用于侵蚀性环境的新型快速固化超高固体低VOC涂料体系

摘要

本申请公开一种非热固性涂料体系，其由以下组成：第一层底漆组合物，包含具有至少82％的体积固体％(VS％)的基于环氧树脂的粘合剂体系；和第二层面漆组合物，包含具有至少82％的VS％的基于聚脲的粘合剂体系；其中所述涂料体系的加权平均VS％为至少84％。本申请还公开一种载有所述涂料体系的经涂覆结构；一种利用所述涂料体系建立所述经涂覆结构的方法；一种锌环氧树脂底漆组合物，其包含基于环氧树脂的粘合剂体系和所述底漆组合物的20-40％固体体积的锌，并具有至少82％的VS％；和一种环氧树脂底漆组合物，其包含具有至少82％的VS％以及在20℃小于5小时的“干至可操作”时间的基于环氧树脂的粘合剂体系。

说明书

技术领域

本发明涉及由环氧树脂底漆和聚脲面漆组成的新型快速固化涂料体系。所述涂料体系具有改善的干燥时间和低VOC，并且仍维持优异的抗锈蔓延性(rust creep resistance)。本发明通过在环氧树脂底漆上使用超高固体聚脲面漆来提供改善的干燥时间和低VOC。本发明的涂料体系是非热固性组合物。

背景技术

环氧树脂涂料由于出色的耐腐蚀性和耐化学品性而主要用作钢基材上的抗腐蚀涂料体系的一部分。

环氧树脂涂料组合物通常是单组分或双组分产品。如果产品为双组分产品，则组分一通常由环氧树脂基底组成，组分二由固化剂组成。如果所述环氧树脂为锌环氧树脂，则锌通常将存在于基底组合物中。

由于在直接施用到洁净的钢表面上面时锌环氧树脂起牺牲阳极的作用，所以锌环氧树脂在抗腐蚀性质方面优于标准环氧树脂。当涂料层受损时，锌将通过电镀过程保护所述损伤。所述作用与镀锌钢的作用类似。

环氧树脂可以用作底漆，即，多涂层体系中的第一涂料层(随后的多层为适当的一般类型的涂料)；或者用作中间涂层(随后的适当涂层例如为聚氨酯或聚脲)；或者用作面漆。然而，环氧树脂漆也可以用作单涂层体系。

聚脲是用于基于与异氰酸酯或聚异氰酸酯反应的胺的涂料的通用术语。胺与异氰酸酯之间的聚合反应通常极快。芳香族和脂肪族异氰酸酯均被用于聚脲涂料。然而，只有脂肪族异氰酸酯提供可接受的户外耐久性。

聚天冬氨酸酯是特殊类型的聚脲粘合剂，其中胺与马来酸二乙酯预反应。由于该预反应，胺的官能度变得部分地空间受阻。反应速度取决于所用的胺。

聚天冬氨酸酯可以以不同的反应速度由快到慢反应聚合物获得。

众所周知，基于聚天冬氨酸酯的聚脲面漆提供优异的户外耐久性以及优异的光泽度和色彩稳定性。聚天冬氨酸酯可以被设计为在环境条件提供快速固化，并且由于胺的部分空间受阻，反应速度提供了在双组分施用设备或标准的无空气喷涂设备中操作的合理适用期。

环氧树脂和聚脲漆体系通常用于需要优异的腐蚀保护和快速操作时间的情形。这种漆体系被设计用于侵蚀性环境，例如海岸、近海或工业环境以及要求快的耐盐水性的潮汐带区域中的近海平台、风车塔、钢烟囱、发电站、钢桥、起重机等。

腐蚀环境根据ISO 12944评定为C2至C5等级，C2为温和腐蚀性环境，C5为侵蚀性环境。

近些年，已出现更快速的固化产品。快速固化减少了总处理时间，并且已变成对漆施工者和承包商来说非常重要的参数。然而，迄今为止，如果要保持可加工性和抗腐蚀性，则固化时间仅可能被减少到一定水平。

固化过程在涂料的表面上开始。当固化太快时，软的未固化涂料部分将不具有足够的强度来“承载”固化过程中累积的应力，因此将在表面上产生缺陷，导致随后的粘附力、内聚力丧失以及腐蚀问题。

另一个重要参数是涂料体系的挥发性有机化合物(VOC)含量。VOC排放对环境有负面影响。近些年，对环境方面的关注以及对温室效应的认识和讨论越来越多。因此，将涂料系统的VOC保持到绝对极小值是一个重要的参数。

到目前为止，用于所提及的应用领域的涂料溶液一直为以双或三涂层体系使用的中等固体涂料，其具有相对长的干燥/固化时间，从而导致长的处理时间，并且具有相对高的VOC排放。

因此，需要一种用于侵蚀性环境的、能够更快处理且排放更低VOC的涂料体系。

发明内容

现已出乎意料地发现可以提供一种由环氧树脂底漆组合物和聚脲面漆组合物组成的非热固性涂料体系，其具有明显减少的处理时间和低的VOC排放，并且还提供侵蚀性级别所需的优异保护。

本发明提供由环氧树脂底漆和面漆组成的高固体涂料体系，从而能够获得更快的处理时间和低的VOC排放。

更具体地，本发明涉及根据权利要求1所述的涂料体系。

本发明还提供载有这种涂料体系的经涂覆结构(参见权利要求9)，以及用于建立经涂覆结构的方法(参见权利要求10)。

此外，本发明还提供锌环氧树脂底漆组合物(参见权利要求12)以及环氧树脂底漆组合物(参见权利要求14)。

具体实施方式

涂料体系

如上文提及的，本发明涉及一种涂料体系，所述涂料体系由以下组成：

(i)包含基于环氧树脂的粘合剂体系的第一层底漆组合物，所述底漆组合物具有至少82％的体积固体％；和

(ii)包含基于聚脲的粘合剂体系的第二层面漆组合物，所述面漆组合物具有至少82％的体积固体％。

当在本文中使用时，表述“涂料体系”是指当施用于基材表面时为湿润形式的第一和第二层的组合。应理解，第二层在第一层之后施用，以便与所述第一层直接接触。还应理解，可以在施用所述第一层之前将一层或更多层其他涂料组合物施用于基材表面，但是这样的其他涂料层一般不是必须的或期望的。此外，应理解，可以在施用所述第二层之后施用一层或更多层其他涂料组合物，但是这种其他涂料层一般不是必须的或期望的。

因此，在一个优选实施方案中，所述涂料体系由以上限定的第一和第二层组成，其中所述第一层与基材表面直接接触，并且其中所述第二层是最外层。

本文所公开的涂料体系被设计为在环境温度(即，通常为施用所述涂料体系的位置的温度，例如在漆车间或户外，其温度将取决于地理位置的一般气候)固化，例如在0-50℃的温度(在世界上寒冷或炎热的地区)，如5-30℃，尤其约15-25℃，如20℃左右。换句话说，本文公开的涂料体系是非热固性类型的。与之相反，其他涂料体系是热固性类型的，其要求将具有所述涂料的基材加热至几百摄氏度的温度。对于设计本发明的涂料体系所针对的基材类型来说，这种条件在实践中当然是不适用的。

高的固体体积百分数

本发明的涂料体系的一个特定特征是非常高的体积固体％(“VS％”)，以及由此带来的低的挥发性有机化合物(VOC)含量。

事实上，底漆组合物具有至少82％，例如至少84％，如至少85％的体积固体％。类似地，面漆组合物具有至少82％，例如至少84％，如至少85％的体积固体％。

据认为，并且最重要地，涂料体系的加权平均体积固体％为至少84％，例如至少85％，如至少86％。

体积固体(以％表示)常被称为“VS％”。VS％根据ISO 3233来测定，改变之处是在23℃和50％的相对湿度干燥7天，而不是在更高的温度干燥。

表述“加权平均体积固体％”是指考虑到底漆组合物和面漆组合物可能不能以相同的湿膜厚度进行施用的情况下的平均体积固体百分数。如果以200μm的厚度施用具有90％的VS％的底漆组合物，并且以100μm的厚度施用具有84％的VS％的面漆组合物，则加权平均体积固体％将是88％。

非常低的VOC含量使得能够建立具有非常短的“干至可操作”(dry to handle)时间、即优选在20℃小于11小时的“干至可操作”时间的快速固化涂料体系。在一些优选实施方案中，“干至可操作”时间在20℃小于9小时，或者在20℃甚至小于7小时。所述“干至可操作”时间如在实施例部分中描述的那样方便地确定。

涂料体系的挥发性有机化合物(VOC)是重要的，原因是VOC排放对环境有负面影响，因此应保持在最低值。

与表5中列出的涂料体系相比，本发明的涂料体系具有非常低的VOC排放。VOC可以通过多种方法，例如ISO 11890或EPA方法24来测定。

第一层-底漆组合物

第一层底漆组合物包含基于环氧树脂的粘合剂体系。

底漆组合物可以还包含其他成分，如下文进一步描述的。特别地，底漆组合物可以包含抗腐蚀成分和/或纤维。

基于环氧树脂的粘合剂体系

术语“基于环氧树脂的粘合剂体系”应解释为一种或更多种环氧树脂、一种或更多种固化剂以及任意的反应性环氧树脂稀释剂的组合。

基于环氧树脂的粘合剂体系是底漆组合物的最重要成分之一，特别是就抗腐蚀性质而言。

基于环氧树脂的粘合剂体系包含选自芳香族或非芳香族环氧树脂(例如氢化环氧树脂)的一种或更多种环氧树脂以及充当交联剂的一种或更多种合适的固化剂，所述芳香族或非芳香族环氧树脂的每个分子包含位于环结构内、端部或环结构上的一个以上环氧树脂基团。可以包含与来自脂肪族、脂环族或芳香族化合物的官能性缩水甘油醚或酯类的反应性稀释剂的组合，目的是降低粘度并改善施用和物理性质。粘合剂体系还可以包含反应性丙烯酸改性剂，例如丙烯酸酯单体，以及包含至少两个α、β不饱和羰基基团、通过Michael加成反应与一种或更多种固化剂反应的低聚物。

据认为合适的基于环氧树脂的粘合剂体系包含选自双酚A、双酚F、酚醛环氧树脂、非芳香族氢化环氧树脂、脂环族环氧树脂、缩水甘油酯和环氧树脂官能丙烯酸酯或其任意组合的环氧树脂及改性环氧树脂。

合适的商业上可获得的环氧树脂的实施例为：

Epikote 828，来自Resolution Performance Products(荷兰)，双酚A型

Araldite GY 250，来自Huntsman Advanced Materials(瑞士)，双酚A型

DER 664-20，来自Dow Chemicals(德国)，双酚A型

Epikote 1001 X 75，来自Resolution Performance Products(荷兰)，双酚A型

Araldite GZ 7071X75BD，来自Huntsman Advanced Materials(德国)，双酚A型

DER 352，来自Dow Chemicals(德国)，双酚A和双酚F的混合物

Epikote 232，来自Resolution Performance Products(荷兰)，双酚A和双酚F的混合物

Epikote 862，来自Resolution Performance Products(荷兰)，双酚F型

DEN 438-X 80，来自Dow Chemicals Company(美国)，环氧树脂酚醛

Epikote 154，来自Resolution Performance Products(荷兰)，环氧树脂酚醛

DYD-128，来自Dalian Qihua Chemicals(中国)，双酚A型

Epikote 872-X-75，来自Hexion(前Resolution Performance Products，荷兰)，双酚A/与二聚物脂肪酸反应的表氯醇树脂。

基于环氧树脂的粘合剂体系可以包含一种或更多种反应性环氧树脂稀释剂。

合适的市售反应性环氧树脂稀释剂的实施例为：

Polypox R24，来自Ulf Prummer(德国)，脂肪族单官能二缩水甘油醚

Araldite DY-L/BD，来自Huntsman Advanced Materials(德国)，聚氧丙烯-三缩水甘油醚

Grilonit RV 1812，来自EMS-Primid(瑞士)，己二醇-二缩水甘油醚Epodil 757，来自Air products Plc(美国)，环己烷-二甲醇二缩水甘油醚

Epilox P 13-20，来自Leuna(德国)，己二醇二缩水甘油醚。

环氧树脂底漆组合物可以包含一种或更多种环氧树脂促进剂。

合适的市售环氧树脂促进剂的实施例为：

Ancamine K 54，来自Air Products Plc(英国)，三-(二甲氨基甲基)苯酚

TL 0712，来自Vantico Ltd.(德国)，苯酚游离曼尼希碱

Hiescat HI-K54，来自Keum Jung(韩国)，三-(二甲氨基甲基)苯酚。

基于环氧树脂的粘合剂体系包含选自含有与氮连接的至少两个反应性氢原子的化合物或聚合物的一种或更多种固化剂。

据认为合适的固化剂包含胺或氨基官能的聚合物，所述聚合物选自脂肪族胺和聚胺(例如脂环族胺和聚胺)、聚氨基胺、聚氧亚烷基胺(例如聚氧亚烷基二胺)、胺化的聚烷氧基醚(例如以“Jeffamines”市售的那些)，亚烷基胺(例如亚烷基二胺)、芳烷基胺、芳香胺、曼尼希碱(例如以“phenalkamines”市售的那些)、胺基官能硅酮或硅烷，并且包括其环氧树脂加合物及衍生物。

合适的市售固化剂的实施例为：

Cardolite NC-541，来自Cardanol Chemicals(美国)，曼尼希碱

Cardolite Lite 2001，来自Cardanol Chemicals(美国)，曼尼希碱

Sunmide CX-105X，来自Sanwa Chemical Ind.Co.Ltd.(新加坡)，曼尼希碱

Epikure 3140固化剂，来自Resolution Performance Products(美国)，聚氨基胺

SIQ Amin 2030，来自SIQ Kunstharze GmbH(德国)，聚氨基胺

Epikure 3115X-70固化剂，来自Resolution Performance Products(美国)，聚氨基胺

SIQ Amin 2015，来自SIQ Kunstharze GmbH(德国)，聚氨基胺

Polypox VH 40309/12，来自Ulf Prümmer Polymer-Chemie GmbH(德国)，聚氧亚烷基胺

Polypox VH 40294，来自Ulf Prümmer Polymer-Chemie GmbH(德国)，曼尼希碱

Ancamine 2609，来自Air Products(英国)，曼尼希碱

Adeka硬化剂，来自Adeka Corporation(日本)，曼尼希碱

CeTePox 1490H，来自CTP Chemicals and Technologies for Polymers(德国)，聚氧亚烷基胺

环氧树脂硬化剂MXDA，来自Mitsubishi Gas Chemical Company Inc(美国)，芳烷基胺

二乙基氨基丙胺，来自BASF(德国)，脂肪族胺

Gaskamine 240，来自Mitsubishi Gas Chemical Company Inc(美国)，芳烷基胺

Cardolite Lite 2002，来自Cardanol Chemicals(美国)，曼尼希碱

Aradur 42BD，来自Huntsman Advanced Materials(德国)，脂环族胺

Isophorondiamin，来自巴斯夫(德国)，脂环族胺

Epikure 3090固化剂，来自Resolution Performance Products(美国)，聚氨基胺与环氧树脂的加合物

Crayamid E260 E90，来自Cray Valley(意大利)，聚氨基胺与环氧树脂的加合物

Aradur 943CH，来自Huntsman Advanced Materials(瑞士)，亚烷基胺与环氧树脂的加合物。

优选的基于环氧树脂的粘合剂体系包含：a)选自双酚A、双酚F和酚醛清漆的一种或更多种环氧树脂；以及b)选自曼尼希碱、聚氨基胺、聚氧亚烷基胺、亚烷基胺、芳烷基胺、聚胺及其加合物和衍生物的一种或更多种固化剂。

优选地，环氧树脂具有100-2000，例如100-1500，例如150-1000，如150-700的环氧树脂当量重量。

尤其优选的基于环氧树脂的粘合剂体系包含具有150-700环氧树脂当量重量的一种或更多种双酚A环氧树脂和一种或更多种聚胺或其加合物及衍生物。

优选的基于环氧树脂的粘合剂体系为环境固化的粘合剂体系。

在底漆组合物中，基于环氧树脂的粘合剂体系的总量为底漆组合物固体体积的15-80％，例如35-80％，如40-75％。在一个尤其令人关注的实施方案中，总量为45-55％的固体体积。

不拘泥于任何特定理论，据认为一种或更多种固化剂的氢当量与一种或更多种环氧树脂的环氧树脂当量之比的选择对涂料组合物的性能起一定的作用。

当在本文中使用时，术语“氢当量”仅涵盖与氮连接的反应性氢原子。

涉及一种或更多种固化剂的“氢当量”的数目是来自一种或更多种固化剂的每一种的贡献的总和。来自一种或更多种固化剂的每一种对氢当量的贡献被定义为固化剂的克数除以固化剂的氢当量重量，其中固化剂的氢当量重量被确定为：与1摩尔活泼氢相当的固化剂的克数。针对与环氧树脂的加合物，加合作用前反应物的贡献被用于确定完成的环氧基粘合剂体系中“氢当量”的数目。

涉及一种或更多种环氧树脂的“环氧树脂当量”的数目是来自一种或更多种环氧树脂的每一种的贡献的总和。来自一种或更多种环氧树脂的每一种对环氧树脂当量的贡献被定义为环氧树脂的克数除以环氧树脂的环氧树脂当量重量，其中环氧树脂的环氧树脂当量重量被确定为：与1摩尔环氧树脂基团相当的环氧树脂的克数。针对与环氧树脂的加合物，加合作用前的反应物的贡献被用于确定基于环氧树脂的粘合剂体系中“环氧树脂当量”的数目。

优选地，一种或更多种固化剂的氢当量与一种或更多种环氧树脂的环氧树脂当量之比为50∶100至140∶100。

尤其优选用于工业腐蚀保护性涂料的基于环氧树脂的粘合剂体系中一种或更多种固化剂的氢当量与一种或更多种环氧树脂的环氧树脂当量之比为60∶100至130∶100，例如80∶100至120∶100，如90∶100至110∶100。

抗腐蚀性成分

环氧树脂底漆组合物还可以包含增加涂层的抗腐蚀性质的颗粒材料(如粉末)。公知加入环氧树脂底漆中以产生锌环氧树脂底漆的锌粉或锌末在这方面尤其令人关注。锌粉或锌末可以全部或部分地用锌合金代替，如在WO2008/125610中公开的。还可以加入辅助性腐蚀抑制剂，例如钼酸盐、磷酸盐、钨酸盐或矾酸盐、超细二氧化钛和/或氧化锌和/或填料(如硅石、煅烧粘土、硅酸铝、滑石、重晶石或云母)。

颗粒材料的D₅₀为2.5-30μm，尤其为2.5-20μm。关于颗粒尺寸，优选颗粒材料的D₅₀为2.5-15μm，优选为2.5-12μm。另外，颗粒材料的D₉₉优选应小于100μm。在漆应用中，颗粒材料(如锌或锌合金)的颗粒尺寸分布是最重要的。例如，太粗的颗粒材料将导致颗粒刺穿干漆膜。因此，高度优选使用D₅₀(平均颗粒尺寸)小于30μm、尤其小于20μm的颗粒材料。常常更优选D₅₀小于15μm，甚至更优选小于12μm。D₅₀的下限由经济考虑因素决定。对于小于2.5μm的D₅₀，必须要筛出太大部分的粉末，并再循环以使整个工艺经济地运转。然而，其他相关材料包括磷酸盐、铝、石墨、炭黑、云母氧化铁(MIO)等。

如果存在的话，抗腐蚀性成分的量通常为漆固体体积的1-65％。

在一个优选实施方案中，底漆组合物包含20-35％固体体积的锌，例如25-30％固体体积的锌。

抗腐蚀性填料材料可以作为前述材料的一种或更多种的组合存在。

抗腐蚀性成分(尤其是锌)优选以颗粒材料形式存在。

术语“颗粒材料”涵盖细球状或略微不规则形状颗粒和其他形状(如薄片状、盘状、球状、针状、小片状、纤维状和棒状)。优选的颗粒材料是粉末。

据认为，涂料体系通常具有优异的抗腐蚀性质，尤其在如上所述包含锌的实施方案中如此。因此，尤其令人关注的实施方案是根据ISO 12944-6测定的干涂料体系的锈蔓延最多1mm的那些实施方案。

当在本文中使用时，所有表述为漆固体体积的％的量应理解为以备好待用的混合漆组合物的固体体积计的％，并且是基于漆组合物的成分计。(与此不同，表述“体积固体％”是通过实验确定的)

纤维

底漆组合物还可以包含纤维。当加入环氧树脂基质中时，具有高拉伸强度的特定纤维将增加耐受更高机械应力的能力。这有助于能够配制同时具有甚至更快的固化和更高抗裂性的环氧树脂涂料。

通常，“纤维”意图涵盖天然无机纤维、合成无机纤维、天然有机纤维、合成有机纤维和金属纤维或其混合物中的任何纤维。但是，不拘泥于任意特定理论，当前据认为尤其优选天然无机纤维和合成无机纤维，尤其是这些类型的矿物纤维。

当前据认为待用于本发明的纤维应满足有关尺寸的一定标准，以改善底漆组合物的涂层(coat)的性质。因此，关于在制造过程中添加到底漆组合物中或在施用之前与底漆组合物混合的纤维的平均长度和平均厚度，这种纤维具有最大250μm的平均长度和1-50μm的平均厚度。

优选的纤维是具有1-25μm的平均厚度和最多250μm的平均长度的纤维，特别具有25-250μm的平均长度和1-25μm的平均厚度，尤其具有50-250μm(例如50-170μm)的平均长度和2-10μm的平均厚度。优选的有机纤维另外还具有至少2，例如至少3，如至少5的平均长度与平均厚度之比。

纤维的浓度一般为干底漆组合物(即，没有溶剂的组合物)固体体积的2-50％，例如干漆固体体积的3-40％。特别地，取决于纤维的类型和尺寸，纤维的相关浓度可以是干漆固体体积的4-35％，例如5-30％，例如6-25％，例如7-20％。

应理解，以上范围是指纤维的总量，因此，在利用两种或更多种纤维类型的情形中，组合量应落入以上范围内。

目前，特别优选的是矿物纤维，例如矿物-玻璃纤维、硅灰石纤维、雪硅钙石纤维、凹凸棒石纤维、火山岩纤维、铝矾土纤维、石棉纤维以及由矿物棉加工的矿物纤维。据认为改善本发明机械性能的市售矿物纤维(平均纤维长度以μm计，平均纤维厚度以μm计)的实施例为：

1.Coatforce CF10，来自Lapinus Fibres BV(荷兰)，火山岩纤维(125；5.5)

2.MS 603Roxul 1000，来自Lapinus Fibres BV(荷兰)，火山岩纤维(125；5)

3.MS 610Roxul 1000，来自Lapinus Fibres BV(荷兰)，(225；5.5)

4.FG 400/060，来自 Textil-Werke(德国)，E-玻璃(230；9-14)

5.Nyad G，来自Nyco Minerals(美国)，硅灰石(长/径比15∶1)

6.RCF-160，来自Sumitomo(日本)，C-玻璃(250；-)

7.Isofrax 1260C高指数，来自Unifrax(英国)(-；2-3μm)

在另一优选实施方案中，底漆组合物包含：

35-40％固体体积的环氧树脂粘合剂，

13-18％固体体积的固化剂，

25-30％固体体积的锌粉，

1-3％固体体积的反应性稀释剂，

5-10％固体体积的颜料和填料，和

6-12％固体体积的添加剂。

第二层—基于聚脲的粘合剂体系

第二层的面漆组合物包含基于聚脲的粘合剂体系。

基于聚脲的粘合剂体系

术语“聚脲-粘合剂体系”是指具有作为主要组分的一种或更多种二-异氰酸酯或聚异氰酸酯组分和一种或更多种二胺或聚胺组分的粘合剂体系。应理解，胺组分可以是天然的伯胺或仲胺，即它们可以包含一个或两个氢(R-NH₂或R-NH-R′)。

异氰酸酯组分与胺组分的反应(固化)导致脲官能度的形成。异氰酸酯(R-NCO)与伯胺(R′-NH₂)的反应导致式R-NH-C(＝O)-NH-′R的脲-官能度，而异氰酸酯(R NCO)与仲胺(R′-NH-R″)的反应导致式RNH-C(＝O)-N(R′)-R″的脲-官能度。

在一个尤其令人关注的实施方案中，一种或更多种二胺或聚胺组分包括仲胺。

一种当前优选的类型是先前在US 5,126,170中描述的基于聚脲的粘合剂体系，US 5,126,170通过引用并入本文。该聚脲涂料包含：

a)聚异氰酸酯组分，和

b)异氰酸酯反应性组分，与下式(I)对应的至少一个化合物：

其中X代表n价的有机基团，其在高至100℃的温度对异氰酸酯基团为惰性；

R¹和R²各自独立地选自在高至100℃的温度对异氰酸酯基团为惰性的有机基团；

R³和R⁴各自独立地选自氢和在高至100℃的温度对异氰酸酯基团为惰性的有机基团；并且

n是至少为2的整数。

所发生的交联基于聚异氰酸酯组分a)和异氰酸酯反应性组分b)之间的加成反应，尤其是含有仲胺基团的聚胺，所述聚胺也被称为“聚天冬氨酸衍生物”。

适合用作面漆组合物中的聚异氰酸酯组分a)的聚异氰酸酯包括聚氨酯化学的已知聚异氰酸酯。具有168-300分子量的合适低分子量聚异氰酸酯的实施例包括六亚甲基二异氰酸酯、2，2，4-和/或2，4，4-三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、1，4-二异氰酸酯环己烷、1-异氰酸酯-3，3，5-三甲基-5-异氰酸酯甲基环己烷(IPDI)、2，4′-和/或4，4′-二异氰酸酯-二环己基甲烷、2，4-和/或4，4′-二异氰酸酯-二苯基甲烷以及这些同分异构体与它们的高级同系化合物的混合物，所述同系化合物以已知的方式通过苯胺/甲醛缩合物、2，4-和/或2，6-二异氰酸酯甲苯以及这些化合物的任意混合物的光气化来获得。

然而，优选地，使用这些单体聚异氰酸酯的衍生物，如在涂料技术中常规地那样。这些衍生物包括含有缩二脲基团的聚异氰酸酯。

尤其优选改性的聚异氰酸酯：N，N′，N″-三-(6-异氰氧基己基)-缩二脲及其与它的高级同系物的混合物，以及N，N′，N″-三-(6-异氰酸酯基己基)-异氰酸酯及其与它的含有多于一个异氰酸酯环的高级同系物的混合物。

基于以上列举的单体的简单或改性聚异氰酸酯和有机多羟基化合物的含有异氰酸酯基团的预聚物和半预聚物也优选用作聚异氰酸酯组分a)。这些预聚物和半预聚物一般具有0.5-30wt％、优选1-20wt％的异氰酸酯含量，并且按已知方式、通过上述起始原料以1.05∶1至10∶1、优选1.1∶1至3∶1的NCO/OH当量比的反应来制备，可选地，在该反应之后蒸馏移除仍存在的任何未反应的挥发性起始聚异氰酸酯。

预聚物和半预聚物可适合于从分子量为62到299的低分子量多羟基化合物，例如乙二醇、丙二醇、三甲醇丙烷、1，6-二羟基己烷；这些多元醇与下文例举出的二羧酸的低分子量含羟基酯；这些多元醇的低分子量乙氧基化和/或丙氧基化产物；和前述多价改性或未改性的醇的混合物制得。

然而，预聚物和半预聚物优选地从聚脲化学的相对高分子量多羟基化合物制备，所述化合物具有300-8000、优选1000-5000的分子量，如从官能度和OH数目确定的。这些多羟基化合物每个分子具有至少两个羟基，并且一般具有0.5-17wt％、优选1-5wt％的羟基含量。

可以用于制备预聚物和半预聚物的合适的相对高分子量多羟基化合物的实施例包括基于前述低分子量单体醇的聚酯多元醇和多元羧酸如己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢化邻苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸、马来酸、这些酸的酐以及这些酸和/或酸酐的混合物。含羟基的聚内酯，特别是聚-ε-己内酯，也适合用于制备预聚物和半预聚物。

以已知方式通过合适起始分子的烷氧基化获得的聚醚多元醇也适合用于制备含异氰酸酯基团的预聚物和半预聚物。用于聚醚多元醇的合适起始分子的实例包括前述单体多元醇、水、具有至少两个NH键的有机聚胺和这些起始分子的任意混合物。环氧乙烷和/或环氧丙烷(polylene oxide)是尤其合适的用于烷氧基化反应的环氧烷。这些环氧烷可以以任意顺序或作为混合物引入烷氧基化反应中。

还合适用于制备预聚物和半预聚物的是含羟基的聚碳酸酯，所述聚碳酸酯可以通过前述单体二醇与光气以及碳酸二芳基酯如碳酸二苯酯的反应来制备。

已发现，聚脲面漆底漆成分的选择使得可能完全消除对锡基催化剂的需要。因此，在本发明的具体实施方案中，聚脲面漆底漆不含任何锡基催化剂。

合适的市售聚异氰酸酯树脂的实例为：

Desmodur N3900(先前的VP2410)，来自Bayer(德国)，脂肪族聚异氰酸酯

Desmodur N3600，来自Bayer(德国)，脂肪族聚异氰酸酯

Desmodur N3800，来自Bayer(德国)，脂肪族聚异氰酸酯

Tolonate HDT-LV2，来自Rhodia(法国)，脂肪族聚异氰酸酯

Desmodur N3390，来自Bayer(德国)，脂肪族聚异氰酸酯

Tolonate HDT90，来自Rhodia(法国)，脂肪族聚异氰酸酯

Basonat HI 190B/S，来自BASF(德国)，脂肪族聚异氰酸酯

Desmodur N75，来自Bayer(德国)，脂肪族聚异氰酸酯

Bayhydur VP LS 2319，来自Bayer(德国)，脂肪族聚异氰酸酯

Tolonate IDT 70B，来自Rhodia(法国)，脂肪族聚异氰酸酯。

组分b)整体或部分地基于与式I对应的化合物，其中R¹至R⁴以及n具有前面阐述的含义。尤其优选使用与上式对应的“聚天冬氨酸衍生物”，其中X代表通过从以下化合物去除氨基基团而获得的二价烃基团：1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷、2，2，4-和2，4，4-三甲基-1，6-二氨基己烷、1-氨基-3，3，5-三甲基-5-氨基甲基-环己烷、4，4′-二氨基-二环己基甲烷或3，3-二甲基-4，4′-二氨基-二环己基甲烷，并且n是2。

优选的起始组分b)还包含与式(I)对应的那些化合物，其中R¹和R²代表甲基或乙基基团，并且R³和R⁴代表氢。

合适的聚胺包括乙烯基二胺、1，2-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷、1，6-二氨基己烷、2，5-二氨基-2，5-二甲基己烷、2，2，4-和/或2，4，4-三甲基-1，6-二氨基己烷、1，11-二氨基十一烷、1，12-二氨基十二烷、1-氨基-3，3，5-三甲基-5-氨基甲基-环己烷、2，4-和/或2，6-六氢二苯乙烯基二胺、2，4′-和/或4，4′-二氨基-二环己基甲烷和3，3′-二甲基-4，4′-二氨基-二环己基甲烷。芳香族聚胺如2，4-和/或2，6-二氨基甲苯以及2，4′-和/或4，4′-二氨基二苯基甲烷也是合适的，但较不优选。含脂肪族键合伯胺基团的相对高分子量聚醚聚胺也是合适的，例如以商标Jeffamine市售的产品。

适合用于制备与式(I)对应的化合物的、任选取代的马来酸酯或富马酸酯的实例包括马来酸和富马酸的二甲酯、二乙酯和二-正丁基酯，以及在2-和/或3-位用甲基取代的相应马来酸酯或富马酸酯。

从以上提及的原料制备与式(I)对应的“聚天冬氨酸衍生物”可以按如下进行，例如，在0℃到100℃的温度下，所用的原料比例为使得对于每个伯胺基团存在至少1个、优选1个烯族双键。过量的原料可以通过在反应之后蒸馏来去除。反应可以在无溶剂或者在合适的溶剂(例如甲醇、乙醇、丙醇、二氧六环以及这样的溶剂的混合物)的存在下进行。根据本发明存在于涂料组合物中的粘合剂优选地基于异氰酸酯组分a)和与式(I)对应的二级聚胺的混合物，或者聚异氰酸酯组分a)和与式(I)对应的二级聚胺以及其他异氰酸酯反应性化合物的混合物。

这些其他任选使用的异氰酸酯反应性化合物优选为从聚氨酯化学已知的有机多羟基化合物，并且包括前文用于制备适合用作异氰酸酯组分a)的预聚物和半预聚物所列出的低分子量多羟基化合物和相对高分子量多羟基化合物。

可以用作组分b)的一部分的尤其优选的异氰酸酯反应性化合物是已知用于聚氨酯涂料的羟基官能聚丙烯酸酯。这些化合物是烯键式不饱和化合物的含羟基共聚物，所述烯键不饱和化合物具有通过蒸汽压或膜渗透压法确定的800-50,000、优选1000-20,000以及更优选5000-10,000的数均分子量(M_n)，并且具有0.1-12wt％、优选1-10wt％以及最优选2-6wt％的羟基含量。共聚物是基于含有羟基的烯族单体以及不含羟基的烯族单体。合适单体的实例包括乙烯基和亚乙烯基单体，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻-和对-氯苯乙烯、邻-、间-和对-甲基苯乙烯、对-叔丁基苯乙烯；丙烯酸；(甲基)丙烯腈；含有1至8个碳原子的醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，例如丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丙酯和丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸异丁酯；在醇组分中具有4至8个碳原子的富马酸、衣康酸或马来酸的二酯；(甲基)丙烯酰胺；具有2至5个碳原子的烷烃单羧酸的乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯或丙酸乙烯酯；以及在羟烷基基团中具有2至4个碳原子的丙烯酸或甲基丙烯酸的羟烷基酯，例如丙烯酸和甲基丙烯酸2-羟乙基酯、2-羟丙基酯、4-羟丁基酯以及三甲醇丙烷-单-或季戊四醇单-丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。以上例举单体的混合物也可以用于制备羟基官能聚丙烯酸酯。

前面描述的多羟基化合物的混合物可以用作组分b)的一部分。

在根据本发明使用的粘合剂中，组分a)和b)以足以提供0.8∶1至20∶1、优选0.8∶1至2∶1、更优选0.8∶1至1.5∶1、甚至更优选0.8∶1至1.2∶1和最优选约1∶1的异氰酸酯基团对异氰酸酯反应性基团当量比的量使用。任选的多羟基化合物存在于组分b)的量为使对于来自与式(I)对应的化合物的每个仲胺基团存在至多20个羟基，优选羟基对仲胺基团的当量比为10∶1至1∶10。

合适的市售异氰酸酯反应性树脂的实例为：

Desmophen NH 1220，来自Bayer(德国)，基于聚天冬氨酸的聚脲粘合剂

Desmophen NH 1420，来自Bayer(德国)，基于聚天冬氨酸的聚脲粘合剂

Desmophen NH 1520，来自Bayer(德国)，基于聚天冬氨酸的聚脲粘合剂

底漆和面漆组合物的其他成分

底漆组合物和面漆组合物各自还可以包含对于本领域技术人员将是明显的其他漆成分。这样的漆成分的实例是溶剂、颜料、填料、添加剂(如增稠剂、润湿剂、悬浮剂、防流挂剂、防沉剂、稳定剂、聚结剂和触变剂)。

组合物通常包含一种或更多种溶剂。溶剂的实例是醇类，例如水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇和苯甲醇；醇/水混合物，例如乙醇/水混合物；脂肪族、脂环族和芳香族烃类，例如石油溶剂油、环己烷、甲苯、二甲苯和石脑油溶剂；酮类，例如甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、甲基异戊基酮、双丙酮醇和环己酮；醚醇类，例如1-甲氧基-2-丙醇、2-丁氧基乙醇和丁基二甘醇；酯类，例如乙酸甲氧基丙酯、乙酸正丁酯和乙酸2-乙氧基乙酯；及其混合物。

可用于环氧树脂底漆组合物的溶剂的典型实例是醇类，例如水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇和苯甲醇；醇/水混合物，例如乙醇/水混合物；脂肪族、脂环族和芳香族烃类，例如石油溶剂油、环己烷、甲苯、二甲苯和石脑油溶剂；酮类，例如甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、甲基异戊基酮、双丙酮醇和环己酮；醚醇类，例如1-甲氧基-2-丙醇、2-丁氧基乙醇和丁基二甘醇；酯类，例如乙酸甲氧基丙酯、乙酸正丁酯和乙酸2-乙氧基乙酯；及其混合物。

可用于面漆组合物的溶剂的典型实例是脂肪族、脂环族和芳香族烃类，例如石油溶剂油、环己烷、甲苯、二甲苯和石脑油溶剂；酮类，例如甲基乙基酮、丙酮、甲基异丁基酮、甲基异戊基酮、双丙酮醇和环己酮；酯类，例如乙酸甲氧基丙酯、乙酸正丁酯和乙酸2-乙氧基乙酯；及其混合物。

底漆和面漆组合物的制备

底漆组合物和面漆组合物可以通过漆生产领域常用的任意合适的技术来制备。因此，各种成分可以使用高速分散器、球磨机、珠磨机、三辊滚轧机等来混合到一起。根据本发明的漆可以使用袋式过滤器、帕顿式过滤器(patron filter)、丝网间隙过滤器(wire gap filter)、楔形丝网过滤器(wedge wire filter)、金属边缘过滤器(metal edge filter)、EGLM依次清洁过滤器(turnoclean filters，来自Cuno)、DELTA压力过滤器(来自Cuno)以及Jenag粗滤器(来自Jenag)过滤，或通过振动过滤过滤。

待用于本文的底漆和面漆组合物方便地通过混合两种或更多种组分，例如两种预混合物来制备。应理解，当提及漆组合物时，它是备好待用的混合漆组合物。

作为一个实例，环氧树脂底漆组合物的环氧树脂底漆基础组分和固化剂组分通过将固化剂添加到基础组分并充分搅拌直到混合物均匀来混合(例如，大致为3∶1的体积比)。混合物立即可施用，例如通过喷涂施用。

作为一个实例，聚脲面漆组合物的聚脲面漆基础组分和固化剂组分通过将固化剂添加到基础组分并充分搅拌直到混合物均匀来混合(例如，大致为3∶1的体积比)。混合物然后立即可施用，例如通过喷涂施用。

底漆和面漆组合物的施用

底漆组合物和面漆组合物可以通过公知的标准施用方法施用到基材(尤其是钢结构)，所述方法如常规的气喷或者通过无气-或混气-喷涂设备(或者作为替代方案利用刷子或辊，尤其是当用作条状涂层时)。由于本发明的涂料体系的适用期相对短，所以优选具有自动测量混合比例的双组分喷涂系统。

膜厚度

涂料体系通常以120-400μm，例如150-350μm的总干膜厚度施用。

与许多可用涂料体系不同，通常优选第一层(底漆)的干膜厚度高于第二层(面漆)的干膜厚度。

据认为，优选第一层的干膜厚度为至少为100μm。

在尤其适用于例如内部结构的一个实施方案中，涂料体系选择如下：

(i)第一层的干膜厚度为80-160μm，例如100-140μm；和

(ii)第二层的干膜厚度为40-120μm，例如60-100μm。

在尤其适用于例如风车塔的另一实施方案中，涂料体系选择如下：

(i)第一层的干膜厚度为100-180μm，例如120-160μm；和

(ii)第二层的干膜厚度为60-140μm，例如80-120μm。

在尤其适用于例如近海目的的又一实施方案中，涂料体系选择如下：

(i)第一层的干膜厚度为160-240μm，例如180-220μm；和

(ii)第二层的干膜厚度为80-160μm，例如100-140μm。

替代的涂料体系

上述涂料体系的一个替代方案由以下组成：

(i)包含基于环氧树脂的粘合剂体系的第一层底漆组合物，所述底漆组合物具有至少86％的体积固体％；和

(ii)包含基于聚脲的粘合剂体系的第二层面漆组合物，所述面漆组合物具有至少78％的体积固体％；

其中所述涂料体系的加权平均体积固体百分数为至少82％，例如至少83％或至少84％。

除了底漆组合物的体积固体％和面漆组合物的体积固体％，所述涂料体系遵循针对以上进一步描述的涂料体系的指导、实施方案和变化方案(细节上做必要的修改)，包括在“涂料体系”、“高固体体积百分数”、“第一层—底漆组合物”、“第二层—基于聚脲的粘合剂体系”、“底漆和面漆组合物的其他成分”、“底漆和面漆组合物的制备”、“底漆和面漆组合物的施用”以及“膜厚度”部分中的细节。

事实上，底漆组合物具有至少86％，例如至少87％，如至少88％的体积固体％。类似地，面漆组合物具有至少78％，例如至少79％，如至少80％的体积固体％。

据认为，并且最重要地，涂料体系的加权平均体积固体％为至少82％，例如至少83％，如至少84％。

优选的实施方案

考虑到初步的结果，本发明尤其提供适合于侵蚀性环境的涂料体系，其由以下组成：

(i)包含基于环氧树脂的粘合剂体系和所述底漆组合物的25-30％固体体积的锌的第一层锌底漆组合物，所述底漆组合物具有至少82％的体积固体％；和

(ii)包含基于聚脲的粘合剂体系的第二层面漆组合物，所述面漆组合物具有至少82％的体积固体％，并且所述粘合剂体系包含式(I)的异氰酸酯反应性组分：

其中X代表n价的有机基团，其在高至100℃的温度对异氰酸酯基团为惰性；

R¹和R²各自独立地选自在高至100℃的温度对异氰酸酯基团为惰性的有机基团；

R³和R⁴各自独立地选自氢和在高至100℃的温度对异氰酸酯基团为惰性的有机基团；并且

n是至少为2的整数；

其中所述涂料体系的加权平均体积固体％为至少84％；并且

其中第一层的干膜厚度高于第二层的干膜厚度，所述第一层具有至少100μm的干膜厚度。

根据以上描述的替代涂料体系，本发明还提供适合于侵蚀性环境的涂料体系，其由以下组成：

(i)包含基于环氧树脂的粘合剂体系和所述底漆组合物的25-30％固体体积的锌的第一层锌底漆组合物，所述底漆组合物具有至少86％的体积固体％；和

(ii)包含基于聚脲的粘合剂体系的第二层面漆组合物，所述面漆组合物具有至少78％的体积固体％，并且所述粘合剂体系包含式(I)的异氰酸酯反应性组分：

其中X代表n价的有机基团，其在高至100℃的温度对异氰酸酯基团为惰性；

R¹和R²各自独立地选自在高至100℃的温度对异氰酸酯基团为惰性的有机基团；

R³和R⁴各自独立地选自氢和在高至100℃的温度对异氰酸酯基团为惰性的有机基团；并且

n是至少为2的整数；

其中所述涂料体系的加权平均体积固体％为至少82％，例如至少83％，或至少84％；并且

其中第一层的干膜厚度高于第二层的干膜厚度，所述第一层具有至少100μm的干膜厚度。

在以上涂料体系的尤其令人关注的实施方案中，整个涂料体系的“干至可操作”时间在20℃小于11小时，例如小于9小时，尤其小于7小时。

在其令人关注的另一实施方案中，根据ISO 12944-6测定的干涂料体系的锈蔓延为最多1mm。

经涂覆结构

本发明还涉及经涂覆结构，所述经涂覆结构的至少一部分表面上载有干燥形式的上述涂料体系。

这样的结构通常为钢或铁结构，尤其是钢。其令人关注的实例是例如在海岸、近海或工业环境以及要求快速耐盐水性的潮汐带区域中的近海平台、风车塔、钢烟囱、发电站、钢桥、起重机、轨道车辆、集装箱、风轮机等的结构。尤其令人关注的是风车塔。

用于建立经涂覆结构的方法

本发明还涉及利用由底漆组合物和面漆组合物组成的涂料系统建立经涂覆结构的方法，所述底漆组合物包含基于环氧树脂的粘合剂体系，所述面漆组合物包含基于聚脲的粘合剂体系，所述方法包括：

(i)将所述底漆组合物施用于所述结构表面的预定部分上，由此在所述表面上形成可固化的底漆膜，

(ii)使所述可固化的底漆膜至少部分固化，由此形成环氧树脂底漆涂层，

(iii)将所述面漆组合物施用于所述环氧树脂底漆涂层上，由此在所述环氧树脂底漆涂层上形成可固化的面漆膜，和

(iv)使所述可固化的面漆膜固化，并且如果需要的话使所述环氧树脂底漆涂层完全固化，由此形成由环氧树脂底漆涂层和聚脲面漆组成的固化的涂料体系；

其中所述底漆组合物具有至少82％的体积固体％，所述面漆组合物具有至少82％的体积固体％；并且所述涂料体系的加权平均体积固体％为至少84％，或者

其中所述底漆组合物具有至少86％的体积固体％，所述面漆组合物具有至少78％的体积固体％，并且所述涂料体系的加权平均体积固体百分数为至少82％。

在一个尤其令人关注的实施方案中，底漆组合物包含20-35％固体体积的锌，例如25-30％固体体积的锌。

或者，本发明所述方法可以根据以上关于涂料体系、优选实施方案、经涂覆结构等所公开的细节进一步具体化。

新型底漆组合物

考虑到以上公开的细节以及得到的初步结果，据认为可用于涂料体系以及在本文公开的方法中的某些底漆组合物(见上文)本身是新颖的。

因此，本发明还提供包含基于环氧树脂的粘合剂体系和底漆组合物的20-40％固体体积的锌的锌环氧树脂底漆组合物；所述底漆组合物具有至少82％，例如至少84％，或至少86％的体积固体％。在其优选实施方案中，基于环氧树脂的粘合剂体系包含选自曼尼希碱、脂肪族聚胺和改性脂肪族聚胺的固化剂。在其特别优选的实施方案中，基于环氧树脂的粘合剂体系包含选自曼尼希碱的固化剂。

优选地，锌环氧树脂底漆组合物的“干至可操作”时间在20℃小于5小时，例如小于4小时，尤其小于3小时。

还优选地，锌环氧树脂底漆组合物的“干至可行走”时间在20℃小于5小时，例如小于4小时，尤其小于3小时。

在另一优选实施方案中，所述固化剂至少部分地与缩水甘油醚官能反应性稀释剂进一步反应。

此外，本发明还提供包含基于环氧树脂的粘合剂体系的环氧树脂底漆组合物；所述底漆组合物具有至少82％，例如至少84％，或至少86％的体积固体％；和在20℃小于5小时，例如小于4小时，尤其小于3小时的“干至可操作”时间。

另外，本发明还提供包含基于环氧树脂的粘合剂体系的环氧树脂底漆组合物；所述底漆组合物具有至少82％，例如至少84％，或至少86％的体积固体％；和在20℃小于5小时，例如小于4小时，尤其小于3小时的“干至可行走”时间。

对于锌环氧树脂底漆组合物和环氧树脂底漆组合物的进一步说明，再次参见上文。

实施例

原料

实施例中使用的商用漆体系

HEMPADUR ZINC 17320(来自Hempel A/S)是双组分富锌环氧树脂漆。其固化成坚固且耐腐蚀的涂层。推荐用途：用作中到强腐蚀性环境中的钢上的底漆，或者用于集装箱上的在线应用。体积固体％：61。

HEMPADUR 47140(来自Hempel A/S)是双组分聚酰胺加合物固化的、厚涂层环氧树脂漆，该漆兼具相对高的体积固体含量和短的干燥时间。推荐用途：用作温和到中度大气环境中的底漆，或者用作中到强腐蚀性大气环境中环氧树脂体系中的中间涂层或面涂层，或者用作其中环氧树脂漆的常见户外外观可令人接受的面涂层。体积固体％：70。

HEMPATHANE TOPCOAT 55210(来自Hempel A/S)是双组分、半光丙烯酸聚氨酯涂料，以脂肪族异氰酸酯固化，具有良好的保光性和保色性。推荐用途：用作要求耐光牢度和保光性的强腐蚀性大气环境中结构钢保护的面涂层。体积固体％：51。

PERMATEX NCG BASE COAT(来自Sika GmbH)是双组分快干低溶剂环氧树脂底漆。推荐用途：用作风轮机的长期腐蚀性保护。体积固体％：81。

PERMACOR 2230VHS(来自Sika GmbH)是双组分低溶剂快干丙烯酸-聚氨酯面漆。推荐用途：用作腐蚀性环境的长期耐候涂层。体积固体％：70。

INTERZINC 52(来自International)是双组分、富金属锌环氧树脂底漆。推荐用途：用作侵蚀性环境的高性能底漆。体积固体％：59。

INTERCURE 99(来自International)是双组分DTM底漆聚氨酯面涂层。推荐用途：用作温和到中度腐蚀性环境的直接涂于金属的(DTM)面涂层，或者用作强腐蚀性环境的锌环氧树脂底漆上的面漆。体积固体％：80。

底漆和面漆的组成

表1：底漆A的组成(重量份数)

表2：面漆1-3的组成(重量份数)

  面漆1  面漆2  面漆3# 组分1：聚脲面漆基础剂  131.5  129.4  129.3 粘合剂  40.0  39.0  33.3

#面漆3是属于本文所描述的“替代的涂料体系”的面漆。

漆组合物的制备

制造环氧树脂底漆基础剂

在搅拌下添加粘合剂、消泡剂、润湿剂和流变添加剂。研磨10分钟。添加二甲苯、锌粉和铝颜料并同时搅拌。研磨至最大50μm。以丁醇、增塑剂和苯甲醇冷却漆浆。当温度低于50℃时添加助粘剂。用二甲苯调节粘度。

制造环氧树脂底漆固化剂

装填固化剂：曼尼希碱、改性脂肪族聚胺。在搅拌下混合并添加环氧树脂粘合剂，并放置24小时。添加环氧树脂促进剂。将加合物的大约50％与消泡剂、流变添加剂、颜料和增量剂混合。研磨至50μm，温度最低50℃。添加剩下的加合物。添加二甲苯并充分搅拌。添加助粘剂并混合。

底漆组合物的制备

以3∶1的体积比混合环氧树脂底漆基础剂成分和用于所述环氧树脂底漆的固化剂组分，方法是将所述固化剂添加到所述基础剂，并充分搅拌直到混合物均匀。所述混合物立即可施用。

制造聚脲面漆基础剂

装填粘合剂，在搅拌下混合并添加水清除剂、流变添加剂I、润湿剂、颜料、增量剂和消光剂。研磨至40μm。高速下添加光稳定剂、流变添加剂II。添加乙酸丁酯和助粘剂。用二甲苯调节粘度。

制造聚脲面漆固化剂

固化剂仅由粘合剂组分组成。

聚脲面漆组合物的制备

以3∶1的体积比混合聚脲面漆基础剂组分和用于聚脲面漆的固化剂，方法是将所述固化剂添加到所述基础剂，并充分搅拌直到混合物均匀。所述混合物立即可施用。

施用程序

本发明的涂料可以通过公知的标准施用方法来施用，如常规的空气喷涂或者通过无气或混合气喷涂设备。由于本发明的涂料体系的适用期相对短，所以优选带有自动测量混合比例的双组分喷涂系统。

试验方法

体积固体％的确定

体积固体％(VS％)根据ISO 3233来确定，变化之处是在23℃和50％相对湿度下干燥7天。

制备了十份试样(即，重复十次)。

体积固体(VS)数以百分数表示以下比例：

(7天后测量的干膜厚度)/(施用后立即测量的湿膜厚度)×100％.

体积固体常常略高于理论值(称作“固体体积”)，所述理论值是在考虑各原材料的比重和固体含量的情况下基于漆组合物的计算求得的。体积固体考虑到如下情况：通常保留少量的溶剂，并且空气可能以空泡的形式或作为间隙而被截留在干漆膜中。与理论值相比，体积固体一般与干膜厚度的实际测量更相符合。

“干至可操作”时间的确定

使用试验方法来确定“干至可操作”时间。在施用最外漆涂层之后，向新上漆的板(DFT，通常为120-400μm)施加100kg/cm²的压力3分钟。施加该压力的目的是模拟搬运和运输经涂覆物体时使用的工具和设备所施加的压力。借助于具有可移动臂的气动压缩机，将涂有特氟龙的钢块(底面积3.14cm²)压向上漆的表面。如果所述漆未“干至可操作”，则漆将从加压块下方渗出，导致可见的压痕污点。

将由所施加压力导致的上漆表面的外观分成1到5的等级，其中1为不能令人满意(unsatisfactory)，而5为完美(perfect)，即试验后没有可见污点。3以上的任意等级被称为“可接受的”。在施用最外漆涂层之后以1小时的间隔施加压力(当认为板备好进行试验时，施用之后开始完整的小时数)(每次试验一块新板)，并直到获得5的等级，或直到再没有板可用。

根据该试验，“干至可操作”的定义是为了获得等级5所需的在最外涂层的施用之后时间。该时间段之后，漆表面硬化到足以被小心搬运而不发生脱落/受损。

“干至可行走”时间的确定

“干至可行走”时间与干至可操作时间的确定基本相同，不过使用5kg/cm²的压力。施加该压力是为了模拟在涂有底漆组合物的表面上行走的人的鞋或靴所施加的压力。

因此，在施用底漆层之后，向新上漆的板(DFT通常为50-150μm)施加5kg/cm²的压力3分钟。借助于具有可移动臂的气动压缩机，将涂有特氟龙的钢块(底面积25cm²)压向上漆的表面。如果所述漆未“干至可行走”，则漆将从加压块下方渗出，导致可见的压痕污点。

将由所施加压力导致的上漆表面的外观分成0到5的等级，其中1为不能令人满意，而5为完美，即试验后没有可见污点。在施用底漆之后以1小时的间隔施加压力(当认为板备好进行试验时，施用之后开始完整的小时数)(每次试验一块新板)，并直到获得5的等级，或直到再没有板可用。

根据该试验，“干至可行走”的定义是为了获得等级5所需的在最外涂层的施用之后的时间。该时间段之后，漆表面硬化到足以在上面行走而不发生脱落/受损。

腐蚀试验-方法I

a)盐雾试验(SST)-方法I

根据ASTM B 117(ISO 9227(之前的ISO 7253))的盐雾试验。试验的目的是评价在盐雾中的耐腐蚀性或再现在包含盐雾或盐飞溅(splash)的气氛中发生的腐蚀。在35℃用5％的NaCl溶液持续喷雾。当停止试验时，分别根据ASTM D 714(ISO 4628-2)和ASTM D 610(ISO4628-3)评价起泡和生锈。根据ASTM D 3359依照X-槽方法(X-cut)评价附着，方法A(见下文)。

b)附着试验(ADH)-方法I

附着试验用于评价漆体系对基材以及涂层之间的附着。

根据ASTM D 3359的X-槽，方法A。向膜中切出“X”直至基材，在“X”上施用压力带(TESAPACK 4287)并然后移除，然后通过与描述和图片对比来评价附着。使用所述方法的自的是为了确定在涂层间(附着破坏)或涂料中(粘着破坏)是否可以发生涂料对基材的附着。报告破裂的类型，并且按5(完美)到0(差)的等级判定严重度。

腐蚀性试验-方法II

根据腐蚀类别C5-M(高，参见ISO 12944-6)评价涂料体系。根据ISO 12944标准，将总体评价定级为“通过”或“失败”。

板尺寸为70×150×5mm，具有与ISO 8503-1中等(G)相似的表面粗糙度(外形)。

评价由以下试验a)-c)组成：

a)ADH-参比板

对每个体系制备一组三块参比板，用于根据ISO 4624的拉脱试验来评价未暴露的板上的附着。

b)BBT-起泡箱试验

根据ISO 6270-1进行起泡箱试验。进行该方法的目的是利用受控冷凝来评价涂料体系的耐水性。每次试验使用三块板。

将具有涂料体系的板表面暴露于40℃的饱和水蒸气，与水平面成15°角。板的相反侧暴露于室温。在暴露(720小时)结束之后，分别根据ISO4628-2和ISO 4628-3评价起泡和生锈。根据ISO 4628-4评价开裂。根据ISO 4624(拉脱试验)评价附着。实际附着试验在暴露结束48小时之后实施。

c)SST-盐雾试验-方法II

根据ISO 9227进行盐雾试验。进行该方法的目的是通过再现在包含盐雾或盐飞溅的气氛中发生的腐蚀来评价涂料体系的耐腐蚀性。每次试验使用六块板。

盐雾试验的操作条件为在35℃用5％NaCl溶液持续喷雾。暴露(1440小时)结束之后，分别根据ISO 4628-2和ISO 4628-3评价板和划痕周围(距离中心的mm数)上的起泡和生锈。根据ISO 4628-4评价开裂。根据ISO 4624(拉脱试验)评价附着。在划痕处移除漆膜，并在九个点测量生锈的宽度，从中计算M-最大和M-平均值。实际附着试验在暴露结束48小时之后实施。

结果

腐蚀试验-方法I

将经涂覆的板暴露于盐雾试验，并暴露2171小时。随后，根据试验细节评价所述板。

两个被试验体系在非常侵蚀性的抗腐蚀性试验之后均显示优异的起泡性能和完美的附着力。根据本发明的涂料体系还仅显示出最小的锈蔓延(＜1mm)。

干至可操作时间

来自“干至可操作”时间试验的结果显示，底漆A和面漆1的涂料体系具有优异的干至可操作时间，因为100kg/cm²的压力在压入之后没有留下可见污点(等级5)。

处理时间/VOC

¤基于由产品数据页提供的数据

@加权平均体积固体％

^*基于以上干至可操作时间结果。

#整个体系的总VOC(g/m²)(计算值)：

对于每个涂层：

(VOC(g/L))/(在所提及的DFT的理论覆盖率(m²/L))＝(涂层的VOC(g/m²))

整个体系的总VOC等于每个涂层的贡献总量：

(体系的总VOC)＝(1.涂层的VOC)+(2.涂层的VOC)+(3.涂层的VOC(如果有的话))

@加权平均体积固体％

^*基于以下的干至可操作时间结果。“在漆车间的处理时间”已被计算为干至可行走时间或推荐的外涂层时间(over-coating time)加上干至可操作时间。关于Hempadur 47140，已观察到推荐的涂层时间(在200μm的DFT约为3h)。

#整个体系的总VOC(g/m²)(计算值)：如针对表5确定的。

底漆A和面漆1的涂料体系提供漆车间的处理时间与VOC方面的优异性能。

室温(23℃，50％相对湿度)的“干至可操作”结果

根据本发明的体系比市售参照体系明显更快地达到“干至可操作状态”。

室温的干至可行走时间

当以指定实际应用的干膜厚度比较时，根据本发明的底漆组合物与市售底漆Hempadur zinc 17320和Interzinc 52具有相等的“可行走时间”，并且这三者全看起来都比市售NCG底涂层更快。

腐蚀性试验-方法II

体系Hempadur锌17320/Hempadur 47140/Hempathane面漆55210和Permatex NCG底涂层/Permacor 2230VHS因过量的锈蔓延、M-值(＞1mm)而没有通过C5-M高的要求。根据本发明的三个涂料体系都通过了试验。全部涂料体系在附着和不起泡方面均展示出优异的性质。