用于零VOC的凝胶涂料的乙酰乙酰基热固性树脂制造技术

使用多官能迈克尔受体、多官能迈克尔给体和碱催化剂制造零VOC的热固性凝胶涂料和层压树脂组合物以及复合材料和制品。所获得的低粘度树脂可用于制造在环境温度下具有优异固化性的零VOC的凝胶涂料和层压材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】使用多官能迈克尔受体、多官能迈克尔给体和碱催化剂制造零VOC的热固性凝胶涂料和层压树脂组合物以及复合材料和制品。所获得的低粘度树脂可用于制造在环境温度下具有优异固化性的零VOC的凝胶涂料和层压材料。【专利说明】用于零VOC的凝胶涂料的乙酰乙酰基热固性树脂
本专利技术的实施方式总体上涉及凝胶涂料（gel coat)和层压树脂的领域，且更具体 地涉及利用迈克尔型加成交联反应制造用于凝胶涂料和层压树脂组合物的低粘度、低V0C 到零V0C乙酰乙酰基热固性（thermosetting)树脂的方法。
技术介绍
凝胶涂料的应用被广泛用于众多应用中作为复合材料模塑制品的外表面层。典型 地在需要抗湿性、抗开裂性和类似性质的暴露于环境的复合材料制品或者需要强的、柔性 的、耐磨且抗冲击的表面和/或光滑的有光泽的罩面漆（finish)的制品上发现凝胶涂料。其 中，这样的制品的实例包括船壳、浴缸外壳、池、温泉、以及汽车和卡车上的车身面板。 这样的经凝胶涂覆的制品典型地通过如下形成：将凝胶涂料组合物从高压喷枪喷 射到开放模具的内表面上，将用于复合材料制品的材料和层压树脂施加到凝胶涂料上，使 凝胶涂料固化（cure)，然后从模具移除经固化凝胶涂覆的制品。经凝胶涂覆的制品也可通 过如下制造：将复合材料施加到多部分式模具中，注入或施加凝胶涂料组合物，闭合模具， 使凝胶涂料固化，然后从模具移除经固化凝胶涂覆的制品。 用于复合材料制品的凝胶涂料典型地由掺有填料、颜料和其它添加剂的热固性基 础树脂体系例如不饱和聚酯、丙烯酸酯和氨基甲酸酯型树脂配制。所述凝胶涂料应在高剪 切下呈现出低粘度以容许容易施加至模具，但是在其被施加之后防流挂或流动。凝胶涂料 的另一重要性质是表面粘性和固化时间。凝胶涂料合意地产生10-20分钟的凝胶时间。许 多低或零V0C的凝胶涂料在若干小时的固化之后保持粘性的。 典型地，将凝胶涂料树脂与反应性的能聚合单体例如苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯 (MMA)混合，所述单体还用于降低树脂体系粘度以通过喷射施加凝胶涂料。常规的凝胶涂料 组合物含有35-45重量％的反应性单体和其它挥发性有机化合物（V0C)。高的量的苯乙烯 和其它V0C的存在导致受政府法规严格管制的苯乙烯蒸气和其它有害空气污染物（HAP)的 排放。因此，复合材料工业对提供排放低V0C至零V0C的凝胶涂料非常感兴趣。 然而，在获得具有低V0C至零V0C和可接受的应用和性能性质的凝胶涂料方面存 在困难。为了解决这些需求，已经描述了若干种方法。降低V0C的一种方式是降低树脂的 分子量，其导致较低的粘度和较低的苯乙烯需求。然而，在应用中，用较低分子量树脂制得 的凝胶涂料倾向于长期保持粘性的。较高分子量树脂的使用导致较高的粘度，所述较高的 粘度妨碍凝胶涂料组合物的喷射应用，所述喷射应用通常需要在高剪切下在50-1200 Cp范 围内的粘度。为了实现目标粘度，使用具有高沸点的单体来代替对V0C有贡献的单体。这 些高沸点单体典型地具有较高粘度和较低的与树脂固体的反应性。结果，需要较高量的高 沸点单体来代替凝胶涂料配方中的标准单体并且所得产物固化得非常慢。 仍然存在对如下树脂材料的显著需要：其提供对于模内涂层（模内涂覆，in-mold coating)应用而言良好的流变学性质、快速固化，以及具有低V0C至零V0C和高的交联程度 的更好固化的凝胶涂料产品。
技术实现思路
本专利技术提供如下方法和凝胶涂料和层压树脂组合物：其克服上述缺点且提供具有 对于施加而言合意的粘度、快的凝胶时间和凝结（set-up)的不含苯乙烯且零V0C的凝胶涂 料，并且产生具有优异性能性质的具有高的交联程度的固化的凝胶涂料和层压树脂。 在实施方式中，本专利技术提供用于制造不含苯乙烯且零V0C的凝胶涂料的方法。在 一个实施方式中，所述方法包括： 使每个分子具有至少两个、优选三个羟基基团的多羟基多元醇与乙酰乙酸Ci-Q 烷基酯以酯交换方法反应以形成每个低聚物具有至少两个乙酰乙酰基官能团的能交联的 多官能的经乙酰乙酰基化的多羟基多元醇；和 将所述经乙酰乙酰基化的多羟基多元醇与一种或多种多官能丙烯酸酯单体或低 聚物、至少一种添加剂组分、以及碱催化剂组合，以形成在高剪切下具有约50-1200Cp的粘 度的能交联的热固性凝胶涂料组合物。 在使用中，所述凝胶涂料组合物可用于制造经凝胶涂覆的制品。在实施方式中，所 述经凝胶涂覆的制品通过如下制造： 将所述热固性凝胶涂料组合物施加至模具的表面作为模内涂层； 容许所述凝胶涂料组合物在环境温度下固化以形成部分交联的、粘性的到无粘性 的凝胶涂料； 将待模塑材料施加到所述部分交联的凝胶涂料上； 将能交联的层压树脂施加到所述材料上，所述层压树脂包括每个低聚物具有至少 两个、优选三个乙酰乙酰基官能团的经乙酰乙酰基化的多羟基多元醇、一种或多种多官能 丙烯酸酯单体或低聚物、和碱催化剂；和 容许所述层压树脂和所述凝胶涂料在环境温度下固化为不含苯乙烯且具有零V0C 的固态的交联的热固化（thermoset)树脂。 所得经凝胶涂覆的制品包括键合至制品表面上的经固化的热固化凝胶涂料。在实 施方式中，所述经固化的热固化凝胶涂料和层压树脂包括交联的经乙酰乙酸酯官能化的丙 烯酸酯低聚物，且优选为至少50 %、优选70-100 %交联的。 本专利技术还提供用于制造层压树脂组合物的方法。在实施方式中，所述方法包括： 使每个分子具有至少两个、优选三个羟基基团的多羟基多元醇与乙酰乙酸Ci-Q 烷基酯以酯交换方法反应，以形成每个低聚物具有至少两个、优选三个乙酰乙酰基官能团 的能交联的多官能的经乙酰乙酰基化的多羟基多元醇；和 将所述经乙酰乙酰基化的多羟基多元醇与一种或多种多官能丙烯酸酯单体或低 聚物以及碱催化剂组合以形成具有约50-1200 Cp的布鲁克菲尔德粘度的能交联的热固性 层压树脂组合物。 可将所述层压树脂组合物在环境温度下固化以形成包括交联的经乙酰乙酸酯官 能化的丙烯酸酯低聚物的固态、交联的热固化树脂，其中所述层压树脂不含苯乙烯且零V0C 并且优选为至少50%、优选70-100%交联的。 本专利技术进一步提供能交联的、不含苯乙烯且零V0C的凝胶涂料组合物。在一个实 施方式中，所述能交联的凝胶涂料组合物包括经乙酰乙酰基化的多羟基多元醇、一种或多 种多官能丙烯酸酯单体或低聚物、碱催化剂、以及至少一种选自填料、颜料和触变剂的添加 剂组分并且在高剪切下具有约50-1200Cp的粘度，并且在环境条件下能固化形成包括交联 的经乙酰乙酸酯官能化的丙烯酸酯低聚物的固态的热固化凝胶涂料，所述凝胶涂料不含苯 乙烯且具有零VOC且优选为至少50%、优选70-100%交联的。 本专利技术还提供能交联的、不含苯乙烯且零V0C的层压树脂组合物。在一个实施方 式中，所述能交联的层压树脂组合物包括经乙酰乙酰基化的多羟基多元醇、一种或多种多 官能丙烯酸酯单体或低聚物、和碱催化剂，并且具有约50-1200 Cp的布鲁克菲尔德粘度，并 且在环境条件下能固化形成包括交联的经乙酰乙酸酯官能化的丙烯酸酯低聚物的层压树 月旨，所述层压树脂不本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造不含苯乙烯且零VOC的凝胶涂料组合物的方法，包括：使每个分子具有至少两个羟基的多羟基多元醇与乙酰乙酸C1‑C5烷基酯以酯交换方法反应，以形成每个低聚物具有至少两个乙酰乙酰基官能团的能交联的多官能的经乙酰乙酰基化的多羟基多元醇；和将所述经乙酰乙酰基化的多羟基多元醇与一种或多种多官能丙烯酸酯单体或低聚物、至少一种添加剂组分、以及碱催化剂组合，以形成在高剪切下具有约50‑1200cp的粘度的能交联、不含苯乙烯、零VOC的热固性凝胶涂料组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MY赵，CP许，SL沃尔克斯，R兰德迪瑟，
申请(专利权)人：希斯比复合材料美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US