МНОГОСЛОЙНЫЕ ПОКРЫТИЯ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2019 года по МПК B05D7/00 C09D175/00 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

В этой заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке США № 62/310,228, поданной 18 марта, 2016, полное описание которой введено в это изобретение как ссылка.

Уведомление о государственной поддержке

Это изобретение выполнено при государственной поддержке по контракту № DE-EE0005777, заключенным Министерством энергетики. Правительство США может иметь определенные права на это изобретение.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к многослойным покрытиям, которые могут быть использованы для подложек, таких как автомобильные подложки, и к способам получения и нанесения указанных покрытий.

Уровень техники

Многослойные покрытия применяются для самых разнообразных подложек, чтобы обеспечить окраску и другие визуальные эффекты, сопротивление коррозии, сопротивление истиранию, химическую стойкость и тому подобное. Например, многослойные покрытия часто включают слой базового покрытия, который обеспечивает окраску или другие специальные визуальные эффекты, и верхний покровный слой, который обеспечивает сопротивление истиранию и царапанию. Относительно многослойных покрытий, нанесенных на металлические подложки, такие как автомобильные подложки, обычно они также включают слой грунтовки и поверхностный слой грунтовки. Обычно каждый слой многослойного покрытия отдельно подвергается дегидратации и/или отверждению при различных условиях, таких как различные температуры, с образованием окончательного многослойного покрытия. Однако желательно разработать новые многослойные покрытия, которые, кроме того, обеспечивают пониженную температуру отверждения и меньшее количество слоев.

Краткое изложение изобретения

Настоящее изобретение относится к многослойному покрытию, которое включает в себя: первый слой базового покрытия, нанесенный поверх, по меньшей мере, части подложки; и второй слой базового покрытия, нанесенный сверху первого слоя базового покрытия. Первый слой базового покрытия образуется из первой композиции покрытия, включающей полигидразид и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде. Частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированные (2) полимерной оболочкой, включающей фрагменты мочевины, и кето- и/или альдегидные функциональные группы. Кроме того, второй слой базового покрытия образуется из второй композиции базового покрытия, включающей полигидразид и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде. Частицы ядро-оболочка второй композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой. Кроме того, каждое полимерное ядро частиц ядро-оболочка первой композиции покрытия и второй композиции базового покрытия независимо ковалентно связано, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки частиц ядро-оболочка.

Настоящее изобретение также относится к способу нанесения покрытия на подложку с многослойным покрытием, включающим образование первого слоя базового покрытия поверх, по меньшей мере, части подложки, путем осаждения первой композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть подложки; и образование второго слоя базового покрытия сверху, по меньшей мере, части первого слоя базового покрытия путем осаждения второй композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть (1) первого слоя базового покрытия после того, как первая композиция базового покрытия подвергается дегидратации, или (2) на первую композицию базового покрытия, до того как первая композиция базового покрытия подвергается дегидратации. Первый слой базового покрытия образуется из первой композиции базового покрытия, включающей полигидразид и частицы ядро- оболочка, диспергированные в водной среде. Частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, содержащей фрагменты мочевины, и кето- и/или альдегидные функциональные группы. Кроме того, второй слой базового покрытия образуется из второй композиции базового покрытия, включающей полигидразид и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде, частицы ядро-оболочка второй композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой. Кроме того, каждое полимерное ядро из частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и второй композиции базового покрытия независимо ковалентно связано, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки частиц ядро-оболочка.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к многослойному покрытию, которое включает в себя, по меньшей мере, первый слой базового покрытия и второй слой базового покрытия. Термин "базовое покрытие" относится к покрытию, которое осаждается на грунтовку и/или непосредственно на подложку, необязательно включающую компоненты (такие как пигменты), которые влияют на окраску и/или обеспечивают другой визуальный эффект. Как детально поясняется далее, многослойное покрытие может включать дополнительные слои покрытия, включающие верхний покровный слой, но не ограничены им. Термин "верхнее покровное покрытие" относится к самому верхнему покрытию, которое осаждается поверх другого слоя покрытия, такого как базовое покрытие, чтобы создать защитный и/или декоративный слой.

Первый слой базового покрытия может быть образован из композиции покрытия, которая включает в себя диспергированные в воде частицы ядро-оболочка. Таким образом, первая композиция базового покрытия содержит дисперсию частицы ядро-оболочка (диспергированная фаза) в водной среде (непрерывная фаза). Используемый в описании термин "водная среда" относится к жидкой среде, включающей, по меньшей мере, 50 масс. % воды, в расчете на общую массу жидкой среды. Указанные жидкие среды могут содержать, по меньшей мере, 60 масс. % воды, или по меньшей мере, 70 масс. % воды, или по меньшей мере, 80 масс. % воды, или по меньшей мере, 90 масс. % воды, или по меньшей мере, 95% воды, в расчете на общую массу жидкой среды. Растворители, который составляют меньше, чем 50 масс. % жидкой среды, включают органические растворители. Не ограничивающие примеры подходящих органических растворителей включают полярные органические растворители, например, протонсодержащие органические растворители, такие как гликоли, простые эфиры гликоля со спиртами, спирты, и летучие кетоны, простые диэфиры гликоля, сложные эфиры, и сложные диэфиры. Другие не ограничивающие примеры органических растворителей включают ароматические и алифатические углеводороды.

Диспергированные в воде частицы ядро-оболочка настоящего изобретения могут содержать ядро, которое, по меньшей мере, частично инкапсулировано оболочкой. Частица ядро-оболочка, в которых ядро, по меньшей мере, частично инкапсулировано оболочкой, относится к частице, включающей: (i) по меньшей мере, первый материал, который образует центр частицы (то есть, ядро) и (ii) по меньшей мере, второй материал (то есть, оболочку), которая образует слой сверху, по меньшей мере, части поверхности первого материала (то есть, ядра). В некоторых примерах, по меньшей мере, часть оболочки непосредственно контактирует, по меньшей мере, с частью ядра. Кроме того, частицы ядро-оболочка могут иметь различные формы (или морфологию) и размеры. Например, частицы ядро-оболочка обычно могут иметь сфероидальную, кубическую, пластинчатую, полиэдрическую, или игловидную (удлиненную или волокнистую) морфологию. Кроме того, частицы ядро-оболочка могут иметь средний размер частиц от 30 до 300 нанометров, или от 40 до 200 нанометров, или от 50 до 150 нанометров. Используемый в описании термин, "средний размер частиц" относится к объемному среднему размеру частиц. Средний размер частиц определяют с помощью Zetasize 3000HS, следуя инструкциям в описании прибора Zetasize 3000HS.

Частицы ядро-оболочка могут содержать полимерное ядро, а также полимерную оболочку. Выражение "полимерное ядро" означает, что ядро частицы ядро-оболочка содержат один или несколько полимеров, и "полимерная оболочка" означает, что оболочка частицы ядро-оболочка содержит один или несколько полимеров. Используемый в описании термин "полимер" относится к олигомерам и гомополимерам (например, полученным из мономера одного типа), coполимерам (например, полученным по меньшей мере, из мономеров двух типов), и привитым полимерам. Термин "смола" используется взаимозаменяемо с термином "полимер."

Полимерное ядро может содержать (мет)акрилатный полимер, виниловый полимер, или их комбинацию. Используемый в описании термин, "(мет)акрилатный" относится к метакрилату, а также к акрилату. Более того, основная или главная цепь полимера, который образует, по меньшей мере, часть полимерной оболочки, может содержать фрагменты мочевины и, необязательно, другие соединения. Например, полимерная оболочка может содержать полиуретан с главной цепью, которая включает уретановые соединения и фрагменты мочевины. Полимерная оболочка, включающая фрагменты мочевины, такие как вышеуказанный полиуретан, также может содержать дополнительные соединения, включающие (без ограничения указанным) сложноэфирные соединения, эфирные соединения, и их комбинации.

Полимерное ядро и полимерная оболочка также могут содержать одну или несколько, например, две или больше, реакционноспособных функциональных групп. Термин "реакционноспособная функциональная группа" относится к атому, группе атомов, функциональности, или группе, обладающей достаточной реакционной способностью, чтобы образовать, по меньшей мере, одну ковалентную связь с другой совместно реагирующей группой в химическом процессе. По меньшей мере, некоторые из реакционноспособных функциональных групп полимерной оболочки представляют собой кето-функциональные группы (также называются кетонными функциональными группами), альдо-функциональные группы (также называются альдегидными функциональными группами), или их комбинации. Необязательно, полимерное ядро также содержит реакционноспособные функциональные группы, такие как кето-функциональные группы, альдо-функциональные группы, или их комбинации. В качестве альтернативы, полимерное ядро не содержит реакционноспособные функциональные группы, такие как кето-функциональные группы и альдо-функциональные группы.

Другие не ограничивающие примеры реакционноспособных функциональных групп, которые могут образоваться на полимерной оболочке и/или полимерном ядре, включают группы карбоновых кислот, аминные группы, эпоксидные группы, гидроксильные группы, тиольные группы, карбаматные группы, амидные группы, мочевиновые группы, изоцианатные группы (включая блокированные изоцианатные группы), этиленово ненасыщенные группы, и их комбинации. Используемый в описании термин "этиленово ненасыщенная" относится к группе, имеющей, по меньшей мере, одну двойную углерод-углеродную связь. Не ограничивающие примеры этиленово ненасыщенных групп включают (но не ограничиваются указанным) (мет)акрилатные группы, виниловые группы, и их комбинации. Следует учесть, что полимерная оболочка, полимерное ядро, или оболочка и ядро могут быть свободными от (то есть, не содержат) любых, описанные ранее реакционноспособных функциональных групп.

Полимерное ядро и полимерная оболочка частицы ядро-оболочка могут быть получены при наличии гидрофильной полимерной оболочки, с повышенной стабильностью/способностью диспергироваться в воде, и гидрофобного полимерного ядра. По существу, полимерная оболочка может содержать гидрофильные группы, способные диспергироваться в воде, хотя полимерное ядро может не содержать гидрофильные группы, способные диспергироваться в воде. Гидрофильные группы, способные диспергироваться в воде, могут повышать стабильность/способность диспергироваться полимерной оболочки в водной среде, таким образом, полимерная оболочка, по меньшей мере, частично инкапсулирует гидрофобное ядро.

Группы, способные диспергироваться в воде, могут образоваться из гидрофильных функциональных групп. Например, полимер может содержать функциональные группы карбоновых кислот, например, с использованием диолов, содержащих группу карбоновой кислоты, чтобы получить полимерную оболочку. Функциональные группы карбоновых кислот могут быть, по меньшей мере, частично нейтрализованы (то есть, по меньшей мере, на 30 процентов от общего эквивалента нейтрализации) неорганическим основанием, таким как летучий амин, с образованием солевой группы. Примерами подходящих аминов являются аммиак, диметиламин, триметиламин, моноэтаноламин, и диметилэтаноламин. Следует учесть, что амины будут испаряться в ходе формирования покрытия, открывая функциональные группы карбоновых кислот и обеспечивая возможность дополнительного взаимодействия функциональных групп карбоновых кислот, например, со сшивающим агентом, реагирующим с функциональными группами карбоновых кислот. Другие не ограничивающие примеры групп, способных диспергироваться в воде, включают полиоксиалкиленовые группы.

В некоторых примерах полимерная оболочка содержит полиуретан с боковыми и/или терминальными кето- и/или альдегидными функциональными группами, а также с боковыми и/или терминальными функциональными группами карбоновых кислот. Как описано ранее, функциональные группы карбоновых кислот могут быть, по меньшей мере, частично нейтрализованы (то есть, по меньшей мере, на 30 процентов от общего эквивалента нейтрализации) неорганическим основанием, таким как летучий амин, с образованием солевой группы как описано ранее. Кроме того, полимерное ядро может быть гидрофобным ядром, которое не содержит такие группы карбоновых кислот и образовавшиеся из них солевые группы. Термин "боковая группа" относится к группе, которая находится в боковой цепи, в стороне от основной цепи полимера, и которая не является частью основной цепи полимера. Напротив, термин "терминальная группа" относится к группе на конце основной цепи полимера, которая является частью основной цепи полимера.

Кроме того, полимерная оболочка может быть ковалентно связана, по меньшей мере, с частью полимерного ядра. Например, полимерная оболочка может быть ковалентно связана с полимерным ядром путем взаимодействия, по меньшей мере, одной функциональной группы в мономере и/или форполимере, которые используются для формирования полимерной оболочки, по меньшей мере, с одной функциональной группой в мономере и/или форполимере, которые используются для формирования полимерного ядра. Функциональные группы могут включать любые функциональные группы, из описанных ранее, при условии, что, по меньшей мере, одна функциональная группа в мономере и/или форполимере, которые используются для формирования полимерной оболочки, обладает способностью реагировать, по меньшей мере, с одной функциональной группой в мономере и/или форполимере, которые используются для формирования полимерного ядра. Например, мономер и/или форполимер, которые используются для формирования полимерной оболочки и полимерного ядра, оба могут содержать, по меньшей мере, одну этиленово ненасыщенную группу, которые взаимодействуют друг с другом, образуя химическую связь. Используемый в описании термин, "форполимер" относится к предшественнику полимера, который способен к последующим взаимодействиям или к полимеризации за счет одной или нескольких реакционноспособных групп, с образованием большей молекулярной массы или сшитого состояния полимера.

Для формирования частицы ядро-оболочка настоящего изобретения могут быть использованы различные компоненты. Например, частицы ядро-оболочка могут быть получены из полиуретановых форполимеров с изоцианатными функциональными группами, полиаминов и этиленово ненасыщенных мономеров. Полиуретановые форполимеры с изоцианатными функциональными группами могут быть получены в соответствии с любым способом, известным из уровня техники, например, путем взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата с одним или несколькими соединениями, которые имеют функциональные группы, способные реагировать с изоцианатной функциональностью полиизоцианата. Реакционноспособные функциональные группы могут представлять собой содержащие водород функциональные группы, такие как гидроксильные группы, тиольные группы, аминные группы, и кислотные группы, подобные группам карбоновых кислот. Например, гидроксильная группа может взаимодействовать с изоцианатной группой, образуя уретановое соединение. Первичная или вторичная аминогруппа может взаимодействовать с изоцианатной группой, образуя мочевиновое соединение. Примеры подходящих соединений, которые могут быть использованы для образования полиуретана, включают (но не ограничиваются указанным) полиолы, полиизоцианаты, соединения, содержащие карбоновые кислоты, такие как диолы, содержащие карбоновые кислоты, полиамины, этиленово ненасыщенные компоненты с гидроксильной функциональностью, такие как гидроксиалкильные сложные эфиры (мет)акриловой кислоты, и/или другие соединения, имеющие реакционноспособные функциональные группы, такие как гидроксильные группы, тиольные группы, аминные группы, и карбоновые кислоты. Кроме того, может быть получен полиуретановый форполимер с кето- и/или альдегидными функциональными моноспиртами.

Не ограничивающие примеры подходящих полиизоцианатов включают изофорон-диизоцианат (IPDI), дициклогексилметан-4,4'-диизоцианат (H12MDI), циклогексил-диизоцианат (CHDI), м-тетраметилксилилен-диизоцианат (м-TMXDI), п-тетраметилксилилен-диизоцианат (п-TMXDI), этилендиизоцианат, 1,2-диизоцианатопропан, 1,3-диизоцианатопропан, 1,6-диизоцианатогексан (гексаметилен- диизоцианат или HDI), 1,4-бутилендиизоцианат, лизиндиизоцианат, 1,4-метилен-бис-(циклогексилизоцианат), толуолдиизоцианат (TDI), м-ксилилендиизоцианат (MXDI) и пара-ксилилендиизоцианат, 4-хлор-1,3-фенилендиизоцианат, 1,5-тетрагидронафталин-диизоцианат, 4,4'-дибензилдиизоцианат, и 1,2,4-бензолтриизоцианат, ксилилен-диизоцианат (XDI), и смеси или их комбинации.

Примеры полиолов, которые могут быть использованы для получения полимеров на основе полиуретана, включают (но не ограничиваются указанным) низкомолекулярные гликоли, поли(простой)эфир-полиолы, поли(сложный)эфир-полиолы, их coполимеры и их комбинации. Не ограничивающие примеры низкомолекулярных гликолей включают этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-бутиленгликоль, тетраметиленгликоль, гексаметиленгликоль и их комбинации, а также другие соединения, которые содержат две или несколько гидроксильных групп и комбинации любых вышеуказанных соединений. Не ограничивающие примеры подходящих поли(простой)эфир-полиолов включают политетрагидрофуран, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, полибутиленгликоль и их комбинации. Не ограничивающие примеры поли(сложный)эфир-полиолов включают те, что получены из полиола, включающего группу простого эфира и карбоновую кислоту или ангидрид.

Другие подходящие полиолы включают (но не ограничиваются указанным) 1,6-гександиол, циклогександиметанол, 2-этил-1,6-гександиол, 1,4-бутандиол, этиленгликоль, пропиленгликоль, 1,3-пропандиол, 1,4-бутандиол, неопентилгликоль, триметилолпропан, 1,2,6-гексантриол, глицерин, и их комбинации. Кроме того, подходящие аминоспирты, которые могут быть использованы, включают (но не ограничиваются указанным) этаноламин, пропаноламин, бутаноламин, и их комбинации.

Подходящие карбоновые кислоты, которые могут взаимодействовать с полиолами, образуя поли(сложный) эфир полиола, включают (но не ограничиваются указанным) глутаровую кислоту, янтарную кислоту, малоновую кислот, щавелевую кислоту, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, гексагидрофталевую кислоту, адипиновую кислот, малеиновую кислот, и их смеси. Кроме того, не ограничивающие примеры кислот, содержащих диолы, включают (но не ограничиваются указанным) 2,2-бис(гидроксиметил)пропионовую кислоту, которую также называют диметилолпропионовой кислотой (DMPA), 2,2-бис(гидроксиметил)масляную кислоту которую также называют диметилолбутановой кислотой (DMBA), дифенольную кислоту, и их комбинации.

Примеры кето-функциональных моноспиртов включают (но не ограничиваются указанным) гидроксиацетон, 4-гидрокси-2-бутанон, 5-гидрокси-4-октанон, 4-гидрокси-4-метилпентан-2-он, который также называют диацетоновым спиртом, 3-гидроксиацетофенон, и их комбинации. Кроме того, не ограничивающие примеры альдо-функциональных моноспиртов включают раствор D-лактальдегида, альдол, 4-гидрокси-пентаналь, 5-гидроксигексаналь, 5-гидрокси-5-метилгексаналь, 4-гидрокси-4-метил-пентаналь, 3-гидрокси-3-метилбутаналь, и их комбинации.

Не ограничивающие примеры гидроксиалкильных сложных эфиров (мет)акриловой кислоты включают гидроксиметил(мет)акрилат, гидроксиэтил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат, гидроксибутил(мет)акрилат, и их комбинации.

Компоненты, которые образуют полиуретановый форполимер, могут реагировать поэтапно, или они могут взаимодействовать одновременно. Например, полиуретановый форполимер может быть получен путем одновременного взаимодействия диизоцианата, полиола, диола, содержащего карбоксильную группу, этиленово ненасыщенного мономерa, содержащего гидроксильную группу и, необязательно, кето-функциональный моноспирт.

Кроме того, полиуретановые форполимеры могут быть получены в присутствии катализаторов, ингибиторов полимеризации, и их комбинаций. Не ограничивающие примеры катализаторов включают триэтиламин, N-этилморфолин, триэтилдиамин, и тому подобные, а также катализаторы типа олова, такие как дилаурат дибутилолова, дилаурат диоктилолова, и тому подобные. Ингибиторы полимеризации, которые могут быть использованы для предотвращения полимеризации этиленово ненасыщенных соединений во время образования полиуретана, включают гидрохинон, монометиловый эфир гидрохинона, п-бензохинон, и тому подобные.

Как указано выше, частицы ядро-оболочка также могут быть получены с помощью полиаминов и этиленово ненасыщенных мономеров, не входящих в полиуретан во время его получения. Например, изоцианатные функциональные полиуретановые форполимеры могут быть получены, как описано выше, и затем они реагируют с полиаминами, в качестве удлинителя цепи. Используемый в описании термин "удлинитель цепи" относится к низкомолекулярному соединению, имеющему две или несколько функциональных групп, которые обладают реакционной способностью в отношении изоцианата.

Подходящие полиамины, которые могут быть использованы для получения полимера на основе полиуретана, включают алифатические и ароматические соединения, которые содержат две или более аминных групп, выбранных из первичных и вторичных аминных групп. Примеры включают (но не ограничиваются указанным) диамины, такие как, например, этилендиамин, гексаметилендиамин, 1,2-пропандиамин, 2-метил-1,5-пента-метилендиамин, 2,2,4-триметил-1,6-гександиамин, изофорондиамин, диаминоциклогексан, ксилилендиамин, 1,12-диамино-4,9-диоксадодекан, и их комбинации. Кроме того, подходящие полиамины продает фирма Huntsman под торговой маркой JEFFАМИН®, такие как JEFFАМИН® D-230 и JEFFАМИН® D-400.

Другие не ограничивающие примеры подходящих полиаминных функциональных соединений включают продукты реакции присоединения Михаэля полиаминных функциональных соединений, таких как диамин, к этиленово ненасыщенным мономерам, содержащим кето- и/или альдегидные группы. Обычно полиаминное функциональное соединение содержит, по меньшей мере, две первичные аминогруппы (то есть, функциональная группа, представленная структурной формулой -NH₂), и ненасыщенные мономеры, содержащие кето- и/или альдегидные группы, включают (но не ограничиваются указанным) (мет)акролеин, диацетон(мет)акриламид, диацетон(мет)акрилат, ацетоацетоксиэтил(мет)акрилат, винилацетоацетат, кротоновый альдегид, 4-винилбензальдегид, и их комбинации. Конечные продукты реакции присоединения Михаэля могут включать соединение, по меньшей мере, с двумя вторичными аминогруппами (то есть, функциональная группа, представленная структурной формулой -NRH, в которой R является углеводородным радикалом) и, по меньшей мере, с двумя кето- и/или альдегидными функциональными группами. Следует учесть, что вторичные аминогруппы могут взаимодействовать с изоцианатными функциональными группами полиуретановых форполимеров с образованием мочевиновых соединений и удлинением цепи полиуретанов. Кроме того, кето- и/или альдегидные функциональные группы могут выходить за пределы основной цепи полиуретана с удлиненной цепью, например, от атома азота фрагмента мочевины, например, с образованием полиуретана, имеющего боковые кето- и/или альдегидные функциональные группы.

После взаимодействия полиуретановых форполимеров и полиаминов, полиуретан с удлиненной цепью и дополнительные этиленово ненасыщенные мономеры можно подвергать процессу полимеризации с образованием частиц ядро-оболочка. Дополнительные этиленово ненасыщенные мономеры можно добавлять после образования полиуретана. В качестве альтернативы, дополнительные этиленово ненасыщенные мономеры могут быть использованы в качестве разбавителя, во время получения полиуретанового форполимера, и их не добавляют после получения полиуретана. Следует учесть, что этиленово ненасыщенные мономеры могут быть использованы в качестве разбавителя во время получения полиуретанового форполимера, и кроме того, эти мономеры добавляют после образования полиуретана.

Дополнительные этиленово ненасыщенные мономеры могут содержать ненасыщенные мономеры, моно-этиленовые ненасыщенные мономеры, или их комбинации. Термин "моно-этиленово ненасыщенный мономер" относится к мономеру, содержащему только одну этиленово ненасыщенную группу, и термин "ненасыщенный мономер с множеством этиленовых групп" относится к мономеру, содержащему две или несколько этиленово ненасыщенных групп.

Не ограничивающие примеры этиленово ненасыщенных мономеров включают (но не ограничиваются указанным) алкильные эфиры (мет)акриловой кислоты, гидроксиалкильные эфиры (мет)акриловой кислоты, ненасыщенные мономеры, содержащие кислотные группы, винилароматические мономеры, альдо- или кето-содержащие ненасыщенные мономеры, и их комбинации.

Не ограничивающие примеры алкильных эфиров (мет)акриловой кислоты включают метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат, этилгексил(мет)акрилат, лаурил(мет)акрилат, октил(мет)акрилат, глицидил(мет)акрилат, изононил(мет)акрилат, изодецил(мет)акрилат, винил(мет)акрилат, ацетоацетоксиэтил(мет)акрилат, ацетоацетоксипропил(мет)акрилат, и их комбинации. Другие не ограничивающие примеры включают алкильные эфиры ди(мет)акриловой кислоты, полученные путем конденсации двух эквивалентов (мет)акриловой кислоты такие как, например, ди(мет)акрилат этиленгликоля. Кроме того, могут быть использованы двойные алкильные эфиры ди(мет)акриловой кислоты, полученные из C_2-24 диолов, таких как бутандиол и гександиол.

Не ограничивающие примеры гидроксиалкильных эфиров (мет)акриловой кислоты и кето- и альдо-содержащие ненасыщенные мономеры включают любые из описанных ранее соединений. Не ограничивающие примеры ненасыщенных мономеров, содержащих кислотные группы, включают (мет)акриловую кислоту, итаконовую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, кротоновую кислоту, аспарагиновую кислоту, яблочную кислоту, меркаптоянтарную кислоту, и их комбинации.

Не ограничивающие примеры виниловых ароматических мономеров включают стирол, 2,4-диметилстирол, этилстирол, изопропилстирол, бутилстирол, винилнафталин, винилтотолуол, дивиниловые ароматические мономеры, такие как винилбензол, и их комбинации.

Как указано выше, этиленово ненасыщенные мономеры могут полимеризоваться в присутствии полиуретана, который также может содержать этиленово ненасыщенные группы, с образованием частиц ядро-оболочка. Эта полимеризация может быть осуществлена с использованием известных приемов, а также традиционных добавок, таких как эмульгаторы, защитные коллоиды, свободнорадикальные инициаторы и агенты передачи цепи, известные из уровня техники.

В некоторых примерах частицы ядро-оболочка настоящего изобретения получают с использованием: (i) этиленово ненасыщенных мономеров; (ii) полиуретановых форполимеров, включающих изоцианатные функциональные группы, функциональные группы карбоновых кислот, и этиленово ненасыщенные группы; (iii) продуктов реакции присоединения Михаэля диамина и кето- и/или альдегид-содержащих ненасыщенных мономеров. Образовавшиеся частицы ядро-оболочка содержат полимерное ядро, полученное из этиленово ненасыщенных мономеров, которое ковалентно связано, по меньшей мере, с частью полиуретановой оболочки, имеющей боковые функциональные группы карбоновых кислот, боковые кето- и/или альдегидные функциональные группы, уретановые соединения, и фрагменты мочевины. Для повышения стабильности/способности диспергироваться в воде, функциональные группы карбоновых кислот в полимерной оболочке могут быть, по меньшей мере, частично нейтрализованы (то есть, по меньшей мере, на 30 процентов от общего эквивалента нейтрализации) неорганическим основанием, таким как летучий амин, с образованием солевой группы, как описано ранее. Кроме того, полимерное ядро может включать боковые и/или терминальные функциональные группы, такие как кето- и/или альдегидные функциональные группы, с использованием этиленово ненасыщенных мономеров, которые содержат дополнительные функциональные группы. В качестве альтернативы, полимерное ядро может быть свободно от дополнительных функциональных групп, таких как кето- и/или альдегидные функциональные группы.

Кроме того, частицы ядро-оболочка настоящего изобретения можно получать с использованием: (i) этиленово ненасыщенных мономеров; (ii) полиуретановых форполимеров, включающих изоцианатные функциональные группы, функциональные группы карбоновых кислот, терминальные кето- и/или альдегидные функциональные группы, и этиленово ненасыщенные группы; и (iii) диамин. Образовавшиеся частицы ядро-оболочка содержат полимерное ядро, полученное из этиленово ненасыщенных мономеров, и полиуретановую оболочку, имеющую боковые функциональные группы карбоновых кислот, терминальные кето- и/или альдегидные функциональные группы, уретановые соединения, и фрагменты мочевины. Для повышения стабильности/способности диспергироваться в воде, функциональные группы карбоновых кислот в полимерной оболочке могут быть, по меньшей мере, частично нейтрализованы (то есть, по меньшей мере, на 30 процентов от общего эквивалента нейтрализации) неорганическим основанием, таким как летучий амин, с образованием солевой группы, как описано ранее. Кроме того, полимерное ядро может включать боковые и/или терминальные функциональные группы, такие как кето- и/или альдегидные функциональные группы, с использованием этиленово ненасыщенных мономеров, которые содержат дополнительные функциональные группы. В качестве альтернативы, полимерное ядро может быть свободно от дополнительных функциональных групп, таких как кето- и/или альдегидные функциональные группы.

Кроме того, полимерное ядро ковалентно соединяется, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки. Например, полимерная оболочка частиц ядро-оболочка, по меньшей мере, частично может образоваться из полиуретана с удлиненной цепью, полученного из: (a) первого полиуретанового форполимера, включающего терминальную изоцианатную функциональную группу, боковые функциональные группы карбоновых кислот, и терминальные кето- и/или альдегидные функциональные группы; (b) второго полиуретанового форполимера, включающего терминальную изоцианатную функциональную группу, боковые функциональные группы карбоновых кислот, и терминальную этиленово ненасыщенную группу; и (c) диамин, который взаимодействует с первым, а также вторым полиуретановым форполимером. Затем этиленово ненасыщенные мономеры могут полимеризоваться в присутствии полиуретана с образованием полимерных частиц ядро-оболочка, где полимерное ядро ковалентно соединяется, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки.

Следует учесть, что любая комбинация частиц ядро-оболочка, описанная в изобретении, может быть диспергирована в водной среде с образованием латекса. Используемый в описании термин, "латекс", в связи с диспергированными в воде частицами ядро-оболочка, относится к водной коллоидной дисперсии полимерных частиц.

Частицы ядро-оболочка могут содержаться в количестве, по меньшей мере, 20 масс. %, по меньшей мере, 30 масс. %, по меньшей мере, 40 масс. %, по меньшей мере, 50 масс. %, или по меньшей мере, 60 масс. % в первой композиции базового покрытия, в расчете на суммарную массу твердого вещества первой композиции базового покрытия. Частицы ядро-оболочка могут содержаться в количестве вплоть до 99 масс. %, до 95 масс. %, до 90 масс. %, до 80 масс. %, или до 70 масс. % в композиции базового покрытия, в расчете на суммарную массу твердого вещества первой композиции базового покрытия. Кроме того, частицы ядро-оболочка могут содержаться в первой композиции базового покрытия, например, в диапазоне от 20 до 99 масс. %, или от 40 до 95 масс. %, или от 60 до 90 масс. %, в расчете на суммарную массу твердого вещества первой композиции базового покрытия.

Кроме того, композиция базового покрытия может содержать один или несколько сшивающих агентов, которые диспергированы в водной среде с частицами ядро-оболочка. Используемый в описании термин "сшивающий агент" относится к молекуле, включающей две или несколько функциональных групп, которые способны реагировать с другими функциональными группами и которые способны связывать две или больше молекул мономера или полимера за счет химических связей. Не ограничивающие примеры сшивающих агентов включают полигидразиды, карбодиимиды, полиолы, фенольные смолы, эпоксидные смолы, бета-гидрокси(алкил)амидные смолы, гидрокси(алкил)мочевиновые смолы, оксазолин, алкилированные карбаматные смолы, (мет)акрилаты, изоцианаты, блокированные изоцианаты, поликислоты, ангидриды, металлоорганические материалы с кислотными функциями, полиамины, полиамиды, аминопласты, азиридины, и их комбинации.

Сшивающий агент(ы) может взаимодействовать с частицами ядро-оболочка для отверждения первой композиции базового покрытия. Термины "отверждаемый", "отверждение", и тому подобные означают, что, по меньшей мере, часть смолообразных материалов в композиции сшиваются или способны сшиваться. Отверждение или степень отверждения можно определить методом динамического термомеханического анализа (DMTA), проведенного в атмосфере азота с использованием анализатора Polymer Laboratories MK III DMTA. Степень отверждения может составлять, по меньшей мере, 10%, например, по меньшей мере, 30%, например, по меньшей мере, 50%, например, по меньшей мере, 70%, или по меньшей мере, 90% от полного сшивания, которую определяют методом анализа, указанного выше.

Кроме того, отверждение может быть осуществлено в условиях внешней среды, под действием тепла, или других средств, таких как актиничное излучение. Термин "условия внешней среды" относится к условиям окружающей среды, таким как температура, влажность и давление в комнате или на открытом воздухе. Например, первая композиция базового покрытия может быть отверждена при комнатной температуре (приблизительно от 20°C до 25°C). Кроме того, термин "актиничное излучение" относится к электромагнитному излучению, которое может инициировать химические реакции. Актиничное излучение включает (но не ограничивается указанным) видимый свет, ультрафиолетовое излучение (УФ), инфракрасное и ближнее инфракрасное излучение, рентгеновское и гамма-излучение.

Первая композиция базового покрытия может содержать, по меньшей мере, один сшивающий агент, который способен реагировать с кето- и альдо-функциональными группами в полимерной оболочке частиц ядро-оболочка. Кроме того, сшивающий агент может взаимодействовать с кето- и альдо-функциональными группами, которые могут находиться на полимерном ядре частиц ядро-оболочка. Например, первая композиция базового покрытия может содержать полигидразид (материал, содержащий две или больше гидразидных групп), который способен реагировать с кето- и альдо-функциональными группами в полимерной оболочке частиц ядро-оболочка. Полигидразиды могут включать неполимерные полигидразиды, полимерные полигидразиды, или их комбинации. Не ограничивающие примеры подходящих неполимерных полигидразидов включают дигидразид малеиновой кислоты, дигидразид фумаровой кислоты, дигидразид итаконовой кислоты, дигидразид фталевой кислоты, дигидразид изофталевой кислоты, дигидразид терефталевой кислоты, тригидразид тримеллитовой кислоты, дигидразид щавелевой кислоты, дигидразид адипиновой кислоты, дигидразид себациновой кислоты, и их комбинации.

Полимерные полигидразиды могут включать различные типы полимеров, включающих две или больше гидразидных функциональных групп. Например, полимерный полигидразид может содержать полиуретан, имеющий две или больше гидразидных групп. Полигидразидный функциональный полиуретан может быть получен путем первоначального формирования полиуретанового форполимера с изоцианатной функциональностью, который может диспергироваться в воде. Такие полиуретановые форполимеры с изоцианатной функциональностью, способные диспергироваться в воде, могут быть получены путем взаимодействия полиолов, изоцианатов, соединений, содержащих карбоновые кислоты, такие как карбоновые кислоты, содержащие диолы и, необязательно, полиамины. Не ограничивающие примеры таких соединений включают любые из описанных ранее, в связи с полиуретановым форполимером для частиц ядро-оболочка.

Следует отметить, что полиуретановый форполимер с изоцианатной функциональностью, применяемый для получения полиуретана с полигидразидной функциональностью, может включать дополнительные функциональные группы. Например, полиуретановый форполимер с изоцианатной функциональностью также может включать любые из описанных ранее реакционноспособных функциональных групп, такие как группы карбоновых кислот, которые, по меньшей мере, частично могут быть нейтрализованы неорганическим основанием, с образованием солевой группы и увеличением стабильности и способности диспергироваться в воде полиуретана. Кроме того, в полиуретановом форполимере могут отсутствовать любые из дополнительных функциональных групп и могут содержаться только гидразидные функциональные группы и, необязательно, функциональные группы карбоновых кислот или другие группы, способные диспергироваться в воде. Кроме того, полиуретановый форполимер с изоцианатной функциональностью может содержать дополнительные соединения, отличающиеся от уретанов и включающие (без ограничения указанным) простые эфирные соединения, сложноэфирные соединения, фрагменты мочевины и их любые комбинации.

После формирования способного диспергироваться в воде полиуретанового форполимера с изоцианатной функциональностью полиуретановый форполимер подвергается взаимодействию с гидразином и/или полигидразидным соединением, чтобы получить способный диспергироваться в воде полиуретан с полигидразидной функциональностью. Гидразин и полигидразидные соединения также могут удлиннять цепь полиуретанового форполимера с изоцианатной функциональностью. Не ограничивающие примеры полигидразидных соединений, которые могут взаимодействовать с полиуретановым форполимером с изоцианатной функциональностью, включают любые неполимерные гидразидные функциональные соединения из описанных ранее.

Кроме того, полимерные полигидразиды могут содержать частицы ядро-оболочка, включающие полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное полимерной оболочкой, имеющей две или больше гидразидых функциональных групп. Частицы ядро-оболочка с полигидразидной функциональностью могут быть получены путем взаимодействия полиуретановых форполимеров, имеющих изоцианатные и этиленово ненасыщенные функциональные группы, с гидразином и/или полигидразидными соединениями и этиленово ненасыщенными мономерами и/или полимерами. В некоторых примерах частицы ядро-оболочка с полигидразидной функциональностью получают путем взаимодействия полиуретановых форполимеров, имеющих изоцианатные и этиленово ненасыщенные функциональные группы, с гидразином и/или полигидразидными соединениями с образованием полиуретанов, имеющих гидразидные и этиленово ненасыщенные группы. Затем полиуретаны, имеющие гидразидные и этиленово ненасыщенные группы, полимеризуются в присутствии этиленово ненасыщенных мономеров и/или полимеров с образованием частиц ядро-оболочка. Образовавшиеся частицы ядро-оболочка могут содержать полимерное ядро, полученное из этиленово ненасыщенных мономеров и/или полимеров, которые ковалентно связаны, по меньшей мере, с частью полиуретановой оболочки, имеющей гидразидные функциональные группы и уретановые соединения. Кроме того, полимерная оболочка может содержать дополнительные функциональные группы (например, функциональные группы карбоновых кислот) и/или соединения (например, сложноэфирные соединения и/или простые эфирные соединения) как описано ранее относительно полиуретановой оболочки. Частицы ядро-оболочка с гидразидной функциональностью также могут быть свободными от дополнительных функциональных групп и соединений, таких как любые из описанных ранее в изобретении. Следует учесть, что частицы ядро-оболочка с гидразидной функциональностью не содержат кето- и альдо-функциональные группы.

Обнаружено, что полимерные полигидразиды, такие как полиуретаны с полигидразидной функциональностью, могут обеспечить улучшенные характеристики, по сравнению с неполимерными полигидразидными соединениями, при использовании для сшивания кето- и/или альдегидных функциональных частиц ядро-оболочка настоящего изобретения. Например, было установлено, что полимерные полигидразиды обеспечивают улучшенную твердость и водостойкость окончательного покрытия, по сравнению с неполимерными полигидразидными соединениями. Кроме того, было установлено, что полигидразидные функциональные полиуретаны, полученные с гидразином, демонстрируют улучшенные характеристики, по сравнению с полигидразидными функциональными полиуретанами, полученными с полигидразидными соединениями.

Первая композиция базового покрытия может содержать неполимерное гидразидное функциональное соединение, полимерное гидразидное функциональное соединение, или их комбинации. При использовании полимерных гидразидов, полимерные гидразиды могут включать линейные или разветвленные полигидразидные функциональные полимеры, полигидразидные функциональные частицы ядро-оболочка, или их комбинации.

Первая композиция базового покрытия также может содержать, по меньшей мере, два различных типа сшивающих агентов, которые способны реагировать с кето- и альдо-функциональными группами и/или дополнительными функциональными группами, которые могут находиться на частицах ядро-оболочка, такие как функциональные группы карбоновых кислот. В некоторых примерах первая композиция базового покрытия содержит полигидразид, способный реагировать с кето- и/или альдегидной функциональной группой, такой как любая из описанных ранее, и карбодиимид, способный реагировать с функциональными группами карбоновых кислот. Не ограничивающие примеры подходящих карбодиимидов описаны в патенте США № 2011/0070374, который полностью введен в это изобретение как ссылка.

Кроме того, первая композиция базового покрытия может содержать дополнительные материалы, включающие (без ограничения указанным) дополнительные смолы, такие как дополнительные смолы, образующие пленки. Используемый в описании термин, "пленкообразующая смола" относится к смоле, которая может образовать независимую непрерывную пленку, по меньшей мере, на горизонтальной поверхности путем дегидратации и/или при отверждении. Термин "дегидратация" относится к удалению воды и/или других растворителей. Следует учесть, что дегидратация также может вызвать, по меньшей мере, частичное отверждение смолистого материала, такого как частицы ядро-оболочка, и дополнительные смолы, описанные в изобретении. Дополнительная смола может подвергаться дегидратации и/или отверждению в условиях окружающей среды, под действием тепла, или других средств, таких как актиничное излучение, как описано ранее.

Дополнительная смола может включать любую из множества термопластичных и/или термореактивных пленкобразующих смол, известных из уровня техники. Термин "термореактивная" относится к смолам, которые "твердеют" необратимо при отверждении или сшивании, причем полимерные цепи смол соединяются вместе ковалентными связями. После отверждения или сшивания термореактивная смола не будет расплавляться под действием тепла и не растворяется в растворителях. Как было указано, пленкобразующая смола также может включать термопластичную пленкобразующую смолу. Термин "термопластичная" относится к смолам, которые не соединяются ковалентными связями, и поэтому могут подвергаться жидкостному течению при нагревании и могут растворяться в определенных растворителях.

Не ограничивающие примеры подходящих дополнительных смол включают полиуретаны, отличающиеся от описанных ранее, сложные полиэфиры, такие как сложные полиэфирполиолы, полиамиды, простые полиэфиры, полисилоксаны, фторполимеры, полисульфиды, политио(простые)эфиры, полимочевины, (мет)акриловые смолы, эпоксидные смолы, виниловые смолы, их coполимеры, и их смеси.

Дополнительная смола может иметь любые разнообразные реакционноспособные функциональные группы, включающие (без ограничения указанным) группы карбоновых кислот, аминные группы, эпоксидные группы, гидроксильные группы, тиольные группы, карбаматные группы, амидные группы, мочевиновые группы, изоцианатные группы (включая блокированные изоцианатные группы), (мет)акрилатные группы, и их комбинации. Композиции термореактивных покрытий обычно содержат сшивающий агент, который может быть выбран из любых сшивающих агентов, известных из уровня техники, которые взаимодействуют с функциональными группами смол, применяемых в композициях покрытия. Сшивающие агенты могут включать любые из тех, что описаны ранее. В качестве альтернативы, может быть использована термореактивная пленкобразующая смола, имеющая функциональные группы, которые способны реагировать между собой; таким образом, указанные термореактивные смолы являются самосшивающимися.

Кроме того, первая композиция базового покрытия может включать дополнительные материалы, такие как красящее вещество. Используемый в описании термин "красящее вещество" относится к любому веществу, которое придает окраску и/или другую непрозрачность и/или другой визуальный эффект композиции. Красящее вещество можно добавлять в покрытие в любом подходящем виде, таком как дискретные частицы, дисперсии, растворы, и/или чешуйки. В покрытиях настоящего изобретения могут быть использованы индивидуальные красящие вещества или смесь из двух или больше красящих веществ.

Примеры красящих веществ включают пигменты (органические или неорганические), красители, и краски, такие, которые применяются в промышленности красок и/или перечислены в Ассоциации производителей сухих красителей (DCMA), а также в композициях для спецэффектов. Например, красящее вещество может включать тонко диспергированные порошки, которые не растворяются, но смачиваются в условиях применения. Красящее вещество может быть органическим или неорганическим и может быть агломерированным или неагломерированным. Красящие вещества могут быть введены в покрытие с использованием измельченного носителя, например, акрилового измельченного носителя, применение которого известно специалистам в этой области техники.

Примеры пигментов и/или композиций пигмента включают (но не ограничиваются указанным) необработанный карбазол-диоксазиновый пигмент, азо, моноазо, диазо, нафтол AS, солевого типа (чешуйки), бензимидазолон, изоиндолинон, изоиндолин и полициклический фталоцианин, хинакридон, перилен, перинон, дикетопирролопиррол, тиоиндиго, антрахинон, индантрон, антрапиримидин, флавантрон, пирантрон, антантрон, диоксазин, триарилкарбоний, хинофталоновые пигменты, дикетопирролопиррол красный ("DPPBO красный"), диоксид титана, технический углерод, и их смеси. Термины "пигмент" и "окрашенный наполнитель" могут быть использованы взаимозаменяемо.

Примеры красителей включают (но не ограничиваются указанным) те, которые приготовлены на основе растворителя и/или воды, такие как фтало-зеленый или синий, оксид железа и ванадат висмута.

Примеры красок включают (но не ограничиваются указанным) пигменты, диспергированные в носителях на основе воды или смешивающиеся с водой, такие как AQUA-CHEM 896, промышленно доступный на фирме Degussa, Inc., CHARISMA COLORANTS и MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS, промышленно доступный на фирме Accurate Dispersion Division of Eastman Chemical, Inc.

Кроме того, красящее вещество, применяемое с первой композицией базового покрытия, может содержать композицию или пигмент спецэффекта. Используемый в описании термин "композиция или пигмент спецэффекта" относится к композиции или пигменту, которые взаимодействуют с видимым светом, чтобы обеспечить внешний эффект, отличающийся или дополнительный к непрерывному неизменному цвету. Примеры композиции и пигмента спецэффекта включают те, которые обеспечивают один или несколько внешних эффектов, таких как отражательная способность, перламутровый эффект, металлический блеск, текстура, фосфоресценция, флуоресценция, фотохромизм, фоточувствительность, термохромизм, гониохромизм, и/или изменение цвета. Не ограничивающие примеры композиций спецэффекта могут включать светопроницаемую покрытую слюду и/или синтетическую слюду, покрытый диоксид кремния, покрытый оксид алюминия, чешуйки алюминия, светопроницаемый жидкокристаллический пигмент, жидкокристаллическое покрытие, и их комбинации.

Другие не ограничивающие примеры материалов, которые могут быть использованы с первой композицией базового покрытия, включают пластификаторы, стойкие к истиранию частицы, антиоксиданты, светостабилизаторы - пространственно затрудненные амины, поглотители и стабилизаторы УФ-излучения, поверхностно-активные вещества, агенты, регулирующие текучесть и состояние поверхности, тиксотропные агенты, катализаторы, ингибиторы реакции, и другие традиционные вспомогательные агенты.

Первая композиция базового покрытия может быть осаждена непосредственно поверх, по меньшей мере, части подложки или непосредственно поверх, по меньшей мере, части необязательного слоя покрытия грунтовкой, что будет пояснено подробно в последующем описании, и необязательно подвергается дегидратации и/или отверждению с образованием первого слоя базового покрытия. Первая композиция базового покрытия и другие композиции оставшихся слоев покрытия многослойного покрытия могут быть нанесены на самые разнообразные подложки, известные в промышленности покрытий. Например, первая композиция базового покрытия и другие композиции оставшихся слоев покрытия многослойного покрытия могут быть нанесены на автомобильные подложки, промышленные подложки, компоненты и подложки транспорта на воздушной подушке, упаковочные подложки, покрытие деревянного пола и мебели, швейные изделия, электронику, включая корпус и печатные платы, стекло и прозрачные окна, спортивное оборудование, включая мячи для гольфа, и тому подобные. Эти подложки, могут быть, например, металлическими или неметаллическими. Металлические подложки включают (но не ограничиваются указанным) олово, сталь (включая, среди прочих, сталь с электролитическим цинкованием, сталь холодной прокатки, сталь, оцинкованную горячим маканием), алюминий, алюминиевые сплавы, цинк-алюминиевые сплавы, сталь, покрытую цинк-алюминиевым сплавом, и сталь с гальваническим покрытием алюминия. Неметаллические подложки включают полимеры, пластики, поли(сложный)эфир, полиолефин, полиамид, целлюлозу, полистирол, полиакрилат, поли(этиленнафталат), полипропилен, полиэтилен, найлон, EVOH, полимолочную кислоту, другие "экологичные" полимерные подложки, поли(этилентерефталат) (ПЭТ), поликарбонат, поликарбонат-акрилoбутадиен-стирол (PC/ABS), полиамид, древесину, фанеру, древесные композиты, древесностружечную плиту, фибролит средней плотности, цемент, камень, стекло, бумагу, картон, ткани, синтетическую, а также натуральную кожу, и тому подобные. Подложка может быть уже обработана некоторым способом, таким, который обеспечивает визуальный эффект и/или окраску, с защитной предварительной обработкой или другим слоем покрытия, и тому подобные.

Первая композиция базового покрытия и другие композиции оставшихся слоев покрытия многослойного покрытия настоящего изобретения являются особенно полезными, когда нанесены на металлическую подложку. Например, покрытия настоящего изобретения являются особенно полезными, когда нанесены на металлические подложки, которые применяются в производстве автомобильного транспорта, например, легковых автомобилей, грузовых автомобилей и тракторов.

Первая композиция базового покрытия может быть нанесена непосредственно поверх, по меньшей мере, части подложки или слоя покрытия грунтовкой любым стандартным способом уровня техники, таким как распыление, электростатическое распыление, макание, накатывание, нанесение кистью, и тому подобное. После нанесения композиция может подвергаться дегидратации и/или отверждению с образованием первого слоя базового покрытия. Композиция покрытия может подвергаться дегидратации и/или отверждению при температуре окружающей среды (приблизительно от 20°C до 25°C) и до 140°C, или от температуры окружающей среды до 120°C, или от температуры окружающей среды до 100°C, или от температуры окружающей среды до 90°C, или от 40°С до 80°C, или от 50°С до 80°C.

После нанесения первого слоя базового покрытия поверх подложки, второй слой базового покрытия может быть сформирован сверху, по меньшей мере, части первого слоя базового покрытия. Второй слой базового покрытия может обеспечить дополнительную толщину покрытия и характеристики покрытия, без нежелательного течения, происходящего при использовании единственного слоя с получением такого же результата. Второй слой базового покрытия может быть образован из композиции покрытия, которая включает в себя диспергированные в воде частицы ядро-оболочка. Эти диспергированные в воде частицы ядро-оболочка могут содержать любые частицы ядро-оболочка из описанных ранее, в связи с первым слоем базового покрытия. Например, второй слой базового покрытия может содержать такие же диспергированные в воде частицы ядро-оболочка, как в первом базовом слое покрытия. В качестве альтернативы, второй слой базового покрытия может содержать любые диспергированные в воде частицы ядро-оболочка из описанных ранее, но которые отличаются от диспергированных в воде частиц ядро-оболочка первого слоя базового покрытия.

Вторая композиция базового покрытия также может содержать частицы ядро-оболочка, которые отличаются от описанных ранее. Например, частицы ядро-оболочка второго слоя базового покрытия могут включать полимерное ядро, включающее: (i) (мет)акрилатный полимер, виниловый полимер, или их комбинацию; и (ii) кето- и/или альдегидные функциональные группы. Более того, основная или главная цепь полимера, которая образует, по меньшей мере, часть полимерной оболочки, может содержать уретановые соединения и, необязательно, другие соединения, такие как фрагменты сложного эфира, фрагменты простого эфира, и их комбинации. Таким образом, полимерное ядро может содержать кето- и/или альдегидные функциональные группы, а полимерная оболочка может содержать полиуретановые группы, которые не содержат кето- и/или альдегидные функциональные группы, и необязательно, фрагменты мочевины. Следует учесть, что указанные частицы ядро-оболочка могут быть получены из таких же материалов, которые описаны выше в связи с первым слоем базового покрытия.

В некоторых примерах, вторая композиция базового покрытия содержит частицы ядро-оболочка, которые отличаются от описанных ранее в связи с первой композицией базового покрытия, и получается с использованием: (i) этиленово ненасыщенных мономеров, включающих кето- и/или альдегидные функциональные группы; и (ii) полиуретановых форполимеров, включающих изоцианатные функциональные группы, функциональные группы карбоновых кислот, и этиленово ненасыщенные группы. Полученные частицы ядро-оболочка содержат полимерное ядро с кето- и/или альдегидными функциональными группами, которые ковалентно связаны, по меньшей мере, с частью полиуретановой оболочки, имеющей боковые функциональные группы карбоновых кислот и уретановые соединения. Кроме того, полиуретановая оболочка не содержит кето- и/или альдегидные функциональные группы, а также фрагменты мочевины.

Кроме того, вторая композиция базового покрытия может содержать любые из описанных ранее дополнительных смол, сшивающих агентов, красящих веществ, и/или другие необязательные материалы. Например, вторая композиция базового покрытия может дополнительно содержать полигидразид, способный реагировать с кето- и/или альдегидными функциональные группами, карбодиимид, способный реагировать с функциональными группами карбоновых кислот, и красящие вещества. Когда вторая композиция базового покрытия включает полигидразиды, то полигидразиды можно выбирать из неполимерных гидразидов, полимерных гидразидов, и их комбинаций. Кроме того, когда первая композиция базового покрытия содержит гидразидное функциональное соединение, вторая композиция базового покрытия может содержать такие же или другие гидразидные функциональные соединения. Например, первая композиция базового покрытия может включать полимерное гидразидное функциональное соединение, тогда как вторая композиция базового покрытия может включать неполимерное гидразидное функциональное соединение.

Как указано, второй слой базового покрытия может содержать красящие вещества. В некоторых примерах, вторая композиция базового покрытия может содержать пигменты спецэффекта, причем первый слой базового покрытия может быть свободным от пигментов спецэффекта. По существу, первый слой базового покрытия может содержать только пигменты, которые придают непрерывную неизменную окраску, а второй слой базового покрытия может содержать только пигменты спецэффекта.

Вторая композиция базового покрытия может быть нанесена непосредственно поверх, по меньшей мере, части первой композиции базового покрытия способом окраски по влажному слою, то есть, до дегидратации первой композиции базового покрытия. Вторая композиция базового покрытия может быть нанесена любым стандартным способом уровня техники, таким как распыление, электростатическое распыление, макание, накатывание, нанесение кистью, и тому подобное. После нанесения второй композиции базового покрытия, обе композиции базового покрытия могут подвергаться дегидратации и/или отверждению одновременно. Обе композиции базового покрытия могут подвергаться дегидратации и/или отверждению одновременно при температуре окружающей среды (приблизительно от 20°C до 25°C) и до 140°C, или от температуры окружающей среды до 120°C, или от температуры окружающей среды до 100°C, или от температуры окружающей среды до 90°C, или от 40°С до 80°C, или от 50°С до 80°C.

Кроме того, вторая композиция базового покрытия может быть нанесена непосредственно поверх, по меньшей мере, части первого слоя базового покрытия, который подвергнут дегидратации и/или отверждению. Затем вторая композиция базового покрытия может подвергается дегидратации и/или отверждению при температуре окружающей среды (приблизительно от 20°C до 25°C) и до 140°C, или от температуры окружающей среды до 120°C, или от температуры окружающей среды до 100°C, или от температуры окружающей среды до 90°C, или от 40°С до 80°C, или от 50°С до 80°.

После того, как слой базового покрытия подвергнут дегидратации и/или отверждению, верхний покровный слой может быть нанесен сверху, по меньшей мере, части второго слоя базового покрытия. Верхний покровный слой может образоваться из композиции покрытия, которая содержит пленкобразующую смолу, сшивающий агент, среду водного или неводного растворителя, и/или любой из других материалов, таких которые описаны ранее. По сравнению с водной средой "неводная среда" содержит меньше, чем 50 масс. % воды, или меньше, чем 40 масс. % воды, или меньше, чем 30 масс. % воды, или меньше, чем 20 масс. % воды, или меньше, чем 10 масс. % воды, или меньше, чем 5 масс. % воды, в расчете на общую массу жидкой среды. Растворители, которые составляют 50 масс. % или больше от жидкой среды, могут включать (но не ограничиваются указанным) любые органические растворители, описанные ранее. Условия, применяемые для отверждения верхнего покровного слоя, зависят от компонентов в композиции верхнего покровного слоя. Например, композиция верхнего покровного слоя может содержать компоненты, которые будут отверждаться при температуре от 80°С до 150°C.

Верхний покровный слой, используемый в многослойном покрытии настоящего изобретения, может быть прозрачным верхним покровным слоем. Используемый в описании термин "прозрачный слой покрытия" относится к слою покрытия, который является, по меньшей мере, по существу светопроницаемым или полностью светопроницаемым. Термин "по существу светопроницаемый" относится к покрытию, поверхность которого по ту сторону покрытия является, по меньшей мере, частично видимой невооруженным глазом, если смотреть сквозь покрытие. Термин "полностью светопроницаемый" относится к покрытию, поверхность которого по ту сторону покрытия является полностью видимой невооруженным глазом, если смотреть сквозь покрытие. Следует учесть, что прозрачный верхний покровный слой может содержать красящие вещества, такие как пигменты, при условии, что красящие вещества не препятствуют требуемой прозрачности верхнего покровного слоя. В качестве альтернативы, прозрачный верхний покровный слой не содержит красящие вещества, такие как пигменты (то есть, является непигментированным).

Не ограничивающие примеры верхних покровных слоев, которые могут быть использованы в многослойном покрытии настоящего изобретения, включают слои, описанные в патенте США № 4,650,718, столбец 1, строка 62, до столбца 10, строка 16; в патенте США № 5,814,410, столбец 2, строка 23, до столбца 9, строка 54; и в патенте США 5,891,981, столбец 2, строка 22, до столбца 12, строка 37, все содержание которых введено в описание со ссылкой. Подходящие верхние покровные композиции покрытия, который могут быть использованы для формирования верхнего покровного слоя, также включают композиции, которые промышленно доступны на фирме PPG Industries, Inc. под торговыми марками NCT®, DIAMOND COAT® и CERAMICLEAR®.

Кроме того, многослойное покрытие может содержать другие слои, включающие (без ограничения указанным) дополнительные базовые слои покрытия, а также слой покрытия грунтовкой, как указано выше. Используемый в описании термин "слой покрытия грунтовкой" относится к связующему слою, который может быть осажден на подложку, для того чтобы подготовить поверхность для нанесения системы защитного или декоративного покрытия. Слой покрытия грунтовкой может формироваться поверх, по меньшей мере, части подложки, и первый слой базового покрытия может формироваться поверх, по меньшей мере, части слоя покрытия грунтовкой. Кроме того, дополнительные базовые слои покрытия могут быть получены из любых частиц ядро-оболочка и других материалов, описанные ранее. Дополнительные базовые слои покрытия могут быть нанесены, например, поверх второго слоя базового покрытия, до нанесения верхнего покровного слоя.

Слой покрытия грунтовкой, используемый в многослойном покрытии настоящего изобретения, может формироваться из композиции покрытия, которая содержит пленкобразующую смолу, такую как смола на катионной основе, смола на анионной основе, и/или любую дополнительную пленкобразующую смолу, описанную ранее. Кроме того, композиция покрытия, используемая для образования композиции грунтовочного покрытия, может включать описанные ранее сшивающие агенты, красящие вещества, и другие необязательные материалы.

Дополнительно композиция грунтовочного покрытия может включать ингибитор коррозии. Используемый в описании термин "ингибитор коррозии" относится к компоненту, такому как материал, вещество, соединение или комплекс, который снижает скорость или глубину коррозии поверхности металлической или металлической подложки из сплава. Ингибитор коррозии может включать (но не ограничивается указанным) щелочной металл, щелочноземельный металл, переходный металл или их комбинации. Термин "щелочной металл" относится к элементу в Группе 1 периодической системы химических элементов (ИЮПАК) и включает, например, цезий (Cs), франций (Fr), литий (Li), калий (K), рубидий (Rb), и натрий (Na). Термин "щелочноземельный металл" относится к элементу в Группе 2 (ИЮПАК) периодической системы химических элементов и включает, например, барий (Ba), бериллий (Be), кальций (Ca), магний (Mg), и стронций (Sr). Термин "переходный металл" относится к элементам из Групп 3 - 12 периодической таблицы (ИЮПАК) химических элементов, и включает, например, титан (Ti), хром (Cr) и цинк (Zn), среди различных других элементов.

Конкретные, не ограничивающие примеры неорганических компонентов, которые действуют как ингибиторы коррозии, включают оксид магния, гидроксид магния, карбонат магния, фосфат магния, силикат магния, оксид цинка, гидроксид цинка, карбонат цинка, фосфат цинка, силикат цинка, цинковая пыль, и их комбинации.

Компоненты композиции грунтовочного покрытия могут быть выбраны, чтобы получить электроосаждаемые композиции покрытия. Термин "композиция электроосаждаемого покрытия " относится к композиции покрытия, которая может быть осаждена на электропроводящую подложку под действием приложенного электрического потенциала. Не ограничивающие примеры композиций электроосаждаемого покрытия включают традиционные анионные и катионные композиции электроосаждаемого покрытия, такие как покрытия эпоксидной или полиуретановой основе. Подходящие электроосаждаемые покрытия описаны в патенте США № 4,933,056, столбец 2, строка 48, до столбца 5, строка 53; в патенте США № 5,530,043, столбец 1, строка 54, до столбца 4, строка 67; в патенте США № 5,760,107, столбец 2, строка 11, до столбца 9, строка 60; и в патенте США № 5,820,987, столбец 3, строка 48, до столбца 10, строка 63, все содержание которых введено в описание со ссылкой. Подходящие композиции электроосаждаемого покрытия также включают композиции, промышленно доступные на фирме PPG Industries, Inc., например, такие как ED 6280, ED 6465, и ED 7000.

Как указано, композиция грунтовочного покрытия может быть осаждена непосредственно поверх, по меньшей мере, части подложки, до нанесения первой композиции базового покрытия, и подвергается дегидратации и/или отверждению с образованием слоя покрытия грунтовкой. Композиция грунтовочного покрытия настоящего изобретения может быть нанесена любым стандартным способом уровня техники, таким как электропокрытие, распыление, электростатическое распыление, макание, накатывание, нанесение кистью и тому подобное. После нанесения композиции грунтовочного покрытия, по меньшей мере, на часть подложки, композиция может подвергаться дегидратации и/или отверждению, с образованием слоя покрытия грунтовкой. Композиция грунтовочного покрытия может подвергаться дегидратации и/или отверждению, например, при температуре от 175°С до 205°С, чтобы получить слой покрытия грунтовкой.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу нанесения многослойного покрытия на подложку. Этот способ может включать в себя образование первого слоя базового покрытия поверх, по меньшей мере, части подложки путем осаждения первой композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть подложки; образование второго слоя базового покрытия поверх, по меньшей мере, части первого слоя базового покрытия путем осаждения второй композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть: (1) первого слоя базового покрытия, после того как первая композиция базового покрытия подвергается дегидратации и/или отверждению; или (2) первой композиции базового покрытия, до того как первая композиция базового покрытия подвергается дегидратации и/или отверждению. Первая и вторая композиции базового покрытия могут подвергаться дегидратации и/или отверждению раздельно или одновременно при температуре окружающей среды (приблизительно от 20°C до 25°C) и до 140°C, или от температуры окружающей среды до 120°C, или от температуры окружающей среды до 100°C, или от температуры окружающей среды до 90°C, или от 40°С до 80°C, или от 50°С до 80°. Необязательно, указанный способ также включает формирование верхнего покровного слоя поверх, по меньшей мере, части второго слоя базового покрытия путем осаждения верхней покрывающей композиции непосредственно, по меньшей мере, на часть второго слоя базового покрытия.

В некоторых примерах, подложка содержит слой покрытия грунтовкой и первый слой базового покрытия нанесен поверх, по меньшей мере, части слоя покрытия грунтовкой путем осаждения первой композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть слоя покрытия грунтовкой. Слой покрытия грунтовкой может быть сформирован путем осаждения композиции грунтовочного покрытия, например, электроосаждением композиции покрытия, способной к электроосаждению, по меньшей мере, на часть подложки, до осаждения первой композиции базового покрытия.

Многослойные покрытия также могут быть нанесены на автомобильные детали в сборочном цеху автомобилей. Во время нанесения многослойного покрытия в сборочном цеху автомобилей, сначала металлическая подложка необязательно проходит в установку электроосаждения, где композицию грунтовочного покрытия электроосаждают поверх металлической подложки и подвергают дегидратации и/или отверждению. Затем первую композицию базового покрытия наносят непосредственно поверх слоя электроосажденного покрытия или, в качестве альтернативы, наносят непосредственно поверх, по меньшей мере, части подложки в зоне нанесения базового покрытия, включающей одну или несколько установок покрытия. Зона нанесения базового покрытия может быть расположена ниже по ходу поточной линии и рядом с печью электроосаждения. В первой установке нанесения базового покрытия имеется один или несколько традиционных аппликаторов, например, воронкообразный или распылительный аппликаторы, соединенные или связанные потоком с источником первой композиции базового покрытия. Первая композиция базового покрытия может быть нанесена, например, распылена, поверх подложки с помощью одного или нескольких аппликаторов в первой установке нанесения базового покрытия, за один или несколько проходов распыления, чтобы получить первый слой базового покрытия поверх подложки.

Устройство сушки, такое как печь или камера мгновенного испарения, может быть расположена ниже по ходу потока и/или рядом с первой установкой нанесения базового покрытия для необязательной дегидратации и/или отверждения первого слоя базового покрытия. Таким образом, первая композиция базового покрытия может подвергаться дегидратации и/или отверждению до продолжающейся следующей фазы покрытия. В качестве альтернативы, первая композиция базового покрытия не подвергается дегидратации и/или отверждению до продолжающейся следующей фазы покрытия.

Вторая установка нанесения базового покрытия может быть расположена ниже по ходу потока и/или рядом с первой установкой нанесения базового покрытия и может иметь один или несколько традиционных аппликаторов, например, воронкообразный или распылительный аппликаторы, соединенные или связанные потоком с источником второй композиции базового покрытия. Вторая композиция базового покрытия может быть нанесена, например, распылена, сверху первой композиции базового покрытия с помощью одного или нескольких аппликаторов, за один или несколько проходов распыления, способом окраски по влажному слою, если первая композиция базового покрытия ранее не была подвергнута дегидратации и/или отверждению. В качестве альтернативы, вторая композиция базового покрытия может быть нанесена, например, распылена, поверх первого базового покрытия с помощью одного или нескольких аппликаторов, за один или несколько проходов распыления, после того как первая композиция базового покрытия была подвергнута дегидратации и/или отверждению.

Второе базовое покрытие может подвергаться дегидратации и/или отверждению с помощью традиционного устройства сушки, такого как печь, расположенная ниже по ходу потока и/или рядом со второй установкой нанесения покрытия и/или первой установкой нанесения покрытия. Второй слой базового покрытия может подвергаться дегидратации и/или отверждению отдельно, если первый слой базового покрытия был предварительно подвергнут дегидратации и/или отверждению. В качестве альтернативы, если вторая композиция базового покрытия нанесена способом окраски по влажному слою на первую композицию базового покрытия, обе композиции базового покрытия могут одновременно подвергаться дегидратации и/или отверждению.

После того как первая композиция базового покрытия и вторая композиция базового покрытия были подвергнуты дегидратации и/или отверждению, один или несколько традиционных верхних покровных слоев может быть нанесен поверх базового покрытия в установке нанесения верхнего покровного слоя. Установка нанесения верхнего покровного слоя включает один или несколько традиционных аппликаторов, например, воронкообразных аппликаторов, соединенных и связанных потоком с источником композиции верхнего покровного слоя. Печь расположена ниже по ходу потока и/или рядом с установкой нанесения верхнего покровного слоя, для дегидратации и/или отверждения композиции верхнего покровного слоя.

Не ограничивающий пример сборочного цеха автомобилей для нанесения многослойного покрытия описан в патенте США № 8,846,156, столбец 3, строка 1, до столбца 4, строка 43 и на фигуре 1, который введен в описание со ссылкой.

Установлено, что многослойные покрытия настоящего изобретения могут сформироваться при более низкой температуре дегидратации/отверждения, по сравнению с температурой, которая обычно требуется для других покрытий, обычно нанесенных на автомобильные подложки. Кроме того, многослойные покрытия устраняют миграцию растворителя между слоями и потребность в слое грунтовки- шпатлевки. По существу, многослойные покрытия настоящего изобретения помогают снизить затраты, снижают количество единиц оборудования для нанесения покрытия и ускоряют весь процесс покрытия.

Следует понимать, что изобретение может принимать различные альтернативные варианты и последовательности этапов, за исключением случаев, когда определенно указано противоположное. Более того, в отличие от любых рабочих примеров, или где указано другое, все числа, выражающие, например, количество компонентов, используемых в описании и формуле изобретения, следует понимать во всех случаях, как модифицированные термином "приблизительно". Следовательно, если не указано обратное, численные параметры, приведенные в последующем описании и прилагаемой формуле изобретения, являются приблизительными и могут зависеть от желательных характеристик, которые могут быть получены в настоящем изобретении. Как минимум, а не как попытка ограничить изобретение доктриной эквивалентов для объема притязаний, каждый численный параметр следует рассматривать в свете числа приведенных значащих цифр с использованием обычной процедуры округления.

Независимо от того, что численные диапазоны и параметры, формулирующие весь объем изобретения, являются приближенными, численные величины, изложенные в конкретных примерах, приведены с максимальной точностью. Однако любым численным величинам присущи определенные ошибки, которые неизбежно возникают из-за стандартных отклонений при соответствующих экспериментальных замерах.

Кроме того, следует понимать, что любой численный диапазон, приведенный в настоящем документе, предполагает включение всех поддиапазонов, отнесенных к этой категории. Например, диапазон "от 1 до 10" предполагает включение всех поддиапазонов между (и в том числе) указанным минимальным значением 1 и указанным максимальным значением 10, то есть, имеющим минимальное значение, равное или больше 1, и максимальное значение, равное или меньше 10.

Использование единственного числа в настоящем изобретении включает использование множественного числа, и множественное число включает единственное число, если конкретно не указано другое. Кроме того, использование "или" означает "и/или", если конкретно не указано иное, несмотря на возможность недвусмысленного использования "и/или" в определенных случаях. Более того, использование неопределенного артикля в настоящем изобретении означает «по меньшей мере, один», если конкретно не указано другое. Например, многослойное покрытие, базовое покрытие, верхний покров, частицы ядро-оболочка, и тому подобные, относятся к одному или нескольким из указанных объектов.

Следующие примеры представлены для демонстрации общих принципов изобретения. Не следует рассматривать изобретение, как ограниченное деталями приведенных примеров. Все части и проценты в примерах даны по массе, если не указано другое.

ПРИМЕР 1

Получение латекса, имеющего частицы ядро-оболочка с кето-функциональными группами

Часть A. Сначала получают полиуретан путем загрузки компонентов в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, в следующем порядке: 270 грамм бутилакрилата, 213,84 грамм гидроксиэтилметакрилата (HEMA), 4,1 грамм 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола, 2,1 грамм трифенилфосфита, 2,1 грамм дилаурата дибутилолова, 1093,5 грамм политетрагидрофурана, имеющего среднечисленную молекулярную массу 1000 г/моль, 242,5 грамм диметилолпропионовой кислоты (DMPA), и 10,8 грамм триэтиламина. Смесь нагревают до температуры 90°C и выдерживают в течение 15 минут. Затем в колбу загружают 636,0 грамм изофорон-диизоцианата в течение 90 минут. После добавления изоцианата, воронку для добавления изоцианата промывают бутилакрилатом (54 грамм). Смесь выдерживают при 90°C, до исчезновения пиков изоцианата в инфракрасном спектре. После исчезновения инфракрасных пиков изоцианата, в колбу загружают 1215 грамм бутилакрилата, и охлаждают до температуры окружающей среды. Полученный полиуретан имеет кислотное число 25,9 мг KOH/г, и средневесовую молекулярную массу 6,953 г/моль. Средневесовую молекулярную массу определяют методом гель-проникающей хроматографии относительно стандартного полистирола, с тетрагидрофураном в качестве подвижной фазы. Кислотное число измеряют путем титрования 0.1N раствором KOH.

Часть B. Латекс, включающий полиуретан-акриловые частицы ядро-оболочка с кето-функциональностью при акриловом ядре, и боковыми функциональными группами карбоновой кислоты в полиуретановой оболочке, получают путем загрузки компонентов в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, в следующем порядке: 4500 грамм деионизированной воды, 67,3 грамм AEROSOL® OT-75 (поверхностно-активное вещество, промышленно доступное на фирме Cytec), 25,4 грамм Reasoap SR-10 (реакционноспособный эмульгатор, промышленно доступный на фирме Adeka Corp.), 73,7 грамм диметилэтаноламина, 1713 грамм полиуретана, полученного в части A, 437 грамм метилметакрилата, 252 грамм диацетонакриламида и 168 грамм гександиолдиакрилата. Смесь нагревают до температуры 36°C и выдерживают в течение 30 минут в атмосфере N₂. Затем в колбу загружают смесь 5,8 грамм трет-бутилгидропероксида и 126 грамм деионизированной воды и перемешивают в течение 15 минут. Затем в колбу загружают в течение 30 минут смесь 0,06 грамм двойной соли сульфата железа (II) и сульфата аммония, 3,2 грамм метабисульфита натрия, и 126 грамм деионизированной воды. После экзотермического пика, смесь выдерживают при 65°C в течение 1 ч. После охлаждения смеси до 45°C, в колбу загружают 29,5 грамм ACTICIDE® MBS (микробиоцид, образовавшийся из смеси 1,2-бензизотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, которые промышленно доступны на фирме Thor GmbH), 1,5 грамм FOAMKILL® 649 (несиликоновый пеногаситель, который промышленно доступен на фирме Crucible Chemical Company) и 13 грамм деионизированной воды, и перемешивают в течение 15 минут. Полученный латекс имел содержание твердого вещества 37,1% и средний размер частиц 122 нанометра (нм). Средний размер частиц определяют с помощью Zetasizer 3000HS, следуя описанию к прибору Zetasizer 3000HS.

ПРИМЕР 2

Получение латекса, имеющего частицы ядро-оболочка с кето-функциональными группами

Часть A. Сначала получают полиуретан путем загрузки компонентов в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, в следующем порядке: 103,0 грамм бутилакрилата, 82,8 грамм FOMREZ® 66-56 (насыщенный линейный поли(сложный)эфир полиола, с концевыми гидроксильными группами, промышленно доступный на фирме Chemtura), 82,8 грамм POLYMEG® 2000 полиола (политетраметиленовый простой эфир гликоля, промышленно доступный на фирме LyondellBasell), 27,0 грамм 3-гидроксиацетофенона, 0,6 грамм 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола, 7,9 грамм гидроксиэтилметакрилата (HEMA), 27,5 грамм диметилолпропионовой кислоты (DMPA), и 1,2 грамм триэтиламина. Смесь нагревают до температуры 50°C и выдерживают в течение 15 минут. После нагрева смеси в колбу загружают в течение 10 минут 135,0 грамм изофорон-диизоцианата и перемешивают в течение 15 минут. Затем в колбу загружают 7,4 грамм бутилакрилата и 0,31 грамм дилаурата дибутилолова (DBTDL). Сразу происходит разогрев смеси. После завершения разогрева смесь нагревают до температуры 90°C и выдерживают в течение 90 минут. Затем смесь охлаждают до 70°C, и в колбу загружают 103,0 грамм метилметакрилата и 18,0 грамм гександиолдиакрилата. Смесь выдерживают при 60°C до диспергирования в воде.

Часть В. Латекс, включающий полиуретан-акриловые частицы ядро-оболочка с фрагментами мочевины, уретана, боковых функциональных групп карбоновой кислоты и терминальной кето-функциональностью в полиуретановой оболочке, получают, загружая сначала в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, компоненты в следующем порядке: 4000 грамм деионизированной воды, 94,2 грамм диметилэтаноламина и 55,6 грамм этилендиамина. Смесь нагревают до температуры 50°C и выдерживают в течение 30 минут в атмосфере N₂. После нагревания смеси, диспергируют в колбе в течение 20 минут 2880 грамм полиуретана, приготовленного в части A, и перемешивают дополнительно в течение 15 минут. В колбу загружают в течение 15 минут смесь 8,4 грамм персульфата аммония и 250,0 грамм деионизированной воды. Температура повышается от 50°С до 73°C вследствие теплоты реакции полимеризации. Затем смесь выдерживают при 75°C дополнительно 1 час. После охлаждения до 40°C добавляют 2,0 грамм FOAMKILL® 649 (несиликоновый пеногаситель, промышленно доступный на фирме Crucible Chemical Company), 26 грамм ACTICIDE® MBS (микробиоцид, образовавшийся из смеси 1,2-бензизотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, промышленно доступных на фирме Thor GmbH) и 60,0 грамм деионизированной воды, и перемешивают дополнительно в течение 15 минут. Полученный латекс имеет содержание твердого вещества 39,2% и средний размер частиц 67 нм. Средний размер частиц определяют с помощью Zetasizer 3000HS, следуя описанию к прибору Zetasizer 3000HS.

ПРИМЕР 3

Получение латекса, имеющего частицы ядро-оболочка с кето-функциональными группами

Часть A. Сначала получают полиуретан путем загрузки в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, компонентов в следующем порядке: 538 грамм бутилакрилата, 433 грамм FOMREZ® 66-56 (насыщенный линейный поли(сложный)эфир полиола, с концевыми гидроксильными группами, промышленно доступный на фирме Chemtura), 433 грамм POLYMEG® 2000 полиола (политетраметиленовый простой эфир гликоля, промышленно доступный на фирме LyondellBasеll), 3,1 грамм 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола, 41,4 грамм гидроксиэтилметакрилата (HEMA), 140 грамм диметилолпропионовой кислоты (DMPA), и 6,3 грамм триэтиламина. Смесь нагревают до температуры 50°C и выдерживают в течение 15 минут. Затем в колбу загружают в течение 10 минут 601,0 грамм изофорон-диизоцианата, и перемешивают в течение 15 минут. После перемешивания, в колбу загружают 39 грамм бутилакрилата и 1,6 грамм дилаурата дибутилолова (DBTDL), и сразу происходит разогрев смеси. После завершения разогрева, смесь нагревают до температуры 90°C и выдерживают в течение 60 минут. Смесь охлаждают до 70°C, и в колбу загружают 538 грамм бутилакрилата и 94,0 грамм гександиолдиакрилата. Полученную смесь выдерживают при 60°C до диспергирования в воде.

Часть В. Получают латекс, включающий полиуретан-акриловые частицы ядро-оболочка с фрагментами мочевины, уретана, боковыми группами карбоновой кислоты и висячими функциональными кетогруппами в полиуретановой оболочке, загружая в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, компоненты в следующем порядке: 2400,0 грамм деионизированной воды, 215 грамм диацетонакриламида, 88 грамм диметилэтаноламина и 50 грамм этилендиамина. Смесь нагревают до температуры 70°C и выдерживают в течение 2 часов в атмосфере N₂. После нагревания смеси, в колбу загружают 1925 грамм деионизированной воды и 40 грамм AEROSOL® OТРЕТ-75 (поверхностно-активное вещество, промышленно доступное на фирме Cytec) и выдерживают при 50°C в течение 15 минут. Затем диспергируют в колбе в течение 20 минут 2600.0 грамм полиуретана, приготовленного в части A, и перемешивают дополнительно в течение 15 минут. Затем в колбу загружают в течение 15 минут смесь 7,7 грамм персульфата аммония и 165 грамм деионизированной воды. Температура повышается от 50°С до 80°C вследствие теплоты реакции полимеризации. Затем смесь выдерживают при 75°C дополнительно 1 час. После охлаждения до 40°C добавляют 1,2 грамм FOAMKILL® 649 (несиликоновый пеногаситель, промышленно доступны на фирме Crucible Chemical Company), 25 грамм ACTICIDE® MBS (микробиоцид, образовавшийся из смеси 1,2-бензизотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, промышленно доступный на фирме Thor GmbH), и 55 грамм деионизированной воды, и перемешивают дополнительно в течение 15 минут. Полученный латекс имеет содержание твердого вещества 38,6% и средний размер частиц 60 нм. Средний размер частиц определяют с помощью Zetasizer 3000HS, следуя описанию к прибору Zetasizer 3000HS.

ПРИМЕР 4

Получение латекса, имеющего частицы ядро-оболочка с кето-функциональными группами

Часть A. Сначала получают полиуретан путем загрузки в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, компонентов в следующем порядке: 566 грамм бутилакрилата, 455 грамм FOMREZ® 66-56 (насыщенный линейный поли(сложный)эфир полиола, с концевыми гидроксильными группами, промышленно доступный на фирме Chemtura), 455 грамм POLYMEG® 2000 полиола (политетраметиленовый простой эфир гликоля, промышленно доступный на фирме LyondellBasell), 3,3 грамм 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола, 43,5 грамм гидроксиэтилметакрилата (HEMA), 137,5 грамм диметилолпропионовой кислоты (DMPA) и 6,6 грамм триэтиламина. Смесь нагревают до температуры 50°C и выдерживают в течение 15 минут. После нагревания смеси, в колбу загружают в течение 10 минут 632 грамм изофорон-диизоцианата и перемешивают в течение 15 минут. Затем в колбу добавляют 41 грамм бутилакрилата и 1,7 грамм дилаурата дибутилолова (DBTDL). Сразу происходит разогрев смеси. После завершения разогрева, смесь нагревают до температуры 90°C и выдерживают в течение 60 минут. Затем смесь охлаждают до 70°C, и в колбу загружают 566 грамм метилметакрилата и 99 грамм гександиолдиакрилата. Смесь выдерживают при 60°C до диспергирования в воде.

Часть В. Получают латекс, включающий полиуретан-акриловые частицы ядро-оболочка с фрагментами мочевины, уретана, боковыми группами карбоновой кислоты и боковыми функциональными кетогруппами в полиуретановой оболочке, загружая в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, компоненты в следующем порядке: 2200,0 грамм деионизированной воды, 232 грамм диацетонакриламида, 89 грамм диметилэтаноламина и 58 грамм этилендиамина. Смесь нагревают до температуры 70°C и выдерживают в течение 2 часов в атмосфере N₂. После нагревания смеси, в колбу загружают 2100 грамм деионизированной воды и выдерживают при 50°C в течение 15 минут. Затем диспергируют в колбе в течение 20 минут 2800,0 грамм полиуретана, приготовленного в части A, и перемешивают дополнительно в течение 15 минут. Затем в колбу загружают в течение 15 минут смесь 8,1 грамм персульфата аммония и 348 грамм деионизированной воды. Температура повышается от 50°С до 75°C вследствие теплоты реакции полимеризации. Затем смесь выдерживают при 75°C дополнительно 1 час. После охлаждения до 40°C добавляют 1,2 грамм FOAMKILL® 649 (несиликоновый пеногаситель, промышленно доступны на фирме Crucible Chemical Company), 25 грамм ACTICIDE® MBS (микробиоцид, образовавшийся из смеси 1,2-бензизотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, промышленно доступный на фирме Thor GmbH), и 58 грамм деионизированной воды, и перемешивают дополнительно в течение 15 минут. Полученный латекс имеет содержание твердого вещества 40,8% и средний размер частиц 77 нм. Средний размер частиц определяют с помощью Zetasizer 3000HS, следуя описанию к прибору Zetasizer 3000HS.

ПРИМЕР 5

Получение полимерного полиуретана с гидразидными функциональными группами из гидразина

Часть A. Сначала получают полиуретан с изоцианатными функциональными группами путем загрузки компонентов в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, в следующем порядке: 313 грамм метилэтилкетона (МЭК), 746,6 грамм FOMREZ® 66-56 (насыщенный линейный поли(сложный)эфир полиола, с концевыми гидроксильными группами, промышленно доступный на фирме Chemtura), 112 грамм диметилолпропионовой кислоты (DMPA) и 5,4 грамм триэтиламина. Смесь нагревают до температуры 50°C и выдерживают в течение 15 минут. Затем в колбу загружают в течение 10 минут, 500 грамм изофорон-диизоцианата и перемешивают в течение 15 минут. После перемешивания в колбу добавляют 45 грамм МЭК и 2,25 грамм дилаурата дибутилолова (DBTDL), и сразу происходит разогрев смеси. После завершения разогрева, смесь нагревают до температуры 90°C и выдерживают в течение 60 минут. Найдено, что эквивалентная масса NCO составляет 940. Полученную смесь выдерживают при 60°C до диспергирования в воде.

Часть В. Получают водную дисперсию полиуретана с гидразидными функциональными группами путем загрузки при комнатной температуре компонентов в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, в следующем порядке: 1800 грамм деионизированной воды, 70,5 грамм диметилэтаноламина, и 110 грамм 35% гидразина. Затем в колбе диспергируют в течение 20 минут 1650 грамм полиуретана с изоцианатными функциональными группами, полученного в части A. Затем смесь нагревают до 60°C и перемешивают дополнительно в течение 30 минут. Под действием вакуума удаляют 500 грамм МЭК и воды. После охлаждения до 40°C, в смесь добавляют 0,3 грамм FOAMKILL® 649 (несиликоновый пеногаситель, промышленно доступный на фирме Crucible Chemical Company), 6 грамм ACTICIDE® MBS (микробиоцид, образовавшийся из смеси 1,2-бензизотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, промышленно доступный на фирме Thor GmbH) и 45 грамм деионизированной воды, и перемешивают дополнительно в течение 15 минут. Полученную дисперсию фильтруют, используя 10 мкм пакет. Полученная дисперсия имеет содержание твердого вещества 41,2%.

ПРИМЕР 6

Получение полимерного полиуретана с гидразидными функциональными группами из дигидразида адипиновой кислоты

Часть A. Сначала получают полиуретан с изоцианатными функциональными группами путем загрузки компонентов в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, в следующем порядке: 209 грамм метилэтилкетона (МЭК), 497,7 грамм FOMREZ® 66-56 (насыщенный линейный поли(сложный)эфир полиола, с концевыми гидроксильными группами, промышленно доступный на фирме Chemtura), 75 грамм диметилолпропионовой кислоты (DMPA), и 3,6 грамм триэтиламина. Смесь нагревают до 50°C и выдерживают в течение 15 минут. Затем в колбу загружают в течение 10 минут 333 грамм изофорон-диизоцианата, и перемешивают в течение 15 минут. После перемешивания в колбу добавляют 40 грамм МЭК и 1,5 грамм дилаурата дибутилолова (DBTDL), и сразу происходит разогрев смеси. После завершения разогрева, смесь нагревают до 90°C и выдерживают в течение 60 минут. Найдено, что эквивалентная масса NCO составляет 940. Полученную смесь выдерживают при 60°C до диспергирования в воде.

Часть В. Получают водную дисперсию полиуретана с гидразидными функциональными группами путем загрузки при комнатной температуре компонентов в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, в следующем порядке: 2200 грамм деионизированной воды, 47 грамм диметилэтаноламина, и 150 грамм дигидразида адипиновой кислоты. Затем в колбе диспергируют в течение 20 минут 1100 грамм полиуретана с изоцианатными функциональными группами, полученного в части A. Затем смесь нагревают до 60°C и перемешивают дополнительно в течение 30 минут. Под действием вакуума удаляют 290 грамм МЭК и воды. После охлаждения до 40°C, в смесь добавляют 1,0 грамм FOAMKILL® 649 (несиликоновый пеногаситель, промышленно доступный на фирме Crucible Chemical Company), 13 грамм ACTICIDE® MBS (микробиоцид, образовавшийся из смеси 1,2-бензизотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, промышленно доступный на фирме Thor GmbH) и 30 грамм деионизированной воды, и перемешивают дополнительно в течение 15 минут. Полученную дисперсию фильтруют, используя 10 мкм пакет. Полученная дисперсия имеет содержание твердого вещества 34,7%.

ПРИМЕР 7

Получение латекса, имеющего частицы ядро-оболочка с гидразидными функциональными группами

Часть A. Сначала получают полиуретан с изоцианатными функциональными группами путем загрузки компонентов в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, в следующем порядке: в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, в следующем порядке: 260 грамм бутилакрилата, 423 грамм FOMREZ® 66-56 (насыщенный линейный поли(сложный)эфир полиола, с концевыми гидроксильными группами, промышленно доступны на фирме Chemtura), 0,8 грамм 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола, 13,0 грамм гидроксиэтилметакрилата (HEMA), 64 грамм диметилолпропионовой кислоты (DMPA) и 3,0 грамм триэтиламина. Смесь нагревают до температуры 50°C и выдерживают в течение 15 минут. Затем в колбу загружают в течение 10 минут 273 грамм изофорон-диизоцианата и перемешивают в течение 15 минут. После перемешивания в колбу добавляют 35 грамм бутилакрилата и 1,0 грамм дилаурата дибутилолова (DBTDL), и сразу происходит разогрев смеси. После завершения разогрева, смесь нагревают до температуры 90°C и выдерживают в течение 60 минут. Найдено, что эквивалентная масса NCO составляет 1190. Полученную смесь выдерживают при 60°C до диспергирования в воде.

Часть В. Получают латекс, включающий полиуретан-акриловые частицы ядро-оболочка с фрагментами уретана, боковыми группами карбоновой кислоты и гидразидными функциональными группами в полиуретановой оболочке, загружая в четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную термопарой, мешалкой с приводом и холодильником, компоненты в следующем порядке: 2000,0 грамм деионизированной воды, 37,0 грамм диметилэтаноламина, и 135 грамм гидразида адипиновой кислоты. Смесь нагревают до температуры 50°C в атмосфере N₂. После нагревания смеси, в колбе диспергируют в течение 20 минут 935 грамм полиуретана, полученного в части A, и смесь дополнительно перемешивают в течение 15 минут. Затем в колбу загружают в течение 15 минут смесь 3,0 грамм персульфата аммония и 30 грамм деионизированной воды. Температура повышается от 50°С до 63°C вследствие теплоты реакции полимеризации. Смесь выдерживают при 75°C дополнительно 1 час. После охлаждения до 40°C добавляют 0,2 грамм FOAMKILL® 649 (несиликоновый пеногаситель, промышленно доступный на фирме Crucible Chemical Company), 10 грамм ACTICIDE® MBS (микробиоцид, образовавшийся из смеси 1,2-бензизотиазолин-3-она и 2-метил-4-изотиазолин-3-она, промышленно доступный на фирме Thor GmbH) и 30.0 грамм деионизированной воды, и перемешивают дополнительно в течение 15 минут. Полученный латекс имеет содержание твердого вещества 34,0%.

ПРИМЕР 8

Получение композиции базового покрытия

Композицию базового покрытия получают из компонентов, перечисленных в Таблице 1.

Таблица 1

Компонент Части по массе (грамм) Латекс примера 1 249,99 Дигидразид адипиновой кислоты 3,24 CARBODILITE® V-02-L2 ¹ 10,00 BYK® 348 ² 0,23 Уайт-спирит без запаха ³ 7,50 2-этилгексанол 7,50 Деионизированная вода 242,92 LAPONITE® RD ⁴ 1,81 Бутил CARBITOL^{TM 5} 10,00 Алюминиевая паста ⁶ 31,43 Гексил CELLOSOLVE ^{TM 7} 3,00 Пассиватор алюминия ⁸ 10,11 50% Диметилэтаноламин ⁹ 0,33

¹ Водный карбодиимидный сшивающий агент с гидрофильным сегментом, промышленно доступный на фирме GSI Exim America, Inc.

² модифицированный поли(простым)эфиром силоксан, промышленно доступный на фирме BYK.

³ Органический растворитель, промышленно доступный на фирме Shell Chemical Co.

⁴ Натрий-литий-магниевый слоистый силикат, промышленно доступный на фирме BYK.

⁵ монобутиловый эфир диэтиленгликоля, промышленно доступный на фирме Dow.

⁶ Алюминиевая паста TSB 2180A, промышленно доступная на фирме Toyal America.

⁷ моногексиловый эфир этиленгликоля, промышленно доступный на фирме Dow.

⁸ Пассиватор алюминия.

⁹ 50% водный раствор DMEA.

Компоненты, перечисленные в Таблице 1, перемешивают с помощью обычной лопастной мешалки, предотвращая образование пены и захват воздуха.

ПРИМЕР 9

Получение композиции базового покрытия

Композицию базового покрытия получают из компонентов, перечисленных в Таблице 2.

Таблица 2

Компонент Части по массе (грамм) Латекс примера 3 233,72 Дигидразид адипиновой кислоты 2,73 CARBODILITE® V-02-L2 ¹ 10,00 BYK® 348 ² 0,23 Уайт-спирит без запаха ³ 7,50 2-этилгексанол 7,50 Деионизированная вода 114,52 LAPONITE® RD ⁴ 1,81 Бутил CARBITOL^{TM 5} 10,00 Алюминиевая паста ⁶ 31,43 Гексил CELLOSOLVE ^{TM 7} 3,00 Пассиватор алюминия ⁸ 10,11 50% Диметилэтаноламин ⁹ 0,40

Компоненты, перечисленные в Таблице 2, перемешивают с помощью обычной лопастной мешалки, предотвращая образование пены и захват воздуха.

ПРИМЕР 10

Получение композиции базового покрытия

Композицию базового покрытия получают из компонентов, перечисленных в Таблице 3.

Таблица 3

Компонент Части по массе (грамм) Латекс примера 3 153,33 Дигидразид адипиновой кислоты 1,79 Поли(сложно)эфирная смола ¹⁰ 100,00 CARBODILITE® V-02-L2 ¹ 10,00 BYK® 348 ² 0,26 BYK® 032 ¹¹ 1,92 Деионизированная вода 44,80 Наполнитель краски ¹² 48,25 Белая краска ¹³ 33,13 Желтая краска^{1 4} 8,00 Черная краска ¹⁵ 21,36 BYKETOL® WS ¹⁶ 9,00 SURFYNOL® 104E ¹⁷ 4,00 Изопропиловый спирт 9,00 TALCRON® MP1052 ¹⁸ 4,00

¹⁰ поли(сложно)эфирная смола получена согласно примеру 9 в патенте США № 6,762,240, который введен в описание со ссылкой. Кислотные группы поли(сложного)эфира на 100% нейтрализованы диметилэтаноламином. До использования, поли(сложный)эфир был разбавлен водой до содержания твердого вещества 20%.

¹¹ Эмульсия минеральных масел парафинового основания и гидрофобных компонентов, промышленно доступная на фирме BYK.

¹² Паста наполнителя краски, содержащая 61% сульфата бария, диспергированная в 10% акрилового полимера и имеющая содержание твердого вещества71%.

¹³ Паста белой краски, содержащая 61% TiO₂, диспергированная в смеси 9% акрилового полимера и имеющая содержание твердого вещества 70%.

¹⁴ Паста желтой краски, содержащая 25% желтого оксида железа, диспергированная в 21% акрилового полимера и имеющая содержание твердого вещества 46%.

¹⁵ Паста черной краски, содержащая 6% технического углерода, диспергированная в 18% акрилового полимера и имеющая содержание твердого вещества 24%.

¹⁶ поверхностно-активное вещество без силикона, промышленно доступно на фирме BYK.

¹⁷ поверхностно-активное вещество, промышленно доступно на фирме Air Products.

¹⁸ силикат магния, промышленно доступный на фирме Barretts Minerals.

Компоненты, перечисленные в Таблице 3, перемешивают с помощью обычной лопастной мешалки, предотвращая образование пены и захват воздуха.

ПРИМЕР 11

Получение композиции базового покрытия

Композицию базового покрытия получают из компонентов, перечисленных в Таблице 4.

Таблица 4

Компонент Части по массе (грамм) Латекс примера 3 196,62 Дигидразид адипиновой кислоты 2,41 CARBODILITE® V-02-L2 ¹ 9,88 Черная краска ¹⁹ 50,48 Красная краска ²⁰ 15,95 BYK® 348 ² 0,43 BYK® 032 ¹¹ 1,73 BYKETOL® WS ¹⁶ 11,12 SURFYNOL® 104E ¹⁷ 11,38 Деионизированная вода 53,00

¹⁹ Паста черной краски, содержащая 6% технического углерода, диспергированная в 15% акрилового полимера и имеющая содержание твердого вещества 22%.

²⁰ Паста красной краски, содержащая 13% светопроницаемого красного оксида железа, диспергированная в 13% акрилового полимера и имеющая содержание твердого вещества 27%.

Компоненты, перечисленные в Таблице 4, перемешивают с помощью обычной лопастной мешалки, предотвращая образование пены и захват воздуха.

ПРИМЕР 12

Получение композиции базового покрытия

Композицию базового покрытия получают из компонентов, перечисленных в Таблице 5.

Таблица 5

Компонент Части по массе (грамм) Латекс примера 2 200,88 Дигидразид адипиновой кислоты 1,81 CARBODILITE® V-02-L2 ¹ 9,52 Черная краска ¹⁹ 48,65 Красная краска ²⁰ 15,37 BYK® 348 ² 0,42 BYK® 032 ¹¹ 1,66 BYKETOL® WS ¹⁶ 10,71 SURFYNOL® 104E ¹⁷ 10,97 Деионизированная вода 34,40

Компоненты, перечисленные в Таблице 5, перемешивают с помощью обычной лопастной мешалки, предотвращая образование пены и захват воздуха.

ПРИМЕР 13

Получение и оценка многослойного покрытия, имеющего один слой базового покрытия

Получают два отдельных многослойных покрытия путем раздельного нанесения: (i) композиции базового покрытия из Примера 11 в два слоя поверх первой стальной панели размером 4 на 12 дюйм (10,2х30,5 см), на которую предварительно нанесли электроосаждением покрытие ED 6465 (электропокрытие, промышленно доступно на фирме PPG); и (ii) композиции базового покрытия из Примера 12 в два слоя поверх второй стальной панели размером 10,2 х 30,5 см, на которую предварительно нанесено электроосаждением покрытие ED 6465 (электропокрытие, промышленно доступно на фирме PPG). Базовые покрытия из Примеров 11 и 12 были нанесены в регулируемых условиях, при 21-24°С и относительной влажности 50-60%. Затем каждую композицию быстро подсушивали при температуре окружающей среды в течение 5 минут и потом подвергали дегидратации в течение 5 минут при 80°C. Толщина пленки составляла приблизительно 1,0 мил. После формирования слоя базового покрытия, 2K CERAMICLEAR®, восстанавливающее прозрачное покрытие (промышленно доступно на фирме PPG Industries, Inc.) модифицировали с помощью DESMODUR® Z-4470 BA с 25% изоцианатным эквивалентом (алифатический полиизоцианат, промышленно доступный на фирме Covestro) и наносили поверх панелей с базовым покрытием в два слоя без быстрой подсушки между слоями. Покрытые панели оставляли подсушиться в течение 10 минут в условиях окружающей среды и спекали 30 минут при 80°C. Толщина сухой пленки на прозрачном покрытии составляла приблизительно 1,95 мил.

Внешний вид и физические свойства полученных многослойных приведены в Таблице 6.

Таблица 6

Образец покрытия Длинноволно-вая оценка²³ Коротковолно-вая оценка²⁴ Адгезия²⁵ Адгезия спустя 1 час²⁶ Адгезия спустя 24 ч²⁶ Образец A²¹ 3 15 5 5 5 Образец B²² 3 16 5 5 5

²¹ Многослойное покрытие, включающее слой покрытия грунтовкой, первый и второй слой базового покрытия, полученный из композиции Примера 11, и прозрачный верхний покровный слой.

²² Многослойное покрытие, включающее слой покрытия грунтовкой, первый и второй слой базового покрытия, полученный из композиции Примера 12, и прозрачный верхний покровный слой.

²³ Длинноволновая оценка текстуры поверхности. Длинноволновую текстуру поверхности оценивают с использованием прибора BYK Wavescan Dual (производство фирмы BYK), следуя описанию к прибору BYK Wavescan Dual. Меньшие длинноволновые значения более желательны.

²⁴ Коротковолновая оценка текстуры поверхности. Коротковолновую текстуру поверхности оценивают с использованием прибора BYK Wavescan Dual (производство фирмы BYK), следуя описанию к прибору BYK Wavescan Dual.

²⁵ Адгезию определяют согласно стандарту ASTM D3359-09e2. Результаты адгезии приведены по шкале от 0 до 5, где 0 наихудшая и 5 наилучшая оценки.

²⁶ Панели были подвергнуты испытанию сопротивления влажности в течение 10 суток, аналогично стандарту ASTM D1735-92, которое было проведено с использованием комплекта оборудования Harshaw Equipment GS "Uni-Fog" для испытания коррозии при 37.8°С и 100% относительной влажности. Затем определяли адгезию панелей по стандарту ASTM D3359-09e2, спустя 1 и 24 часа после завершения испытания. Результаты адгезии приведены по шкале от 0 до 5, где 0 наихудшая и 5 наилучшая оценки.

ПРИМЕР 14

Получение и оценка многослойных покрытий

Получают два отдельных многослойных покрытия путем первоначального нанесения композиции базового покрытия из Примера 10 в один слой поверх стальных панелей размером 4 на 12 дюйм (10,2х30,5 см), на которые были предварительно нанесены электроосаждением покрытия ED 6465 (электропокрытие, промышленно доступно на фирме PPG). Затем композицию базового покрытия из Примера 10 быстро подсушивали при температуре окружающей среды в течение 5 минут. Толщина пленки составляла приблизительно 19 мкм. Затем композиции базового покрытия из Примеров 8 и 9 наносили в два слоя, без быстрой подсушки между слоями, поверх отдельных панелей, покрытых базовым покрытием из Примера 10. Затем каждую композицию быстро подсушивали при температуре окружающей среды в течение 5 минут и потом подвергали дегидратации в течение 5 минут при 80°C. Толщина каждой пленки вторых базовых покрытий составляла приблизительно 0,55 мил. После формирования вторых слоев базовых покрытий, 2K CERAMICLEAR®, восстанавливающее прозрачное покрытие (промышленно доступно на фирме PPG Industries, Inc.) модифицировали с помощью DESMODUR® Z-4470 BA с 25% изоцианатным эквивалентом (алифатический полиизоцианат, промышленно доступный на фирме Covestro) и наносили поверх панелей с базовым покрытием в два слоя без быстрой подсушки между слоями. Покрытые панели оставляли подсушиться в течение 10 минут в условиях окружающей среды и спекали 30 минут при 80°C. Толщина сухой пленки на прозрачном покрытии составляла приблизительно 1,95 мил.

Внешний вид и физические свойства полученных многослойных покрытий приведены в Таблице 7.

Таблица 7

Образец покрытия Длинноволно-вая оценка²³ Коротковолно-вая оценка²⁴ Коэффициент цветового флопа²⁹ Адгезия²⁵ Адгезия
спустя 1 час²⁶ Адгезия спустя 24 ч²⁶ Образец A²⁷ 4 15 14 5 0 4 Образец B²⁸ 10 33 10 5 4 5

²⁷ Многослойное покрытие, включающее слой покрытия грунтовкой, первый слой базового покрытия, полученный из композиции Примера 10, второй слой базового покрытия, полученный из композиции Примера 8, и прозрачный верхний покровный слой.

²⁸ Многослойное покрытие, включающее слой покрытия грунтовкой, первый слой базового покрытия полученным из композиции Примера 10, второй слой базового покрытия полученным из композиции Примера 9, и прозрачный верхний покровный слой.

²⁹ Мера изменения освещенности металлической окраски, когда покрытие наклоняют во всем диапазоне углов наблюдения. Коэффициент цветового флопа измеряется прибором BYK Wavescan Dual (производство фирмы BYK), следуя описанию к прибору BYK Wavescan. Повышенные значения цветового флопа более желательны.

Примеры 15-17

Получение композиций базового покрытия с различными гидразидными функциональными компонентами

Получают три отдельных композиции базового покрытия, имеющие: (i) полиуретан-акриловые частицы ядро-оболочка с боковыми кето-функциональными группами в полиуретановой оболочке; и (ii) различные гидразидные функциональные компоненты. Каждую композицию базового покрытия получают с компонентами, перечисленными в Таблице 8.

Таблица 8

Компоненты Пример 15 части
по массе (грамм) Пример 16 части по массе (грамм) Пример 17 части
по массе (грамм) Латекс Примера 4 156,40 100,89 111,12 Дигидразид адипиновой кислоты 1,83 0,00 0,00 Полимерный гидразид Примера 5 0,00 60,26 0,00 Латекс Примера 7 (гидразидная функциональная группа) 0,00 0,00 57,35 Поли(сложно)эфирная смола ¹⁰ 100,00 100,00 100,00 CARBODILITE® V-02-L2 ¹ 10,00 10,00 10,00 BYK® 348 ² 0,26 0,26 0,26 BYK® 032 ¹¹ 1,92 1,92 1,92 Деионизированная вода 102,00 10,00 112,26 Наполнитель краски ¹² 48,25 48,25 48,25 Белая краска ¹³ 33,13 33,13 33,13 Желтая краска¹⁴ 8,00 8,00 8,00 Черная краска ¹⁵ 21,36 21,36 21,36 BYKETOL® WS ¹⁶ 9,00 9,00 9,00 SURFYNOL® 104E ¹⁷ 4,00 4,00 4,00 Изопропиловый спирт 9,00 9,00 9,00 TALCRON® MP1052 ¹⁸ 4,00 4,00 4,00

Компоненты, перечисленные в Таблице 8, перемешивают с помощью обычной лопастной мешалки, предотвращая образование пены и захват воздуха.

Примеры 18-20

Получение композиций базового покрытия, имеющих различные гидразидные функциональные компоненты

Получают три отдельных композиции базового покрытия, имеющие: (i) полиуретан-акриловые частицы ядро-оболочка с кето-функциональными группами в акриловом ядре; и (ii) различные гидразидные функциональные компоненты. Каждую композицию базового покрытия получают с компонентами, перечисленными в Таблице 9.

Таблица 9

Компоненты Пример 18 части по массе (грамм) Пример 19 части по массе (грамм) Пример 20 части по массе (грамм) Латекс Примера 1 249,99 152,29 169,27 Дигидразид адипиновой кислоты 3,24 0,00 0,00 Полимерный гидразид Примера 5 0,00 101,28 0,00 Латекс Примера 7 (гидразидная функциональная группа) 0,00 0,00 97,65 CARBODILITE® V-02-L2 ¹ 10,00 10,00 10,00 BYK® 348 ² 0,23 0,23 0,23 Уайт-спирит без запаха ³ 7,50 7,50 7,50 2-этилгексанол 7,50 7,50 7,50 Деионизированная вода 403,49 169,82 248,72 LAPONITE® RD ⁴ 1,81 1,81 1,81 Бутил CARBITOL^{TM 5} 10,00 10,00 10,00 Алюминиевая паста ⁶ 31,43 31,43 31,43 Гексил CELLOSOLVE ^{TM 7} 3,00 3,00 3,00 Пассиватор алюминия ⁸ 10,11 10,11 10,11 50% Диметилэтаноламин ⁹ 0,00 0,00 0,40

Компоненты, перечисленные в Таблице 9, перемешивают с помощью обычной лопастной мешалки, предотвращая образование пены и захват воздуха.

Примеры 21-30

Получение и оценка многослойных покрытий

Получают различные многослойные покрытия, имеющие отдельные базовые покрытия, с компонентами и конечной температурой спекания, указанными в Таблице 10.

Таблица 10

Многослойное покрытие из Примера № Композиция, используемая для формирования первого базового покрытия Композиция, используемая для формирования второго базового покрытия Конечная температура спекания (°C) 21 Пример 15 Пример 18 80 22 Пример 16 Пример 18 80 23 Пример 17 Пример 18 80 24 Пример 16 Пример 19 80 25 Пример 17 Пример 20 80 26 Пример 15 Пример 18 100 27 Пример 16 Пример 18 100 28 Пример 17 Пример 18 100 29 Пример 16 Пример 19 100 30 Пример 17 Пример 20 100

Каждое многослойное покрытие получали путем распыления соответствующих первой и второй композиций базового покрытия поверх стальных панелей размером 4 на 12 дюйм (10,2 х 30,5 см), на которые были предварительно нанесены электроосаждением покрытия ED 6465 (электропокрытие, промышленно доступно на фирме PPG). Композиции базового покрытия были нанесены в регулируемых условиях окружающей среды, при 21-24°С и относительной влажности 50-60%. Кроме того, первые композиции базового покрытия для каждого многослойного покрытия были нанесены независимо в два слоя с быстрой подсушкой 60 сек между слоями, при температуре окружающей среды и затем были подсушаны при температуре окружающей среды в течение 5 минут. Толщина пленки первых базовых покрытий находилась в диапазоне 0,5-0,7 мил. Затем наносили в два слоя вторые композиции базового покрытия каждого многослойного покрытия в два слоя, без подсушки 90 сек между слоями, потом подсушивали при температуре окружающей среды в течение 5 минут и затем подвергали дегидратации в течение 5 минут при 80°C. Толщина пленки вторых базовых покрытий составляла приблизительно 0,5-0,7 мил.

После формирования слоя базового покрытия, 2K CERAMICLEAR®, восстанавливающее прозрачное покрытие (промышленно доступно на фирме PPG Industries, Inc.) модифицировали с помощью DESMODUR® Z-4470 BA 25% изоцианатным эквивалентом (алифатический полиизоцианат, промышленно доступный на фирме Covestro) и наносили поверх панелей с базовым покрытием в два слоя без быстрой подсушки между слоями. Покрытые панели оставляли подсушиться в течение 10 минут в условиях окружающей среды и спекали в течение 30 минут при температуре, указанной в Таблице 10 (то есть 80°C или 100°C). Толщина сухой пленки на прозрачном покрытии составляла приблизительно от 1,8-2,0 мил.

Внешний вид и физические свойства полученных многослойных покрытий приведены в Таблице 11.

Таблица 11

Многослойное покрытие Примера № Коэффициент цветового флопа²⁹ Адгезия ²⁵ Адгезия
спустя 1 ч²⁶ Адгезия
спустя 24 ч²⁶ 21 16,3 5 2 5 22 17,6 5 2 5 23 13,2 5 1 5 24 12,3 5 3 5 25 12,9 5 2 5 26 нет данных 5 3 5 27 нет данных 5 3 5 28 нет данных 5 0 5 29 нет данных 5 5 5 30 нет данных 5 2 5

Настоящее изобретение также может быть описано со ссылкой на следующие ниже пункты.

Пункт 1. Многослойное покрытие, включающее: первый слой базового покрытия нанесенный поверх, по меньшей мере, части подложки, где первый слой базового покрытия образуется из первой композиции базового покрытия, включающей полигидразид, и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде, причем частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, включающей фрагменты мочевины, и кето- и/или альдегидные функциональные группы; и второй слой базового покрытия, нанесенный поверх первого слоя базового покрытия, где второй слой базового покрытия образуется из второй композиции базового покрытия, включающей полигидразид и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде, частицы ядро-оболочка второй композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, и где каждое полимерное ядро частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и вторая композиция базового покрытия независимо ковалентно связаны, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки частиц ядро-оболочка.

Пункт 2. Многослойное покрытие по пункту 1, дополнительно включающее слой покрытия грунтовки, нанесенный поверх, по меньшей мере, части подложки, где первый слой покрытия грунтовкой расположен между первым слоем базового покрытия и подложкой.

Пункт 3. Многослойное покрытие по пунктам 1 или 2, в котором каждое полимерное ядро частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и вторая композиция базового покрытия независимо содержат (мет)акрилатный полимер, виниловый полимер, или их комбинацию.

Пункт 4. Многослойное покрытие по любому из пунктов 1 - 3, в котором полимерная оболочка частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и вторая композиция базового покрытия, кроме того, независимо содержат уретановые соединения и функциональные группы карбоновых кислот.

Пункт 5. Многослойное покрытие по любому из пунктов 1 - 4, в котором первая композиция базового покрытия и вторая композиция базового покрытия, кроме того, независимо содержат карбодиимид, диспергированный в водной среде.

Пункт 6. Многослойное покрытие по любому из пунктов 1 - 5, в котором частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия образуются из смеси реагентов, включающих: этиленово ненасыщенные мономеры; полиуретановый форполимер, включающий изоцианатную функциональную группу и этиленово ненасыщенную группу; и продукт взаимодействия этиленово ненасыщенного мономера, включающего кето- и/или альдегидные функциональные группы, и соединения, включающего, по меньшей мере, две аминогруппы.

Пункт 7. Многослойное покрытие по любому из пунктов 1 - 6, в котором частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия образуются из смеси реагентов, включающих: этиленово ненасыщенные мономеры; соединение, содержащее, по меньшей мере, две аминогруппы; и полиуретановые форполимеры, включающие изоцианатные функциональные группы, этиленово ненасыщенны функциональные группы, и кето- и/или альдегидные функциональные группы.

Пункт 8. Многослойное покрытие по любому из пунктов 1 - 7, в котором частицы ядро-оболочка второй композиции базового покрытия отличаются от частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия.

Пункт 9. Многослойное покрытие по пункту 8, в котором полимерное ядро частиц ядро-оболочка второй композиции базового покрытия содержит кето- и/или альдегидные функциональные группы.

Пункт 10. Многослойное покрытие по любому из пунктов 1 - 9, в котором полигидразид, по меньшей мере, одной первой композиции базового покрытия и вторая композиция базового покрытия содержат полимерный полигидразид.

Пункт 11. Многослойное покрытие по пунктам 9 или 10, в котором полимерный полигидразид содержит полиуретан, включающий, по меньшей мере, две гидразидные функциональные группы.

Пункт 12. Многослойное покрытие по пункту 11, в котором полиуретан, включающий по меньшей мере, две гидразидные функциональные группы, образуется из смеси реагентов, содержащих: полиуретановый форполимер, содержащий изоцианатные функциональные группы; и неполимерные полигидразиды.

Пункт 13. Многослойное покрытие по пункту 11, в котором полиуретан, включающий по меньшей мере, две гидразидные функциональные группы, образуется из смеси реагентов, содержащих: полиуретановый форполимер, включающий изоцианатные функциональные группы; и гидразин.

Пункт 14. Многослойное покрытие по любому из пунктов 10 - 13, в котором полимерный полигидразид представляет собой частицы ядро-оболочка, включающие (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, включающей гидразидные функциональные группы, причем полимерное ядро ковалентно связано, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки.

Пункт 15. Многослойное покрытие по пункту 14, в котором полимерные полигидразидные частицы ядро-оболочка образуются из смеси реагентов, включающих: этиленово ненасыщенные мономеры; полиуретановый форполимер, содержащий изоцианатные функциональные группы и этиленово ненасыщенные группы; и гидразин и/или неполимерные полигидразиды.

Пункт 16. Многослойное покрытие по любому из пунктов 10 - 15, в котором первая композиция базового покрытия содержит полимерный полигидразид, и вторая композиция базового покрытия содержит неполимерный полигидразид и не содержит полимерный полигидразид.

Пункт 17. Многослойное покрытие по любому из пунктов 1 - 16, кроме того включающее верхний покровный слой, нанесенный поверх, по меньшей мере, части второго слоя базового покрытия.

Пункт 18. Многослойное покрытие по любому из пунктов 1 - 17, в котором первая композиция базового покрытия и вторая композиция базового покрытия содержат, по меньшей мере, один пигмент.

Пункт 19. Многослойное покрытие по любому из пунктов 1 - 18, в котором первая композиция базового покрытия содержит, по меньшей мере, один пигмент, который придает непрерывную не изменяющуюся окраску, и вторая композиция базового покрытия содержит, по меньшей мере, один пигмент спецэффекта.

Пункт 20. Способ нанесения многослойного покрытия на подложку: формирование первого слоя базового покрытия поверх, по меньшей мере, части подложки путем осаждения первой композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть подложки, где первый слой базового покрытия образуется из первой композиции базового покрытия, включающей полигидразид и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде, причем частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, включающей фрагменты мочевины, и кето- и/или альдегидные функциональные группы; и формирование второго слоя базового покрытия сверху, по меньшей мере, части первого слоя базового покрытия путем осаждения второй композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть (1) первого слоя базового покрытия после того, как первая композиция базового покрытия подвергается дегидратации, или (2) первого слоя базового покрытия до того, как первая композиция базового покрытия подвергается дегидратации, где второй слой базового покрытия образуется из второй композиции базового покрытия, включающей полигидразид и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде, причем частицы ядро-оболочка второй композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, и где полимерное ядро частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и вторая композиция базового покрытия каждая независимо ковалентно связана, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки частицы ядро-оболочка.

Пункт 21. Способ по пункту 20, в котором подложка содержит слой покрытия грунтовкой и первый слой базового покрытия нанесен поверх, по меньшей мере, части слоя покрытия грунтовкой путем осаждения первой композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть слоя покрытия грунтовкой.

Пункт 22. Способ по пунктам 20 или 21, в котором полимерное ядро частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и вторая композиция базового покрытия каждая независимо содержит (мет)акрилатный полимер, виниловый полимер, или их комбинацию.

Пункт 23. Способ по любому из пунктов 20 - 22, в котором полимерная оболочка частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и вторая композиция базового покрытия, кроме того, независимо содержат уретановое соединение и функциональные группы карбоновых кислот.

Пункт 24. Способ по любому из пунктов 20 - 23, в котором первая композиция базового покрытия и вторая композиция базового покрытия, кроме того, независимо содержат карбодиимид, диспергированный в водной среде.

Пункт 25. Способ по любому из пунктов 20 - 24, в котором полигидразид, по меньшей мере, одной первой композиции базового покрытия и второй композиции базового покрытия содержит полимерный полигидразид.

Пункт 26. Способ по любому из пунктов 20 -о 25, в котором первая композиция базового покрытия содержит полимерный полигидразид, и вторая композиция базового покрытия содержит неполимерный полигидразид и не содержит полимерный полигидразид.

Пункт 27. Способ по любому из пунктов 20 - 26, в котором частицы ядро-оболочка второй композиции базового покрытия отличаются от частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия.

Пункт 28. Способ по пункту 27, в котором полимерное ядро частиц ядро-оболочка второй композиции базового покрытия содержит кето- и/или альдегидные функциональные группы.

Пункт 29. Способ по любому из пунктов 20 - 28, в котором первая композиция базового покрытия и вторая композиция базового покрытия содержит, по меньшей мере, один пигмент.

Пункт 30. Способ по любому из пунктов 20 - 29, в котором первая композиция базового покрытия содержит, по меньшей мере, один пигмент, который придает непрерывную не изменяющуюся окраску, и вторая композиция базового покрытия содержит, по меньшей мере, один пигмент спецэффекта.

Пункт 31. Способ по любому из пунктов 20-30, в котором первая композиция базового покрытия подвергается дегидратации до нанесения второй композиции базового покрытия при температуре в диапазоне от температуры окружающей среды до 140°C.

Пункт 32. Способ по пункту 31, в котором второй слой базового покрытия подвергается дегидратации после нанесения при температуре в диапазоне от температуры окружающей среды до 140°C.

Пункт 33. Способ по любому из пунктов 20 - 30, в котором первая, а также вторая композиция базового покрытия одновременно подвергаются дегидратации в диапазоне от температуры окружающей среды до 140°C.

Пункт 34. Способ по любому из пунктов 21 - 33, в котором слой покрытия грунтовкой формируется путем электроосаждения композиции электроосаждаемого покрытия электроосаждением, по меньшей мере, на части подложки.

Пункт 35. Способ по любому из пунктов 20-34, кроме того включающий образование прозрачного слоя покрытия поверх, по меньшей мере, части второго слоя базового покрытия путем осаждения прозрачной композиции покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть второго слоя базового покрытия.

Несмотря на то, что конкретные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше с целью иллюстрации, для специалистов в этой области техники будет очевидно, что могут быть выполнены вариации деталей настоящего изобретения без отклонения от изобретения, которое изложено в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к многослойному покрытию, которое включает: первый слой базового покрытия, нанесенный поверх, по меньшей мере, части подложки и второй слой базового покрытия, нанесенный поверх первого базового слоя покрытия. Первый слой базового покрытия и второй слой базового покрытия образован из композиций, включающих полигидразид и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде. Частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия включают (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, включающей фрагменты мочевины, и кето- и/или альдегидные функциональные группы. Каждое полимерное ядро частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и второй композиции базового покрытия независимо ковалентно связано, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки частиц ядро-оболочка. Описан также способ нанесения многослойного покрытия на подложку. Технический результат – обеспечение многослойного покрытия с возможностью формирования при более низкой температуре дегидратации/отверждения по сравнению с температурой, которая обычно требуется для других покрытий, обычно нанесенных на автомобильные подложки. Устранение миграции растворителя между слоями и потребности в слое грунтовки-шпатлевки. Снижение затрат и количества единиц оборудования для нанесения покрытия и ускорение всего процесса покрытия. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 табл., 30 пр.

1. Многослойное покрытие, включающее:

первый слой базового покрытия, нанесенный поверх, по меньшей мере, части подложки, где первый слой базового покрытия образован из первой композиции базового покрытия, включающей полигидразид, и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде, причем частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, включающей фрагменты мочевины и кето- и/или альдегидные функциональные группы; и

второй слой базового покрытия, нанесенный поверх первого слоя базового покрытия, где второй слой базового покрытия образован из второй композиции базового покрытия, включающей полигидразид и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде, причем частицы ядро-оболочка второй композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, и

где каждое полимерное ядро частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и второй композиции базового покрытия независимо ковалентно связаны, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки частиц ядро-оболочка.

2. Многослойное покрытие по п. 1, дополнительно включающее слой покрытия грунтовкой, нанесенный поверх, по меньшей мере, части подложки, где первый слой покрытия грунтовкой расположен между первым слоем базового покрытия и подложкой и подложка необязательно дополнительно содержит верхний покровный слой, нанесенный поверх, по меньшей мере, части второго слоя базового покрытия.

3. Многослойное покрытие по п. 1 или 2, в котором каждое полимерное ядро частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и второй композиции базового покрытия независимо содержат (мет)акрилатный полимер, виниловый полимер, или их комбинацию и/или

каждая полимерная оболочка частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и второй композиции базового покрытия независимо содержат уретановые фрагменты и функциональные группы карбоновых кислот и/или

первая композиция базового покрытия и вторая композиция базового покрытия, дополнительно независимо содержат карбодиимид, диспергированный в водной среде.

4. Многослойное покрытие по любому из пп. 1-3, в котором частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия образованы из смеси реагентов, включающих:

этиленово ненасыщенные мономеры;

полиуретановый форполимер, содержащий изоцианатную функциональную группу и этиленово ненасыщенную группу; и

продукт взаимодействия этиленово ненасыщенного мономера, содержащего кето- и/или альдегидные функциональные группы и соединения, включающего, по меньшей мере, две аминогруппы или

частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия образованы из смеси реагентов, содержащих:

этиленово ненасыщенные мономеры;

соединение, включающее, по меньшей мере, две аминогруппы; и

полиуретановые форполимеры, содержащие изоцианатные функциональные группы, этиленово ненасыщенные функциональные группы, и кето- и/или альдегидные функциональные группы.

5. Многослойное покрытие по любому из пп. 1-4, в котором частицы ядро-оболочка второй композиции базового покрытия отличаются от частиц ядро-оболочка первой композиции базового покрытия, и предпочтительно полимерное ядро частиц ядро-оболочка второй композиции базового покрытия содержит кето- и/или альдегидные функциональные группы.

6. Многослойное покрытие по любому из пп. 1-5, в котором полигидразид, по меньшей мере, одной первой композиции базового покрытия и второй композиции базового покрытия содержат полимерный полигидразид, предпочтительно полимерный полигидразид содержит полиуретан, включающий, по меньшей мере, две гидразидные функциональные группы, причем предпочтительно полиуретан, включающий, по меньшей мере, две гидразидные функциональные группы, образован из смеси реагентов, включающих:

полиуретановый форполимер, содержащий изоцианатные функциональные группы, и неполимерные полигидразиды, или

полиуретан, включающий, по меньшей мере, две гидразидные функциональные группы, образован из смеси реагентов, включающих:

полиуретановый форполимер, содержащий изоцианатные функциональные группы, и гидразин.

7. Многослойное покрытие по п. 6, в котором полимерный полигидразид представляет собой частицу ядро-оболочка, включающую (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, включающей гидразидные функциональные группы, где полимерное ядро ковалентно соединено, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки, причем предпочтительно полимерная полигидразидная частица ядро-оболочка образована из смеси реагентов, включающих:

этиленово ненасыщенные мономеры;

полиуретановый форполимер, содержащий изоцианатную функциональную группу и этиленово ненасыщенную группу; и

гидразин и/или неполимерные полигидразиды.

8. Многослойное покрытие по п. 6 или 7, в котором первая композиция базового покрытия содержит полимерный полигидразид, и вторая композиция базового покрытия содержит неполимерный полигидразид и не содержит полимерный полигидразид.

9. Многослойное покрытие по любому из пп. 1-8, в котором первая композиция базового покрытия и вторая композиция базового покрытия содержат, по меньшей мере, один пигмент, преимущественно первая композиция базового покрытия содержит, по меньшей мере, один пигмент, который придает непрерывную неизменяющуюся окраску, и вторая композиция базового покрытия содержит, по меньшей мере, один пигмент спецэффекта.

10. Способ нанесения многослойного покрытия на подложку, включающий:

формирование первого слоя базового покрытия поверх, по меньшей мере, части подложки путем осаждения первой композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть подложки, где первый слой базового покрытия образован из первой композиции базового покрытия, включающей полигидразид и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде, причем частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой, включающей фрагменты мочевины, и кето- и/или альдегидные функциональные группы; и

формирование второго слоя базового покрытия поверх, по меньшей мере, части первого слоя базового покрытия путем осаждения второй композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть (1) первого слоя базового покрытия после того, как первую композицию базового покрытия подвергают дегидратации, или (2) первого слоя базового покрытия до того, как первую композицию базового покрытия подвергают дегидратации, где второй слой базового покрытия образован из второй композиции базового покрытия, включающей полигидразид и частицы ядро-оболочка, диспергированные в водной среде, причем частицы ядро-оболочка второй композиции базового покрытия включают: (1) полимерное ядро, по меньшей мере, частично инкапсулированное (2) полимерной оболочкой,

причем каждое полимерное ядро частицы ядро-оболочка первой композиции базового покрытия и второй композиции базового покрытия независимо ковалентно связано, по меньшей мере, с частью полимерной оболочки частицы ядро-оболочка.

11. Способ по п. 10, в котором первая и вторая композиции базового покрытия представляют собой композиции, указанные в пп. 2-9.

12. Способ по п. 10 или 11, в котором подложка содержит слой покрытия грунтовкой и первый слой базового покрытия нанесен поверх, по меньшей мере, части слоя покрытия грунтовкой путем осаждения первой композиции базового покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть слоя покрытия грунтовкой, причем слой покрытия грунтовкой формируют путем электроосаждения композиции электроосаждаемого покрытия, по меньшей мере, на части подложки и способ дополнительно включает образование прозрачного слоя покрытия поверх, по меньшей мере, части второго слоя базового покрытия путем осаждения прозрачной композиции покрытия непосредственно, по меньшей мере, на часть второго слоя базового покрытия.

13. Способ по любому из пп. 10-12, в котором первую композицию базового покрытия подвергают дегидратации до нанесения второй композиции базового покрытия при температуре в диапазоне от температуры окружающей среды до 140°C, при необходимости второй слой базового покрытия подвергают дегидратации после нанесения при температуре в диапазоне от температуры окружающей среды до 140°C или и первую и вторую композицию базового покрытия одновременно подвергают дегидратации в диапазоне от температуры окружающей среды до 140°C.