高固含量耐酸蚀的透明涂料组合物.pdf

                     发明陈述

本发明涉及包括异氰酸酯、硅烷和蜜胺组分的透明涂料组合物，
其中该异氰酸酯组分包括具有平均2-6个异氰酸酯官能团的脂肪族
多异氰酸酯。

本发明还涉及制备在基材上的透明涂层的方法，它包括：

施涂一层包含异氰酸酯、硅烷和蜜胺组分的透明涂料组合物，其
中该异氰酸酯组分包含具有平均2-6个异氰酸酯官能团的脂肪族多
异氰酸酯；和

将该层固化成透明涂层。

本发明的众多优点之一是它的低VOC，它低于美国环境保护署
(EPA)目前的指导标准。

另一个优点是从本发明涂料组合物形成的涂层的耐划伤性、耐腐
蚀性和硬度。

再一个优点是从本发明的涂料组合物形成的涂层的透明度和高
光泽。

在本发明中使用的：

“双包装涂料组合物”是指包括分别贮存在单独的两容器中的两
组分的热固性涂料组合物。这些容器典型地在密封之后可延长该涂料
组合物的各组分的贮存时间。两组分在使用之前被混合成罐混物。该
罐混物具有典型为几分钟(15分钟到45分钟)到几个小时(4小时到6
小时)的有限贮放活化期。该罐混物在基材表面如汽车车身上施涂成
所需厚度的涂层。在施涂后，该层在环境条件下固化或在升高的温度
下烘烤固化而在基材表面上形成了具有所需涂层性能的涂层，这些性
能例如有高光泽、耐划伤性和耐环境腐蚀性。

“单包装涂料组合物”是指包括贮存在同一容器中的两组分的热
固性涂料组合物。然而，一种组分被封闭以防止过早交联。在将单包
装涂料组合物施涂于基材上之后，该层典型地接触高温以使封闭的组
分去除封闭。其后，该层在升高的温度下烘烤固化而在基材表面上形
成了具有所需涂层性能的涂层，这些性能例如有高光泽度、耐划伤性
和耐环境腐蚀性。

“低VOC涂料组合物”是指这样一种涂料组合物，它包括0-0.472
千克有机溶剂/升(4磅/加仑)，优选0.118(1磅/加仑)-0.178千克
有机溶剂/升(1.5磅/加仑)的组合物，根据在ASTM D3960中提供的
程序测定。

“高固含量组合物”是指固体组分含量在65-100％范围内和优选
大于70％的涂料组合物，所有这些值都是基于组合物总重量的重量百
分数。

“透明涂料组合物”是指在固化后得到了DOI(影象清晰度)等级高
于80和20°光泽等级高于80的透明涂层的一种透明涂料组合物。

“GPC重均分子量”和“GPC数均分子量”是指使用凝胶渗透色谱
法分别测量的重均分子量和数均分子量。使用由加利福尼亚州Palo
Alto的Hewlett-Packard提供的高效液相色谱仪(HPLC)。除非另有
说明，所用的液相是四氢呋喃和标准物是聚甲基丙烯酸甲酯。

“聚合物粒度”是指使用由Brookhaven Instruments
Corporation，Holtsville，N.Y提供的Brookhaven Model BI-90
粒度分析仪测量的聚合物颗粒的直径。该粒度仪使用准弹性光散射技
术来测量聚合物颗粒的尺寸。散射强度是粒度的函数。使用基于强度
加权平均的直径。这一技术被描述在1987年版“美国化学学会专题
研讨会论文集”中第48-61页，第三章，由Weiner等人撰写的标题
为光子关联能谱法在粒度分级中的使用和误用(Uses and Abuses of
Photon Correlation Spectroscopy in Particle Sizing)的论文
中。

“聚合物固体”或“组合物固体”是指其干燥状态的聚合物或组合
物。

本发明使用的“脂族”包括脂肪族和环脂族物质。

“可交联的”是指含有官能团的加合物的独立组分，所述官能团
在本发明的组合物内反应得到具有良好外观、耐久性、硬度和耐划伤
性的涂层。

“耐酸蚀性”是指涂层表面所提供的抵抗环境(例如酸雨)的化学
腐蚀作用的性能。

“耐划伤性”是指涂层提供的耐机械磨损的性能，例如涂层表面
如汽车车身的磨损，它通常发生在涂层表面的洗涤和清洗过程中。

申请人已经出乎意料地发现，与在典型的热固性涂料组合物(即
使用聚合物和交联组分的那些)中使用的常规方法相反，非常可行的
路线在于将一种在传统上被认为是交联剂的混合物用于产生独特的
低VOC、高固含量的透明涂料组合物，该组合物产生的涂层具有优异
涂层性能如透明度和耐划伤性及耐腐蚀性。申请人进一步出乎意料地
发现，通过在透明涂料组合物中包含硅烷组分，固含量能够进一步提
高，但不会牺牲耐腐蚀和耐划伤性、光泽度、DOI和其它所需涂层性
能。可以相信，该硅烷组分替代了在涂料组合物中通常使用的溶剂并
在固化时反应产生稳定和耐久的交联结构。因此，所获得的涂料组合
物的粘度能够在不牺牲涂层性能的前提下显著降低。

该透明涂料组合物包括异氰酸酯、硅烷和蜜胺组分。该异氰酸酯
组分包括具有平均2到6个，优选2.5到6个且更优选3到4个异氰
酸酯官能团的脂族多异氰酸酯。该涂料组合物包括35％-70％，优选
40％-60％，和最优选45％-55％的脂肪族多异氰酸酯，该百分比是以
组合物固体的总重量为基础计的重量百分数。

合适的脂肪族多异氰酸酯的例子包括脂肪族或环脂族二、三或四
-异氰酸酯，它可以是或不是烯属不饱和的，如1，2-亚丙基二异氰酸
酯，三亚甲基二异氰酸酯，四亚甲基二异氰酸酯，2，3-亚丁基二异氰
酸酯、六亚甲基二异氰酸酯，八亚甲基二异氰酸酯，2，2，4-三甲基
六亚甲基二异氰酸酯，2，4，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯，十二亚
甲基二异氰酸酯，ω-二丙基醚二异氰酸酯，1，3-环戊烷二异氰酸酯，
1，2-环己烷二异氰酸酯，1，4-环己烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰
酸酯，4-甲基-1，3-二异氰酸根环己烷，反式-亚乙烯基二异氰酸酯，
二环己基甲烷-4，4’-二异氰酸酯，3，3’-二甲基二环己基甲烷-4，4’-
二异氰酸酯，间-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯，具有异氰脲酸酯结
构单元的多异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯和异佛尔
酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯，2分子的二异氰酸酯如六亚甲基二异氰
酸酯、六亚甲基二异氰酸酯的脲啶二酮(uretidiones)或异佛尔酮二
异氰酸酯的脲啶二酮或异佛尔酮二异氰酸酯与1分子的二醇如乙二醇
的加合物，3分子的六亚甲基二异氰酸酯和1分子的水的加合物(以商
标Desmodur^N购自宾夕法尼亚州匹兹堡市的Bayer公司)。

芳族多异氰酸酯不适合用于本发明中，因为由其形成的透明涂层
对光太敏感和随着时间的推移会泛黄并在长期暴露于太阳光下会开
裂。结果此类透明涂层是不耐久的。

如果需要，聚合物异氰酸酯的异氰酸酯官能团能够用单体醇封
闭，以防止在单包装组合物中过早交联。一些合适的单体醇类包括甲
醇，乙醇，丙醇，丁醇，异丙醇，异丁醇，己醇，2-乙基已醇和环己
醇。

涂料组合物的蜜胺组分包括合适的单体或聚合物型蜜胺或它们
的混合物。烷氧基单体蜜胺是优选的。该涂料组合物包括10％-40％，
优选15％-35％，和最优选20％-30％的蜜胺，该百分比是以组合物固
体的总重量为基础计的重量百分数。

在本发明的上下文中，术语“烷氧基单体蜜胺”是指低分子量蜜
胺，它含有平均三个或更多个用C₁-C₅一元醇如甲醇、正丁醇或异丁
醇加以醚化的羟甲基/每个三嗪核，并具有至多约2和优选约1.1-
1.8的平均缩合度，且具有比例不低于约50wt％的单核物质。该聚合
物蜜胺具有高于1.9的平均缩合度。

一些合适的此类单体蜜胺包括高度烷基化的蜜胺，如甲基化，丁
基化，异丁基化的蜜胺和它们的混合物。更特别地，六羟甲基蜜胺、
三羟甲基蜜胺、部分甲基化的六羟甲基蜜胺、和五甲氧基甲基蜜胺是
优选的。六羟甲基蜜胺和部分甲基化的六羟甲基蜜胺是更优选的和六
羟甲基蜜胺是最优选的。

这些合适的单体蜜胺中的许多是通过商业途径提供。例如Cytec
Industries Inc.，West Patterson，New Jersey提供Cymel301
(聚合度为1.5，95％甲基和5％羟甲基)，Cymel350(聚合度为
1.6，84％甲基和16％羟甲基)，303，325，327和370，它们全部是单体
蜜胺。合适的聚合物蜜胺包括高氨基(部分烷基化，-N，-H)蜜胺，
已知为Resimene^TM BMP5503(分子量690，多分散性为1.98，56％丁基，
44％氨基)，由密苏里州圣路易斯市的Solutia Inc.提供，或由新泽
西州West Patterson市的Cytec Industries Inc.提供的Cymel
1158。

Cytec Industries Inc.还提供Cymel^1130@80％固体含量(聚
合度为2.5)，Cymel^1133(48％甲基，4％羟甲基和48％丁基)，
两者都是聚合物蜜胺。

涂料组合物优选包括固化时增强组分交联的一种或多种催化
剂。通常，该涂料组合物包括0.1％-5％、优选0.1-2％、更优选0.5％
-2％和最优选0.5-1.2％的催化剂，该百分比是以组合物固体的总重
量为基础计的重量百分数。

一些合适催化剂包括普通酸催化剂，如芳族磺酸，例如十二烷基
苯磺酸，对甲苯磺酸和二壬基萘磺酸，它们或是未封闭的或用胺如二
甲基噁唑烷和2-氨基-2-甲基-1-丙醇、N，N-二甲基乙醇胺或它们的混
合物来封闭。能够使用的其它酸催化剂是强酸，如磷酸，更特别地苯
基酸式磷酸酯，它可以是未封闭的或用胺封闭。

除了前面这些外，该涂料组合物优选包括少量的一种或多种有机
锡催化剂，如二月桂酸二丁锡，二乙酸二丁基锡，辛酸亚锡，和氧化
二丁锡。二月桂酸二丁锡是优选的。有机锡催化剂的添加量通常是
0.001％-0.5％，优选0.05％-0.2％和更优选0.1％-0.15％，该百分比
是以组合物固体的总重量为基础计的重量百分数。

优选将这些催化剂加到该蜜胺组分中。

涂料组合物的硅烷组分通常包括含有至少一个反应活性硅烷基
团的聚合物。该涂料组合物包括5％-45％、优选10％-40％，和最优选
15％-35％的硅烷组分，该百分数是以组合物固体的总重量为基础计的
重量百分数。

适合用于本发明的硅烷聚合物具有大约100至30,000、优选大约
120到25,000和更优选大约150到7,500的重均分子量。这里公开
的所有分子量是通过使用聚苯乙烯标准样品由凝胶渗透色谱法测定
的。

这里合适的硅烷聚合物是具有大约30-95％、优选40-60％(按重
量计)的含有烯属不饱和非硅烷的单体和大约5-70％、优选40-
60％(按重量计)的含有烯属不饱和硅烷的单体的聚合产物，以该硅烷
聚合物的重量为基础计。合适的含烯属不饱和非硅烷的单体是丙烯酸
烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯和它们的任何混合物，其中烷基具有1-
12个碳原子，优选3-8个碳原子。

用于形成硅烷聚合物的合适甲基丙烯酸烷基酯单体包括：甲基丙
烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丙基酯，甲基丙烯酸丁酯，
甲基丙烯酸异丁基酯，甲基丙烯酸戊基酯，甲基丙烯酸己基酯，甲基
丙烯酸辛基酯，甲基丙烯酸壬基酯，和甲基丙烯酸月桂酯。类似地，
合适的丙烯酸烷基酯单体包括丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丙基
酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸异丁酯，丙烯酸戊基酯，丙烯酸己基酯，丙
烯酸辛基酯，丙烯酸壬基酯，和丙烯酸月桂基酯。脂环族甲基丙烯酸
酯和丙烯酸酯也可使用，例如，如甲基丙烯酸三甲基环己基酯，丙烯
酸三甲基环己基酯，甲基丙烯酸异丁酯，丙烯酸叔丁基环己基酯，或
甲基丙烯酸叔丁基环己基酯。丙烯酸芳基酯和甲基丙烯酸芳基酯如丙
烯酸苄酯和甲基丙烯酸苄基酯也能够使用。应该理解的是，前述单体
的混合物也是合适的。

除了丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸酯之外，其它可聚合的不含硅烷
的单体，至多占聚合物的约50％(按重量计)，能够用于硅烷聚合物中，
目的是为了达到所需性能如硬度、外观和耐划伤性。此类其它单体的
例子是苯乙烯，甲基苯乙烯，丙烯酰胺，丙烯腈和甲基丙烯腈。苯乙
烯的用量可以是硅烷聚合物的0-50％，优选5％-30％(按重量计)。

可用于形成硅烷聚合物的合适的含硅烷的单体是具有以下结构
式的烷氧基硅烷：

其中R是CH₃，CH₃CH₂，CH₃O，或CH₃CH₂O；R₁和R₂是CH₃或CH₃CH₂；和
R₃是H，CH₃或CH₃CH₂；和n是0或者1-10、优选1-4的正整数。优
选，R是CH₃O或CH₃CH₂O和n是1。

此类烷氧基硅烷的典型实例是丙烯酸根合烷氧基硅烷
(acrylatoalkoxy silanes)，如γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
和甲基丙烯酸根合烷氧基硅烷(methacrylatoalkoxy silanes)如γ
-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三
(2-甲氧基乙氧基)硅烷。

其它合适的烷氧基硅烷单体具有下面结构式：

其中R、R₁和R₂是如上所述和n是1到10、优选1到4的正整数。此
类烷氧基硅烷的例子是乙烯基烷氧基硅烷，如乙烯基三甲氧基硅烷，
乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。

其它合适的含硅烷的单体是酰氧基硅烷，包括丙烯酰氧基硅烷
(acrylatoxy silane)，甲基丙烯酰氧基硅烷(methacrylatoxy
silane)和乙烯基乙酰氧基硅烷，如乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷，丙
烯酸根合丙基三乙酰氧基硅烷，和甲基丙烯酸根合丙基三乙酰氧基硅
烷。应该理解的是，前述含硅烷的单体的混合物也是适用的。

与硅烷聚合物的前述组分一致，可用于本发明涂料组合物中的硅
烷聚合物的一个具体例子可含有下列组分：大约15-25％(按重量计)
苯乙烯，大约30-60％(按重量计)甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅
烷，和大约25-50％(按重量计)甲基丙烯酸三甲基环己基酯。

一种优选的硅烷聚合物含有：大约30％(按重量计)苯乙烯，大约
50wt％甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，和大约20wt％的非官能化丙
烯酸酯或甲基丙烯酸酯，如甲基丙烯酸三甲基环己基酯，丙烯酸丁
酯，和甲基丙烯酸异丁基酯和它们的任何混合物。

硅烷官能化大分子单体还可用于形成硅烷聚合物。这些大分子单
体是具有反应活性基团如环氧基或异氰酸酯基的含硅烷的化合物与
具有反应活性基团(典型为羟基或环氧基，它与硅烷单体表现共反应
活性)的烯属不饱和的不含硅烷的单体的反应产物。有用的大分子单
体的例子是羟基官能化烯属不饱和单体如在烷基中含有1-4个、优
选2-3个碳原子的羟烷基丙烯酸或甲基丙烯酸酯与异氰酸根合烷基
烷氧基硅烷如异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷的反应产物。

以上所提及的硅烷官能化大分子单体的典型实例是具有以下结
构式的那些：

其中R、R₁，和R₂如上所述；R₄是H或CH₃，R₃是具有1-8个、优选1
-4个碳原子的亚烷基和n是1到8、优选1到4的正整数。

本发明的涂料组合物，被配制成高固含量涂料体系时，进一步含
有至少一种有机溶剂，该溶剂通常选自芳族烃如石脑油或二甲苯；酮
类，如2-庚酮，甲基异丁基酮，丁酮或丙酮；酯类如乙酸丁酯或乙酸
已酯；和二醇醚酯类，如丙二醇单甲醚乙酸酯。有机溶剂的添加量取
决于所需固体含量以及组合物的所需VOC量。如果需要，该有机溶剂
可被加入到该粘结剂的两组分中。

本发明的涂料组合物还可含有常规添加剂如稳定剂，和流变调节
剂，流动剂，和增韧剂。此类添加剂当然取决于该涂料组合物的预定
用途。当该组合物用作透明涂料时，影响固化涂层的透明度的任何添
加剂不包括在内。前述添加剂可加入到其中一种组分或两者之中，这
取决于涂料组合物的预定用途。

本发明的透明涂料组合物能够以双包装涂料组合物形式提供，其
中第一包装组分包括多异氰酸酯组分，第二包装组分包括蜜胺组分。
通常，第一和第二包装组分被贮存在独立的容器中并在使用之前混
合。该容器优选进行气密性密封以防止在贮存过程中降解。该混合例
如可在混合喷嘴中或在容器中进行。

另外，当多异氰酸酯的异氰酸酯官能团被封闭时，涂料组合物的
两组分能够以单包装涂料组合物形式贮存在同一容器中。

为了改进涂料组合物的透明漆层的耐候性，可添加基于组合物固
体的重量而言大约0.1-5wt％紫外光稳定剂或紫外光稳定剂和吸收剂
的混合物。这些稳定剂包括紫外线吸收剂、屏蔽剂、猝灭剂和特定的
受阻胺光稳定剂。同时，还能够添加基于组合物固体的重量而言大约
0.1-5wt％的抗氧化剂。有用的典型紫外先稳定剂包括二苯甲酮，如
羟基十二烷基二苯甲酮，2，4-二羟基二苯甲酮；三唑，如2-苯基-
4-(2’，4’-二羟基苯甲酰基)三唑；和三嗪，如三嗪的3，5-二烷基-4-
羟苯基衍生物，和三唑类如2-(苯并三唑-2-基)-4，6-双(甲基乙基-
1-苯基乙基)苯酚，2-(3-羟基-3，5’-二叔戊基苯基)苯并三唑，2-
(3’，5’-双(1，1-二甲基丙基)-2’-羟苯基)-2H-苯并三唑，苯丙酸，
3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-C_7-9-支链烷基
酯类，和2-(3’，5’-双(1-甲基-1-苯基乙基)-2’-羟苯基)苯并三唑。

典型的受阻胺光稳定剂是双(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸
酯，双(N-甲基-2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯和双(N-辛氧基-
2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯。紫外光吸收剂和受阻胺光稳定剂
的有用共混物的一种是双(N-辛氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸
酯和苯丙酸，3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-
C_7-9-支链烷基酯类。紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂的另一有用共混
物是2-(3’，5’-双(1-甲基-1-苯乙基)-2’-羟苯基)苯并三唑和癸烷
二酸，双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯，两者都由Ciba Specialty
Chemicals，Tarrytown，New York分别以商标Tinuvin^900和
Tinuvin^123提供。

本发明的涂料组合物任选含有0.1％-40％，优选5％-35％，更优
选10％-30％的流动改性树脂，如非水性分散体(NAD)，所有百分比
是基于组合物固体的总重量。流动改性树脂的重均分子量一般在
20,000到100,000范围内，优选在25,000到80,000范围内和更优
选在30,000到50,000范围内变化。

非水性分散体型树脂是通过在聚合物分散稳定剂和有机溶剂存
在下分散聚合至少一种乙烯基单体来制备。聚合物分散稳定剂可以是
在无水分散体领域中常用的任何已知的稳定剂，并可包括下面的物质
(1)至(9)作为实例：

(1)在分子内具有约1.0个可聚合双键的聚酯大分子单体，它可
通过丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯加成到含羟基脂肪
酸如12-羟基硬脂酸的自缩合聚酯上来获得；

(2)由在(1)中提及的聚酯大分子单体与甲基丙烯酸甲酯和/或其
它(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体进行共聚合所制备的梳型聚合物；

(3)可由在(2)中描述的聚合物与少量(甲基)丙烯酸缩水甘油酯
共聚合并然后将(甲基)丙烯酸加成到它的缩水甘油基上以引入双键
的两步骤获得的聚合物；

(4)通过共聚合至少20wt％的含有4个或4个以上碳原子的一元
醇的(甲基)丙烯酸酯所制备的含羟基丙烯酸共聚物；

(5)可通过向在(4)项提及的共聚物中引入至少0.3个双键/每分
子(基于其数均分子量)获得的丙烯酸系共聚物。引入双键的方法例如
可包括将丙烯酸类聚合物与少量(甲基)丙烯酸缩水甘油酯共聚合，然
后将(甲基)丙烯酸加成到缩水甘油基上；

(6)对矿油精有高度耐受性的烷基蜜胺树脂；

(7)油度不低于15％的醇酸树脂和/或通过将可聚合的双键引入
到该醇酸树脂中可获得的树脂。引入双键的方法例如可包括将(甲基)
丙烯酸缩水甘油酯加成到醇酸树脂中的羧基上的反应；

(8)对矿油精有高耐受性的无油型聚酯树脂，油度低于15％的醇
酸树脂，和/或可通过引入双键到所述醇酸树脂中获得的树脂；

(9)引入了可聚合的双键的醋酸丁酸纤维素酯。引入双键的示例
性方法包括将甲基丙烯酸异氰酸根乙基酯加成到醋酸丁酸纤维素酯
上的反应。

这些分散稳定剂能够单独使用或以混合物形式使用。

在以上提及的分散稳定剂中，对于本发明的目的而言优选的是能
够溶于极性较低溶剂如脂肪族烃中以在一定程度上能确保膜性能要
求的那些稳定剂。作为满足此类条件的分散稳定剂，在(4)和(5)中提
及的丙烯酸系共聚物是理想的：它们自己不仅能很好地调节分子量、
玻璃化转变温度、极性(聚合物SP值)、羟值、酸值和其它参数，而
且在耐气候性上表现优异。更理想的是每分子含有平均0.2-1.2个
可聚合双键的丙烯酸系共聚物，它们已与分散的粒子进行接枝共聚
合。

根据本发明，使用的非水性分散体型树脂能够容易地在前面所述
的聚合物分散稳定剂和有机溶剂(主要含有脂族烃)存在下通过分散
体聚合至少一种乙烯基单体来制备。分散稳定剂和乙烯基单体可溶于
有机溶剂中。然而，由乙烯基单体形成的聚合物颗粒不溶于溶剂中。

形成适合作为聚合物分散稳定剂的丙烯酸系共聚物的单体组分
和形成分散的粒子的乙烯基单体，实际上可以是任何可自由基聚合的
不饱和单体。许多种单体能够用于此目的。此类单体的典型实例包括
下面这些：

(a)丙烯酸或甲基丙烯酸的酯类，例如丙烯酸或甲基丙烯酸的C_1-18
烷基酯，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙基酯、丙烯酸异丙基
酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己基酯、丙烯酸辛基酯、丙烯酸月桂基酯、
丙烯酸硬脂基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙
基酯、甲基丙烯酸异丙基酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己基酯、
甲基丙烯酸辛基酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸硬脂基酯；丙烯
酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油基酯；丙烯酸的或甲基丙烯酸的
C_2-8链烯基酯，如丙烯酸烯丙基酯，和甲基丙烯酸烯丙基酯；丙烯酸或
甲基丙烯酸的C_2-8羟烷基酯，如丙烯酸羟乙基酯、甲基丙烯酸羟乙酯、
丙烯酸羟丙基酯，和甲基丙烯酸羟丙基酯；和丙烯酸或甲基丙烯酸的
C_3-18链烯基氧基烷基酯，如丙烯酸烯丙基氧基乙基酯，和甲基丙烯酸
烯丙基氧基乙基酯；

(b)乙烯基芳族化合物，例如，苯乙烯，α-甲基苯乙烯，乙烯基
甲苯，对-氯苯乙烯，和乙烯基吡啶；

(c)α，β-烯键式不饱和酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸
和巴豆酸；

(d)丙烯酸或甲基丙烯酸的酰胺，例如，丙烯酰胺、甲基丙烯酰
胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺，N-丁氧基甲基甲
基丙烯酰胺，和N-羟甲基甲基丙烯酰胺；

(e)其它：例如，丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基·异丙烯基酮、乙
酸乙烯酯、VeoVa单体(Shell Chemicals，Co.，Ltd.的产品；具有
含10个碳原子的高度支化结构的合成饱和一元羧酸的混合乙烯基
酯)、丙酸乙烯基酯、新戊酸乙烯基酯、甲基丙烯酸异氰酸根乙基酯、
(甲基)丙烯酸全氟环己基酯、对-苯乙烯磺酰胺、N-甲基-对-苯乙烯
磺酰胺，和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

在以上提及的单体中，下面物质能够以特别的优势用于制备用作
分散稳定剂的丙烯酸系共聚物：

基于较长链、低极性单体的混合单体，如甲基丙烯酸正丁基酯、
甲基丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸月桂
基酯、和甲基丙烯酸硬脂基酯，根据需要补充苯乙烯、(甲基)丙烯酸
甲基酯、(甲基)丙烯酸乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)
丙烯酸丙基酯、和(甲基)丙烯酸。该分散稳定剂可通过将(甲基)丙烯
酸缩水甘油基酯或甲基丙烯酸异氰酸根乙基酯加成到单体的共聚物
中引入可聚合双键来制备。

用作分散稳定剂的丙烯酸系共聚物，能够容易地根据已知的溶液
聚合方法通过使用自由基聚合引发剂来制备。

分散稳定剂的数均分子量优选是在约1,000到50,000范围内
和，为获得更好的结果，在大约3,000到20,000范围内。

在以上提及的单体中，用于形成分散的聚合物粒子的特别优选的
乙烯基单体主要含有较高极性的单体，如(甲基)丙烯酸甲基酯、(甲
基)丙烯酸乙基酯、(甲基)丙烯酸正丁基酯、和丙烯腈，根据需要可
补充(甲基)丙烯酸，和(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯。通过共聚合少量的
多官能单体，如二乙烯基苯和二甲基丙烯酸乙二醇酯，通过共聚合具
有可相互反应的官能团的多种单体，如甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基
丙烯酸，或通过共聚合自反应活性单体，如N-烷氧基甲基化丙烯酰
胺，和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，还有可能提供在分子
中已交联的凝胶颗粒。

在进行分散聚合时，分散稳定剂与形成分散粒子的乙烯基单体的
比率可选择在大约5/95到大约80/20(按重量计)、优选大约10/90
到大约60/40(按重量计)范围内，且该分散聚合反应能够通过已知方
法在自由基聚合引发剂存在下进行。

尽管所获得的非水性分散体型丙烯酸系树脂的粒度通常是在大
约0.05微米至2微米之间，但从贮存时间内的稳定性和膜的光泽度、
光滑度和耐气候性方面考虑，在大约0.1微米到0.7微米范围内是优
选的。

在使用中，双包装涂料组合物的含有多异氰酸酯的第一包装组分
和含有蜜胺和硅烷组分的第二包装组分刚好在使用之前，或在用于形
成罐混物(它具有大约10分钟到大约6小时的有限贮存寿命)之前约5
-30分钟进行混合。其后，它变得太粘稠而无法通过常规施涂系统如
喷涂来涂布。典型地由传统方法如喷雾、静电喷涂、辊涂、浸涂或刷
涂法在基材上施涂一层罐混物。通常，在金属基材如汽车车身上施涂
厚度在25微米至75微米范围内的透明涂层，该基材常常预涂了其它
涂层，如电泳涂层、底漆层和第一道涂层。该双包装涂料组合物可在
施涂之后在约80℃-160℃下烘烤大约60到10分钟。

当使用含有封闭多异氰酸酯的单包装涂料组合物时，使用前述施
涂技术在基材上施涂的它的涂层是在80℃至200℃范围内、优选在80
℃至160℃范围内的烘烤温度下，固化大约60到10分钟。可以理解
的是，实际的烘烤温度将根据催化剂和其用量，被固化的涂层厚度和
封端异氰酸酯官能团和在涂料组合物中使用的蜜胺来变化。在原始设
备制造OEM(Original Equipment Manufacture)条件下前述烘烤步骤
的使用是特别有用的。

本发明的透明涂料组合物适合于为各种基材如金属、木材和混凝
土基材提供透明涂层。本发明的组合物尤其适合于在汽车OEM或整修
应用中提供透明涂层。这些组合物也适合在工业和维护涂布应用中用
作透明涂层。