用于软触感涂层的水性涂料组合物制造技术

水性涂料组合物包括水性聚氨酯树脂、反应性硅酮组分和交联剂。该水性聚氨酯树脂可具有氨基甲酸酯连接基、氨基脲连接基和反应性酰肼官能团。该聚氨酯树脂可具有小于25℃的玻璃化转变温度。还公开了制备水性涂料组合物的方法和至少部分涂布有水性涂料组合物的基材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及用于生产软触感涂层的水性涂料组合物、制备水性涂料组合物的方法和至少部分涂布有由水性涂料组合物沉积的软触感涂层的基材。专利技术背景施涂于消费型产品、汽车内部等的表面的涂层经常经设计以具有软触感或手感。这些涂层展现出良好的耐化学性和耐机械性也是重要的。改良软触感涂层的耐化学性和耐机械性(mechanicalresistance)可通过增加涂层的交联密度和/或硬度，诸如通过使用较高比例的交联剂和/或通过使用具有较高硬度和/或较高比例的可交联官能团的粘合剂来实现。然而，通过增加涂层的交联密度和/或硬度来改良耐化学性和耐机械性经常伴随有软触感特性的劣化。因而，可能难以获得也展现出良好耐化学性和耐机械性的软触感涂层。此外，大部分目前可获得的软触感涂层是基于溶剂的。然而，基于溶剂的涂料经常将大量挥发性有机化合物(VOC)释放至环境中。由于可由VOC引起的环境损害，存在各种限制基于溶剂的涂料的使用的法规。相比而言，基于水的软触感涂层不受此类法规限制，并因此可用于更广泛范围的应用中。
技术实现思路
在某些实施方式中，本专利技术涉及一种包含水性聚氨酯树脂、反应性硅酮组分和交联剂的水性涂料组合物，其中水性聚氨酯树脂包含氨基甲酸酯连接基、氨基脲连接基和反应性酰肼官能团。水性聚氨酯树脂还具有小于25℃的玻璃化转变温度(Tg)。在某些实施方式中，本专利技术还涉及一种制备水性涂料组合物的方法，其包括：将二醇或多元醇与异氰酸酯混合以形成异氰酸酯官能聚氨酯树脂；在水性介质中将异氰酸酯官能聚氨酯树脂与己二酸二酰肼混合以形成包含氨基甲酸酯连接基、氨基脲连接基和反应性酰肼官能团的水性聚氨酯树脂；将反应性硅酮组分与水性聚氨酯树脂混合；和将反应性硅酮组分与水性聚氨酯树脂的混合物与交联剂合并。水性聚氨酯树脂还可具有小于25℃的玻璃化转变温度。在某些实施方式中，基材至少部分涂布有本文中所描述的水性涂料组合物。具体实施方式出于以下详细说明的目的，应理解本专利技术可采用各种替代变化和步骤顺序，除了其中明确有相反的规定之外。另外，除了在任何操作实施例中，或其中另外说明，所有表达，例如说明书和权利要求中使用的成分的量的数字，应被理解为在所有情况下由术语“约”来修饰。因此，除非有相反指示，下述说明书和附加的权利要求中陈述的数字参数是近似值，其可根据本专利技术获得的期望性能而变化。最起码，并且不试图限制将等同原则应用到权利要求范围，每个数字参数应至少按照所报告的有效数字的位数并通过应用普通的四舍五入方法来解释。虽然陈述本专利技术宽广范围的数字范围和参数是近似值，但在具体实施例中称述的数值是尽可能精确地报告的。然而，任何数值必然固有地包含在它们各自测试方法中发现的标准偏差必然造成的一定误差。同样，应当理解的是，本文中引用的任何数值范围旨在包括全部包括在其中的子范围。例如，“1至10”的范围旨在包括所述的最小值1和所述的最大值10之间(并且包括端值)的全部子范围，也就是说，具有最小值等于或大于1，和最大值等于或小于10。在本申请中，单数的使用包括复数和复数包括单数，除非另有明确规定。另外，在本申请中，使用“或者”表示“和/或”，除非另有明确规定，即使在某些情况中可以明确使用“和/或”。此外在本申请中，使用“一个”或者“一种”表示“至少一种”，除非另有明确规定。例如，“一种”聚氨酯树脂、“一种”交联剂、“一个”氨基甲酸酯连接基、“一个”氨基脲连接基、“一个”酰肼官能团、“一种”反应性硅酮组分、“一种”消光剂等是指任意这些项目中的一种或多种。在某些实施方式中，本专利技术涉及一种水性涂料组合物。如本文中所使用，术语“水性”是指其中用于涂料组合物的溶剂为包含以溶剂的总重量计大于50重量％水的水性溶剂的涂料组合物。在某些实施方式中，用于涂料组合物的溶剂包含以溶剂的总重量计大于60重量％水，或大于70重量％永，或大于80重量％水，或大于90重量％水。用于水性涂料组合物的溶剂还可包括与水混合的一种或多种有机溶剂。可使用的有机溶剂的非限制性实例包括二醇、二醇醚醇、醇、酮、二醇二醚和二酯。有机溶剂的其他非限制性实例包括芳族烃和脂族烃。如将进一步详细描述，本专利技术的水性涂料组合物可用于形成具有特定“触感”的涂层，例如经常需要具有“软手感”或“软触感”的涂层。如本文中所使用，“软触感涂层”是指可向基材赋予一系列触感，例如天鹅绒般的触感或手感、丝绸般的触感或手感或橡胶般的触感或手感的涂层。由本专利技术的水性涂料组合物形成的软触感涂层还展现出良好的耐化学性和耐机械性以及涂层中所需要的其他特性。在某些实施方式中，水性涂料组合物包含水性聚氨酯树脂或聚合物。如本文中所使用，“聚合物”是指低聚物和均聚物与共聚物两者，且前缀“聚”是指两个或更多个。术语“树脂”与“聚合物”可互换使用。此外，“水性”聚氨酯树脂是指溶解或分散于如本文中所定义的水性溶剂中的聚氨酯。在某些实施方式中，水性聚氨酯树脂包含氨基甲酸酯连接基、氨基脲连接基和反应性酰肼官能团。如本文中所使用，“氨基甲酸酯连接基”是指发现于聚氨酯树脂主链中的氨基甲酸酯部分(-O-C(O)-NH-)，且术语“氨基脲连接基”是指发现于聚氨酯树脂主链中的由化学式(I)表示的氨基脲部分：化学式(I)其中R1和R2独立地选自烷基或芳基。术语“烷基”是指饱和烃链。烷基可包括指定数目的碳原子。例如，C1-C12烷基指示烷基可具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个碳原子。在某些实施方式中，烷基可为C1-C12烷基、C1-C10烷基、C1-C8烷基、C1-C6烷基、或C1-C4烷基。此外，术语“芳基”是指衍生自含有单个芳环或多个稠合在一起、直接连接或间接连接的芳环的芳族基的基团。术语“芳族”是指稳定性(归因于离域)显著大于假想定域化(localized)结构的环状共轭烃。芳基的非限制性实例包括苯基、萘基、联苯基、二苯基醚、二苯胺、二苯甲酮及其混合物。如本文中所使用，术语“反应性酰肼官能团”是指可充当分子上(诸如在聚氨酯树脂上)的化学反应性位点的酰肼部分，在该位点处可与另一分子形成化学键。“酰肼部分”是指具有氮-氮共价键的分子，其具有4个取代基，其中至少一个取代基为酰基(R-C＝O-，其中R表示通过单个共价键连接至CO基团的有机基团，诸如烷基)且其表示为化学式(II):化学式(II)其中R3表示如上文所定义的通过单个共价键连接至CO基团的有机基团，诸如烷基。因而，在某些实施方式中，应了解，聚氨酯树脂上的反应性酰肼官能团可以H2N-NH-C(O)表示和计算，并且重均分子量为59g/mol。在某些实施方式中，水性聚氨酯树脂可包含以聚氨酯树脂的总固体重量计1重量％至10重量％的反应性酰肼官能团，其中反应性酰肼官能团是以H2N-NH-C(O)表示和计算，并且重均分子量为59g/mol。在这些实施方式的一些中，水性聚氨酯树脂可包含以聚氨酯树脂的总固体重量计2重量％至8重量％的反应性酰肼官能团，或2重量％至4重量％的反应性酰肼官能团。如本文中所使用，“总固体重量”是指非挥发性组分的总量，尽管一些组分在室温下可为非挥发性液体而非固体。此外，在某些实施方式中，存在于水性聚氨酯树脂上的反应性官能团完全由反应性酰肼官能团组成。因而，在某些实施方式中，水性聚氨酯树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
水性涂料组合物，其包含：包含氨基甲酸酯连接基、氨基脲连接基和反应性酰肼官能团的水性聚氨酯树脂，其中该水性聚氨酯树脂的玻璃化转变温度小于25℃；反应性硅酮组分；和交联剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 US 14/261,7461.水性涂料组合物，其包含：包含氨基甲酸酯连接基、氨基脲连接基和反应性酰肼官能团的水性聚氨酯树脂，其中该水性聚氨酯树脂的玻璃化转变温度小于25℃；反应性硅酮组分；和交联剂。2.权利要求1的水性涂料组合物，其中该水性聚氨酯树脂包含以该水性聚氨酯树脂的总固体重量计1重量％至10重量％的反应性酰肼官能团，其中该反应性酰肼官能团是以H2N-NH-C(O)表示和计算，并且重均分子量为59g/mol。3.权利要求1的水性涂料组合物，其中该反应性硅酮组分包括反应性硅酮乳液。4.权利要求1的水性涂料组合物，其进一步包含消光剂。5.权利要求1的水性涂料组合物，其中该水性聚氨酯树脂完全不含除该反应性酰肼官能团以外的所有其他反应性官能团。6.权利要求1的水性涂料组合物，其中该水性聚氨酯树脂是由包含以下组分的反应物混合物制备：二醇或多元醇；异氰酸酯；和己二酸二酰肼。7.权利要求6的水性涂料组合物，其中己二酸二酰肼当量与游离异氰酸酯当量的比率在1.01:1至1.5:1的范围。8.权利要求6的水性涂料组合物，其中该反应物混合物进一步包含二羟基官能羧酸。9.权利要求1的水性涂料组合物，其中该水性聚氨酯树脂的酸值小于40mgKOH/g。10.权利要求1的水性涂料组合物，其中该水性聚氨酯树脂的重均分子量为20,000g/mol至70,000g/mol。11.权利要求1的水性涂料组合物，其中该水性聚氨酯树脂的玻璃化转变温度小于0℃。12.权利要求1的水性涂料组合物，其中当该水性涂料组合物被施涂至基材上并固化成涂层时，该涂层的通过Fischer微硬度测试所测量的Fischer微硬度小于15N/mm2，通过ASTM方法D1894所测量的摩擦系数为0.01至0.80，和通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·O·施姆科尔，S·保莱斯，I·G·施温德曼，V·卡尔萨尼，S·K·埃尔泽尔，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US