CN101213228A - 包含羟基改性的聚氨酯分散粘合剂的多层涂层系统 - Google Patents

Abstract

提供了含有羟基官能化聚氨酯分散液的多层涂层系统。该羟基官能化聚氨酯含有由异氰酸酯与含活性氢的化合物(如聚酯型多元醇)反应形成的预聚合物中间物与具有至少两个胺基团和一个羟基的化合物(如二氨基醇)的反应产物。此外，提供了水性底漆组合物，该组合物具有改进的流变性和图案控制性。这种水性底漆组合物含有羟基官能化聚氨酯分散液、丙烯酸乳液树脂、水稀释性聚酯树脂和纤维素酯。

Description

包含羟基改性的聚氨酯分散粘合剂的多层涂层系统

本申请要求2005年7月1日提交的美国临时申请60/695,942和2005年7月7日提交的美国临时申请60/697,097作为优先权，并将其全文纳入作为参考。

本发明涉及用于原始设备制造商(OEM)生产或机动车辆抛光(VR)应用的多层涂层系统如机动车底漆/清漆系统。该涂层系统可包括底料、底漆(basecoat)、和清漆组合。它还可包括3相面漆系统，其中该面漆在任意内涂层之上，由清漆、中间涂层和底涂层构成。在一个实施方式中，本发明包括新颖的低挥发性有机物含量(VOC)底漆组合物。在另一实施方式中，本发明包含在涂层中使用的新颖的粘合剂组合物。

用于机动车、卡车、机器等表面上的多层涂层已使用多年。最初，这些涂层系统使用有机溶剂。随着对环境越来越关注，法规也越来越严格，减少该涂层系统中的有机溶剂的量也越来越重要。最近几年逐渐开发了水性系统。具体说，作为VOC顺应性底漆/清漆系统的一部分的水性系统的开发在增加。本发明涉及用于OEM和VR应用中的多层涂层系统的低VOC底漆和/或清漆组合物。该底漆包含新颖的粘合剂系统，VOC低，具有所需的应用性质，且可用易于获得的大范围的颜料着色，并用于机动车工业，所述颜料包括非金属性颜料、金属性颜料和其它乳白色颜料。

通常通过将两种主要组分(a)一种或多种颜料分散液(颜料磨碎糊剂)和(b)调稀清漆(letdown clear)混合而形成水性调色剂组合物。许多底漆的颜色是两种或多种着色的调色剂组合的结果，产生了最终用途的组合物，该组合物可以是本文公开的调色剂组合物的加权平均，且可与本文公开的单个调色剂例子不同。调色剂包含各种颜料，包括但不限于彩色颜料如二氧化钛、炭黑、红色氧化物等，乳白色颜料如云母类，和金属性颜料如铝。通常，这些颜料以干粉末形式获得，在加入油漆系统(本文描述了此领域)前它们需要被完全分散；但是，也可从市场上购得分散的颜料，且如下文所述，这些分散的颜料可用于低VOC水性涂料技术。上述一种或多种调色剂的组合提供了具有所需底漆颜色的OEM油漆或VR抛光剂。

在本发明的一个实施方式中，在用于基底之前，如包装之前，通过将一种或多种着色的分散液与一种或多种调稀清漆组分混合而配置调色剂。本发明此实施方式中的调稀清漆组合物含有羟基官能化的聚氨酯分散液(PUD)作为粘合剂。为获得本文所述的所需性质，该调稀清漆还可含有各种用量的水、有机溶剂、填充颜料、其它树脂和一种或多种其它添加剂以及它们的各种组合。可用于本发明的其它树脂包括但不限于采用自由基添加聚合反应制得的水性乳液聚合物、水稀释性树脂、和纤维素酯。

本发明的水性底漆涂料组合物含有一种或多种调色剂组合物和任选的在应用前与调色剂混合(如在使用该底漆组合物前使用施用器短时间或立即混合)的(i)一种或多种还原剂、(ii)混合清漆(clear)、和(iii)交联剂。

应理解，除非另有说明，否则本发明并不限于具体的合成方法或具体的制剂，因此，本发明可与所公开的内容有所不同。还应理解，所使用的术语仅仅是为了描述具体的实施方式的，而不意图限制本发明的范围。

除非另有说明，本说明书和权利要求书中所有表示成分的量、性质的数值如分子量、反应条件等等在所有情况下都应理解为被术语“约”所修饰。因此，除非有相反说明，否则在说明书下面的内容以及附带的权利要求书中的数值性参数都是近似值，它们可根据本发明所寻求获得的所需性质而改变。至少，且不意图限制对权利要求范围适用等同原则，各数值性参数应至少根据所公开的有效数字并通过常规化整技术来加以解释。尽管描述本发明大范围的这些数值范围和参数是近似值，但具体实施例中所给出的数值还是尽可能地准确。但是，任何数值固有地包含某些误差，这些误差必然地产生自它们各自测量值中的标准偏差。

在本文中，术语“异氰酸酯”指含有一个或多个异氰酸酯或异硫氰酸酯基团或其组合的任何化合物。在本文中，术语“聚异氰酸酯”指具有多个(一个以上)异氰酸酯基团或异硫氰酸酯基团的化合物，或含有一个或多个异氰酸酯基团或异硫氰酸酯基团中的每一个的化合物或加合物。

本发明的一个实施方式涉及一种底漆涂料组合物，该组合物含有粘合剂组合物，该粘合剂组合物含有羟基官能化的聚氨酯分散液。本发明的水基羟基官能化聚氨酯分散液含有(A)异氰酸酯预聚合物中间物和(B)增链剂的反应产物。该异氰酸酯预聚合物可含有(i)异氰酸酯化合物和(ii)含活性氢的化合物的反应产物。活性氢与异氰酸酯基团反应，形成氨酯基。在一个实施方式中，可使用过量(以摩尔计)的异氰酸酯产生具有游离异氰酸酯的预聚合物。组分(B)，即增链剂，可含有具有至少两个活性氢和至少一个羟基的化合物。在使用时，可通过蒸发水和接合单个聚合物颗粒而将本发明的羟基官能化的聚氨酯分散液熟化。

用于本发明的异氰酸酯预聚合物可含有异氰酸酯化合物和预含活性氢的化合物的反应产物。用于本文的异氰酸酯可以是脂族、环脂族或芳族异氰酸酯或其混合物。异氰酸酯可包括例如单异氰酸酯、二异氰酸酯、或高级聚异氰酸酯。此外，异氰酸酯可选自饱和或未饱和的寡聚异氰酸酯，例如由马来酸酐(maelic anhydride)/新戊二醇寡聚物之类的化合物与异氰酸酯化合物反应形成的那些异氰酸酯。此外，取代的有机异氰酸酯包括诸如硝基、氯、烷氧基和其它不与羟基或活性氢反应的基团的取代基，条件是这些取代基所处位置不导致异氰酸酯基团无反应性。合适的异氰酸酯例子包括但不限于亚乙基二异氰酸酯、异氰酸环己酯、异氰酸苯酯、异氰酸甲苯酯、1，2，4-苯三异氰酸酯、纯的或聚合的二苯甲烷二异氰酸酯如4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，3-苯二异氰酸酯、1，4-苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二异氰酸1，4-四亚甲酯、1，6-己二异氰酸酯、1，6-亚己基二异氰酸酯、2，4，4-三甲基1，6-亚己基二异氰酸酯、环己基1，4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4，4’-亚甲基-二(环己基异氰酸酯)、1，12-十二烷二异氰酸酯、环丁烷-1，3-二异氰酸酯、环己烷-1，3-二异氰酸酯和/或环己烷-1，4-二异氰酸酯、1-异氰酸根合-2-异氰酸甲酯基环戊烷、2，4-和/或2，6-六氢甲苯基二异氰酸酯、2，4-和/或4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、α，α，α’，α-四甲基-1，3-和/或-1，4-亚二甲苯基二异氰酸酯、1-异氰酸根合-1-甲基4(3)-异氰酸甲酯基-环己烷、1，3-和1，4-亚苯基二异氰酸酯、萘-1，5-二异氰酸酯、三苯基甲烷-4，4’，4”-三异氰酸酯、聚苯基聚亚甲基聚异氰酸酯，以及已知的或发现能够用于涂料应用的其它类似异氰酸酯，以及前述异氰酸酯的混合物。

异氰酸酯与具有能与异氰酸酯基团反应/交联的反应组分的化合物反应，形成预聚合物。这些反应组分可包括活性氢原子。为了形成具有游离的异氰酸酯基团的预聚合物，异氰酸酯提供的异氰酸酯基团的数量应超过活性氢原子的数量。含有活性氢的化合物的例子包括聚合的多羟基化合物，如多羟基化的聚醚、聚酯、聚酰胺酯、聚碳酸酯、羟基官能化的丙烯酸类树脂类、烃类、羟基官能化的聚丁二烯类和羟基官能化的氢化聚丁二烯类。在一个有用的实施方式中，可使用聚酯型多元醇。在另一个实施方式中，可使用聚醚型多元醇。其它多羟基化合物如乙二醇、丙二醇、二甘醇、甘油、山梨醇、季戊四醇、双丙甘醇等也可单独或与所述聚合的多羟基化合物一起使用。

聚酯型多元醇通过一种或多种多元醇与一种或多种多元羧酸缩合而成。合适的多元醇包括但不限于甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、1，4，6-辛三醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、十二烷二醇、辛二醇、氯戊二醇、甘油单烯丙醚、甘油单乙醚、二甘醇、2-乙基己二醇-1，4、环己二醇-1，4、1，2，6-己三醇、1，3，5-己三醇、1，3-二-(2-羟基乙氧基)丙烷、新戊二醇、2-甲基丙二醇、三羟甲基丙烷单烯丙醚、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、1，4-丁二醇、环己基二甲醇、2，2-二甲基-3-羟丙基-2，2-二甲基-3-羟基丙酸酯等。多元羧酸的例子包括但不限于邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸、马来酸(maelic acid)、十二烷基马来酸、十八烯基马来酸、延胡索酸、乌头酸、偏苯三酸、丙三羧酸、3，3’-硫代二丙酸、琥珀酸、己二酸、环己基-1，2-二羧酸、1，4-环己二烯-1-二羧酸和相应的酸酐、酰氯和酸酯。在一个有用的实施方式中，多元羧酸是含有不超过14个碳原子的脂族和脂环族二羧酸以及含有不超过14个碳原子的芳族二羧酸，条件是具有超过2个羟基的多元醇或具有超过2个羧基的多元羧酸应以非常小的量使用，以阻止交联和胶凝作用。

也可使用各种聚醚型多元醇。聚醚型多元醇通常通过在强碱催化剂如氢氧化钾的存在下、通常还有水、醇等的存在下聚合烯化氧如环氧乙烷和环氧丙烷而制得。具有高度支链的聚醚易于由烯化氧和具有2个以上活性氢官能团的引发剂来制得。与上述烯化氧使用的高度官能化的引发剂包括多元醇、多胺、和具有总共3个或更多个羟基和伯氨基或仲氨基的活性氢原子的氨基醇。

多元醇的例子包括但不限于三元醇，如甘油、三羟甲基丙烷、丁三醇、己三醇、三链烷醇胺、各种二亚乙基三胺，如赤藓醇和季戊四醇、戊醇、己醇，如二季戊四醇和山梨醇，以及烷基糖苷、碳水化合物、多羟基脂肪酸酯如蓖麻油，和具有三个或多个活性氢原子的聚氧烷基化衍生物或多官能团化合物，如三羟甲基丙烷、甘油和其它多元醇与环氧乙烷、环氧丙烷或其它环氧化物或其共聚物如环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物的反应产物，其中与其它烯化氧如环氧丙烷相比，环氧乙烷的用量不超过20摩尔％。高度官能化氨基醇和多胺包括例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、2-(2-氨基-乙基氨基)-乙醇、2-氨基-2(羟甲基)-1，3-丙二醇、乙二胺、二乙三胺、三乙三胺、和脲以及各种芳基多胺，如4，4’，4”-次甲基三苯胺。

也可使用聚碳酸酯型多元醇，如1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二甘醇或四二元醇与二芳基碳酸酯如二苯基碳酸酯或光气的反应产物。

其它化合物如蓖麻油、亚麻仁油(lesqurella oil)、纤维素衍生物和其它天然羟基化合物也可广泛用于合成异氰酸酯预聚合物。

可采用本领域已知的技术来制备预聚合物。例如，可将一种或多种异氰酸酯加到合适的反应容器中，接着加入一种或多种含有活性氢的化合物。如果需要，加热该混合物，直到异氰酸酯已与基本上所有的活性氢原子反应。当异氰酸酯基团的当量达到恒定水平时，通常认为活性氢原子反应完全。

可使用催化剂来加速反应，形成预聚合物。合适的催化剂例子包括二月桂酸二丁锡、辛酸亚锡等。反应可能在数分钟内发生或可能会花费数小时到数天来完成，这依赖反应物的反应性、温度、混合、催化剂的存在以及其它因素。

也可在预聚合物形成的反应中使用溶剂。或者，可在预聚合物形成后加入溶剂。在一个实施方式中，可将不含有活性氢原子的溶剂加到异氰酸酯预聚合物中间物中。在另一实施方式中，合适的溶剂包括但不限于酮类、叔醇类、醚类、酯类、烃类、和氯碳化合物。更具体的溶剂例子包括丙酮、N-甲基吡咯烷酮和乙腈。溶剂可溶解该预聚合物，并帮助控制该预聚合物的粘度。该预聚合物的粘度可影响最终分散液的稳定性。可以几种方式减少预聚合物的粘度，例如通过加热该纯的预聚合物熔融物、通过将该预聚合物溶解在合适的溶剂中，或通过在合适的溶剂中进行异氰酸酯反应。在一个实施方式中，溶剂的量足以将预聚合物的粘度减少到所需的水平。在一些实施方式中，可能需要在聚合物分散在液体载体介质如水中后除去溶剂。在一些情况中，可能需要使用蒸气压较高的溶剂来促进溶剂除去。在一些实施方式中，溶剂的用量可达到约60重量％，如约30重量％到约40重量％，基于该溶剂和含异氰酸酯的预聚合物的总重。

异氰酸酯和含活性氢的化合物的量应是使所产生的预聚合物具有游离异氰酸酯基团的量。异氰酸酯与含活性氢的化合物的当量比可以至少约为1.2∶1。在一个实施方式中，异氰酸酯与含活性氢的化合物的摩尔比可以为约7-1.2∶1；在另一实施方式中为约6-1.2∶1；在又一实施方式中为约3-1.2∶1；在又一实施方式中为约1.5-1.9∶1，如约1.7∶1.0。

一旦制得，可将该异氰酸酯预聚合物分散在水性介质中。可将成盐剂加到该水性介质或该预聚合物中。该成盐剂可加到该预聚合物溶液中，可在加到该预聚合物中之前含于该水性介质中，或者可在该预聚合物被引入该水性介质中后加入。此外，该成盐剂还可在加入本文所述的交联剂/增链剂之后再加入。可选择该成盐剂，以使其与预聚合物的离子化基团相互作用。例如，当所述离子化基团是酸如羧酸时，合适的成盐剂包括碱。当该离子化基团是碱时，可使用酸性成盐剂。合适的无机或有机碱例子包括单官能伯胺、仲胺和叔胺，如甲胺、二乙胺、三乙胺、三甲胺、二甲胺、乙胺、三丁胺、吡啶、苯胺和甲苯胺；羟基化胺，如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺和油基二乙醇胺；多官能多胺，其中各氨基可具有或不具有不同的碱性，如氢化丙烯腈与伯胺或仲胺的加合物得到的多胺，完全或部分烷基化的多胺如N，N’-二甲基乙二胺，和化合物如α-氨基吡啶和N，N-二甲肼。也可使用无机化合物，如铵、和单价金属氢氧化物、碳酸盐、和氧化物，如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾和碳酸氢钠等。此外，还可以使用无机和有机酸和含活性氢原子的化合物。这些酸和化合物包括但不限于盐酸、硝酸、氨基磺酸、蚁酸、乙酸、乙醇酸和丁基溴。

该水性介质还可含有其它成分，如消泡剂或表面活性剂。各种已知的和可从市场上购得的消泡剂和表面活性剂可用于本发明的羟基官能化聚氨酯分散液的水性介质中。

通常，在加入增链剂/交联剂之前将预聚合物分散在水性介质中。在一个实施方式中，为了形成细微分散的稳定聚氨酯组合物，异氰酸酯官能化预聚合物的分散温度下的粘度范围可以为约10到约20000cP，例如约100到5000cP，采用布鲁克菲尔德粘度计测得。可通过加入额外的溶剂如丙酮、和/或通过在分散过程中使用较高温度而降低预聚合物溶液的粘度，或者可使用较少溶剂如丙酮、和/或通过在分散过程中使用较低温度而增加该粘度。

水性介质的量应足以形成具有所需物理特性的分散液。水性介质可含有例如约15重量％到约80重量％、或进一步的例如约50重量％到约80重量％的总分散液。水与含有水性介质其它物质的共溶剂的存在量可以是至少约30重量％或进一步的例如至少约45重量％。在此阶段可使用本领域技术人员周知的各种共溶剂。有用的共溶剂的例子包括但不限于酮类、叔醇类、醚类、酯类、烃类和氯碳化合物。

可将预聚合物加到水性介质中，或者可将水性介质加到预聚合物中，以形成本发明的分散液。可通过各种混合和/或搅拌形式而将预聚合物分散在水性介质中。在本发明的一个有用的实施方式中，采用高剪切混合来帮助预聚合物分散在水性介质中。

增链剂与前述形成的预聚合物反应，形成本发明的聚氨酯聚合物。在本发明的一个实施方式中，聚氨酯聚合物需要具有羟基官能团。在一个这样的实施方式中，预聚合物中间物与增链剂的反应产生侧羟基基团存在于聚合物主链上而非末端位置上的聚氨酯组合物。在一个实施方式中，聚氨酯基本上不存在末端羟基基团。在另一有用实施方式中，聚氨酯含有至少两个侧羟基，但基本上没有末端羟基。已发现，为了获得具有这种侧羟基的聚氨酯聚合物，可使用含有二氨基醇的增链剂。在一个有用的实施方式中，用于本发明的二氨基醇可含有伯胺或仲胺与羟基的任意组合，例如，具有2个伯胺基团和一个仲醇基团的二氨基醇可用于本发明中。在一个实施方式中，一种或多种二氨基醇可选自两个胺基团与预聚合物的异氰酸酯的反应性大于羟基与该预聚合物的异氰酸酯的反应性的那些化合物。合适的二氨基醇的例子包括但不限于1，3-二氨基-2-丙醇和氨基乙基乙醇胺。

在一个实施方式中，所含的增链剂化合物的水平为总聚氨酯分散液的约0.1重量％到约10重量％的水平，如约2.5重量％到约10.0重量％、更进一步的约2.5重量％。也可基于所需的羟基官能化聚氨酯聚合物的羟基值计算增链剂的量。本发明的羟基官能化聚氨酯聚合物的羟基值可以约为0.62到约62.3。此外，例如，该羟基官能化聚氨酯聚合物的羟基值可约为5到约40，例如约10到约20。进一步的例子是，本发明的羟基官能化聚氨酯聚合物可具有约15的羟基值。

在本发明的一个实施方式中，羟基官能化聚氨酯聚合物的分子量至少为约5000，进一步的，该分子量至少约为10000。在一个有用的实施方式中，如在室温下通过凝胶渗透色谱所测，基于聚苯乙烯标准品，聚氨酯聚合物的Mn约为20000。

在一个有用实施方式中，所得的链延伸的、羟基官能化的聚氨酯聚合物具有高分子量，呈稳定的水基组合物的形式。在本文中，“高分子量”指分子量至少为5000。此外，在本文中，术语“稳定的”可视为指本发明的聚氨酯聚合物在约120在几周内保持为未胶凝状态。当在50℃下放置几周，分散液中没有肉眼可见的固体沉淀以及分散液的pH有极小的变化，这也表明是稳定的。在一个实施方式中，含有羟基官能化聚氨酯聚合物的水基组合物呈稳定的分散液的形式，其中，该聚合物为分散相，而水性介质则为连续相。在一个实施方式中，羟基官能化的聚氨酯聚合物不沉积。在另一有用实施方式中，当任意羟基官能化聚氨酯聚合物确实发生沉积时，通过混合或搅拌它可被再分散。

在本发明的一个有用的实施方式中，本发明的羟基官能化聚氨酯分散液的固体含量约为33-35％。在另一有用的实施方式中，该分散液的最大粘度约为500cP(经布鲁克菲尔德粘度计测量)。

当本发明的羟基官能化聚氨酯分散液包含在涂料制剂中时，不需加入外部的交联剂它即熟化。但是，可将额外的交联剂或熟化剂与本发明的聚氨酯分散液一起使用，这可提供提高的涂层性能。可将任何与羟基官能团反应的额外交联剂或熟化剂化合物与本发明的羟基官能化聚氨酯分散液混合，混合可在涂覆前即时进行，或者在涂覆过程中进行，混合可用2-组分喷雾器实施。这些交联剂或熟化剂包括但不限于异氰酸酯或蜜胺。

在本发明的一个实施方式中，可将上述羟基官能化聚氨酯分散液掺入汽车底漆制剂中。例如，羟基官能化聚氨酯分散液可包含在调色剂组合物的调稀清漆组分中，或可包含在涂料组合物中使用的研磨料中。在一个实施方式中，羟基官能化聚氨酯分散液可占调稀清漆组合物的约10％到约85％。在其它实施方式中，可基于最终的调色剂组合物计算羟基官能化聚氨酯分散液的量。通常，羟基官能化聚氨酯分散液可占调色剂组合物的约7％到约60％。在本发明一个这样的实施方式中，调色剂组合物可含有约重量7％到约10重量％的羟基官能化聚氨酯分散液。在另一实施方式中，调色剂组合物含有7-10重量％的本文所述的羟基官能化聚氨酯分散液，丙烯酸乳液聚合物、水稀释性聚酯树脂和纤维素酯构成了该树脂基质的其余成分。在另一示例性实施方式中，调色剂组合物可含有约15重量％到约40重量％的本文所述的羟基官能化聚氨酯分散液。在另一示例性实施方式中，调色剂组合物含有约30重量％到约60重量％的羟基官能化聚氨酯分散液。本文所述各种其它添加剂可与该羟基官能化聚氨酯分散液一起加入，形成本发明的调稀清漆。如下文更详细的描述，调色剂组合物中的羟基官能化聚氨酯分散液的量通常依赖于它所与之使用的具体着色剂。

在描述本发明的调色剂和底漆制剂时，将提及两大类的颜料(以及调色剂和底漆)：  (1)彩色和(2)效果。彩色颜料包括各种有机和无机颜料，包括但不限于二氧化钛；炭黑；石墨黑；透明或不透明的氧化铁红和黄；钛酸镍黄；钒酸铋黄；奎吖啶酮红、品红和紫；酞菁铜蓝和绿；萘根合铜(naphthlenolato copper)黄；异吲哚啉酮黄；苯并咪唑酮黄和橙；二酮基吡咯并吡咯橙和红；蒽醌红；嗪紫；和阴丹酮蓝。加入了彩色颜料的底漆的基本配方基本上是相同的。效果颜料包括金属性颜料，如铝颜料，包括包涂的铝颜料如氧化铁包涂的铝，和乳白色颜料，如包涂有各种金属氧化物的云母和氧化铝片。金属性颜料还包括但不限于细微的和粗糙的铝、玉米片状到薄饼状铝、以及着色的铝。效果底漆的配方通常会与彩色底漆的配方有些许不同，以获得所需的包涂特性。此外，云母底漆的配方可于金属性底漆有所不同，以获得所需的不同特性。

本发明的调色组合物含有上述羟基官能化聚氨酯分散液，和任选含有一种或多种其它树脂或其它添加剂。除羟基官能化聚氨酯分散液之外可包含在调稀清漆中的其它树脂包括例如水性乳液聚合物、纤维素酯和水稀释性树脂。水性乳液聚合物包括但不限于丙烯酸胶乳。纤维素酯或改性的纤维素酯可包括羧甲基纤维素醋酸丁酯(CMCAB)等。各种CMCAB纤维素酯可从市场上购得。还可包含其它水稀释性树脂，如水稀释性聚酯。也可在本发明的调稀清漆或颜料分散剂组分中使用上述聚合物/聚合物分散液的各种组合。可加入上述这些聚合物以改善底漆的性质。例如，这些聚合物可作为流变改性剂，可改善底漆的干燥时间，可提高颜料润湿，还可改善水性底漆的图案控制。

除羟基官能化聚氨酯分散液外，本发明的调色剂组合物还可含有其它添加剂，包括但不限于消泡剂、分散剂、流变改性剂、钝化剂、杀生物剂、表面活性剂、中和剂、溶剂、平光剂、溶剂、和UV稳定剂，这些都是本领域已知的。可使用消泡剂来控制泡沫，以使漆膜存在较少的缺陷。消泡剂的例子包括有机改性的硅氧烷的水性乳液，如聚醚硅氧烷共聚物或聚醚聚甲基硅氧烷共聚物。也可使用选自非油或非硅氧烷类消泡剂的其它消泡剂。可使用分散剂从熵学上使颜料分散液稳定。分散剂的例子包括胺官能化的支链高分子量共聚物(通常是烯属不饱和单体和/或大分子单体的共聚物)、和乙烯均聚物及其功能衍生物，如乙氧基化伯醇的分散液。流变改性剂可包括但不限于二氧化硅、粘土、缔合性增稠剂、碱可溶胀性增稠剂、高度官能化聚氨酯和/或可酶学改性的淀粉的水性分散液、和/或有机改性的锂蒙脱石粘土。此外，其它树脂如聚酯和纤维素酯也可作为流变改性剂使用。钝化剂可中和和抑制铝表面的氧化，从而可提供稳定性，并减少气体形成。钝化剂的例子包括但不限于磷酸酯，如磷酸单酯。杀生物剂可用于通过抑制有机体的生长而防止制造、存储以及服务期间的变质和腐败。杀生物剂的例子包括5-羟甲基-叠氮-3，7-二氧杂二环(3-3-0)辛烷及其烷氧基衍生物。表面活性剂是本领域已知的，可用来通过减少水性涂料的表面张力而提高涂料性能。改进的性能特征可包括改善的润湿、泡沫减少、和膜外观。合适的表面活性剂的例子包括炔烃邻二醇基(acetylenicglyco1-based)和炔属二醇基(acetylenic diol-based)表面活性剂，如四甲基十二炔二醇。中和剂可用于调节树脂、中间物和完成的产物的pH。中和剂的例子包括二甲基乙醇胺(“DMEA”)、三乙胺、氨水和二乙胺；其它市场上可购得的中和剂是已知的，也可使用。溶剂可用来减少粘度，还可影响诸如膜形成/聚结和金属控制之类的性质。合适的溶剂包括但不限于N-甲基-2-吡咯烷酮、烃类溶剂和乙二醇醚，如丙二醇N-丙醚、二甘醇甲醚、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇丙醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚和二乙二醇丁醚。也可加入二氧化硅。可将以上所列的添加剂以及其它已知的添加剂加到调稀清漆或着色的分散液中，或者加到含有调稀清漆和着色的分散液的混合物中。

通常，本发明的调稀清漆组分可含有约10重量％到约85重量％的本文所述的羟基官能化聚氨酯分散液。该调稀清漆还可含有各种含量的水、有机溶剂、光泽还原剂、流变改性剂、消泡剂、表面活性剂、pH中和剂、杀生物剂或其它树脂。如果含有水，则水可占该调稀清漆达约50重量％。此外，如果含有有机溶剂，则有机溶剂可占该调稀清漆达约15重量％。此外，还可包含诸如无定形二氧化硅和有机粘土之类的成分，以提高涂料组合物的各种性质。如果含有无定形二氧化硅，则它可占该调稀清漆达约2重量％。如果含有有机粘土，则它可占该调稀清漆达约1重量％。可包含痕量的或其量足以获得所需的性质的其它市售添加剂，或根据制造商的建议的量使用这些添加剂。此外，可将上述其它树脂加到调稀清漆中，如下文所述。

通常，本发明的颜料分散液含有一种或多种树脂、溶剂(如水或有机溶剂)、颜料和通常选自上文所述的其它添加剂。颜料分散液可含有达约80重量％的颜料。

在一个有用的实施方式中，本发明的颜料分散液含有颜料、共研磨树脂、水和任选的pH中和剂、分散助剂和消泡剂。用于本发明颜料分散液的共研磨树脂在美国专利6057400(转让给本申请的受让人)的第7栏第28-54行有描述，所引用的部分纳入本文作为参考。在一个实施方式中，用作共研磨树脂的羟基官能化树脂可通过在2-丁氧基乙醇中用叔丁基过辛酸酯作为引发剂自由基加聚约5％到约15％甲基丙烯酸甲酯、约5％到约15％苯乙烯、约10％到约20％丙烯酸丁酯、约35％到约45％甲基丙烯酸丁酯、约10％到约20％甲基丙烯酸羟乙酯、约5％到约10％丙烯酸而制得，所有单体百分比以总共加入的单体的重量计。如上所制得的共研磨树脂可以是弱酸性，因此可在水中中和该树脂，以在加入任何其它组分之前形成溶液。可在颜料研磨组合物中加入pH中和剂如胺，以提供共研磨树脂的约100％到约130％的中和。这种水平的中和可使得分散的共研磨树脂成弱碱性。

含有上述共研磨树脂的颜料分散液不需与本文所述的调稀清漆混合通常自个也是稳定的。因此，可包装、存储和运输本文所述的这种颜料分散液，并在销售或使用底漆前加入调稀清漆。在一个实施方式中，将上述颜料分散液加到调稀清漆中，虽然也可以将调稀清漆加到含有颜料分散液的容器中。

在本发明的另一实施方式中，颜料分散液可含有一种或多种树脂、一种或多种溶剂、颜料、一种或多种钝化剂、一种或多种分散助剂、和一种或多种pH中和剂。在一个有用的实施方式中，颜料可占颜料分散液的约10重量％到约50重量％，如约20重量％到约40重量％。此外，所述一种或多种树脂可选自共研磨树脂、水稀释性树脂、水性溶液聚合物和纤维素醋酸丁酸酯(“CAB”)型树脂、或它们的各种组合。另一例子是，树脂可含有水稀释性聚酯树脂。

在本发明的一个实施方式中，调色剂组合物含有(a)颜料分散液，(b)调稀清漆，任选的(c)水，和任选的(d)流变改性剂。例如，颜料分散液可占调色剂总重的约6％到约70％，而调稀清漆可占调色剂总重的约30％到约94％。颜料分散液与调稀清漆的比例依赖于颜料的类型。通常，对于具有密度较高和覆盖性质相对较差的无机黄色和白色颜料的调色剂而言，颜料分散液与调稀清漆的比例最高。对于含有透明蓝色、绿色和红色有机颜料的调色剂，该比例减小。额外的水和流变改性剂依赖于调色剂和底漆的所需特性。

已观察到依本发明配制的至少一些调色剂所含的颜料水平高于市售调色剂的水平。举例而言，调色剂组合物可含有：约35％到约36％的TiO₂、约1％到约3.5％的炭黑、约15％的有机橙色颜料、约7％到约9％的酞菁绿颜料、约5％到约7％的酞菁蓝颜料、约6％到约7％的透明氧化物颜料、约8％到约15％的不透明氧化物颜料、约5％到约12％的有机红色颜料、约34％到约35.5％的无机黄色颜料、约3％到约6％的铝颜料、和约22％到约26％的云母颜料(所有的％都基于湿调色剂组合物的重量)。

在本发明的另一实施方式中，调色剂的配制并不依照混合颜料分散液与调稀清漆这一常规程序。对于一些颜料，可将本文所述的颜料分散液或颜料和其它添加剂加到含有羟基官能化聚氨酯分散液的调稀清漆中，混合，直到获得所需的粘度，以形成调色剂。然后可在使用前将这种调色剂与混合的清漆组合物(clearcomposition)混合。该混合的清漆可含有羟基官能化聚氨酯分散液、共研磨树脂、和一种或多种其它树脂，所述其它树脂如本文所述的水性溶液聚合物、水稀释性树脂和纤维素酯(如CMCAB)。混合的清漆还可含有水、消泡剂、pH中和剂、杀生物剂、溶剂和表面活性剂。

举例而言，可混合约21.4％到约76.6％的水、0.3％到约1.7％的pH中和剂、约3.3％到约18.8％的丙烯酸类树脂(如上述共研磨树脂)、约0.1％到0.3％的消泡剂、约0.3％到约23％的分散剂和约10.4％约73.2％的彩色颜料而制备颜料分散液，以上所有％都基于该颜料分散液的重量。可在高速分散器(HSD)和/或介质研磨机中混合上述成分，直到研磨物足够细、在海格曼(Hegman)磨削计上的读数为7或8，从而制备颜料分散液。然后可将该颜料分散液加到调稀清漆组合物中。可用水清洗混合容器，这些清洗水可与该颜料分散液一起加到调稀清漆中。根据此实施例的调稀清漆可含有约1.1％到约1.3％的二氧化硅、约0.5％到约4％的流变改性剂、约61.5％到约84.1％的羟基官能化聚氨酯分散液、约0.4％到约1.4％的消泡剂、约2.1％到约12.8％的溶剂、约2％到约6.6％的表面活性剂、约0.2％到约0.4％的杀生物剂、和约0.2％到约1.6％的缔合性增稠剂，所有％都基于该调稀清漆的重量。如果含有水和pH中和剂(如DMEA)，则调稀清漆中水的量可达约19.6重量％、pH中和剂的量可达约0.1重量％。为了形成调色剂，将约11.4％到约70.2％的上述颜料分散液加到约28.5％到约88.5％的上述调稀清漆中(所有％都基于调色剂的重量)。还可将约2％到约33.1％的水加到该调色剂中。此外，在混合颜料分散液、调稀清漆和水后，可将达约调色剂的2.4％的缔合性增稠剂加入。

另一例子是，可通过将铝颜料分散液与调稀清漆混合而制备调色剂。该调色剂可含有约2.5重量％到约24.5重量％的铝颜料分散液、约61.5重量％到约86.5重量％的调稀清漆、约5％到约25％的水和约0.5重量％到约3重量％的流变改性剂(所有％都基于总调色剂组合物的总量)。对于此实施例，颜料分散液可含有约32.3％到约38.2％的铝颜料，约3.9％到约4.4％的分散助剂，约1.1％到约1.6％的pH中和剂，约1.3％到约1.8％的钝化剂，约27.1％到约30.7％的水稀释性聚酯，和约23.3％到约34.3％的有机溶剂(所有％都基于该颜料分散液的重量)。将如上上述制得的浆液加到含有约20％到约50％的丙烯酸胶乳、约5％到约15％的纤维素酯(如CMCAB)、约0.15％到约0.16％的消泡剂、约30％到约50％的水、约0.26％到约0.28％的pH中和剂、约0.05％杀生物剂、约10.4％到约11％的本文所述的羟基官能化聚氨酯分散液、和约0.1％到约0.75％表面活性剂的调稀清漆中(所有％都基于调稀清漆的重量)。

另一例子是，可通过混合约15％到约35％的水与约0.17％到约0.19％的杀生物剂、约0.13％的pH中和剂、约1％到约3％的表面活性剂、约1.5％到约1.6％的消泡剂、约7.5％到约7.9％的溶剂、和约45％到约70％的本文所述的羟基官能化聚氨酯分散液而制备调稀清漆(所有％都基于该调稀清漆的重量)。然后可通过混合约10％到约40％的云母颜料、约0.5％到约6％的粘土(固体或溶液形式)、约1％到约7％分散助剂和约0.1％的pH中和剂、和约0.5％的流变改性剂、与约25％到约75％的调稀清漆而制备调色剂(所有％都基于该调色剂的重量)。为了形成底漆，可将这种云母调色剂与混合的清漆组合物混合，该混合的清漆组合物含有约20％到约45％的丙烯酸胶乳、约1.5％到约1.6％的粘土溶液、约0.5％到约7％的纤维素酯溶液(如CMCAB溶液)、约25％到约50％的水、约0.7％的消泡剂、约0.3％的pH中和剂、约0.2％到约0.3％的杀生物剂、约3％到约10％的本文所述的羟基官能化的聚氨酯分散液、约1％到约7％的水稀释性聚酯树脂、约1％到约4.5％的溶剂、和约1.5％到约1.6％的表面活性剂。

另一例子是，调色剂可含有约20.21％到约40.68％的水、约0.02％到约0.76％的pH中和剂、约0.14％到约8.19％的共研磨树脂、约30.29％到约60.58％的本文所述的羟基官能化聚氨酯分散液、约0.53％到约35.47％的彩色颜料(所有％都基于该调色剂的重量)。任选的，该调色剂可含有以下之一种或多种：约0.01％到约6.03％的分散剂、约0.01％到约0.13％的消泡剂、约0.01％到约8.69％的流变改性剂、约0.11％到约1.42％的消泡剂、约0.73％到约12.34％的溶剂、和约0.17％到约6.65％的表面活性剂(所有％都基于调色剂总重)。调色剂还可含有0.37％到约1.26％的二氧化硅和约0.05％到约0.28％的杀生物剂。

另一示例性调色剂组合物可含有约1％到约7％的水稀释性聚酯、约3％到约5％溶剂、约2％到约7％颜料、约0.1％到约0.3％钝化剂、约0.1％到约0.6％分散剂、约0.35％到约0.4％pH中和剂、约10％到约50％丙烯酸胶乳、约5％到约15％羟基官能化聚氨酯分散液、约0.11％到约0.12％消泡剂、约1％到约12％纤维素酯(如CMCAB)、约25％到约55％水、约0.25％到约0.27％表面活性剂、约0.04％杀生物剂、和约1.7％流变改性剂(如粘土)。

在本发明的一个实施方式中，通过混合(a)一种或多种调色剂、(b)水、和任选的(c)混合的清漆组分而制备底漆。在另一实施方式中，在不包括任何最大允许溶剂的情况下，根据本发明配制的底漆的VOC为3.5磅/加仑或以下。在另一实施方式中，根据本发明配制的底漆的货架稳定性至少为12个月，并且在低至-20的温度下具有所需的冷冻-解冻稳定性，且在高达120的温度下也能稳定几个月。

在一个有用的实施方式中，将本发明的底漆组合物提供给汽车抛光人员或机动车原始设备制造商。使用时，使用者可将调色剂混合，以获得所需的颜色特性。然后，使用者可用达约35重量％的水稀释调色剂或调色剂混合物，以作为底漆使用。如果需要，使用者也可将调色剂或调色剂的混合物与混合的清漆组合物和/或交联剂混合。

本文所述的水性涂料组合物可用于许多基底，如金属、木材、塑料或复合材料。在一个有用的实施方式中，涂料组合物被用作机动车底漆，该底漆可直接用于电镀底料或其它底料或底料-表面涂料。

在一个有用的实施方式中，本发明的底漆不需要UV或IR辐照即可在环境温度下干燥，且在约60分钟内、例如约45分钟内、更进一步的约30分钟内、更进一步的约20分钟内、更进一步的约15分钟内干燥以可用砂纸磨光。在一些实施方式中，根据本发明制得的底漆可在约10分钟或更短时间内干燥到可用砂纸磨光的程度(dry to sand)。本发明的底漆还可在约2分钟到约10分钟内，例如约5分钟或更短时间内达到指触干燥的程度。在另一实施方式中，本发明的底漆具有良好的混合性质，可用于修复现存的漆面(finish)。

本文所述的底漆可用于多层涂层系统。多层涂层系统通常包括底料(primer)、着色底漆、和清晰的面漆(清漆)。本发明的底漆可与几乎现有的所有机动车末道漆一起使用，包括许多可从市场上购得的底料、粘附促进剂等。将用于本发明的多层涂层系统的底料的所需特性包括VOC顺从性和在相对短的时间内干燥成到可用砂纸磨光的程度(依赖于消费者需求)。应注意的是，对于底漆在底料上的湿态涂覆(wet-on-wet application)，底漆中存在与未熟化底料组合物中的组分反应的组分是不利的。在一个实施方式中，根据本发明配制的底漆可用在丙烯酸聚氨酯底料-表面涂料之上。另-实施方式中，本文配制的底漆可用在酮亚胺-乙酰-醋酸酯交联的底料-表面涂料之上。

在涂覆底料后，可以湿罩湿的方式将底漆涂覆到未熟化的底料上。但是，在许多情况下，在用底漆或密封材料包涂前，使底料熟化直至它能够被磨光。(密封材料的组成通常与待使用的底漆类似，但它包含较低浓度的颜料，且可在使用底漆前用在磨光的底料上，以获得基本上平滑的表面。)然后可将底漆施用到经砂纸打磨的和任选地密封了的表面上。

可将清漆施涂到磨光的(sanded)表面上，或以湿罩湿的方式施涂在未熟化的底漆之上。市售获得的清漆可用于本文提供的多层涂层系统中。在一个实施方式中，用于本发明的清漆应是VOC顺从性的，例如，除任何最大允许溶剂之外，其VOC为3.5磅/加仑或以下。在另一有用实施方式中，通过消除清漆中可能溶解底漆的溶剂或使其存在减到最小而避免溶剂干涉是有利的。在另一有用的实施方式中，清漆具有低程度的水可渗透性，以保护清漆和底漆的完整性。

根据本发明制得的底漆可与含有额外的交联剂组分如异氰酸酯的水稀释性或水可分散性硬化剂一起使用。外部硬化剂的使用可增强一些情况下涂料的性能，但这种使用是任选的，因为已观察到加入了本发明的羟基官能化聚氨酯分散液的底漆能通过蒸发水分而干燥，产生坚韧的、具有良好的抗磨损性、紫外光稳定性、耐水性和化学抗性的柔性膜。

本文所讨论的调色剂还可用于涂料工业的其它领域中。例如，本文所述的调色剂可用于机动车原始设备制造产品如塑料的内部和外部涂料，构件加工(millwork)中的木材和玻璃纤维的工业涂料，以及器具的化学涂料。

可通过喷雾、辊涂或浸渍以及本领域已知的其它施用方式施用本发明制得的涂料。

本发明的这些和其它方面将由以下非限制性实施例进行阐述。

实施例1

可如下制备异氰酸酯官能化预聚合物溶液：

组分	反应物的重量％
		脂族聚酯型多元醇	58.57
异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)	35.86
		三甲基丙醇(TMP)	0.56
二羟甲基丙酸(DMPA)	4.91
		二月桂酸二丁锡(DBTDL)	0.10

将脂族聚酯、TMP、DMPA、IPDI和DBTDL加到釜中。将混合物加热到约80℃，维持约4.5小时。4.5小时后，通过滴定测定异氰酸酯的含量。加入丙酮(232.14g)溶解完成的预聚合物。

实施例2

可如下制备异氰酸酯官能化预聚合物溶液：

组分	反应物的重量％
		脂族聚酯型多元醇	55.90
异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)	38.79
		三甲基丙醇(TMP)	0.53
二羟甲基丙酸(DMPA)	4.68
		二月桂酸二丁锡(DBTDL)	0.10

将脂族聚酯、TMP、DMPA、IPDI和DBTDL加到釜中。将混合物加热到约80℃，维持约4.5小时。4.5小时后，通过滴定测定异氰酸酯的含量。加入丙酮(243.24g)溶解完成的预聚合物。

实施例3

可如下制备羟基官能化聚氨酯分散液：

组分	分散液总重量的％
		实施例1的预聚合物溶液	40.98
三乙胺(TEA)	1.45
		水	51.48
1，3-二氨基-2-丙醇	0.80
		乙二胺(EDA)	0.42
水	4.87

将TEA加到预聚合物溶液中。接着，将该中和的聚合物加到水中，同时以高剪切力混合。混合可持续约5分钟，获得稳定的分散液。加入增链剂溶液(链烷醇胺、EDA和水)，同时搅拌。在该预聚合物与增链剂的反应基本上结束后，蒸馏除去丙酮。

实施例4

可如下制备羟基官能化聚氨酯分散液：

组分	分散液总重量的％
		实施例2的预聚合物溶液	40.58
三乙胺(TEA)	1.15
		水	50.60
氨基乙基乙醇胺	0.97
		乙二胺(EDA)	0.56
水	6.14

将TEA加到预聚合物溶液中。接着，将该中和的聚合物加到水中，同时以高剪切力混合。混合可持续约5分钟，获得稳定的分散液。加入增链剂溶液(链烷醇胺、EDA和水)，同时搅拌。在该预聚合物与增链剂的反应基本上结束后，蒸馏除去丙酮。

实施例5

可通过混合以下组分而制备本发明的调色剂制剂：

组分	调色剂的重量％
		水	26.45
胺	0.17
		共研磨树脂1	0.84
硅氧烷消泡剂	0.02
		聚合的分散剂	0.6
炭黑颜料	1.26
		合成的无定形二氧化硅	1.15
缔合性增稠剂	0.46
		羟基官能化聚氨酯分散液	53.88
丙二醇正丙醚	2.24
		二甘醇甲醚	4.5
丙二醇甲醚	4.5
		炔属二醇基表面活性剂	1.2
非离子型表面活性剂	0.52
		杀生物剂	0.16
缔合性增稠剂	1.69

¹根据美国专利6057400第7栏第28-46行制备。

实施例6：

可通过混合以下组分而制备本发明的调色剂组合物：

组分	调色剂的重量％
		乙二醇丁醚	2.03
N-甲基-2-吡咯烷酮	2.68
		溶剂油(mineral spirit)	0.25
铝颜料	4.57
		磷酸酯	0.18
聚合的分散剂	0.46
		胺	0.35
丙烯酸胶乳	27.49
		水稀释性聚酯树脂	3.84
CMCAB溶液1	7.43
		羟基官能化聚氨酯分散液	7.78
非硅氧烷合成消泡剂	0.11
		水	42.83
炔属二醇基表面活性剂	0.16
		非离子型表面活性剂	0.09
杀生物剂	0.04
		缔合性增稠剂	1.7

¹CMCAB溶液含有CMCAB、水和乙二醇丁醚。

虽然本发明已通过其实施方式进行了描述，且虽然以非常详细的方式描述了这些实施方式，但是申请人的意图并不是限定或以任何方式把附带权利要求的范围限制到这些详细的内容。其它的优点和改动对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，本发明主要的各个方面并不限于所显示和描述的具体的详细描述和阐述性实施例。因此，可在不偏离申请人总的发明构思的精神或范围的情况下做出各种改变。

Claims (44)

1.一种分散液，它含有：

(a)羟基官能化聚氨酯树脂，它含有以下的反应产物：

(i)异氰酸酯预聚合物中间物，该中间物含有异氰酸酯与含有至少一个活性氢的化合物的反应产物；和

(ii)增链剂化合物，它含有至少两个胺基团和一个羟基，其中与所述羟基相比，所述两个胺基团更能与异氰酸酯反应；

其中，所述羟基官能化聚氨酯的羟基处于该聚氨酯的主链上；和

(b)水。

2.如权利要求1所述的分散液，其特征在于，所述含有至少一个活性氢的化合物是多羟基化合物。

3.如权利要求1所述的分散液，其特征在于，所述多羟基化合物选自多羟基化的聚醚、多羟基化的聚酯、多羟基化的聚酰胺酯、多羟基化的聚碳酸酯、多羟基化的烃类、和多羟基化的丙烯酸类树脂。

4.如权利要求1所述的分散液，其特征在于，所述增链剂化合物选自1，3-二氨基-2-丙醇和氨基乙基乙醇胺。

5.如权利要求1所述的分散液，其特征在于，所述羟基官能化的聚氨酯树脂的羟基值约为0.62到约62.3。

6.如权利要求1所述的分散液，其特征在于，所述羟基官能化的聚氨酯树脂的羟基值约为10到约20。

7.如权利要求1所述的分散液，其特征在于，所述羟基官能化的聚氨酯树脂的分子量至少约为10000。

8.如权利要求1所述的分散液，其特征在于，所述分散液的粘度小于约为5000cP。

9.如权利要求1所述的分散液，其特征在于，所述分散液的粘度小于或等于约500cP。

10.如权利要求1所述的分散液，其特征在于，所述分散液的固体含量约为33％到约35％。

11.一种制备聚氨酯分散液的方法，该方法包括：

提供聚异氰酸酯；

提供聚酯型多元醇；

使摩尔过量的所述聚异氰酸酯与所述聚酯型多元醇反应，形成预聚合物中间物；

提供增链剂组合物，该组合物含有至少两个胺基团和至少一个羟基，其中与所述羟基相比，所述至少两个胺基团更能与异氰酸酯反应；

使所述增链剂与所述预聚合物中间物反应，形成羟基官能化的聚氨酯；和

将所述羟基官能化的聚氨酯分散在水性介质中。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述增链剂组合物选自1，3-二氨基-2-丙醇和氨基乙基乙醇胺。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述分散液的粘度小于约为5000cP。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述分散液的粘度小于或等于约500cP。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述分散液的固体含量约为33％到约35％。

16.一种涂料组合物，它含有：

(a)颜料分散液，含有：

(i)颜料；

(ii)分散剂；和

(iii)溶剂；和

(b)如权利要求1所述的分散液。

17.如权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物的挥发性有机物含量少于或等于3.5磅/加仑。

18.如权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述涂料组合物干燥到可用砂纸磨光的程度所需的时间少于约60分钟。

19.如权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述组合物还含有纤维素酯或改性纤维素酯。

20.如权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述组合物还含有羧甲基纤维素醋酸丁酸酯。

21.如权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述组合物还含有丙烯酸胶乳树脂。

22.如权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述颜料分散液还含有水稀释性聚酯树脂。

23.如权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述组合物还含有选自异氰酸酯和蜜胺的交联剂。

24.如权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述颜料分散液还含有羟基官能化的共研磨树脂。

25.一种涂料组合物，它含有：

(a)调稀清漆，它含有：

(i)羟基官能化聚氨酯树脂，它含有多个位于该羟基官能化聚氨酯

主链上的侧接羟基，其中所述羟基官能化聚氨酯树脂基本上没有末端羟基；

(ii)水；和

(b)颜料分散液，含有：

(i)共研磨树脂；

(ii)颜料；和

(iii)水。

26.如权利要求25所述的涂料组合物，其特征在于，所述共研磨树脂含有羟基官能化的树脂，该羟基官能化树脂含有以下物质的反应产物：

(1)约5重量％到约15重量％甲基丙烯酸甲酯，

(2)约5重量％到约15重量％苯乙烯，

(3)约10重量％到约20重量％丙烯酸丁酯，

(4)约35重量％到约45重量％甲基丙烯酸丁酯，

(5)约10重量％到约20重量％甲基丙烯酸羟乙酯，和

(6)约5重量％到约10重量％丙烯酸。

27.如权利要求25所述的涂料组合物，其特征在于，所述颜料选自：二氧化钛；炭黑；石墨黑；透明氧化铁红；透明氧化铁黄；不透明氧化铁红；不透明氧化铁黄；钛酸镍黄；钒酸铋黄；奎吖啶酮红；奎吖啶酮品红；奎吖啶酮紫；酞菁铜蓝；酞菁铜绿；萘根合铜黄；异吲哚啉酮黄；苯并咪唑酮黄；苯并咪唑酮橙；二酮基吡咯并吡咯橙；二酮基吡咯并吡咯红；蒽醌红；嗪紫；和阴丹酮蓝。

28.如权利要求25所述的涂料组合物，其特征在于，所述羟基官能化聚氨酯树脂是异氰酸酯官能化预聚合物与增链剂化合物的反应产物。

29.如权利要求28所述的涂料组合物，其特征在于，所述异氰酸酯官能化预聚合物是异氰酸酯与选自以下的含活性氢的化合物的反应产物：多羟基化的聚醚、多羟基化的聚酯、多羟基化的聚酰胺酯、多羟基化的聚碳酸酯、多羟基化的烃类、和多羟基化的丙烯酸类树脂。

30.如权利要求28所述的涂料组合物，其特征在于，所述异氰酸酯官能化预聚合物是聚异氰酸酯与聚酯型多元醇的反应产物。

31.如权利要求28所述的涂料组合物，其特征在于，所述增链剂化合物选自1，3-二氨基-2-丙醇和氨基乙基乙醇胺。

32.一种水性涂料组合物，它含有：

(a)颜料；

(b)羧甲基纤维素醋酸丁酸酯；

(c)丙烯酸胶乳树脂；

(d)水稀释性聚酯树脂；和

(e)羟基官能化聚氨酯，它含有以下物质的反应产物：(i)聚异氰酸酯；(ii)含有至少一个活性氢的化合物；和(iii)具有至少两个胺基团和一个羟基的增链剂化合物，其中，与所述羟基相比，所述两个胺基团更能与异氰酸酯反应。

33.如权利要求32所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述含至少一个活性氢的化合物是聚酯型多元醇。

34.如权利要求32所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述增链剂化合物选自1，3-二氨基-2-丙醇和氨基乙基乙醇胺。

35.如权利要求32所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述颜料是金属性颜料。

36.如权利要求35所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述金属性颜料选自铝颜料。

37.一种涂料组合物，它含有：

(a)调色剂，含有：

(i)羟基官能化聚氨酯分散液，含有以下物质的反应产物：(1)聚异氰酸酯；(2)含有至少一个活性氢的化合物；和(3)具有至少两个胺基团和一个羟基的化合物，其中，与所述羟基相比，所述两个胺基团更能与异氰酸酯反应；

(ii)颜料；

(iii)水；和

(b)混合的清漆，含有：

(i)羟基官能化聚氨酯分散液，含有以下物质的反应产物：(1)聚异氰酸酯；(2)含有至少一个活性氢的化合物；和(3)具有至少两个胺基团和一个羟基的化合物，其中，与所述羟基相比，所述两个胺基团更能与异氰酸酯反应；

(ii)丙烯酸胶乳树脂；

(iii)羧甲基纤维素醋酸丁酸酯；

(iv)水稀释性聚酯树脂；

(v)水。

38.如权利要求37所述的涂料组合物，其特征在于，所述颜料是乳白色颜料。

39.如权利要求38所述的涂料组合物，其特征在于，所述乳白色颜料选自云母和包涂的氧化铝片。

40.一种调色剂，它含有：

(a)约0.5重量％到约35.5重量％的颜料；

(b)约7重量％到约60重量％的聚氨酯分散液，该分散液含有羟基官能化聚氨酯树脂和水，其中所述羟基官能化聚氨酯树脂在其聚氨酯链上含有多个羟基，而在末端则基本上没有羟基；和

(c)约6重量％或更少的分散助剂。

41.如权利要求40所述的调色剂，其特征在于，所述羟基官能化聚氨酯树脂是(i)异氰酸酯预聚合物中间物，它含有异氰酸酯与含至少一个活性氢的化合物的反应产物；和(ii)二氨基醇的反应产物。

42.如权利要求41所述的调色剂，其特征在于，所述含有至少一个活性氢的化合物是聚酯型多元醇。

43.如权利要求42所述的调色剂，其特征在于，所述增链剂化合物选自1，3-二氨基-2-丙醇和氨基乙基乙醇胺。

44.一种基底，它涂有多层涂层组合物，其中所述多层涂层组合物含有：

(a)羟基官能化聚氨酯树脂，该树脂含有以下物质的反应产物：

(i)异氰酸酯预聚合物中间物，该中间物含有异氰酸酯和含至少一个活性氢的化合物的反应产物；和

(ii)增链剂化合物，该化合物含有至少两个胺基团和一个羟基，其中与所述羟基相比，所述两个胺基团更能与异氰酸酯反应；

其中所述羟基官能化聚氨酯的羟基位于该聚氨酯的主链上，且其中所述羟基官能化聚氨酯的羟基值约为10到约20；

(b)水；

(c)颜料；和

(d)分散剂。