше недостатков.

Грунтовки, полученные из данных полиуретновых полиолов, обнаруживают улучшенные эксплуатационные характеристики. Для них неожиданно были продемонстрированы быстрое отверждение при температуре окружающей среды, улучшенная твердость, превосходная стойкость к действию растворителей и превосходная адгезия к подложке, даже к металлическим подложкам, в сравнении с общеупотребительными грунтовками, обычно используемыми в промышленности.

Краткое изложение изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагается ароматический полиуретановый полиол, обладающий особыми преимуществами и подходящий для использования в композициях для покрытий с высоким содержанием твердой фазы, который в своей общей концепции представляет собой полиуретановый полиол, содержащий продукт реакции

(А) по меньшей мере, одного диольного компонента, выбираемого из группы, состоящей из α,β-диолов, α,γ-диолов и их смесей,

(В) по меньшей мере, одного триизоцианата и

(С) по меньшей мере, одного диизоцианата,

где, по меньшей мере, один из изоцианатов является ароматическим, и

где молекулярная масса (Mn) полиуретанового полиола меньше, чем приблизительно 3000.

Подробное описание изобретения

Композицию ароматического полиуретанового полиола в соответствии с настоящим изобретением можно синтезировать, используя либо ароматические, либо алифатические диизоцианаты. Примеры таких диизоцианатов включают следующее, но не ограничиваются только им: толуолдиизоцианат (TDI), имеющийся на рынке под названием, например, MONDUR TD или MONDUR TDS от фирмы Bayer; 1,6-гексаметилендиизоцианат (HDI), имеющийся на рынке под названием, например, DESMODUR H от фирмы Bayer; изофорондиизоцианат (IPDI), поставляемый на рынок, например, фирмой Creanova; тетраметилксилилендиизоцианат (TMXDI), поставляемый на рынок, например, фирмой Cytek; 2,2,4-триметил-1,6-гексаметилендиизоцианат, поставляемый на рынок, например, фирмой Creanova; дифенилметандиизоцианат, имеющийся на рынке под названием, например, MONDUR M или MONDUR ML от фирмы Bayer; метилен (бис-4-циклогексилизоцианат), имеющийся на рынке под названием, например, Desmodur W от фирмы Bayer; и биуреты и уретдионы данных диизоцианатов.

Триизоцианаты, которые можно использовать для ароматического полиуретанового полиола настоящего изобретения, включают как ароматические, так и алифатические триизоцианаты. Примеры таких триизоцианатов включают следующее, но не ограничиваются только этим: изоцианурат TDI, имеющийся на рынке под названием, например, Desmodur IL от фирмы Bayer; аддукт триметилолпропана (ТМР) и TDI, имеющийся на рынке под названием, например, Desmodur CB-72 от фирмы Bayer; изоцианурат HDI, имеющийся на рынке под названием, например, Desmodur N-3300 от фирмы Bayer; изоцианурат IPDI, имеющийся на рынке под названием, например, Desmodur Z4470S от фирмы Bayer.

Примеры α,β- и/или α,γ-диолов, которые можно использовать в ароматическом полиуретановом полиоле настоящего изобретения, включают следующее, но не ограничиваются только этим: 2-бутил-2-этил-1,3-пропандиол (BEPD), поставляемый на рынок, например, фирмой NESTE Chemicals; 2-этил-1,3-гександиол (EHDO), поставляемый на рынок, например, фирмой Dixie Chemicals; 1,2-пропандиол, поставляемый на рынок, например, фирмой Eastman Chemicals; 1,3-бутандиол, поставляемый на рынок, например, фирмой Aldrich; 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол, поставляемый на рынок, например, фирмой Neste Corporation; 1,2-гександиол, поставляемый на рынок, например, фирмой Aldrich; 1,2-октандиол, поставляемый на рынок, например, фирмой Aldrich; 1,2-декандиол, поставляемый на рынок, например, фирмой Aldrich; и 2,2-диметил-1,3-пропандиол, имеющийся на рынке под названием NPG от фирмы Eastman Chemicals.

Предпочтительные диолы включают те, что содержат от 2 до 18 углеродных атомов, а более предпочтительно от 2 до 10 углеродных атомов.

Кроме этого, как будет показано в приведенных ниже примерах, использование α,β-диолов и/или α,γ-диолов обеспечивает достижение меньшей вязкости при более высоком содержании твердой фазы по сравнению с другими диолами, такими как 1,4-диол, 1,5-диол или 1,6-диол. Они (α,β-диолы и/или α,γ-диолы) отличаются меньшими величинами молекулярных масс, в особенности, в том, что касается Mw, таким образом позволяя получить меньшие величины полидисперсности.

Более предпочтительные ароматические полиуретановые полиолы настоящего изобретения отличаются среднечисленной молекулярной массой (Mn) в диапазоне от приблизительно 800 до приблизительно 2000, при этом отношение среднемассовой молекулярной массы (Mw) к среднечисленной молекулярной массе (то есть степень дисперсности) находится в диапазоне от приблизительно 1,1 до приблизительно 2, а ОН-значения находятся в диапазоне от приблизительно 165 до приблизительно 240 мг КОН/г.

Компоненты настоящего изобретения необязательно могут вступать в реакцию в присутствии полиуретанового катализатора. Подходящие полиуретановые катализаторы общеизвестны, и они могут быть использованы в обычно используемых количествах. Выбор конкретного катализатора будет определяться на основе ряда факторов, таких как используемые конкретные компоненты и условия реакции. Данные и другие факторы хорошо известны специалистам в соответствующей области, которые, соответственно, могут сделать надлежащий выбор. Некоторые из предпочтительных катализаторов включают соединения, содержащие олово и третичный амин, такие как металлорганические соединения олова и третичные алкиламины.

Различные типы сшивателей, которые можно использовать, включают следующее, но не ограничиваются только им: изоцианаты, блокированные изоцианаты, и/или меламины, и/или другие сшиватели, которые обладают реакционной способностью по отношению к гидроксильным группам полиуретановых полиолов.

Композиция покрытия настоящего изобретения также может содержать от приблизительно 1 до приблизительно 50 массовых процентов смолы (связующих), такой как полиакрилаты, сложные полиэфиры, алкидные смолы, фенолальдегидные смолы, эпоксидные смолы, простые полиэфиры, полиуретаны и их смеси. Композиции для покрытий, описанные в настоящем изобретении, можно использовать для грунтовок, основных покрытий, покрывных слоев и непигментированных покрытий, но предпочтительно в качестве грунтовок.

В композиции для покрытия по настоящему изобретению необязательно могут присутствовать пигменты. Подходящие пигменты относятся к различным типам, обычно используемым на современном уровне техники, которые включают следующее, но не ограничиваются только им: диоксид титана, графит, технический углерод, оксид цинка, сульфид кальция, оксид хрома, сульфид цинка, хромат цинка, хромат стронция, хромат бария, хромат свинца, цианамид свинца, силикохромат свинца, желтый никель-титан, желтый хром-титан, красный железооксидный пигмент, желтый железооксидный пигмент, черный железооксидный пигмент, нафтоловые красный и коричневые, антрахиноны, диоксацинковый фиолетовый, изоиндолиновый желтый, арилидные желтый и оранжевые, ультрамариновый голубой, фталоцианиновые комплексы, амарант, хинакридоны, пигменты, содержащие галогенированное тиоиндиго, пигменты-наполнители, такие как силикат магния, силикат алюминия, силикат кальция, карбонат кальция, коллоидальный диоксид кремния, сульфат бария и фосфат цинка.

Композиции для покрытий настоящего изобретения также могут содержать дополнительные компоненты, такие как растворители, катализаторы, стабилизаторы, наполнители, добавки, модифицирующие реологические свойства, добавки, повышающие текучесть, выравнивающие средства, диспергирующие добавки и другие компоненты, известные специалистам в соответствующей области техники.

Настоящее изобретение также относится к композиции для покрытия, содержащей ароматический полиуретановый полиол настоящего изобретения и сшиватель.

Композиции для покрытий, содержащие данный ароматический полиуретановый полиол настоящего изобретения, можно наносить на любое количество хорошо известных подложек, используя любой из ряда обычно используемых способов нанесения. Одной предпочтительной подложкой являются металлы. Композиции в особенности пригодны в отрасли промышленности, связанной с отделкой при ремонте, в частности в кузовном цеху, для ремонта автомобилей и транспортных средств, и при отделке больших транспортных средств, таких как поезда, грузовые автомобили, автобусы и самолеты. Отверждение для покрытий можно проводить в широком диапазоне условий, известных специалисту в соответствующей области, несмотря на то, что отверждение описанных выше двухкомпонентных систем предпочтительно проводить в условиях температуры окружающей среды, обычно в диапазоне температур от температуры окружающей среды до приблизительно 60°С.

Композиции в особенности пригодны в отрасли промышленности, связанной с отделкой при ремонте, в частности в кузовном цеху, для ремонта автомобилей и транспортных средств, и при отделке больших транспортных средств, таких как поезда, грузовые автомобили, автобусы и самолеты. Предпочтительным приложением настоящего изобретения является грунтовка для отделки автомобиля при ремонте. Приведенное выше общее обсуждение настоящего изобретения дополнительно будет проиллюстрировано следующими конкретными, но не ограничивающими примерами.

Способы

В примерах, приведенных ниже, вязкость по Брукфильду измеряли при 25°С, для шпинделя №4 и при 20 оборотах в минуту. Пленкообразование тестировали в соответствии с ASTM D 1640-95, Standard Test Methods for Drying, Curing, or Film Formation of Organic Coatings at Room Temperature. Адгезию и твердость тестировали после погружения в воду на 24 часа, используя ASTM D 870-92, Standard Test Methods for Testing of Water resistance of Coatings Using Water Immersion. Адгезию тестировали в соответствии с ASTM D 3359-95, Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape Test. Твердость тестировали в соответствии с ASTM D 4366-95, Standard Test Methods for Hardness of Organic Coatings by Pendulum Damping Tests, test method B - Persoz Pendulum Hardness Test.

Примеры

Синтез ароматического полиуретанового полиола

Пример 1

В 3-горлую круглодонную колбу объемом 5 литров, оснащенную мешалкой, холодильником, обогревающим кожухом, термопарой с терморегулятором, вводами для азота и для добавок, загружали следующее: 233,1 г 2-гептанона, 1057,7 г 2-бутил-2-этил-1,3-пропандиола и 2,2 г дилаурата дибутилолова (10%-ный раствор в бутилацетате). Смесь нагревали до 70°С в атмосфере азота.

Когда температура достигала 70°С и стабилизировалась, в колбу в течение 180 минут над поверхностью содержимого вводили следующую смесь: 600,0 г 2-гептанона, 1082,4 г Desmodur CB-72 [трехфункциональный изоцианатный аддукт толуолдиизоцианата (TDI) и триметилолпропана (ТМР) (эквивалентная масса при 72% нелетучих компонентов = 328 грамм/эквивалент)] и 293,24 г 2,4-толуолдиизоцианата (эквивалентная масса при 96% нелетучих компонентов = 90,71 грамм/эквивалент). Во время добавления данной смеси температуру реакции выдерживали приблизительно равной 70°С. После завершения добавления температуру реакции выдерживали равной 70°С еще в течение двух часов, и в данный момент при помощи инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием FTIR определили, что никакого остаточного изоцианата не осталось.

Содержание нелетучих компонентов в получающемся в результате растворе ароматического полиуретанового полиола равно 65,4%, вязкость раствора по Брукфильду равна 3680 сПз (25°С, шпиндель №4 и 20 оборотов в минуту), а его гидроксильное число равно 174,0 (мг КОН/г).

Молекулярные массы полимера измеряли при помощи гельпроникающей хроматографии (ГПХ) на приборе от фирмы Waters' Associates и полистирольных стандартов от фирмы Phenomenex. У полиуретанового полиола Mn была равна 1109, Mw была равна 1594, а степень дисперсности D была равна 1,43.

Пример 2-9

Полиуретановые полиолы из примеров 2-9 получали по способу, подобному тому, что был использован для полиуретанового полиола из примера 1, из компонентов, приведенных в таблице 1.

Таблица 1РеагентыКоличества (граммы) в каждом полиуретановом полиоле
Пример № 23456789Метиламилкетон150,0150,0150,0150,0150,0150,0150,0150,0Дилаурат дибутилолова (10%-ный раствор)1,01,01,01,01,01,01,01,02-бутил-2-этил-1,3-пропандиол (BEPD, α,γ-диол)406,8      406,81,6-гександиол (HDO) 300    300,0 1,4-бутандиол (BuDO)  231,1     2-этил-1,3-гександиол (EHDO, α,γ-диол)   370,0    1,2-пропандиол (PrDO, α,β-диол)    195,1   1,5-пентадиол (PDO)     275,2  Изофорондиизоцианат (IPDI)141,0141,0141,0     Толуолдиизоцианат (TDI)   114,8115,1115,1115,1115,1Desmodur CB-72N416,3416,3416,3415,0416,3416,3416,3 Desmodur N-3300       246,2Метиламилкетон188,8131,490,7147,851,080,0110,3255,7*Desmodur N-3300: Трехфункциональный изоцианат на основе гексаметилендиизоцианата (HDI) (эквивалентная масса при 100% нелетучих компонентов=194 грамм/эквивалент).
*IPDI: Изофорондиизоцианат (эквивалентная масса при 100% нелетучих компонентов=
111,1 грамм/эквивалент).

Свойства получающихся в результате полиуретановых полиолов из примеров 2-9 приведены ниже в таблице 2. В данной таблице также сопоставляются результаты определения характеристик для ароматических полиуретановых полиолов, полученных из α,β-диолов или α,γ-диолов, в сравнении с результатами для других типов диолов.

Таблица 2СвойствоПолиуретановый полиол
Пример №  23456789Тип диола α,γ-1,6-1,4-α,γ-α,β-1,5-1,6-α,γ-Нелетучие компоненты, % 64,4261,6563,7365,1265,062,562,765,5Вязкость по Брукфильду (сПз) 47508260Твердая фаза392048001280010100800ОН-число (мг КОН/г) 168192,5212,7182,1236,0211,3200,5186,5Mn1440225219501204909185021271112Mw26726797547619261360532770161905Степень дисперсности (Mn/Mw)1,93,02,81,61,52,93,31,7

Примеры эксплуатационных характеристик

Описанные ниже примеры композиций грунтовок были получены в соответствии со следующими массовыми процентными соотношениями: ароматический полиуретановый полиол 2,2%; модифицированный сложным полиэфиром полиакрилат 20,5%; диспергирующая добавка 0,7%; вещество, препятствующее расслаиванию, 1,1%; обычно используемые растворители 15,5%; карбонат кальция 21%; тальк 8,5%; фосфат цинка 10%; TiO₂ 20%; и тиксотропная добавка 0,5%.

Пример 10

Основой оригинальной грунтовки была система связующего, состоящая из смеси 90/10 коммерчески доступного модифицированного сложным полиэфиром полиакрилата (Setalux 2152, поставляемый на рынок фирмой Akzo Nobel Resins inc.)/сложного полиэфира. Данная композиция грунтовки также содержала два катализатора (10%-ный раствор триэтилендиамина в изопропиловом спирте и 18% циркония в уайт-спиритах с содержанием 0,9 и 0,3 массового процента, соответственно). Для того чтобы оценить ароматический полиуретановый полиол, сложный полиэфир в данной смеси был замещен на ароматический полиуретановый полиол из примера 1. Никаких дополнительных катализаторов в систему не добавляли (дилаурат дибутилолова является катализатором, добавляемым вместе с первым ускорителем отверждения). Полностью составленную композицию краски активировали по раздельности двумя различными ускорителями отверждения; причем первый ускоритель отверждения содержал гексаметилендиизоцианат (HDI) на основе полиизоцианата (биурет) при содержании твердой фазы 40 массовых процентов в бутилацетате с 0,005 массового процента 10%-ного раствора дилаурата дибутилолова в смеси сложноэфирных/ароматических растворителей; а второй ускоритель отверждения содержал смесь 60/40 полиизоцианата (изоцианурата) на основе HDI/полиизоцианата (изоцианурата) на основе IPDI при содержании твердой фазы 69 массовых процентов при соотношении NCO:OH, равном 1,05. Каждый образец разбавляли смесью растворителей на кетоновой основе для получения содержания VOC, пригодного для распыления, равного 4,79 фунт/галлон (575 г/л).

Таблица 3
Времена высушивания/жизнеспособность Времена высушивания Жизнеспособность (Форд № 4)  Высохший "от пыли" Без отлипа Толщина сухой пленки Первоначально 1 час Пример 1/первый ускоритель отверждения19 минут 26 минут 1,21 15,4 секунд 17,2 секунд Пример 1/второй ускоритель отверждения24 минуты 34 минуты 1,41 15,6 секунд 16,1 секунд Контрольный образец/первый ускоритель отверждения20 минут 27 минут 1,17 15,0 секунд 17,7 секунд

Пример 11

Ароматические полиуретановые полиолы из примера 2 (1,0 экв. BEPD/0,25 экв. Desmodur CB-72N/0,25 экв. IPDI) и из примера 1 (1,0 экв. BEPD/0,25 экв. Desmodur CB-72N/0,25 экв. TDI) вводили в композицию оригинальной грунтовки в качестве заменителей сложного полиэфира с % содержанием в расчете на твердую фазу (10%, как и ранее). Композиции грунтовок для нанесения без проведения пескоструйной обработки сшивали при 105%, используя первый ускоритель отверждения, и разбавляли до содержания VOC 4,65 фунт/галлон (558 г/л), используя смесь кетоновых растворителей. Композиции грунтовок для нанесения после проведения пескоструйной обработки сшивали при 105%, используя третий ускоритель отверждения - смесь двух не содержащих растворителя полиизоцианатов на основе алифатического HDI, разведенная до содержания твердой фазы 42% (мас.) при помощи обычно используемой смеси растворителей, и разбавляли до содержания VOC 4,2 фунт/галлон (504 г/л), используя разбавитель на основе кетонового растворителя. На панели наносили покрывной слой из композиции грунтовочного покрытия/непигментированного покрытия, а после этого панели подвергали термическому старению в течение 4 часов при 60°С.

Для каждой системы проводили оценку адгезии и твердости на холоднокатанной стали (CRS), которую обрабатывали запатентованной коммерчески доступной протравной грунтовкой (Washprimer EMCF от фирмы Akzo Nobel Coatings Inc.), в простом испытании на погружение в воду при температуре окружающей среды.

Таблица 4
Погружение в воду Адгезия (средняя величина/стандартное отклонение)Твердость по Персозу (средняя величина/стандартное отклонение)  Первоначально День 1День 3День 7День 14После извлечения ПервоначальноДень 1День 3День 7День 14После извлеченияБез пескоструйной обработки                         Композиция оригинальной грунтовки9/06/07/14/36/29/0151/3104/2104/689/11100/1186/7Пример 29/19/19/18/09/1 9/1156/7109/5110/296/1104/7188/6Пример 19/09/09/19/09/09/1165/1122/9122/0108/0112/6196/4После пескоструйной обработки            Композиция оригинальной грунтовки10/09/19/15/15/19/058/639/137/033/135/180/1Пример 29/19/19/18/09/09/0104/158/356/049/154/2134/3Пример 19/09/09/19/09/09/0114/466/168/156/162/4162/6

Пример 12

Оценку проводили для двух композиций, содержащих ароматические полиуретановые полиолы из примера 2 и примера 1, выступающих в роли заместителя сложного полиэфира (10%, как и ранее) в композиции оригинальной грунтовки. В дополнение к этому первая композиция содержала Wollastocoat 10ES, а вторая композиция содержала Wollastocoat 10AS. В случае нанесения без проведения пескоструйной обработки активирование проводили при 100 объемных частях краски/50 объемных частях ускорителя отверждения 1 и 30 объемных частях смеси кетоновых растворителей. В случае нанесения после проведения пескоструйной обработки активирование проводили при 3 объемных частях краски/1 объемной части ускорителя отверждения 3+10% (об.) смеси кетоновых растворителей.

Панели из холоднокатанной стали обрабатывали коммерчески доступной протравной грунтовкой (Washprimer EMCF от фирмы Akzo Nobel Coatings Inc.), после этого наносили покрывной слой в виде грунтовочного покрытия/непигментированного покрытия. Панели подвергали термическому старению в течение 4 часов при 60°С.

Таблица 5
Погружение в воду Адгезия (средняя величина/стандартное отклонение) Твердость по Персозу (средняя величина/стандартное отклонение)  Первоначально День 3День 7День 4После извлеченияПервоначальноДень 3День 7День 14После извлеченияПосле пескоструйной обработки          Оригинальная грунтовка без/ (Wollastocoat 10ES)9/19/110/09/010/0159/153/156/154/1115/7Wollastocoat 10AS/пример 29/09/09/19/09/1232/891/6105/10100/3212/3Wollastocoat 10AS/пример 19/19/09/19/19/1227/577/192/195/4195/7Wollastocoat 10ЕS/пример 29/19/19/19/010/0211/575/486/688/4182/17Wollastocoat 10ЕS/пример 110/09/16/65/610/0217/971/783/886/8174/13Без пескоструйной обработки          Контрольный образец (Wollastocoat 10ES)9/08/08/08/09/1262/6133/1138/2134/1255/6Wollastocoat 10AS/пример 29/09/19/09/09/0263/13199/1214/1179/54274/6Wollastocoat 10AS/пример 19/09/09/19/09/0291/1199/4205/4215/13277/4Wollastocoat 10ЕS/пример 29/09/09/19/19/0261/6169/4177/4160/25264/6Wollastocoat 10ЕS/пример 19/09/09/09/09/1261/9187/7194/1200/5267/10Wollastocoat ES: метасиликат кальция, обработанный эпоксисиланом.
Wollastocoat AS: метасиликат кальция, обработанный аминосиланом.

Заключение

Выше было описано только ограниченное количество предпочтительных вариантов реализации данного изобретения. Однако специалист в соответствующей области признает существование многочисленных замещений, модификаций и изменений, которые могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема изобретения, ограниченного в следующей далее формуле изобретения.

Настоящее изобретение относится к ароматическим полиуретановым полиолам, используемым в составах грунтовочных композиций, а также к способам нанесения грунтовочных композиций на подложку, включающим нанесение указанных композиций, и к способу отделки автомобиля при ремонте, включающим нанесение указанной грунтовочной композиции. Описывается грунтовочная композиция, содержащая ароматический полиуретановый полиол, включающий продукт реакции а) по меньшей мере одного диольного компонента из числа α,β-диолов, α,γ-диолов и их смесей, б) по меньшей мере одного триизоцианата, в) по меньшей мере одного диизоцианата, причем по меньшей мере один из изоцианатов является ароматическим, и молекулярная масса ароматического полиуретанового полиола составляет не более 3000, а также сшиватель. Полученный ароматический полиуретановый полиол характеризуется вязкостью по Брукфильду на уровне 8260 сПз, ОН-числом 192,5 мг КОН/г и степенью дисперсности (Mn/Mw) на уровне 3,0. Грунтовочные композиции, полученные с использованием указанного ароматического полиуретанового полиола, пригодны при отделке больших транспортных средств, например поездов, грузовых автомобилей, автобусов и самолетов, в частности, в кузовном цеху. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Грунтовочная композиция, содержащая ароматический полиуретановый полиол, содержащий продукт реакции

(a) по меньшей мере, одного диольного компонента, выбираемого из группы, состоящей из α,β-диолов, α,γ-диолов и их смесей,

(b) по меньшей мере, одного триизоцианата и

(c) по меньшей мере, одного диизоцианата,

где, по меньшей мере, один из изоцианатов является ароматическим и

где молекулярная масса Mn ароматического полиуретанового полиола меньше, чем приблизительно 3000,

и сшиватель.