用于涂覆应用的低VOC和高固体含氟聚合物制造技术

公开的是在涂覆操作过程中减少挥发性有机化合物（VOC）释放进入地球大气中的方法，其包括提供涂料组合物，所述涂料组合物包含含有VOC化合物的载体和通过共聚下述物质而得到的一种或多种含氟共聚物：(1)第一单体，其选自氢氟烯烃；(2)第二单体，其包含一种或多种乙烯基酯；和(3)第三单体，其包含一种或多种乙烯基醚，其中，至少部分所述乙烯基醚单体为含羟基的乙烯基醚，其中，含氟共聚物为所述涂料组合物的至少约70重量%，并且所述载体的VOC部分为不多于所述涂料组合物的约30重量%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涂覆应用的低VOC和高固体含氟聚合物相关申请的交叉引用本申请要求提交于2014年9月9日的美国临时申请序列62/047,959的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。专利
本专利技术涉及在基材上形成保护性涂层的同时减少地球大气暴露于挥发性有机化合物（VOC）的方法，并且涉及在这样的方法中使用的涂料组合物。专利技术背景挥发性有机化合物（VOC）是经受多种政府官方管制的挥发性的碳化合物，并且出于本专利技术的目的，所述术语与美国环境保护署（EPA）所确立的试行条例相一致使用。更具体而言，这些试行条例确立的是，如果碳化合物在20℃下具有小于约0.1毫米汞柱的蒸气压，则其为VOC。多种化学物质在VOC的定义范围中，并且这些化学物质中的一些在释放进入大气中时具有短期和长期的有害健康影响。相应地，许多国家具有管制这样的化合物释放进入地球大气中的条例。这样的化合物释放进入环境中的一个相对大的来源是在涂料产品、例如油漆（paint）、清漆、蜡、粘合剂、墨水等中使用的溶剂。许多清洁、消毒、化妆、去油、和嗜好产品也包含VOC作为溶剂或者载体。减少或者消除这样的化合物释放进入大气中的一个方法是在溶剂从涂料组合物中蒸发时捕获并防止溶剂的释放。这样的方法可以包括例如安装用于捕获蒸气并在焚烧炉中处理这样的蒸气的装置。但是，如将被本领域技术人员领会的是，这样的操作会导致大的资本成本和/或加工成本，并且这样的操作有时会不利地增加完成这样的涂覆操作所需要的时间。为了减少并控制VOC排放进入地球大气中，越来越多的国家已开始管制VOC排放。这样的条例包括在许多国家中对这样的化合物的释放征收VOC税。相应地，存在许多对减少VOC释放进入大气中的奖励。专利技术概述本专利技术的一个方面提供在允许VOC逸入地球大气的类型的涂覆操作过程中减少挥发性有机化合物（VOC）释放进入地球大气中的方法。在优选的实施方案中，根据该方面所述的方法包括下述步骤：(a)提供待涂覆的基材；(b)提供涂料组合物，所述涂料组合物通过包括下述的步骤形成：(i)通过共聚下述物质而提供一种或多种含氟共聚物：(1)一种或多种氢氟烯烃单体，其选自氢氟乙烯类、氢氟丙烯类、氢氟丁烯类、氢氟戊烯类和它们的组合，优选选自2,3,3,3-四氟丙烯、1,3,3,3-四氟丙烯和它们的组合，(2)一种或多种乙烯基酯单体，和(3)一种或多种乙烯基醚单体，其中，至少部分所述乙烯基醚单体是含羟基的乙烯基醚单体，其中共聚物优选具有根据本文中所描述的程序测量的大于约10,000的数均分子量和优选大于约20,000的重均分子量；和(ii)为所述一种或多种含氟共聚物提供载体，所述载体包含一种或多种VOC化合物；和(iii)将所述一种或多种含氟共聚物与所述载体组合从而产生聚合物组合物，其包含不超过约30重量%的所述载体，优选具有至少约70重量%的固体含量；(c)用通过包括所述提供步骤(b)的步骤提供的所述涂料组合物涂覆基材；和(d)通过允许所述载体中的所述VOC的至少大部分蒸发进入地球大气，从而在所述基材上形成保护性聚合物层，由此形成所述保护性涂层。本专利技术的另一个方面提供用于获得VOC税收抵免的方法，其通过与允许VOC逸入地球大气的类型的基准涂覆操作相比，减少挥发性有机化合物（VOC）释放进入地球大气中而实现。在优选的实施方案中，根据该方面的所述方法包括下述步骤：(a)由涉及用现有涂料组合物涂覆基材的现有操作确立VOC的基准释放；(b)提供减少VOC的涂料组合物，所述涂料组合物通过包括下述的步骤形成：(i)通过共聚下述物质而提供一种或多种含氟聚合物：(1)一种或多种氢氟烯烃单体，其选自氢氟乙烯类、氢氟丙烯类、氢氟丁烯类、氢氟戊烯类和它们的组合，优选选自2,3,3,3-四氟丙烯、1,3,3,3-四氟丙烯和它们的组合，(2)一种或多种乙烯基酯单体，和(3)一种或多种乙烯基醚单体，其中，至少部分所述乙烯基醚单体优选为含羟基的乙烯基醚单体；和(ii)为所述一种或多种含氟聚合物提供载体，所述载体包含一种或多种VOC化合物；和(iii)将所述一种或多种含氟聚合物与所述载体组合从而产生聚合物组合物，其包含不超过约30重量%的所述载体，优选具有至少约70重量%的固体含量；(c)用所述减少VOC的涂料组合物涂覆基材；和(d)通过允许所述载体中的所述VOC的至少大部分蒸发进入地球大气，从而在所述基材上形成保护性聚合物层，由此形成所述保护性涂层并且由此使用所述减少VOC的涂料组合物而释放的VOC与所述VOC基准释放相比减少；和(e)至少部分基于由所述涂覆操作释放的VOC方面的所述减少，向有关政府部门提交税收抵免请求。根据某些优选的实施方案，通过本专利技术的步骤(b)形成的含氟共聚物涂料组合物具有约70重量%至约90重量%的固体含量、并且在某些实施方案中甚至更优选约75重量%至约85重量%的固体含量。根据优选的实施方案，通过本专利技术的步骤(b)形成的含氟共聚物涂料组合物具有小于约450g/l、更优选小于约400g/l、并且甚至更优选小于约350g/l的VOC含量。根据优选的实施方案，通过本专利技术的步骤(b)形成的含氟共聚物涂料组合物具有约450g/l至约100g/l、更优选约400g/l至约200g/l、并且甚至更优选约350g/l至约250g/l的VOC含量。如在本文中使用的，术语氢氟烯烃包括但不必须限于氢氟乙烯、氢氟丙烯、氢氟丁烯和氢氟戊烯等。根据某些优选的实施方案，用于形成步骤(b)的涂料组合物的氢氟烯烃包含1,3,3,3-四氟烯烃(HFO-1234ze)和/或2,3,3,3-四氟烯烃(HFO-1234yf)。在优选的实施方案中，步骤(b)的含氟聚合物通过步骤(b)(i)的(1)、(2)和(3)所表示的单体的溶液共聚来形成。在优选的实施方案中，步骤(b)(i)包括将下述物质溶液共聚：(1)约40mol%至约60mol%、并且甚至更优选约45mol%至约55mol%、并且甚至更优选约50mol%的一种或多种氢氟烯烃单体，其优选选自氢氟乙烯类、氢氟丙烯类、氢氟丁烯类和氢氟戊烯类，更优选选自HFO-1234ze、HFO-1234yf和它们的组合，并且甚至更优选为HFO-1234ze；(2)约5mol%至45mol%，更优选约10mol%至约40mol%、并且甚至更优选约20mol%至约40mol%的分别由式CH2=CR1-O(C=O)xR2和CH2=CR3-OR4所表示的乙烯基酯或乙烯基醚或者它们两者，其中，x为1，其中R1和R3独立地为氢或甲基、优选为氢，其中R2和R4独立地选自未取代的直链、支链或脂环族的具有1至12个碳原子、优选具有2至8个碳原子的烷基；和(3)约3mol%至约30mol%，更优选约3mol%至约20mol%、并且甚至更优选约3mol%至约10mol%的由式CH2=CR3-O-R5-OH所表示的羟基烷基乙烯基醚，其中R3如上所定义、优选为氢，并且R5选自C2至C12的未取代的直链、支链或脂环族烷基，更优选具有3至5个碳、优选4个碳的未取代的直链烷基，其中，mol%基于共聚物形成步骤中的单体总量。根据优选的实施方案，通过本专利技术的步骤(b)形成的含氟共聚物涂料组合物具有约450g/l至约100g/l、更优选约400g/l至约2本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在允许VOC逸入大气的类型的涂覆操作过程中减少挥发性有机化合物（VOC）释放进入地球大气中的方法，其包括：(a) 提供待用涂料组合物涂覆的基材，所述涂料组合物为包含含有挥发性有机化合物（VOC）的载体的类型；(b) 提供涂料组合物，所述涂料组合物通过包括下述的步骤形成：(i) 通过将下述物质共聚，从而提供一种或多种含氟共聚物：(1) 第一单体，其选自氢氟乙烯类、氢氟丙烯类、氢氟丁烯类、氢氟戊烯类、和它们的组合，(2) 第二单体，其包含一种或多种乙烯基酯，和(3) 第三单体，其包含一种或多种乙烯基醚，其中，至少部分所述乙烯基醚单体为含羟基的乙烯基醚；和(ii) 为所述一种或多种所述含氟共聚物提供包含VOC化合物的载体，其中，所述载体包含挥发性有机化合物（VOC）；和(iii) 将所述一种或多种所述含氟共聚物与所述载体组合，使得所述含氟共聚物为所述涂料组合物的至少约70重量%，并且所述载体的VOC为不大于所述涂料组合物的约30重量%，并且其中，所述含氟共聚物具有约10,000至约14,000的数均分子量；(c) 用所述提供步骤(b)的所述涂料组合物涂覆基材；和(d) 通过允许所述载体中的所述VOC的至少大部分蒸发进入大气，从而在所述基材上形成保护性聚合物层并且其粘附至所述基材，由此形成所述保护性涂层。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.09 US 62/0479591.用于在允许VOC逸入大气的类型的涂覆操作过程中减少挥发性有机化合物（VOC）释放进入地球大气中的方法，其包括：(a)提供待用涂料组合物涂覆的基材，所述涂料组合物为包含含有挥发性有机化合物（VOC）的载体的类型；(b)提供涂料组合物，所述涂料组合物通过包括下述的步骤形成：(i)通过将下述物质共聚，从而提供一种或多种含氟共聚物：(1)第一单体，其选自氢氟乙烯类、氢氟丙烯类、氢氟丁烯类、氢氟戊烯类、和它们的组合，(2)第二单体，其包含一种或多种乙烯基酯，和(3)第三单体，其包含一种或多种乙烯基醚，其中，至少部分所述乙烯基醚单体为含羟基的乙烯基醚；和(ii)为所述一种或多种所述含氟共聚物提供包含VOC化合物的载体，其中，所述载体包含挥发性有机化合物（VOC）；和(iii)将所述一种或多种所述含氟共聚物与所述载体组合，使得所述含氟共聚物为所述涂料组合物的至少约70重量%，并且所述载体的VOC为不大于所述涂料组合物的约30重量%，并且其中，所述含氟共聚物具有约10,000至约14,000的数均分子量；(c)用所述提供步骤(b)的所述涂料组合物涂覆基材；和(d)通过允许所述载体中的所述VOC的至少大部分蒸发进入大气，从而在所述基材上形成保护性聚合物层并且其粘附至所述基材，由此形成所述保护性涂层。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过步骤(b)形成的含氟聚合物涂料组合物具有约70重量%至约90重量%的固体含量。3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过步骤(b)形成的含氟聚合物涂料组合物具有约75重量%至约85重量%的固体含量。4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过步骤(b)形成的含氟聚合物涂料组合物具有小于约400g/l的VOC含量。5.根据权利要求3所述的方法，其中，通过步骤(b)形成的含氟聚合物涂料组合物具有约400g/l至200g/l的VOC含量。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一单体选自1,3,3,3-四氟烯烃(HFO-1234ze)、2,3,3,3-四氟烯烃(HFO-1234yf)、和它们的组合。7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤(b)的含氟共聚物通过对步骤(b)的单体(1)、(2)和(3)进行溶液共聚而形成。8.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤(b)的含氟共聚物通过溶液共聚而形成，其中，在共聚方法中使用的载体的量为约10重量%至约40重量%。9.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤(b)的含氟共聚物通过溶液共聚而形成，其中，在共聚方法中使用的载体的量为约15重量%至约25重量%。10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述载体包含乙酸C2-C5烷基酯。11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂覆基材的步骤在露天施工现场发生。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述在所述基材上形成保护性聚合物层的步骤在所述露天施工现场发生。13.用于在允许VOC逸入大气的类型的涂覆操作过程中减少挥发性有机化合物（VOC）释放进入地球大气中的方法，其包括：(a)提供待用涂料组合物涂覆的基材，所述涂料组合物为包含含有挥发性有机化合物（VOC）的载体的类型；(b)提供涂料组合物，所述涂料组合物通过包括下述的步骤形成：(i)通过将基本上由下述物质组成的单体共聚，从而提供一种或多种含氟共聚物：(1)约45mol%至约55mol%的HFO-1234ze；(2A)约10mol%至约20mol%的由式CH2=CR1-O(C=O)xR2所表示的乙烯基酯，其中，x为1，R1为氢，且R2为未取代的支链的具有6至8个碳原子的烷基，其中，所述烷基包含至少一个叔碳原子或一个季碳原子；(2B)约10mol%至约20mol%的由式CH2=CR3-OR4所表示的乙烯基醚，其中，R3为氢，R4为未取代的直链的具有1至3个碳原子的烷基；和(3)约3mol%至约30mol%的由式CH2=CR3-O-R5-OH所表示的羟基烷基乙烯基醚，其中R3为氢，且R5为C3至C5未取代的直链烷基，其中，所述一种或多种含氟共聚物具有约10,000至约14,000的数均分子量；和(ii)...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜万超，RR辛赫，徐刚，张思原，林云，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US