用于涂料组合物的反应性多官能添加剂制造技术

一种用于涂料组合物的反应性多官能添加剂。一种组合物包含：(a)20-60重量％糖组分，该糖组分包含2-5个糖环单元，所述糖环单元含有至少一种选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的环氧烷的聚合单元和至少三个与所述至少一种环氧烷聚合单元的端氧原子连接的乙酰乙酰基，所述聚合单元与所述糖环上的氧原子连接；和(b)40-80重量％非糖组分，该非糖组分包含多元醇单元其不含糖环但具有2-5的羟基官能度；所述多元醇单元含有至少一种选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的环氧烷的聚合单元和至少两个与所述至少一种环氧烷聚合单元的端氧原子连接的乙酰乙酰基，所述聚合单元与所述多元醇的羟基氧原子连接；其中至少一种环氧烷的聚合单元总量占所述多官能添加剂的20-80重量％。

【技术实现步骤摘要】
用于涂料组合物的反应性多官能添加剂
技术介绍
本专利技术涉及一种用于涂料制剂的反应性多官能添加剂组合物。 含有乙烯基的乳液聚合物的低V0C和零V0C制剂通常采用高沸点的聚结剂以帮助 成膜。这种组合物的一个主要缺点在于，所述聚结剂在膜中残留的时间比通常情况长，使得 膜发粘。这样的膜还可存在很差的抗粘连性。现有技术描述了将多官能的乙酰乙酸酯作为 反应性聚结剂用于改善膜的性质，例如在美国专利第5, 349, 026号中所述。不过，本专利技术要 求保护的材料与该参考文献中的组合物不同。人们需要反应性的添加剂，其能对固化的油 漆膜产生可接受的性质。
技术实现思路
本专利技术涉及一种多官能添加剂，该添加剂包含： (a) 20-60重量％糖组分，该糖组分包含2-5个糖环单元，所述糖环单元含有至少 一种选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的环氧烷的聚合单元，所述聚合单元与所述糖环 上的氧原子连接，且所述糖环单元含有至少三个与所述至少一种环氧烷聚合单元的端氧原 子连接的乙酰乙酰基；以及 (b)40_80重量％非糖组分，该非糖组分包含多元醇单元，所述多元醇单元不含糖 环但具有2-5的羟基官能度；所述多元醇单元含有至少一种选自环氧乙烷、环氧丙烷和环 氧丁烷的环氧烷的聚合单元，所述聚合单元与所述多元醇的羟基氧原子连接，且所述多元 醇单元含有至少两个与所述至少一种环氧烷聚合单元的端氧原子连接的乙酰乙酰基； 其中，至少一种环氧烷的聚合单元总量占所述多官能添加剂的20-80重量％。 专利技术详沭 除非另外说明，本文中所有百分数以重量百分数（重量％ )表示，所有温度的单位 都为°C。没有说明温度的方法在室温（20_25°C)下进行。共聚物的玻璃化转变温度可用 福克斯公式（T.G. Fox，《美国物理学会会刊（Bulletin American Physical Society)》第1 卷，第3期，第123页（1956))容易地计算出。聚合物的1；通常与最小的成膜温度（MFFT) 非常接近。MFFT可用温度-梯度棒（temperature-gradient bar)直接测量。术语单元 表示化合物为反应形式或聚合形式。术语（甲基）丙烯酸酯指的是丙烯酸酯或者甲基丙 烯酸酯；术语（甲基）丙烯酸类指的是丙烯酸类或者甲基丙烯酸类；术语（甲基）丙烯 酰胺指的是丙烯酰胺或者甲基丙烯酰胺。 术语丙烯酸类单体包括（甲基）丙烯酸、马来酸和衣康酸以及它们的烷 基酯、Ci-Q羟烷基酯和C 7_C12芳烷基酯；（甲基）丙烯酰胺和N-甲基或N-二甲基取代的 (甲基）丙烯酰胺；马来酸酐和（甲基）丙烯腈以及含有官能P和S的单体（如（甲基）丙 烯酸磷乙酯和（甲基）丙烯酸磺乙酯）。优选地，酯是烷基酯和q-Cu羟烷基酯，优 选为烷基酯，优选为烷基酯。术语乙烯基酯单体包括乙烯醇的烷基 酯。术语苯乙烯类单体包括苯乙烯和被甲基、乙基、羟甲基或氯取代的苯乙烯；优选为苯 乙烯和4-甲基苯乙烯（乙烯基甲苯）。术语乙烯类单体包括烯经，优选为乙烯。 乙烯基加成聚合物的水性分散体的成膜能力取决于分散的聚合物的玻璃化转变 温度以及使涂料干燥的温度，如美国专利第2, 795, 564号中所公开的。优选地，通过一种或 多种单烯键式不饱和单体的乳液聚合反应得到分散的聚合物，所述分散的聚合物的玻璃化 转变温度取决于组分的本身和聚合物中单体的比例等因素。一些烯键式不饱和单体形成具 有相对高玻璃化转变值的均聚物，也就是说，聚合物的玻璃化转变温度高于约20°C，所述烯 键式不饱和单体例如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、丙烯腈、乙烯基甲苯、 甲基丙烯腈以及偏二氯乙烯。另一方面，很多烯键式不饱和单体例如丙烯酸酯类单体；丁二 烯和氯丁二烯，形成相对软的均聚物，即聚合物的玻璃化转变温度为约20°C或更低，所述丙 烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸 酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异癸酯和丙烯酸羟乙酯。 通过共聚多种硬和/或软单体，可得到玻璃化转变温度（Tg)为低于约-40°c至最 高约150°C的适用于涂料或浸渍用途的聚合物。该聚合物还可结合其它能加成聚合的单体， 结合程度使成膜性不会过度降低，所述单体例如官能单体、多烯键式不饱和单体等等，所述 官能单体如甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基丙基甲基 丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸磺乙酯等；所述多烯键式不饱和单体 例如二甲基丙烯酸-1，4-丁二醇酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二乙烯基苯和甲基丙烯酸烯丙 酯等。如果聚合物的Tg值不高于所述涂料或浸渍组合物干燥的温度，可制备具有良好成膜 特性的结合了所述聚合物的涂料或浸渍组合物。如果Tg值或MFFT高于或接近涂料的干燥 温度，则需要聚结剂。 优选地，所述使用了多官能添加剂的分散的聚合物的Tg至少为0°C，优选至少 5°C，优选至少KTC，优选至少12°C ;优选不高于40°C，优选不高于35°C，优选不高于30°C， 优选不高于28 °C，优选不高于26 °C。优选地，聚合物的MFFT值在之前的限制内。优选地，以 干聚合物固体量为基准计，所述分散的聚合物含有50-100重量％丙烯酸类单体的聚合单 元，优选70-100重量％，优选80-100重量％，优选90-100重量％。优选地，所述采用多官能 添加剂的涂料组合物含有15-45重量％分散的聚合物（作为干聚合物固体），优选为18-28 重量％。优选地，所述涂料组合物含有15-35重量％的二氧化钛,优选为18-28重量％。优 选地，所述涂料组合物含有30-70重量％的水，优选为40-60重量％。 优选地，所述糖组分含有2或3个糖环单元，优选地，所述糖环单元的总羟基官能 度为4-12。为了清楚起见，此处不是糖组分的羟基官能度，根据乙酰乙酰基糖组分含有更 少或不含羟基。糖环单元是指单糖环，优选是以反应形式（即不含一些或全部羟基氢原 子）存在的己糖或呋喃糖。优选地，所述糖组分具有通式（ShKCHfHOOOhlOk，其中S是 单糖环单元，m是2-5的整数（术语（S) m是指m个连接的糖环，例如当m = 2时，（S)m是二 糖）；R是氢、甲基、乙基或它们的组合；n是0. 5-5且表示平均数，R1是氢或-C(0)CH2C(0) CH3 (乙酰乙酰基），k是4-12且表示平均数。聚合的环氧烷单元，-(CH2CH(R)0)-，通过CH2 和糖环单元（S)上的羟基氧之间的共价键连接。k不能大于糖环上的羟基总数。优选地，k 为4-10,优选为4-8。优选地，R 1表示在4-12个（优选4-10个，优选4-8个）聚合的环氧 烷链上的-C (0) CH2C (0) CH3。优选地，m为2-4,优选为2或3,优选为2。优选地，n为0. 5-5， 优选为0. 5-1. 5。优选的二糖包括蔗糖、乳糖、麦芽糖和乳果糖。优选地，R为氢、甲基或它 们的组合；优选为甲基。 优选地，非糖组分的多元醇单元的羟基官能度为2-4,优选为2-3,优选为3。为了 清楚起见，此处不是非糖组分的羟基官能度，根据乙酰乙酰基非糖组分含有更少或不含羟 基。优选的官能度为3的多元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含：(a)20‑60重量％糖组分，该糖组分包含2‑5个糖环单元，所述糖环单元含有至少一种选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的环氧烷的聚合单元，所述聚合单元与所述糖环上的氧原子连接，且所述糖环单元含有至少三个与所述至少一种环氧烷聚合单元的端氧原子连接的乙酰乙酰基；以及(b)40‑80重量％非糖组分，该非糖组分包含多元醇单元其不含糖环但具有2‑5的羟基官能度；所述多元醇单元含有至少一种选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的环氧烷的聚合单元，所述聚合单元与所述多元醇的羟基氧原子连接，且所述多元醇单元含有至少两个与所述至少一种环氧烷聚合单元的端氧原子连接的乙酰乙酰基；其中，至少一种环氧烷的聚合单元总量占所述多官能添加剂的20‑80重量％。

【技术特征摘要】
2013.09.20 US 61/880,5111. 一种组合物，其包含： (a) 20-60重量％糖组分，该糖组分包含2-5个糖环单元，所述糖环单元含有至少一种 选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的环氧烷的聚合单元，所述聚合单元与所述糖环上的 氧原子连接，且所述糖环单元含有至少三个与所述至少一种环氧烷聚合单元的端氧原子连 接的乙酰乙酰基；以及 (b) 40-80重量％非糖组分，该非糖组分包含多元醇单元其不含糖环但具有2-5的羟基 官能度；所述多元醇单元含有至少一种选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷的环氧烷的聚 合单元，所述聚合单元与所述多元醇的羟基氧原子连接，且所述多元醇单元含有至少两个 与所述至少一种环氧烷聚合单元的端氧原子连接的乙酰乙酰基； 其中，至少一种环氧烷的聚合单元总量占所述多官能添加剂的20-80重量％。2. 如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述糖组分含有2个或3个糖环单元，且 所述糖环单元的羟基官能度为4-12。3. 如权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述组合物含有25-55重量％的糖组分以 及45-75重量％的非糖组分。4. 如权利要求3所述的组合物，其特征在于，至少一种环氧烷的聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·巴利杰帕里，A·M·莫里斯，P·多尔，J·B·韦恩尼斯，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US