Композиции для нанесения покрытия, содержащие изоцианат-функциональный преполимер, полученный из трициклодекан полиола, способы их применения и соответствующие субстраты с нанесенным покрытием

Композиции для нанесения покрытия, содержащие изоцианат-функциональный преполимер, полученный из трициклодекан полиола, способы их применения и соответствующие субстраты с нанесенным покрытием

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение касается композиций для нанесения покрытия и способов применения таких композиций.

Уровень техники

Полиуретановые покрытия известны своей износоустойчивостью, твердостью и устойчивостью к жидкостям, и широко используются в различных областях применения, включая автомобильную и аэрокосмическую сферу. Эти покрытия часто получают из мультикомпонентной композиции, в которой один компонент содержит один или больше гидроксил-функциональных ингредиентов, а другой компонент содержит один или больше полиизоцианатов. Эти компоненты смешивают непосредственно перед применением и, во многих случаях, затвердевание композиций в условиях окружающей среды может оказаться медленным, если не использовать катализаторы, ускоряющие этот процесс. Присутствие такого катализатора, однако, значительно сокращает срок годности объединенной композиции. Кроме того, указанные покрытия обычно требуют значительного индукционного периода после объединения и перемешивания компонентов, для необходимого совмещения всех вступающих в реакцию ингредиентов. Недостаточный индукционный период может привести к возникновению серьезных дефектов покрытия. Учитывая потребность в более высокой производительности и уменьшении издержек на покраску со стороны производителей оборудования и фирм, осуществляющих покраску, желательно иметь композиции для нанесения покрытия, которые быстро затвердевают, имеют относительно большой срок годности и не требуют индукционного периода для формирования высокоэффективного покрытия.

Нанесение покрытия на аэрокосмические корабли представляет собой многостадийный процесс, обычно включающий обработку поверхности субстрата, нанесение грунтовочного слоя, окрашенного (обычно непрозрачного) первого покрытия и прозрачного (обычного бесцветного) лака. Из-за жестких требований к эксплуатационным характеристикам, таким как износоустойчивость и устойчивость к жидкостям, разные слои покрытия обычно в высокой степени сшиты и имеют относительно короткое окно нанесения, под которым понимается максимальное время между нанесением слоев покрытия до того, как станет необходима шлифовка первого слоя для достижения хорошей адгезии между слоями. Окна нанесения обычно представляют собой короткие периоды времени, обычно между 12 и 24 ч, в зависимости от температуры затвердевания. Такое короткое окно нанесения создает проблему при нанесении покрытия на большие объекты, такие как самолет. В результате применение пескоструйной обработки становится частой, хотя и нежелательной, практикой для достижения хорошей адгезии между слоями покрытия, такими как первый слой покрытия и лак. Поэтому есть потребность в разработке покрытий, обладающих такими характеристиками, как износоустойчивость и устойчивость к жидкостям, и подходящих для различных областей применения, включая аэрокосмическую область, но при этом имеющих более длительное окно нанесения.

Краткое описание изобретения

В некоторых аспектах настоящее изобретение касается композиций для нанесения покрытия. Композиции для нанесения покрытия содержат: (а) изоцианат-функциональный преполимер, являющийся продуктом реакции реагентов, включающих: (i) полиизоцианат, (ii) трициклодекансодержащий полиэфирный полиол и (b) блокированный аминный отвердитель.

Настоящее изобретение касается также, среди прочего, способов применения таких композиций и субстратов, на которые нанесен слой покрытия, образующийся из указанных композиций для нанесения покрытий.

Подробное описание изобретения

В контексте представленного далее подробного описания следует понимать, что настоящее изобретение допускает различные альтернативные варианты и последовательности стадий, за исключением случаев, когда явно указано иное. Кроме того, за исключением рабочих примеров и случаев, когда явно указано иное, все числа, относящиеся, например, к количествам ингредиентов, использующиеся в описании и формуле изобретения, следует понимать как предваряемые во всех случаях термином «примерно». Соответственно, если не указано обратное, числовые параметры в представленном описании и формуле изобретения являются приблизительными и могут варьироваться в зависимости от целевых характеристик, которые необходимо достичь в рамках настоящего изобретения. По крайней мере, и не в качестве попытки ограничить применение доктрины эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый числовой параметр должен толковаться в свете количества приведенных значащих цифр и с применением стандартных методов округления.

Несмотря на то, что числовые интервалы и параметры, описывающие широкий объем настоящего изобретения, являются приблизительными, числовые значения в частных примерах приведены насколько возможно точно. Однако любое числовое значение неизбежно включает некоторую погрешностью вследствие стандартных отклонений, присущих соответствующим методам измерения.

Также следует понимать, что любой числовой диапазон, приведенный в настоящем тексте, включает в себя все входящие в него поддиапазоны. Например, диапазон "от 1 до 10" включает все поддиапазоны между (и включая) указанным минимальным значением 1 и указанным максимальным значением 10, то есть имеющие минимальное значение, которое равно 1 или больше, и максимальное значение, которое равно 10 или меньше.

Как указано выше, некоторые описанные в настоящем тексте варианты осуществления касаются композиций для нанесения покрытия. Композиции по настоящему изобретению можно наносить на любые из широкого разнообразия субстратов. В некоторых вариантах осуществления, однако, субстрат является электропроводящим, как, например, в случае субстратов, содержащих титан, нержавеющую сталь, алюминий, а также электропроводящие композитные материалы, такие как полимерные материалы, содержащие значительное количество электропроводящего наполнителя. В некоторых вариантах осуществления субстрат является компонентом транспортного средства, такого как аэрокосмический корабль.

Композиции для нанесения покрытия по настоящему изобретению содержат изоцианат-функциональный преполимер. В настоящем тексте "изоцианат-функциональный преполимер" означает незагущенный продукт реакции одного или больше полиизоцианатов с одним или больше соединениями, содержащими группы, способные реагировать с изоцианатами, такие как гидроксильные группы, где реагенты вводят в реакцию в таких относительных количествах, чтобы продукт реакции содержал изоцианатные функциональные группы.

В настоящем тексте термин "незагущенный" означает преполимер, практически не содержащий сшивок и имеющий характеристичную вязкость при растворении в подходящем растворителе, определяемую, например, согласно ASTM-D1795 или ASTM-D4243. Характеристичная вязкость преполимера является показателем его молекулярного веса. Густой продукт реакции, с другой стороны, вследствие своего намного большего молекулярного веса, будет иметь слишком высокую характеристичную вязкость, чтобы ее можно было измерить. В настоящем тексте продукт реакции, "практически не содержащий сшивок", означает продукт реакции, имеющий средневесовой молекулярный вес (Mw), согласно определению методом гельпроникающей хроматографии, менее 1000000. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения изоцианат-функциональный преполимер имеет Mw не более 50000, например не более 20000, или, в некоторых случаях, не более 10000 и/или коэффициент полидисперсности (Mw/Mn) не более 4, например не более 3 или не более 2,5. Значения молекулярного веса, приведенные в настоящем тексте, можно определить методом гельпроникающей хроматографии (ГПХ) с использованием полистирольных стандартов, что хорошо известно квалифицированным специалистам в данной области и описано в US Patent N4739019, на с. 4, строки 2-45.

Как указано выше, композиции для нанесения покрытия по настоящему изобретению содержат изоцианат-функциональный преполимер, представляющий собой продукт реакции реагентов, включающих полиизоцианат. В настоящем тексте термин "полиизоцианат" включает соединения, мономеры, олигомеры и полимеры, содержащие по меньшей мере две -N=C=O функциональные группы и/или по меньшей мере две -N=C=S (изотиоцианатные) группы.

Подходящие полиизоцианаты для использования в получении изоцианат-функционального преполимера из композиции по настоящему изобретению включают мономерные, олигомерные и/или полимерные полиизоцианаты. Полиизоцианаты могут быть C₂-C₂₀ линейными, разветвленными, циклическими, ароматическими или представлять собой их комбинацию.

Подходящие полиизоцианаты для использования в настоящем изобретении включают (но не ограничиваются только ими), изофорон диизоцианат (IPDI), который представляет собой 3,3,5-триметил-5-изоцианато-метил-циклогексил изоцианат; гидрированные вещества, такие как циклогексилен диизоцианат, 4,4′-метилендициклогексил диизоцианат (H₁₂MDI); смешанные аралкил диизоцианаты, такие как тетраметилксилил диизоцианаты, OCN-C(CH₃)₂-C₆H₄C(CH₃)₂-NCO; полиметилен изоцианаты, такие как 1,4-тетраметилен диизоцианат, 1,5-пентаметилен диизоцианат, 1,6-гексаметилен диизоцианат (HMDI), 1,7-гептаметилен диизоцианат, 2,2,4- и 2,4,4-триметилгексаметилен диизоцианат, 1,10-декаметилен диизоцианат и 2-метил-1,5-пентаметилен диизоцианат и их смеси.

Как указано, в некоторых вариантах осуществления полиизоцианат может включать олигомерный полиизоцианат, такой как (но не ограничиваясь только ими) димеры, такие как уретдион 1,6-гексаметилен диизоцианат, тримеры, такие как биурет и изоцианурат 1,6-гександиизоцианат и изоцианурат изофорон диизоцианат, аллофонаты и полимерные олигомеры. Могут также использоваться модифицированные полиизоцианаты, включая карбодиимиды и уретон-имины, и их смеси. Подходящие вещества включают вещества, доступные под названием DESMODUR от Bayer Corporation, Pittsburgh, РА, такие как DESMODUR N 3200, DESMODUR N 3300 (гексаметилен диизоцианат тример), DESMODUR N 3400 (60% гексаметилен диизоцианат димер и 40% гексаметилен диизоцианат тример), DESMODUR XP 2410 и DESMODUR XP 2580.

В некоторых вариантах осуществления полиизоцианат, использующийся для получения изоцианат-функционального преполимера, присутствующего в композициях для нанесения покрытия по настоящему изобретению, сам может представлять собой изоцианат-функциональный преполимер, полученный из реакционной смеси, содержащей полиизоцианат и другое вещество, такое как полиол. Любой известный в данной области полиизоцианат, такой как любой из перечисленных выше, может применяться при получении такого преполимера.

В некоторых вариантах осуществления полиол, использующийся в формировании такого преполимера, представляет собой, например, политетрагидрофурановое вещество, такое как вещество, продающееся под торговой маркой TERATHANE (например, TERATHANE 250, TERATHANE 650 и TERATHANE 1000, доступные от Invista Corporation).

В некоторых вариантах осуществления полиизоцианат содержит непреполимерный полиизоцианат и изоцианат-функциональный преполимер. Непреполимерный полиизоцианат может быть таким же или отличным от полиизоцианата, использующегося для формирования изоцианат-функционального преполимера. Если используются комбинации полиизоцианатов, эти полиизоцианаты должны быть в значительной степени совместимы; например, изоцианат-функциональные преполимеры могут быть в значительной степени совместимы с непреполимерным полиизоцианатом. В настоящем тексте "в значительной степени совместимы" означает способность материала формировать смесь с другими материалами, которая является практически гомогенной и остается таковой с течением времени.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения полиизоцианат, использующийся для получения изоцианат-функционального преполимера, присутствующего в композициях по настоящему изобретению, сам содержит полипростоэфирный полиол, полиэфирный полиол и/или полипростоэфирный полиаминный преполимер с удлиненной цепочкой за счет полиизоцианата, такого как полиизоцианат, выбранный из изофорон диизоцианата, циклогексилен диизоцианата, 4,4′-метилендициклогексил диизоцианата; тетраметилксилил диизоцианата, 1,4-тетраметилен диизоцианата, 1,5-пентаметилен диизоцианата, 1,6-гексаметилен диизоцианата, 1,7-гептаметилен диизоцианата, 2,2,4- и 2,4,4-триметилгексаметилен диизоцианата, 1,10-декаметилен диизоцианата, 2-метил-1,5-пентаметилен диизоцианата, фенилен диизоцианата, толуол диизоцианата, ксилол диизоцианата, 1,5-нафталин диизоцианата, хлорфенилен 2,4-диизоцианата, битолуол диизоцианата, дианизидин диизоцианата, толидин диизоцианата, метилендифенил диизоцианата, 3,3-диметил-4,4-дифенилметан диизоцианата, полимерного метилендифенил диизоцианата и их смесей.

Как указано выше, изоцианат-функциональный преполимер, содержащийся в композициях по настоящему изобретению, представляет собой продукт реакции полиизоцианата, такого как любой из перечисленных выше, и трициклодекансодержащего полиэфирного полиола. В настоящем тексте термин "трициклодекансодержащий полиэфирный полиол" означает полисложноэфирный полимер, содержащий по меньшей мере две гидроксильные функциональные группы и по меньшей мере один, часто больше одного, трициклодекановый фрагмент в полимерной цепи. В настоящем тексте "трициклодекан" означает фрагмент, содержащий три циклических кольца и десять атомов углерода, такой как фрагменты, имеющие структуру (I)

Такие полиэфирные полиолы можно получить любым известным способом, например, конденсацией полиолов и поликарбоновых кислот.

В некоторых вариантах осуществления спиртовой компонент, из которого получают полиэфирный полиол, представляет собой трициклодекансодержащий полиол, такой как диол с трициклодекановым ядром, примеры которого включают x,y-бис(гидроксиметил)трицикло[5,2,1,0^2,6]декан, где x равен 3, 4, или 5, и y равен 8 или 9, включая их смеси, такие как, например, смесь 3,8-бис(гидроксиметил)трицикло[5,2,1,0^2,6]декана, 4,8-бис(гидроксиметил)трицикло[5,2,1,0^2,6]декана и 5,8-бис(гидроксиметил)трицикло[5,2,1,0^2,6]декана. Помимо таких полиолов, спиртовой компонент может также представлять собой другие полиолы, включая (но не ограничиваясь только ими) этиленгликоль, пропандиол, бутандиол, пентандиол, пропандиол, циклогександиметанол, гександиол, неопентилгликоль, триметилолэтан, триметилолпропан, пентаэритритол и их смеси.

В некоторых вариантах осуществления трициклодекансодержащий полиол присутствует в спиртовом компоненте в количестве по меньшей мере 10 вес.%, например по меньшей мере 20 вес.% или по меньшей мере 30 вес.%, из расчета на общий вес спиртового компонента, использующегося для получения трициклодекансодержащего полиэфирного полиола. В некоторых вариантах осуществления трициклодекансодержащий полиол присутствует в спиртовом компоненте в количестве не более 90 вес.%, например не более 80 вес.% или не более 70 вес.%, из расчета на общий вес спиртового компонента, использующегося для получения трициклодекансодержащего полиэфирного полиола.

Подходящие поликарбоновые кислоты для использования в получении описанного выше полиэфирного полиола включают (но не ограничиваются только ими), ненасыщенные, ароматические, алифатические, циклоалифатические монокарбоновые, дикарбоновые и поликарбоновые кислоты, такие как фумаровая кислота, итаконовая кислота, малеиновая кислота, фталевая кислота, янтарная кислота, себациновая кислота, гексагидрофталевая кислота, декандикарбоновая кислота, адипиновая кислота, азелаиновая кислота, изононановая кислота, тетрагидрофталевая кислота и тримеллитовая кислота, включая их смеси. Помимо указанных выше поликарбоновых кислот, можно применять функциональные эквиваленты кислот, такие как ангидриды, в случаях, когда они существуют, или низшие алкиловые эфиры кислот, такие как метиловые эфиры.

В некоторых вариантах осуществления спиртовой компонент и кислотный компонент реагируют в мольном соотношении 0,5-2,0, например 0,8-1,5 или 1,0-1,1 моль спиртового компонента на 1 моль кислотного компонента, с образованием трициклодекансодержащего полиэфирного полиола. В некоторых вариантах осуществления трициклодекансодержащий полиэфирный полиол имеет гидроксильное число 10-200 мг KOH/г, например 10-100 мг KOH/г, 10-50 мг KOH/г или, в некоторых случаях, 20-40 мг KOH/г. В некоторых вариантах осуществления трициклодекансодержащий полиэфирный полиол имеет кислотное число 1-50 мг KOH/г, например 1-40 мг KOH/г или, в некоторых случаях, 1-30 мг KOH/г. В некоторых вариантах осуществления трициклодекансодержащий полиэфирный полиол имеет Tg от -30 до 80°C, например от -20 до 50°C, например от -10 до 40°C. В некоторых вариантах осуществления трициклодекансодержащий полиэфирный полиол ненасыщенный.

Трициклодекансодержащий полиэфирный полиол можно получить, например, нагреванием спиртового компонента и кислотного и/или ангидридного компонента в реакторе и отгонкой образующейся воды из реакционной системы. Эта реакция не всегда требует катализатора, но использование катализатора может ускорить реакцию. Подходящие катализаторы включают (но не ограничиваются только ими) ацетаты, карбонаты, гидроксиды и алкоксиды щелочных металлов, щелочноземельных металлов, цинка, титана, кобальта, марганца и других металлов. Реакцию этерификации часто проводят при атмосферном давлении, но ее можно проводить при пониженном давлении для усиления отгонки воды и избытка спиртового компонента. В некоторых вариантах осуществления трициклодекансодержащий полиэфирный полиол не является производным капролактона.

Частные примеры трициклодекансодержащих полиэфирных полиолов, коммерчески доступных и подходящих для использования в настоящем изобретении, представляют собой ADHESION RESIN LTW, LTH и LTS, коммерчески доступные от Evonik Tego Chemie GmbH.

Чтобы получить изоцианат-функциональный преполимер из композиций по настоящему изобретению, избыток одного или больше описанных выше полиизоцианатов вводят в реакцию с одним или больше полиолами, которые включают трициклодекансодержащий полиэфирный полиол в таком относительном количестве, чтобы полученный продукт реакции содержал изоцианатные функциональные группы. Другие полиолы, которые могут использоваться в комбинации с трициклодекансодержащим полиэфирным полиолом, включают любые из описанных выше полиолов. В некоторых вариантах осуществления полиольный компонент состоит главным образом из трициклодекансодержащего полиэфирного полиола, что в настоящем тексте означает, что трициклодекансодержащий полиэфирный полиол присутствует в количестве по меньшей мере 90 вес.%, например по меньшей мере 95 вес.% или, в некоторых случаях, по меньшей мере 99 вес.%, из расчета на общий вес полиолов, вступающих в реакцию с полиизоцианатом(-ами) с получением изоцианат-функционального преполимера. В некоторых вариантах осуществления полиизоцианат и трициклодекансодержащий полиэфирный полиол реагируют в таких количествах, что трициклодекансодержащий полиэфирный полиол применяется в количестве более 5 вес.%, например по меньшей мере 10 вес.%, из расчета на общий вес изоцианат-функционального преполимера. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления полиизоцианат и трициклодекансодержащий полиэфирный полиол реагируют в таких количествах, что трициклодекансодержащий полиэфирный полиол применяется в количестве не более 95 вес.%, не более 90 вес.%, не более 75 вес.%, не более 55 вес.%, не более 40 вес.%, или, в некоторых случаях, не более 30 вес.%, из расчета на общий вес изоцианат-функционального преполимера.

Следует понимать, что изоцианат-функциональный преполимер содержит уретановые связки как результат реакции гидроксильных групп с изоцианатными группами. Когда полиуретан-формирующие компоненты объединяют с получением полиуретанов, относительные количества ингредиентов часто выражают в виде соотношения числа доступных изоцианатных групп к числу доступных реакционноспособных гидроксильных групп, т.е. эквивалентного соотношения NCO:OH. Например, соотношение NCO:OH равное 1,0:1,0 получается, когда вес одного NCO эквивалента изоцианатного компонента реагирует с весом одного ОН эквивалента полиольного компонента.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения реагенты, применяющиеся для получения изоцианат-функционального преполимера, присутствующего в композициях для нанесения покрытия по настоящему изобретению, используются в таких относительных количествах, что соотношение эквивалентов NCO:OH составляет больше 5:1, например больше 10:1, например по меньшей мере 20:1, по меньшей мере 30:1, по меньшей мере 40:1, по меньшей мере 50:1, или, в некоторых случаях, по меньшей мере 60:1. В некоторых вариантах осуществления реагенты реагируют в таких соотношениях, что соотношение эквивалентов NCO:OH составляет не более 150:1, например не более 100:1.

Действительно, было обнаружено, что при формировании изоцианат-функционального преполимера, использующегося в композициях по настоящему изобретению, реакция трициклодекансодержащего полиэфирного полиола с полиизоцианатом, где в реакционной смеси присутствует очень большой стехиометрический избыток изоцианата, как описано выше, критична для получения стабильных композиций для нанесения покрытия, имеющих время жизни, достаточное для того, чтобы сделать композицию применимой на практике.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения полиизоцианат присутствует в количестве по меньшей мере 5 вес.%, например по меньшей мере 10 вес.% или по меньшей мере 25 вес.%, по меньшей мере 45 вес.%, по меньшей мере 60 вес.%, по меньшей мере 75 вес.%, где весовые проценты рассчитаны на общий вес изоцианат-функционального преполимера. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения полиизоцианат присутствует в количестве менее 95 вес.%, например не более 90 вес.%, где весовые проценты рассчитаны на общий вес изоцианат-функционального преполимера.

Реакция между полиизоцианатом и полиолом может проходить в подходящем растворителе, который можно опционально удалять отгонкой после реакции вместе с любыми непрореагировавшими исходными полиизоцианатами, присутствующими в реакционной смеси. Данную реакцию можно проводить при температуре окружающей среды в течение длительного времени или ее можно проводить при повышенной температуре в реакторе с управляемой температурой. Изоцианат-функциональный преполимер содержит также NCO полупреполимеры, которые содержат непрореагировавшие исходные полиизоцианаты наряду с уретансодержащими преполимерами. Изоцианат-функциональный преполимер часто имеет содержание изоцианата от 1 до 30%, например от 2 до 20%, или, в некоторых случаях от 4 до 15%.

В некоторых вариантах композиций для нанесения покрытия по настоящему изобретению изоцианат-функциональный преполимер присутствует в композиции в количестве по меньшей мере 20 вес.%, например по меньшей мере 35 вес.%, по меньшей мере 45 вес.%, или, в некоторых случаях, по меньшей мере 55 вес.%, из расчета на общий вес твердого полимера в композиции для нанесения покрытия.

Помимо изоцианат-функционального преполимера композиции для нанесения покрытия по настоящему изобретению дополнительно содержат блокированный аминный отвердитель. Неограничивающие примеры подходящих блокированных аминов включают альдимины, кетимины и оксазолидины. Разумеется, можно использовать смеси двух или более таких подходящих блокированных аминов. Альдимины и кетимины представляют собой соединения, содержащие группы следующей формулы , и оксазолидины представляют собой соединения, содержащие группы следующей формулы , где в каждом случае R₁ и R₂ каждый независимо представляют собой H, алкил, циклоалифатический или замещенный алкил, арильную или циклоалифатическую группу.

Как можно понять, кетимины и альдимины получают реакцией полиамина с альдегидом (в случаях альдиминов) или кетоном (в случае кетиминов). Также понятно, что оксазолидины получают реакцией конденсации кетона и/или альдегида с алканоламином. Альдегиды и кетоны, подходящие для применения в получении альдиминов, кетиминов и оксазолидинов, применяющихся в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, включают (но необязательно ограничиваются только ими) соединения, содержащие 1-8 атомов углерода, такие как пропионовый альдегид, масляный альдегид, изомасляный альдегид, ацетон, метилэтилкетон, метил-изобутилкетон, диизопропилкетон, циклопентанон и циклогексанон. Пример подходящего альдимина представляет собой VESTAMIN® А 139, изофорон диамин альдимин, коммерчески доступный от Evonik Industries, Marl, Germany.

Как можно понять, при контакте с влагой оксазолидины гидролизуются с образованием гидроксиламина, в то время как кетимины и альдимины дают амин и соответствующий кетон или альдегид. Полученные таким образом гидроксиламин и амин реагируют с изоцианат-функциональным преполимером, описанным в настоящем тексте, давая отверждаемое покрытие. В некоторых вариантах осуществления блокированный аминный отвердитель применяют в композиции в таком количестве, что после снятия блокирующих групп соотношение эквивалентов изоцианатных групп в композиции к числу эквивалентов функциональных групп отверждающего агента находится в интервале от 0,5 до 8:1, например от 0,8 до 5:1, или, в некоторых случаях от 1 до 3:1.

Помимо описанных выше компонентов, композиции для нанесения покрытия по настоящему изобретению могут дополнительно содержать различные другие компоненты, такие как растворители, катализаторы, красители, добавки и т.п.

Выбор органических растворителей может повлиять на улучшение адгезии и характеристики финального покрытия. В целом, растворитель или растворители можно подбирать с целью увлажнения поверхности грунтовки, такой как затвердевшее покрытие, уменьшения поверхностного натяжения композиции для нанесения покрытия, растворения связующего полимера в композиции для нанесения покрытия, облегчения взаимного проникновения функциональных групп между слоями покрытия, контроля пленкообразования, обеспечения условий для реакции отверждения и/или регулировки времени нанесения и/или времени жизни. Кроме того, растворитель или растворители можно подбирать таким образом, чтобы они смешивались и/или были совместимы с другими компонентами покрытия. Подходящие органические растворители включают (но не ограничиваются только ими) алифатические углеводороды, такие как гексан, гептан, октан и т.п.; ароматические углеводороды, такие как бензол, толуол, ксилол и т.п.; кетоны, такие как метил н-пропил кетон, метилизобутилкетон, диизобутилкетон, метилэтилкетон, метилгексилкетон, этилбутилкетон и т.п.; и сложные эфиры, такие как этилацетат, пропилацетат, бутилацетат, изобутилацетат, изобутилбутират, этилпропионат, амилацетат, 2-этилгексилацетат и т.п.. Так называемые "VOC-свободные" растворители, такие как ацетон, трет-бутилацетат и Oxsol 100, тоже могут применяться. В случае их использования растворитель(-ли) может присутствовать, например, в количестве 20-60 вес.%, например 30-50 вес.%, из расчета на общий вес композиции для нанесения покрытия.

В некоторых вариантах осуществления композиции для нанесения покрытия по настоящему изобретению могут дополнительно содержать катализатор, такой как кислотный катализатор, для достижения целевой скорости отверждения. Помимо скорости отверждения, тип и количество катализатора(-ов) может влиять на такие свойства покрытия, как адгезия между слоями, время нанесения, время жизни и/или время сушки перед нанесением следующего слоя. В случае их использования, общее количество катализатора может составлять, например, 0,001-0,5 вес.%, например 0,005-0,25 вес.%, из расчета на общий вес сухого полимера в композиции для нанесения покрытия.

В некоторых вариантах осуществления композиции для нанесения покрытия по настоящему изобретению содержит еще и краситель. В настоящем тексте термин "краситель" означает любое вещество, которое придает цвет и/или другую непрозрачность и/или придает композиции другой визуальный эффект. Краситель можно добавлять в покрытие в любом подходящем виде, таком как отдельные частицы, дисперсии, растворы и/или хлопья. В композициях для нанесения покрытия по настоящему изобретению можно применять один краситель или смесь двух или более красителей.

Примеры красителей включают пигменты, красители и оттеночные агенты, такие какие применяются в лакокрасочной промышленности и/или перечислены в списках международной организации производителей пигментов (Dry Color Manufacturers Association (DCMA)), а также композиции со специальными эффектами. Краситель может включать, например, тонкоизмельченный порошок, нерастворимый, но смачивающийся в условиях применения. Краситель может быть органическим или неорганическим, и может быть агломерированным или неагломерированным. Красители можно вводить в покрытия с помощью измельченного наполнителя, такого как акриловый измельченный наполнитель, применение которого известно квалифицированным специалистам в данной области.

Примеры пигментов и/или пигментных композиций включают (но не ограничиваются только ими) карбазол-диоксазиновый пигмент, азо, моноазо, диазо, нафтол AS, солевые (красочный лак), бензимидазолоновые, конденсационные, металлокомплексные, изоиндолиноновые, изоиндолиновые и полициклические фталоцианиновые, хинакридоновые, периленовые, периноновые, дикетопирролопиррольные, тиоиндиго, антрахиноновые, индантроновые, антрапиримидиновые, флавантроновые, пирантроновые, антратроновые, диоксазиновые, триарилкарбониевые, хинофталоновые пигменты, дикетопирролопирроловый красный, ("DPPBO красный"), диоксид титана, сажу и их смеси. Термин "пигмент" и "окрашенный наполнитель" могут использоваться взаимозаменяемо.

Примеры красителей включают (но не ограничиваются только ими) красители на основе растворителей и/или на водной основе, такие как зеленые или синие фталоцианиновые пигменты, оксид железа, ванадат висмута, антрахинон, перилен, алюминий и хинакридон.

Примеры оттеночных агентов включают (но не ограничиваются только ими) пигменты, диспергированные в носителях на основе растворителей или смешивающихся с растворителями, такие как EDS и EDU пигменты, коммерчески доступные от Clariant, CHARISMA COLORANTS и MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS, коммерчески доступные от отделения Accurate Dispersions компании Eastman Chemical, Inc.

Как указано выше, краситель может быть в виде дисперсии, включая (но не ограничиваясь только ей) дисперсию наночастиц. Дисперсия наночастиц может включать один или больше высокодиспергированных наноразмерных красителей и/или частиц красителей, которые дают желаемый видимый цвет,и/или непрозрачность,и/или визуальный эффект. Дисперсии наночастиц могут содержать такие красители, как пигменты или краски, имеющие размер частиц меньше 150 нм, например меньше 70 нм или меньше 30 нм. Наночастицы можно получить размалыванием готовых органических или неорганических пигментов с размольной средой, имеющей размер частиц меньше 0,5 мм. Примеры дисперсий наночастиц и способов их получения описаны в Патенте США №6875800 B2, который включен в настоящий текст посредством ссылки. Дисперсии наночастиц можно также получать кристаллизацией, осаждением, газофазной конденсацией и химическим истиранием (например, частичным растворением). Для минимизации агломерации наночастиц в составе покрытия можно применять дисперсию наночастиц, покрытых полимером. В настоящем изобретении термин "дисперсия наночастиц, покрытых полимером" означает непрерывную фазу, в которой диспергированы "композитные микрочастицы", которые содержат наночастицу и полимерное покрытие на наночастице. Примеры дисперсий наночастиц, покрытых полимером, и способов их получения описаны, например, в Патенте США №7605194 в столбце 3, строка 56 - столбец 16, строка 25, процитированная часть которого включена в настоящий текст посредством ссылки.

Примеры композиций со специальными эффектами, которые могут применяться в композициях для нанесения покрытия по настоящему изобретению, включают пигменты и/или композиции, обеспечивающие достижение одного или больше эффектов внешнего вида, таких как отражение, перламутровый эффект, металлический блеск, фосфоресценция, флуоресценция, фотохромизм, светочувствительность, термохромизм, гониохромизм и/или изменение цвета. Дополнительные композиции со специальными эффектами могут обеспечить получение других органолептических свойств, таких как непрозрачность и текстура. В некоторых вариантах осуществления композиция со специальными эффектами может обеспечивать достижения цветового сдвига, так чтобы цвет покрытия изменялся при взгляде на него под разными углами. Примеры композиций с цветовыми эффектами описаны в Патенте США №6894086, который включен в настоящий текст посредством ссылки. Дополнительные композиции с цветовыми эффектами могут включать прозрачную слюду с нанесенным покрытием и/или синтетическую слюду, силикагель с покрытием, алюминий с нанесенными покрытием, прозрачный жидкокристаллический пигмент, жидкокристаллическое покрытие и/или любую композицию, в которой интерференция является результатом разницы в коэффициенте преломления с материалом, а не результатом разницы коэффициента преломления между поверхностью материала и воздухом.

В некоторых вариантах осуществления светочувствительная композиция и/или фотохромная композиция, которая обратимо изменяет свой цвет при воздействии одного или нескольких источников света, могут применяться в композициях для нанесения покрытия по настоящему изобретению. Фотохромные и/или светочувствительные композиции можно активировать воздействием излучения с определенной длиной волны. Когда композиция переходит в возбужденное состояние, меняется молекулярная структура, и измененная структура имеет другой цвет, отличающийся от оригинального цвета композиции. Когда воздействие облучения прекращается, фотохромная и/или светочувствительная композиция может вернуться в состояние покоя, в котором возвращается оригинальный цвет композиции. В некоторых вариантах осуществления фотохромная и/или светочувствительная композиция может быть бесцветной в невозбужденном состоянии и обладать цветом в возбужденном состоянии. Полное изменение цвета может происходить за время от миллисекунд до нескольких минут, например от 20 до 60 секунд. Примеры фотохромных и/или светочувствительных композиций включают фотохромные красители.

В некоторых вариантах осуществления светочувствительная композиция и/или фотохромная композиция могут быть ассоциированы и/или по меньшей мере частично связаны, например ковалентными связями, с полимером и/или полимерными материалами полимеризуемого компонента. В отличие от некоторых покрытий, в которых светочувствительная композиция может мигрировать из покрытия и кристаллизоваться в субстрате, светочувствительная композиция и/или фотохромная композиция, ассоциированная и/или по меньшей мере частично связанная с полимером и/или полимеризуемым компонентом по частным вариантам осуществления настоящего изобретения, демонстрируют минимальную миграцию из покрытия. Примеры светочувствительных композиций и/или фотохромных композиций и способов их получения описаны в опубликованной Заявке на патент США №2006-0014099 A1, которая включена в настоящий текст посредством ссылки.

В некоторых вариантах осуществления композиция для нанесения покрытия содержит комбинацию различных пигментов, поглощающих в видимом диапазоне света, но прозрачных в инфракрасном свете, как описано в опубликованной Заявке на патент США №13/153861.

В целом, краситель может присутствовать в композиции для нанесения покрытия в любом количестве, достаточном для придания желаемого визуального и/или светового эффекта. Краситель может составлять от 1 до 65 вес.% от веса композиций, например от 3 до 40 вес.% или от 5 до 35 вес.%, где весовые проценты вычислены из расчета на общий вес композиций.

В некоторых вариантах осуществления финальные сост