聚酯硅酸酯制造技术

本文提供了涂料组合物，其包含四烷氧基原硅酸酯或其部分缩合低聚物与含羟基的聚酯树脂的反应产物。所述涂料组合物有利地具有高固含量和/或低挥发性有机物含量(VOC)，且兼具低粘度。所述涂料组合物能快速干燥，在环境条件下固化且可配制成单组分形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚酯硅酸酯近年来，由于与高VOC水平有关的环境危害和限制涂料组合物中的VOC的立法，已进行了大量努力来开发具有低挥发性有机物含量(VOC)的涂料组合物。然而，许多降低涂料的挥发性有机物含量(VOC)和/或提高固含量的尝试通常在牺牲涂料组合物的其他所需性能下才能实现。显然，提高固含量和降低VOC通常会导致施加粘度不可接受地增大。所需的粘度是涂料组合物能在环境条件下借助喷涂、辊或刷施加且快速干燥的粘度。在涂覆大型结构(例如船舶、建筑、桥梁、工业设备和石油钻塔)时，尤其希望环境固化性涂料组合物。其他通常因固含量增大/VOC减小而受到不利影响的所需性能包括干燥速率、在环境条件下的固化能力和涂料组合物的稳定性。本文提供了新型涂料组合物，其有利地具有高固含量和/或低挥发性有机物含量(VOC)与可接受的低粘度的组合，从而使得所述配制剂能通过标准技术施加。所述涂料组合物能在环境条件下快速干燥并固化。另一优点是所述涂料组合物可以以单组分形式配制。本专利技术的涂料组合物包含四烷氧基原硅酸酯或其部分缩合低聚物与含羟基的聚酯树脂(优选为烯属不饱和的)的反应产物，其中聚酯树脂具有约1250-约4000的数均分子量和约800-约4500的羟基当量，且四烷氧基原硅酸酯上的烷氧基与所述含羟基的聚酯树脂上的羟基之比为2:1-40:1(烷氧基:羟基)。漆结皮是油漆工业中一种相当普遍的现象。就漆结皮而言，我们意指漆容器内的漆与盖下侧在操作、运输、着色和/或正常使用期间接触时产生漆膜。在条件合适时，盖上的漆可干燥，形成漆膜，随后落回至漆中，从而产生悬浮在漆中的团块。较低VOC/较高固含量的漆最可能发生结皮。然而，令人惊讶的是，与包含未改性聚酯或超出本专利技术权利要求范围的硅酸酯改性聚酯的涂料组合物相比，本专利技术的涂料组合物具有减小的结皮倾向。包含聚酯，例如长链醇酸的涂料组合物是已知的。然而，该类组合物干燥缓慢且具有不良的膜性能。已知包含多元醇和含有机聚硅氧烷材料的混合物的涂料组合物。例如，US4,613,451公开了一种液体组合物，其包含(A)疏水性多元醇和(B)含有机聚硅氧烷的材料的混合物。在混合组分(A)和(B)之后，所述组合物能通过与水分和/或疏水性多元醇反应而自固化成连续膜。然而，不同于本专利技术的环境固化性涂料组合物，其仅在施加热(约121℃的温度)时才固化。未提及环境固化性涂料组合物。未提及包含(A)与(B)的反应产物的组合物。GB1423408公开了通过使醇酸树脂(通过使烯属不饱和单体聚合获得的树脂)和极少量(2-10重量％)烷氧基硅烷反应而制备漆。结果得到用于2组分热固化多元醇-三聚氰胺甲醛体系中的低固体多元醇(约60％固含量)。未提及包含含残余SiOR基团的反应产物的单组分环境固化性涂料组合物。US5,457,166公开了一种聚酯改性的聚硅氧烷树脂，其通过将烷氧基硅烷与具有至少2个羟基的聚酯树脂混合并在酸催化剂存在下使所述混合物水解和缩聚而制备。然而，US5,457,166教导必须使用热来固化所述组合物。未提及包含由本文所定义聚酯制得的反应产物的环境固化性涂料组合物。含羟基的聚酯树脂用于制备所述反应产物的聚酯树脂具有约1250-约4000的数均分子量和约800-约4500的羟基当量。数均分子量数值可使用凝胶渗透色谱法根据ASTM方法D5296-11测量。优选地，所述聚酯树脂的数均分子量为约1250-约2500，甚至更优选为约1500-2500。所述聚酯树脂的羟基当量必须为约800-约4500。这相当于11-70的羟基值。优选地，所述聚酯树脂的羟基当量为约800-约3,000。羟基值可根据ASTM方法E222(版本10)，测试方法A实验测定。羟基值(OHV)为相当于1克多元醇中的羟基含量的氢氧化钾毫克数。即，羟基值＝56.1×1000/羟基当量，其中56.1为氢氧化钾的原子量，1000为1克试样的毫克数且羟基当量为1当量反应性OH基团所需的多元醇克数。优选地，所述聚酯树脂为烯属不饱和的或者基本上为烯属不饱和的。优选地，所述聚酯树脂以具有50-120cg/g碘值的程度烯属不饱和。碘值为根据ASTM方法D5768-02(2010)测得的被1克聚酯树脂吸收的碘量(以厘克计)。特别优选所述含羟基的聚酯树脂在一个分子中平均具有小于2个羟基，例如每分子平均小于1.5个羟基。如果羟基官能度显著高于2，则这将导致在所述聚酯与四烷氧基原硅酸酯(低聚物)反应时发生胶凝的风险提高。所述聚酯可通过使多元醇与多羧酸(任选与一元醇/酸组合)反应而制备。可用一种或多种脂肪酸对所述聚酯树脂进行改性(在这种情况下，所述聚酯称为醇酸树脂)。可用于制备本专利技术聚酯的多元醇的实例包括简单的二元醇、三元醇和更高级的醇。可接受的多元醇优先包含2-14个碳原子。多元醇是公知的，其实例包括：1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,5-戊二醇、2,4-戊二醇、1,6-己二醇、2,5-己二醇、2-甲基-1,3-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,4-庚二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-双(羟甲基)环己烷、1,2-双(羟乙基)环己烷、2,2-二甲基-3-羟丙基-2,2-二甲基-3-羟基丙酸酯、二丙二醇、甘油、季戊四醇、二季戊四醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、乙二醇、丙二醇、新戊二醇和二丙二醇及其组合。优选的多元醇包括三羟甲基丙烷和季戊四醇及其组合。可接受的多羧酸的实例包括环状多羧酸、芳族多羧酸和脂环族多羧酸。合适的芳族多羧酸的实例包括间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸。还可使用上述酸的酐(如果其存在的话)，且被术语“多羧酸”所涵盖，例如邻苯二甲酸酐和偏苯三酸酐。脂环族多羧酸的实例包括1,2-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、四氢邻苯二甲酸、内亚甲基四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸和甲基六氢邻苯二甲酸。还可使用上述酸的酐(如果其存在的话)，例如四氢邻苯二甲酸酐、内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐和甲基六氢邻苯二甲酸酐。无环多羧酸的实例包括丙二酸、琥珀酸、苹果酸、戊二酸、己二酸、辛烯基琥珀酸、十二碳烯基琥珀酸、壬二酸、癸二酸和丙二酸、庚二酸、辛二酸、2,2-二甲基琥珀酸、3,3-二甲基戊二酸、2,2-二甲基戊二酸、马来酸、富马酸和衣康酸。还可使用上述酸的酐(如果其存在的话)，例如丙二酸的二甲酯和二乙酯、琥珀酸酐、辛烯基琥珀酸酐和十二碳烯基琥珀酸酐。优选的多羧酸包括间苯二甲酸、对苯二甲酸和邻苯二甲酸多羧酸及其组合。此外，也可使用某些以与酸类似方式反应形成聚酯多元醇的物质。该类物质包括内酯(例如己内酯、丙基己内酯(propylolactone)和甲基己内酯)以及羟基酸(例如羟基己酸和二羟甲基丙酸)。如果使用三元醇或更高级的醇，则可使用单羧酸(例如乙酸和苯甲酸)来制备所述聚酯多元醇。可用于制备所述聚酯多元醇的任选一元醇的实例包括：乙醇、丙醇、异丙醇、正戊醇、新戊醇、2-乙氧基乙醇、2-甲氧基乙醇、1-己醇、环己醇、2-甲基-2-己醇、2-乙基己醇、1-辛醇、2-辛醇、1-壬醇、5-丁基-5-壬醇、异癸醇等。此外，本文所用的术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境固化性涂料组合物，其包含四烷氧基原硅酸酯或其部分缩合低聚物与含羟基的聚酯树脂的反应产物，其中：(a)所述聚酯树脂具有约1250‑约4000的数均分子量和约800‑约4500的羟基当量，且(b)所述四烷氧基原硅酸酯上的烷氧基与含羟基的烯属不饱和聚酯树脂上的羟基之比为2:1‑40:1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.04 EP 13150276.7;2013.01.24 US 61/756,0791.一种环境固化性涂料组合物，其包含四烷氧基原硅酸酯或其部分缩合低聚物与含羟基的聚酯树脂的反应产物，其中：(a)所述聚酯树脂具有1250-4000的数均分子量和800-4500的羟基当量，且(b)所述四烷氧基原硅酸酯上的烷氧基与所述含羟基的聚酯树脂上的羟基之比为2:1-40:1。2.如权利要求1的环境固化性涂料组合物，其中所述反应产物由15-40重量％的四烷氧基原硅酸酯或其部分缩合低聚物和60-85重量％的含羟基的烯属不饱和聚酯树脂制备，其中重量％基于用于制备所述反应产物的组合物中的非挥发性组分的总重量。3.如权利要求1或2的环境固化性涂料组合物，其中含羟基的聚酯树脂为烯属不饱和的。4.如权利要求1或2的环境固化性涂料组合物，其中含羟基的聚酯树脂在每分子中平均包含小于2个羟基。5.如权利要求1或2中任一项的环境固化性涂料组合物，其中所述四烷氧基原硅酸酯或其部分缩合低聚物为四-C1-C5烷氧基原硅酸酯或其部分缩合低聚物。6.如权利要求1或2中任一项的环境固化性涂料组合物，其中所述四烷氧基原硅酸酯或其部分缩合低聚物为四乙氧基原硅酸酯或其部分缩合低聚物。7.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·A·尼克松，S·普里查德，S·唐纳利，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL