硅酮改性的聚酯涂料制造技术

本发明专利技术提供具有优异的耐候性和耐久性的涂料组合物。所述涂料组合物包含粘合剂体系，所述粘合剂体系包含耐久性聚酯树脂和具有高达约45重量％硅酮含量的硅化聚酯树脂。还提供其至少部分表面上涂覆有所述涂料组合物的涂布制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年12月19日递交的美国临时申请No.61/918,285和2013年12月17日递交的美国临时申请No.61/917,147的权益，它们中的每一个均通过引用整体并入本文中。背景聚合物涂料组合物通常被涂覆到基材上，尤其是金属基材上。出于下述各种原因使用这样的涂料，包括例如为了保护基材免于降解、为了美化基材(例如为了提供颜色、亮度等)和/或为了反射光线。许多这样的聚合物涂料组合物被涂覆到平面基材上(例如使用卷涂工艺)，随后使其形成最终制品，包括用作外部建筑材料的制品。一般而言，对于要用作外部卷材涂料的涂料组合物来说，该组合物必须展示出长期的户外耐候性、耐久性和改善的耐磨性。涂层还必须在长期暴露于外部条件(包括日光、湿度、雨等)之后维持合适的美学外观(光泽、颜色等)。热固性硅酮改性的聚酯涂料可用于外部卷材涂料应用。按照惯例，然而，这种涂料虽然最初具有耐候性和耐久性，但在长期暴露于天然气候条件之后展示出耐候性和耐久性显著降低。此外，这种涂料可展示出显著的加工问题，例如增加的固化时间、降低的线速度能力或污染烘箱的趋势。因此，持续需要如下的热固性硅酮改性卷材涂料，其能够提供降低的固化停留时间和增强的线速度能力，同时具有相等的或提高的耐候性。概述在一个实施方式中，本说明书提供由热固性涂料组合物形成的固化涂层，其中所述热固性涂料组合物固化时形成耐候性外部涂层。所述涂料组合物包含粘合剂体系，所述粘合剂体系至少包含第一聚酯树脂和第二聚酯树脂，所述第二聚酯树脂具有多达固体聚合物重量的约45％的硅酮含量。所述涂料组合物可包含其它成分，包括以下之中的一种或多种：(i)交联剂、(ii)催化剂、(iii)颜料、和/或(iv)流平剂。所述组合物形成60°光泽度等级为约5-90的耐候性外部涂层，并且在相当于几年的紫外线或天然日光暴露之后未示出可感知的颜色或外观变化。在另一个实施方式中，本说明书提供了涂布制品，通常是金属基材，其中至少部分所述基材上布置有由本文所述的涂料组合物形成的固化涂层。在另一个实施方式中，本专利技术提供了由金属基材生产制品的方法，其中所述基材的至少部分表面上布置有由本文所述的涂料组合物形成的固化涂层。附图简介图1示出了本文所述涂料组合物的一系列SEM图像，其展示出不同量的硅酮、钛、锌等。定义除非另外指明，本文中使用的如下术语具有下文提供的含义。预期在本文所述的涂料组合物中使用的聚酯和其它聚合物树脂的有机基团上会有取代。为了简化本申请通篇中使用的某些术语的讨论和陈述，术语“基团”和“片段”被用于区分允许取代或可以被取代的化学物种与不允许取代或不可被取代的化学物种。因此，使用术语“基团”描述化学取代基时，所描述的化学材料包括未经取代的基团和下述基团，所述基团例如在链中(如在烷氧基中)具有O、N、Si或S原子以及具有羰基或其它常规取代。使用术语“片段”描述化合物或取代基时，仅旨在包括未经取代的化学材料。例如，短语“烷基基团”旨在不仅包括纯开链饱和烃烷基取代基(例如甲基、乙基、丙基、叔丁基等等)，而且包括还带有本领域已知的其它取代基(例如羟基、烷氧基、烷基磺酰基、卤素原子、氰基、硝基、氨基、羧基等等)的烷基取代基。因此，“烷基基团”包括醚基、卤代烷基、硝基烷基、羧基烷基、羟基烷基、磺基烷基等等。另一方面，短语“烷基片段”仅限于包括纯开链饱和烃烷基取代基，例如甲基、乙基、丙基、叔丁基等等。术语“烃基片段”指仅含氢和碳的未被取代的有机片段。本文中使用的术语“基团”意欲记述特定的片段以及记述含有该片段的更广种类的被取代结构和未被取代结构。术语“交联剂”是指，能够在聚合物之间或相同聚合物的两个不同区域之间形成共价键连接的分子。当在“涂料涂覆在表面或基材上”的上下文中使用时，术语“在……上”包括涂料直接或间接涂覆于表面或基材上。因此，例如，涂覆于位于基材上的底漆层的涂料构成涂覆在该基材上的涂料。除非另外指明，术语“聚合物”包括均聚物和共聚物(即两种或更多种不同单体的聚合物)类似地，除非另有声明，指定聚合物种类的术语(例如“聚酯”)的使用旨在包括均聚物和共聚物(例如聚酯-聚氨酯聚合物)二者。当在化合物的上下文中使用时，术语“不饱和的”是指，含有至少一个不是存在于芳族环中的双键的化合物。当在本文中使用时，术语“硅酮”是指，聚合的硅氧烷或聚硅氧烷，其是具有通用结构式[R2SiO]n的混合无机-有机聚合物，其中R是取代的或未经取代的C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C6-C10芳基等。当在本文中使用时，硅酮是羟基官能的聚硅氧烷或烷氧基官能的聚硅氧烷。当在本文中使用时，术语“耐久的”是指，抵抗或耐受长期暴露于紫外辐射的涂料。当在本文中使用时，术语“耐候性的(weatherable)”表示能够抵抗或耐受长期暴露于气候(例如，日光、风、湿度、降水等)的影响的涂料。该术语可与“耐天气的(weathering)”交换使用。虽然该术语不是同延的，但耐久的涂料有可能是耐候性的，反之亦然。在说明书和权利要求书中出现的术语“包含”及其变体没有限制含义。术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术的实施方式。然而，在相同情况或其它情况下，其它实施方式也可以是优选的。此外，一个或多个优选实施方式的表述并不意味着其它实施方式不可用，并且并非意图将其它实施方式排除在本专利技术的范围之外。当在本文中使用时，“一种(a，an)”、“该(the)”、“至少一种”和“一种或多种”可互换使用。因此，例如，包含“一种”添加剂的涂料组合物可理解为是指该涂料组合物包含“一种或多种”添加剂。另外在本文，通过端点表述的数值范围包括该范围内的所有数值(例如，1-5包含1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。此外，一个范围的公开包括较宽范围内包括的所有子范围的公开(例如1至5公开1至4、1.5至4.5、1至2等)。详细描述在一个实施方式中，本说明书提供由热固性涂料组合物形成的固化涂层，其在作为外部涂层或者作为外部建筑材料上的涂层使用时展示出优异的耐久性和耐候性。涂料组合物通常包含粘合剂体系、交联剂、催化剂、流平剂、一种或多种颜料、和任选的液态载体。粘合剂体系优选地包含耐久的第一聚酯树脂、和具有硅酮骨架的第二聚酯树脂，所述硅酮骨架包含多达本文档来自技高网...

【技术保护点】
由热固性涂料组合物形成的固化涂层，所述组合物包含粘合剂体系，所述粘合剂体系包含：第一聚酯树脂；和第二聚酯树脂，其中基于所述第一聚酯树脂和所述第二聚酯树脂的总重量，所述第二聚酯树脂具有高达约30％的硅酮含量；约5‑15重量％的交联剂；约0.1‑2重量％的催化剂；和约0.01‑0.5重量％的流平剂，其中所述固化涂层是具有约5‑90的60°光泽度等级的耐候性外部涂层，且在至少约1000MJ的直接日光暴露之后展示出小于1个单位的颜色变化(ΔE)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.17 US 61/917,147;2013.12.19 US 61/918,2851.由热固性涂料组合物形成的固化涂层，所述组合物包含
粘合剂体系，所述粘合剂体系包含：
第一聚酯树脂；和
第二聚酯树脂，其中基于所述第一聚酯树脂和所述第二聚酯树脂
的总重量，所述第二聚酯树脂具有高达约30％的硅酮含量；
约5-15重量％的交联剂；
约0.1-2重量％的催化剂；和
约0.01-0.5重量％的流平剂，
其中所述固化涂层是具有约5-90的60°光泽度等级的耐候性外部涂
层，且在至少约1000MJ的直接日光暴露之后展示出小于1个单位的颜色变
化(ΔE)。
2.权利要求1所述的组合物，其中所述第二树脂的分子量(Mn)小于
约10000amu，且其Mw小于约15000。
3.权利要求1所述的组合物，其中所述第二树脂的羟基数为至少75。
4.权利要求1所述的组合物，其中所述第二树脂是硅酮改性聚酯。
5.权利要求1所述的组合物，其中所述第二树脂是通过包括下述步骤
的方法制造的硅酮改性聚酯：
提供通过至少一种醇与至少一种硅醇的共缩合制备的多元醇；和
通过与至少一种酸官能化合物的反应来酯化所述多元醇，
其中所述反应在钛基催化剂存在下进行。
6.权利要求1所述的组合物，其中所述第一树脂是耐久性聚酯树脂。
7.权利要求1所述的组合物，其中所述交联剂是氨基塑料树脂交联
剂。
8.权利要求1所述的组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·B·海斯，托马斯·J·梅尔尼克，梅洛迪·泰勒，李树培，D·米歇尔·列尤，
申请(专利权)人：威士伯采购公司，
类型：发明
国别省市：美国;US