含有涂料组合物的山梨酸酯制造技术

本发明专利技术是一种组合物，其包含溶液或聚合物粒子的分散液、山梨酸酯或山梨酰胺固化剂以及用于所述固化剂的固化调节添加剂。所述固化剂是山梨酸酯或山梨酰胺，并且所述固化调节剂是能够加快或减慢所述固化剂的固化速率的试剂。控制固化动力学对于在速率太缓慢的情况下加快固化速率或在固化太快速导致非所需颜色形成的情况下减小固化速率来说是重要的。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及包含山梨酸酯或山梨酰胺组合物的涂料组合物，更确切地说，包含山梨酸酯或山梨酰胺以及经设计以控制含有山梨酸酯或山梨酰胺的涂料组合物的固化速率的添加剂的涂料组合物。近来已发现山梨酸酯和山梨酰胺作为用于已显示在室温或低于室温下增强膜硬度和膜形成的涂料组合物的高沸点、低VOC聚结剂有效。这些聚结剂的倾向为其太快速地固化，从而导致形成非所需发色体，或太缓慢地固化的倾向。因此发现控制山梨酸酯和山梨酰胺的固化动力学的方式将为涂料组合物领域中的进步。
技术实现思路
本专利技术通过提供包含以下各者的组合物来解决本领域中的需求：a1)聚合物和用于聚合物的溶剂或a2)聚合物粒子的水性分散液；b)0.5到35重量％的山梨酸酯或山梨酰胺固化剂；以及c)固化调节添加剂，其是用i)S＝O基团、ii)羰基、iii)胺基、iv)羟基、v)羧酸基、vi)磺酸或磺酸酯基团、vii)磷酰基、viii)膦酸或膦酸酯基团或ix)酰胺、脲或氨基甲酸酯基团官能化的化合物；其限制条件为当山梨酸酯或山梨酰胺未用从山梨酸酯或山梨酰胺羰基的氧原子去除5到7个键的伯胺或仲胺基团或羟基官能化时，固化调节添加剂用i)胺基、ii)羟基、iii)羧酸基、iv)磺酸基、v)S＝O基团或vi)磷酸基官能化。本专利技术的组合物适用于制造可以在不形成非所需发色体的情况下有效地固化的涂层。具体实施方式本专利技术提供一种组合物，其包含：a1)聚合物和用于聚合物的溶剂或a2)聚合物粒子的水性分散液；b)0.5到35重量％的山梨酸酯或山梨酰胺固化剂；以及c)固化调节添加剂，其是用i)S＝O基团、ii)羰基、iii)胺基、iv)羟基、v)羧酸基、vi)磺酸或磺酸酯基团、vii)磷酰基基团、viii)膦酸或膦酸酯基团或ix)酰胺、脲或氨基甲酸酯基团官能化的化合物；其限制条件为当山梨酸酯或山梨酰胺未用从山梨酸酯或山梨酰胺羰基的氧原子去除5到7个键的伯胺或仲胺基团或羟基官能化时，固化调节添加剂用i)胺基、ii)羟基、iii)羧酸基、iv)磺酸基、v)S＝O基团或vi)磷酸基官能化。山梨酸或山梨酰胺固化剂优选是20℃下的液体并且优选通过下式来表征：其中R是用醚、硫醚、胺、羟基、酯、苯基、烯基或其组合任选地官能化的C1-C20直链或支链烷基；并且C(O)X是酯基或酰胺基。优选地，R是-(CH2-CH(R1)-O)n-R2、-CH(R1)-CH2-O-R2或直链或分支链-R3-OR2；其中R1是H、C1-C6烷基、-CH2OH或苯基；R2是H、C1-C6烷基、苯甲基或CH3CH＝CH-CH＝CH＝C(O)-、烯丙基、-C(O)-CR4＝CH2；R3是二价C4-C10直链或支链烷基或羟烷基；R4是H或CH3；以及n是1到7。固化剂优选为25℃下的液体并且优选具有126g/mol到2000g/mol，更优选到1000g/mol，并且最优选到500g/mol范围内的分子量。有可能的是固化剂包括一个以上山梨酸酯或山梨酰胺基团或其组合。本专利技术的组合物的固化剂可以多种方式，如以下流程中阐述的那些方式来制备，其中R如先前所定义并且Y为OH或Cl：EDC是1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺，DMAP是4-二甲氨基吡啶，并且
TEA是三乙胺。固化剂优选为山梨酸酯，其也可以例如借助于醇和山梨酸的转酯化或通过醇与山梨酸的酸卤化物或酸酐的反应制备。固化调节添加剂可以是加快固化速率的添加剂、减慢固化速率的添加剂或可以提供两种功能的添加剂。已发现山梨酸酯或山梨酰胺在用从山梨酸酯或山梨酰胺羰基的氧原子去除5到7个，优选5到6个键的伯胺或仲胺或伯醇、仲醇或叔醇官能化时固化太缓慢。具有从山梨酸酯或山梨酰胺的氧原子去除5或6个键的醇或胺的山梨酸酯的实例经示出：未用从山梨酸酯或山梨酰胺羰基的氧原子去除5-7个碳原子的胺或醇基官能化的山梨酸酯的实例在下文中示出。能够加快具有如上文所描述的醇或胺官能团的山梨酸酯和山梨酰胺的固化速率的添加剂是用以下各者官能化的化合物：a)S＝O基团，包括二甲亚砜、二苯亚砜、二-4-甲苯亚砜、甲基苯基亚砜、二苯甲亚砜、二丁亚砜或二-叔丁亚砜；b)羰基，如十二烷酸甲酯、癸酸甲酯、甲基乙基酮或壬醛；c)胺基，如1-癸胺、1-十二烷胺、二异丙基胺、三丁胺或二异丙基乙胺；d)羟基，如2-乙基-1-己醇、1-癸醇、2-甲基丙酸3-羟基-2，2，4-三甲基戊酯(可商购为泰萨醇(Texanol)聚结剂)、2-壬醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇甲基醚、酚或苯甲醇；e)羧酸基，如苯基乙酸、苯甲酸、1-癸酸或1-辛酸；f)磺酸或磺酸酯基团，如甲基磺酸、苯磺酸、4-甲苯磺酸、1-辛基磺酸、1-十二烷基磺酸、甲烷磺酸甲酯或甲苯磺酸甲酯；g)磷酰基，如三苯基氧化膦、三丁基氧化膦、三乙基氧化膦或三苯甲基氧化膦；h)膦酸或膦酸酯基团，如乙基膦酸、单乙基膦酸乙酯、丁基膦酸、苯甲基膦酸或苯膦酸；或i)酰胺、脲或氨基甲酸酯基团，如N-乙基丙酰胺、正丁基戊酰胺、N，N′-二乙基脲、N，N′-二丁基脲、二乙基氨基甲酸酯以及二乙基氨基甲酸酯。能够减缓不具有上述醇或胺官能团的山梨酸酯和山梨酰胺的固化速率的添加剂是用以下各者官能化的化合物：S＝O基团、胺基、羟基、羧酸基、磺酸基或磷酸基。尽管不受理论束缚，但相信固化剂由于固化剂中存在或不存在分子内氢键而在无固化调节添加剂的情况下太快速或太缓慢地固化。更确切地说，相信从山梨酸酯或山梨酰胺基团的氧原子去除5-7个键的羟基或胺基干扰固化机制；另外相信添加所谓的氢键结受体(例如亚砜)破坏分子内氢键，从而促进固化。不含有能够实现分子内氢键结的胺或羟基的山梨酸酯或山梨酰胺太快速地固化，并且可以通过与山梨酸酯或山梨酰胺的羰基相互作用来使这些化合物的固化速率减慢。一些类别的固化调节添加剂可以充当固化速率加速剂或固化速率减慢剂(例如醇、亚砜或伯胺或仲胺)。山梨酸酯或山梨酰胺有利地与固化调节剂以适当地控制山梨酸酯或山梨酰胺的固
化速率的比例组合。当固化调节含有如上文所描述的胺或羟基官能团时，固化调节剂的亚砜、胺或羟基的摩尔当量优选为就固化剂中的羟基或胺基来说的0.25、更优选0.5、最优选0.75；到4、更优选到2、最优选到1.25。类似地，当固化调节剂不含胺或羟基官能团时，亚砜或羟基的摩尔当量优选为就固化剂中的羰基来说的0.25、更优选0.5、最优选0.75；到4、更优选到2、最优选到1.25。以说明方式，以下化合物每分子具有两当量的OH基团并且将因此需要两倍多的摩尔的含有单一氢受体基团的化合物，如二甲亚砜以达到相同摩尔当量：组合物包含a1)聚合物和用于聚合物的溶剂，其是适合的有机溶剂，如甲苯、二甲苯或均三甲苯，或a2)聚合物粒子的水性分散液。优选地，组合物包含聚合物粒子的水性分散液(乳胶)。固化剂(优选为山梨酸酯)优选地被吸入聚合物粒子中。如本文所使用，词语“吸入”意味着将组合物中的至少60％聚结剂并入聚合物粒子中，即，小于40％聚结剂存在于乳胶的水相中。优选地，至少90％、更优选至少95％并且最优选至少98％的聚结剂被吸入聚合物粒子中。吸入程度可以通过质子NMR光谱法如下测定：在第一实验中，含有固化剂的乳胶按原样放置于NMR光谱管中并且在乳液乳胶的水相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含：a1)聚合物和用于所述聚合物的溶剂或a2)聚合物粒子的水性分散液；b)0.5到35重量％的山梨酸酯或山梨酰胺固化剂；以及c)固化调节添加剂，其是用i)S＝O基团、ii)羰基、iii)胺基、iv)羟基、v)羧酸基、vi)磺酸或磺酸酯基团、vii)磷酰基基团、viii)膦酸或膦酸酯基团或ix)酰胺、脲或氨基甲酸酯基团官能化的化合物；其限制条件为当所述山梨酸酯或所述山梨酰胺未用从所述山梨酸酯或山梨酰胺羰基的氧原子去除5到7个键的伯胺或仲胺基团或羟基官能化时，所述固化调节添加剂用i)胺基、ii)羟基、iii)羧酸基、iv)磺酸基或v)磷酸基官能化。

【技术特征摘要】
2015.03.17 US 62/1340511.一种组合物，其包含：a1)聚合物和用于所述聚合物的溶剂或a2)聚合物粒子的水性分散液；b)0.5到35重量％的山梨酸酯或山梨酰胺固化剂；以及c)固化调节添加剂，其是用i)S＝O基团、ii)羰基、iii)胺基、iv)羟基、v)羧酸基、vi)磺酸或磺酸酯基团、vii)磷酰基基团、viii)膦酸或膦酸酯基团或ix)酰胺、脲或氨基甲酸酯基团官能化的化合物；其限制条件为当所述山梨酸酯或所述山梨酰胺未用从所述山梨酸酯或山梨酰胺羰基的氧原子去除5到7个键的伯胺或仲胺基团或羟基官能化时，所述固化调节添加剂用i)胺基、ii)羟基、iii)羧酸基、iv)磺酸基或v)磷酸基官能化。2.根据权利要求1所述的组合物，其包含聚合物粒子的水性分散液，所述分散液的固体含量在30到60重量％范围内；其中所述固化剂是25℃下的液体并且被吸入所述聚合物粒子中。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述固化剂是用从所述山梨酸酯或山梨酰胺羰基的所述氧原子去除5到7个键的伯胺或仲胺基团或羟基官能化的山梨酸酯或山梨酰胺。4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述固化调节添加剂是用S＝O基团、羟基或胺基官能化的化合物；并且其中相对于所述固化剂，所述固化调节添加剂的S＝O、羟基或胺基的摩尔当量是0.25到...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·阿图罗，S·阿鲁穆加姆，J·埃尔，R·C·埃文，B·罗维，J·斯帕克斯，D·于，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US