可喷涂的聚氨酯涂料制造技术

本发明专利技术提供一种可喷涂的聚氨酯涂料，其包含异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分的反应产物，其中所述异氰酸酯组分包括异氰酸酯，并且所述异氰酸酯反应性组分包括经腰果酚改性的环氧多元醇。所述经腰果酚改性的环氧多元醇是环氧基与环氧反应性基团的比率为1:0.95到1:5的环氧组分与环氧反应性组分的反应产物，且所述环氧反应性组分包括腰果酚组分。还提供包含所述可喷涂的聚氨酯涂料的基于可喷涂的聚氨酯的反应系统以及用于形成所述可喷涂的聚氨酯涂料的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可喷涂的聚氨酯涂料
实施例涉及一种使用经腰果酚改性的多元醇(其含有至少两个羟基和至少一个衍生自腰果酚的部分)如腰果酚-改性的环氧多元醇制备的可喷涂的聚氨酯涂料，以及其制造方法。
技术介绍
对于保护性涂料，已提出环氧系统和聚氨酯系统。然而，常规的基于聚氨酯的系统可通过使异氰酸酯化合物与多元醇化合物反应形成，其中所用的多元醇可具有至少一个基于石油的建构嵌段(如环氧乙烷和/或环氧丙烷)。尽管此类基于石化品的多元醇为广泛使用的，但是这些多元醇面临许多问题，如自然资源的枯竭和基于油价变化的价格波动。在含水分散体和涂料的环氧类领域中，已经提出基于石化品的树脂可被基于生物质的树脂取代，基于生物质的树脂为环氧基与环氧反应性基团的比率为1:0.2到1:0.8的环氧树脂与生物质衍生的化合物如腰果酚的反应产物，例如在美国专利第7,812,101号中所论述。然而，此类部分改性的基于生物质的树脂可能不适合用于聚氨酯技术中，如在基于可喷涂的聚氨酯的系统中。对于基于可喷涂的聚氨酯的系统的替代物，已提出环氧(非-聚氨酯)系统。然而，对于环氧系统，可存在高失效发生率，例如基于在强酸性环境中的拉伸强度的损失和/或基于由于在强酸性环境中的低灵活性的脆性/开裂。鉴于以上，已提出结合聚氨酯系统和环氧系统二者的化学性质的基于可喷涂的聚氨酯的系统。
技术实现思路
一种可喷涂的聚氨酯涂料包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的反应产物。异氰酸酯组分包括异氰酸酯。异氰酸酯反应性组分包括经腰果酚改性的环氧多元醇，经腰果酚改性的环氧多元醇是环氧基与环氧反应性基团的比率为1:0.95到1:5的环氧组分和环氧反应性组分的反应产物，环氧反应性组分包括腰果酚组分。具体实施方式已经提出一种组合了环氧和聚氨酯的化学性质的可喷涂的聚氨酯涂料。举例来说，可喷涂的聚氨酯涂料显示特性(如高机械强度、高温性能和/或高防腐蚀性能)的组合的协同作用。根据实施例，涂料组合物使用基于环氧的化学性质以形成经腰果酚改性的环氧多元醇并且通过使经腰果酚改性的环氧多元醇与聚异氰酸酯反应来使用基于聚氨酯的化学性质。具体地说，可喷涂的聚氨酯涂料包括异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分的反应产物，所述异氰酸酯组分包括异氰酸酯(例如，可包括一种或多种聚异氰酸酯和/或可包括一种或多种异氰酸酯封端的预聚物)，所述异氰酸酯反应性组分包括经腰果酚改性的环氧多元醇(例如，可包括一种或多种经腰果酚改性的环氧多元醇和/或一种或多种其它多元醇，如基于环氧丙烷、环氧乙烷和/或环氧丁烷的多元醇，和/或不同天然油衍生的多元醇)。所述经腰果酚改性的环氧多元醇是环氧基与环氧反应性基团的比率为1:0.95到1:5的环氧组分与环氧反应性组分的反应产物，所述环氧反应性组分包括腰果酚组分。对于经腰果酚改性的环氧多元醇，腰果酚组分可为腰果壳液(CNSL)形式的组分，例如以使得在衍生自CNSL形式的腰果酚的多元醇存在下形成经腰果酚改性的多元醇。举例来说，衍生自腰果酚的多元醇可改善待涂覆的基板与涂料自身之间的相容性。变化形式并不限于此，例如可使用经腰果酚改性的多元醇。举例来说，可使用非环氧衍生的多元醇，如腰果酚衍生的酚醛清漆多元醇，例如在公开案第WO2011/003446号中所论述(其可进一步烷氧基化以形成羟基多元醇)。经腰果酚改性的多元醇的另一实例是基于与甲醛和乙醇胺形成曼尼希碱的曼尼希反应(Mannichreaction)，所述曼尼希碱也是一种多元醇(其可进一步烷氧基化以形成羟基多元醇)。根据实施例，可喷涂的聚氨酯涂料可呈现以下特征中的至少一个：(1)一种可喷涂并且可固化的组合物，使得组合物的粘度减小到足以喷涂，同时又可固化以形成有效的保护涂层。(2)环氧衍生的经腰果酚改性的环氧多元醇可例如通过形成交联网络而赋予固化产品良好的机械性能和耐热性。良好的机械性能可意指在酸性溶液中浸没一周之后所得涂料/涂层具有大于100％的拉伸强度保留率以及大于5％(例如，在例示性实施例中大于90％)的伸长率百分比保留率。在例示性实施例中，伸长率百分比的保留率可较低，但初始拉伸强度(例如，大于4000psi)和在浸没之后的拉伸强度(例如，大于5500psi)可足够高，使得涂料又提供关于良好的机械性能的显著优点。可喷涂的聚氨酯涂料对于形成可喷涂的聚氨酯涂料(例如，可使用热固性和/或热塑性系统)，可喷涂的聚氨酯系统包括通过异氰酸酯部分(NCO)与异氰酸酯反应性基团如羟基部分(OH)的反应所形成的聚氨酯基团。聚氨酯系统包括具有异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分和/或呈异氰酸酯封端的预聚物形式的其反应产物的混合物。可喷涂的聚氨酯系统可为并入到用于形成涂料的组合物中的预制反应产物，以使得形成聚氨酯系统的单独组分可就在喷涂组分之前、在喷涂组分期间、在喷涂单组分之后以及在喷涂另一组分期间和/或其组合并入到用于形成涂料的组合物中。举例来说，异氰酸酯组分可以至少部分(或全部)与异氰酸酯反应性组分预反应以呈异氰酸酯封端的预聚物形式，然后将预聚物喷涂到表面(如大容器)上以形成保护涂料，以便具有用于形成涂料的基于预聚物的单组分系统。当使用预聚物时，额外量的单独多元醇可直接添加到用于形成涂料的组合物，以便具有用于形成涂料的基于预聚物的双组分系统。当不使用预聚物时，可直接混合聚氨酯树脂系统的异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分以形成以其反应产物形式的涂料，以便具有用于形成涂料的双组分系统。在例示性实施例中，基于预聚物的双组分系统用于形成可喷涂的保护涂料，其中异氰酸酯组分为预制的异氰酸酯封端的预聚物，其然后与包括经腰果酚改性的环氧多元醇的异氰酸酯反应性组分反应。对于形成可喷涂的聚氨酯涂料，异氰酸酯组分包括聚异氰酸酯(例如，至少一种聚异氰酸酯)和/或衍生自至少一种聚异氰酸酯的异氰酸酯封端的预聚物(例如，基于至少一种异氰酸酯封端的聚氨酯的预聚物)。例示性聚异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯(PPDI)、萘二异氰酸酯(NDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)以及其多种异构体和/或衍生物。使用其2,4'-异构体、2,2'-异构体和4,4'-异构体中的至少一个，MDI可具有聚合、共聚物、混合物或经改性的聚合物形式。例示性MDI产品可从陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany)以商品名称ISONATE、PAPI以及VORANATE购得。使用它的2,4-异构体和2,6-异构体中的至少一个，TDI可具有聚合物、共聚物、混合物或改性的聚合物形式。例示性TDI产品可从陶氏化学公司以商品名VORANATE购得。根据例示性实施例，至少一种异氰酸酯具有2.8到3.2(例如，2.2到2.9等)的平均官能度和25wt％到35wt％(例如，30wt％到32wt％)的游离异氰酸酯含量(即，NCO含量)。对于形成用于形成涂料的可喷涂的聚氨酯系统，异氰酸酯反应性组分包括至少一种经腰果酚改性的多元醇(其含有至少两个羟基和至少一个衍生自腰果酚和/或CNSL的部分)，根据实施例其为经腰果酚改性的环氧(CME)多元醇。可通过使含有腰果酚的组分(如CNSL)与环氧组分反应形成CME多元醇。以用于形成可喷涂的聚氨酯涂料的组合物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可喷涂的聚氨酯涂料，其包含异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分的反应产物，其中：所述异氰酸酯组分包括异氰酸酯，并且所述异氰酸酯反应性组分包括经腰果酚改性的环氧多元醇，所述经腰果酚改性的环氧多元醇是环氧基与环氧反应性基团的比率为1:0.95到1:5的环氧组分与环氧反应性组分的反应产物，所述环氧反应性组分包括腰果酚组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可喷涂的聚氨酯涂料，其包含异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分的反应产物，其中：所述异氰酸酯组分包括异氰酸酯，并且所述异氰酸酯反应性组分包括经腰果酚改性的环氧多元醇，所述经腰果酚改性的环氧多元醇是环氧基与环氧反应性基团的比率为1:0.95到1:5的环氧组分与环氧反应性组分的反应产物，所述环氧反应性组分包括腰果酚组分。2.根据权利要求1所述的可喷涂的聚氨酯涂料，其中所述腰果酚组分具有以所述腰果酚组分的总重量计至少50wt％的腰果酚含量。3.根据权利要求2所述的可喷涂的聚氨酯涂料，其中所述腰果酚组分为腰果壳液。4.根据权利要求1到3中任一项所述的可喷涂的聚氨酯涂料，其中所述异氰酸酯组分与所述异氰酸酯反应性组分的反应产物是异氰酸酯部分的含量为2wt％到23wt％的异氰酸酯封端的预聚物。5.根据权利要求1到3中任一项所述的可喷涂的聚氨酯涂料，其中所述异氰酸酯组分包括作为至少一种聚异氰酸酯与至少一种疏水性多元醇的反应产物的异氰酸酯封端的预聚物。6.一种用于在工业容器中形成保护涂层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·L·沃特金斯，M·Y·盖奥弗尔，李伟，张毅，J·李，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US