含有氨基甲酸酯官能化合物的共混物的可固化涂料组合物
2019-11-22

含有氨基甲酸酯官能化合物的共混物的可固化涂料组合物

本发明提供了一种可固化的涂料组合物,包括:(a)包括至少两个官能团的第一种组分,其中至少一个官能团为氨基甲酸酯或脲基,该官能团为如下基团的反应产物:(1)在环氧基团与有机酸基团之间开环反应产生的羟基,和(2)氰酸或氨基甲酸酯或脲基;(b)具有多个与组分(a)反应的官能团的固化剂,和(c)具有与组分(a)或组分(b)或组分(a)和(b)反应的官能团的第二种组分。

多异氰酸酯可是脂族多异氰酸酯,包括环脂族多异氰酸酯或芳族多异氰酸酯。可用的脂族多异氰酸酯包括脂族二异氰酸酯如亚乙基二异氰酸酯、1,2-二异氰酸丙烷、1,3-二异氰酸丙烷、1,6-二异氰酸己烷、1,4-亚丁基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、1,4-亚甲基双-(环己基异氰酸)和异佛尔酮二异氰酸酯。可用的芳族二异氰酸酯和芳脂族二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯的各种异构体、间亚二甲苯基二异氰酸酯和对亚二甲苯基二异氰酸酯,也可使用4-氯-1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,5-四氢-萘二异氰酸酯、4,′4-二苄基二异氰酸酯和1,2,4-苯三异氰酸酯。另外,可使用α,α,α′,α′-四甲基亚二甲苯基二氰酸酯的各种异构体。可使用由过量单体多异氰酸酯与多元醇反应制备低聚的或聚合多异氰酸酯。其它的单体异氰酸酯包括异氰尿酸酯或缩二脲如异佛尔酮二异氰酸酯的异氰尿酸酯或六亚甲基二异氰酸酯的异氰尿酸酯。也可使用异氰酸酯的缩二脲如购自Bayer的DESMODURN100。

然而,单层面涂层和彩色加透明的复合涂料的透明涂料需要极高的透明和光泽度以获得所需的视觉效果。这些涂料还需要在涂层的表面低的视觉偏差来达到所需的视觉效果如图像的清晰度(DOI)。这些涂料本身对称为环境侵蚀的现象特别敏感。环境侵蚀本身在涂层的罩面漆内或之上产生经常不能擦掉的斑点或痕迹。经常难以预知高光泽面涂层或彩色加透明的复合涂料会表现的耐环境侵蚀的程度。许多当用作室外涂料已知其耐久性和/或耐气侯性的涂料组合物当用于光泽涂料如彩色加透明的复合涂料的透明涂料时不能提供所希望的耐环境侵蚀性。

在该式中,A表示来自一个或多个烯属不饱和共聚单体的聚合单体单元。这些共聚单体在本领域中是公知的。它们包括丙烯酸或甲基丙烯酸烷基酯,如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酯异癸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯等;和乙烯单体如不饱和间-四甲基二甲苯异氰酸酯、苯乙烯、乙烯基甲苯等。适宜的共聚单体也包括具有另外官能团(包括羟基、酸和环氧官能基)的单体。

上述类型的氢键受体基的组合可用于本发明的氨基甲酸酯或脲基官能化合物中。例如,若将4-(2-羟乙基)吗啉加入到上述的氨基甲酸酯或脲基官能化合物中,即可出现这种情况。若两个含酯基的氨基甲酸酯化合物用CO2连接在一起形成碳酸酯键,由此形成同时含有酯和碳酸酯氢键受体的化合物,则这是氢键受体组合的另一个例子。

也可用硅烷基化合物作为OH官能产物的连接化合物。这些化合物可由式SiMmRn表示,其中X是与质子反应的基团,如卤化物、烷氧基、氢化物或乙酸酯,R是不与质子反应的基团,如烷基、硅烷或硅氧烷,m是2-4且m+n=4。这些化合物可与反应产物在任何干的非质子溶剂(如四氢呋喃)中在本领域公知的条件下反应,这些条件可取决于X基团的性质。当X是氢化物时,反应优选用冷却了的反应试剂(如0℃)在惰性气氛中用催化剂如锡催化剂起始。完成加料后,加入干甲醇与任何自由的其余Si-H键反应。若X是卤化物,该反应优选在惰性气氛中在室温下开始。然后加热混合物至回流来使反应完成。HCl作为副产物放出。若X是烷氧基,该反应优选在惰性气氛中室温下开始进行,并在整个反应期间保持室温。可用分子筛来吸附形成的副产物。轻微的碱或轻微PH会加速该反应;然而,这也会加速形成Si-O-Si键。

第一组分平均每分子具有至少两个官能团,其中至少一个官能团为氨基甲酸酯或脲基,该官能团为羟基与氰酸或含有氨基甲酸酯或脲基的化合物的反应产物。优选第一组分具有至少一个氨基甲酸酯基团,其是羟基与氰酸或含有氨基甲酸酯的化合物的反应产物。用来形成该反应产物的羟基本身是通过环氧基与有机酸反应而制得。

在本发明第六个优选的实施方案中,通过羟基羧酸(如二甲基羟基丙酸、酒石酸、乳酸、羟基硬脂酸、N-(2-羟基乙基)亚乙基二胺三乙酸、2-羟乙基苯甲酸)与氨基甲酸羟基酯或羟基脲反应由此进行氨基甲酸酯上的羟基与羟基羧酸上的酸基的酯化,可制备组分(c)。得到的化合物具有氨基甲酸酯或脲官能基、羟官能基和酯氢键受体。访反应优选在室温至150℃的温度下进行,还优选用聚合物承载的催化剂如Amberlyst(Rohm & Haas)。该反应混合物应含有过量的乙醇使羟基羧酸的自缩合程度最小。

在该式中,A表示来自一个或多个烯属不饱和共聚单体的聚合单体单元。这些共聚单体在本领域中是公知的。它们包括丙烯酸或甲基丙烯酸烷基酯,如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酯异癸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯等;和乙烯单体如不饱和间-四甲基二甲苯异氰酸酯、苯乙烯、乙烯基甲苯等。适宜的共聚单体也包括具有另外官能团(包括羟基、酸和环氧官能基)的单体。