涂料光助固化方法技术

本发明专利技术是关于涂料的光助固化方法，该方法是在涂料中引入足以提高涂料固化速度的烯胺。该涂料在经受光照射时，表现出良好的耐气候性和保持光泽的性能。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
涂料光助固化方法本专利技术是关于涂料光助固化的方法。更具体地说，本专利技术是关于通过在涂料中引入足够数量的烯胺来提高涂料的固化速度，从而使经受紫外线照射(“UV”)或阳光照射的涂料的性能的出现速度提高的方法。涂料迅速固化，特别是出现有利的表面性能如抗粘污性和抗粘连性以及良好的耐气候性，这是有益的。对于涂料中包含乳液聚合所得的胶乳聚合物涂料粘合剂这一特殊情况，需要一种柔软的粘合剂聚合物，即具有低的玻璃化转变温度(Tg)的聚合物，使膜容易形成，同时，又需要它具有表面硬度、抗粘污性、室外耐久性等这些较硬的聚合物的特性。通过使用在形成膜后能迅速固化的涂料粘合剂，可以解诀这一问题，从而使涂料的性能达到有益的程度。通过在涂料中加入足够数量的烯胺来提高涂料的固化速度，本专利技术方法使经受紫外线照射(“UV”)或阳光照射的涂料的性能的出现速度提高。美国专利US 4908229中公开了含有辐照交联聚合物的制品的成形方法及由此所得的制品。将包括下面通式的侧链官能团的聚合物暴露于波长在约10-3至400nm的辐照下，使其交联，-->其中R1为二价基团，X为选自有机酰基和氰基的基团。在其中所述的一个实验中，在进行UV固化之前，先将胶乳的四个样品的PH调至2，4，6，8。美国专利US 4855349中公开了含有上述美国专利US 4908229中的同样通式聚合物的厚浆涂料和填缝组合物。还公开了含官能单体的聚合物的制备方法，其中包括用氨将PH调至8.5。美国专利US 4812541公开了含有甲基丙烯酸乙酰乙酰氧乙酯、N-乙烯基内酰胺单体和缩水甘油单体的高性能压敏粘合剂，并公开了用热、光化或电子束辐射进行聚合后交联。日本公开特许JP 01-229242中公开了一种由原料聚合物组成的光敏树脂组合物，该组合物由含乙酰乙酰基的丙烯酸树脂、烯属不饱和化合物和光聚合引发剂组成。日本公开特许JP 61-14173中公开了制备耐水的含有乙酰乙酸酯基的水溶性聚合物的方法，其特征在于用紫外光照射该聚合物。以上文献没有一篇公开过通过在涂料中加入足够数量的烯胺提高涂料的固化速度，从而使经受紫外线照射(“UV”)或阳光照射的涂料的性能的出现速度提高的方面。本专利技术的一个目的是提供使暴露于阳光下的涂料固化的方法，该涂料在被应用到表面上后，能迅速出现良好的表面性能。本专利技术的另一个目的是提供固化涂料的方法，该涂料可以用于工业化的UV固化应用。本专利技术通过在涂料中加入足够数量的烯胺来提高涂料的固化速度，提供了一种使经受紫外线照射(“UV”)或阳光照射的涂料的性能的出现速度提高的方法。本专利技术提供了一种由含有乙酰乙酰基的聚合-->物制得的迅速固化涂料，其中基本上所有的乙酰乙酰基都被转化为烯胺官能团，例如通过用氨或伯胺处理进行这种转化。如此制得的涂料比含有未被转化成烯胺的乙酰乙酰基的聚合物的涂料在阳光或紫外光下的固化速度快。在一个方案中，本专利技术提供了一种用于暴露于阳光的表面的涂料。该涂料在暴露于阳光时迅速出现固化，提高了表面抵抗性的早期出现的速度，例如抗沾污性和室外耐久性，这一点可以由在室外暴露时保持光泽的时间延长来说明。太阳光谱中起作用的部分可能是波长为约295nm至约400nm的光波。在另一个方案中，本专利技术提供了一种用于工业化照射固化工艺的改进的涂料。在另一个方案中，本专利技术提供了一种由乙酰乙酰基官能聚合物制备液体涂料的方法，该涂料在阳光照射下比不按该方法制得的乙酰乙酰基聚合物涂料出现固化的速度快。一方面，我们发现在用超过化学计量的氨或伯胺处理乙酰乙酰基官能聚合物，形成烯胺后，其在紫外光照射下的反应速度比未经处理的同样的乙酰乙酰基官能聚合物的样品要快。含有乙酰乙酰基官能团的烯胺形式的聚合物会更快地出现标志着固化的性能，如溶胀比迅速降低，可溶分数迅速减小。这表明，阳光引发的烯胺官能聚合物的固化比阳光引发的相应乙酰乙酰基官能聚合物的固化进展快。正如前面所指出，本技术的主要用途是固化分散或溶解于含水溶剂的乙烯基聚合物。不幸的是，含有乙酰乙酸酯侧基的乙烯基聚合物在水中倾向于水解，特别是在热老化条件下更是如此。该水解几乎可以在任何PH条件下发生，形成乙酰乙酸，然后分解为丙酮和二氧化-->碳。在同时申请的序号为07/633,302的专利中，我们公开了能消除这一问题的方法，即在制备和中和后，用一摩尔当量的氨或伯胺如乙醇胺、甲胺、异丙胺或二甘醇胺处理乙酰乙酸酯聚合物水溶液。通常，在加入用于形成烯胺的该一摩尔当量物之前，先将聚合物中和至碱性PH，最好是大于9。在这些条件下，形成了烯胺。形成烯胺的反应一般比较快，其形成速度随温度增加而增加。通常，烯胺的形成在24小时内完成。另一方法是将PH提高到大约为9，使体系维持平衡，调整PH大约为9以代替形成烯胺所消耗的胺。烯胺对于水解是稳定的。氨或胺的用量应该至少等于聚合物中的乙酰乙酸酯和共聚的酸的数量。空间受阻伯胺如叔丁胺和芳香族胺如苯胺是不合适的，因为它们不能使形成烯胺的反应完全。形成烯胺的反应是一个可逆反应，因-->此，当氨或胺蒸发后，在膜中会慢慢再生乙酰乙酸酯侧基，但是，这一现象不会在烯胺组合物固化之前发生。然而，该湿组合物贮存起来很稳定，条件是只要将它贮存在胺/氨不能蒸发的环境中(如密闭容器)。在另一个方案中，含有当量烯胺侧基官能团的乙烯基聚合物可以由预先形成的烯胺单体来制备，该烯胺单体由合适的胺和乙酰乙酸酯单体制得。这种情况下，在聚合期间必须保持PH偏碱性，以避免烯胺重新水解成乙酰乙酸酯。制备该涂料的常用方法是用氨或伯胺处理乙酰乙酰基官能聚合物，然后使该组合物平衡。随着氨或胺反应物在形成烯胺的反应中被消耗，组合物的PH会下降。我们发现，用氨或伯胺将PH重新调至大约8.5，可以提高固化速度。最好将PH调至9左右，更优选的是9.5左右。可以用伯胺将PH调至大于9.5，然而，在PH为9.5时不建议再加氨，因为这样并不能提高PH值，而会导致形成铵盐。阳光会促进这些涂料迅速进行固化，缩短刚涂敷的涂料对力的易损坏期，在这一时期，外力可能会破坏或除去涂料、或损害其外观。可以加入光引发剂如二苯酮来进一步提高固化速度。本专利技术的涂料组合物和方法可以用来制备在阳光照射下表面迅速出现表面固化的外用涂料。表面固化有助于获得更好的耐溶剂性和室外耐久性，这一点可以通过例如暴露于室外或模拟室外后外用涂料的原始光泽保持时间更长来证实。这类涂料包括建筑涂料如房屋外用漆、厚浆涂料和填缝料和工业用金属维修涂料，这些金属的实例有桥梁上裸露的钢骨架、地面上的储藏罐等，它们暴露于入射的阳光。另外，-->还包括那些虽然部分或全部涂在某一结构内、如建筑物和汽车，但暴露于入射光的涂料。该组合物和方法还适用于用工业化紫外固化生产线固化的涂料。可以用波长范围在大约200nm至大约400nm的紫外线照射源使该组合物固化。在UV装置上，该组合物比含有未按本专利技术制备的同样乙酰乙酰基官能聚合物的组合物固化速度快。用于本专利技术的优选的聚合物是带有可用于反应的乙酰乙酸酯的乙烯基加成聚合物。通常，乙酰乙酸酯基是由有机二价基R1连到聚合物主链上的，而R1又连接在乙酰乙酸酯部分上，或者由带有两个乙酰乙酸酯基的有机三价基R2连到聚合物主链上。可以用本领域已知方法制备乙酰乙酸酯官能聚合物。优选的方法是使乙酰乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
在表面上制备固化涂层的方法，包括：将如下制得的涂料涂布于被涂物上，使涂布的被涂物经紫外线照射一定的时间，以得到所希望的固化程度，该涂料制备方法包括：ａ）使具有基于聚合物重量计为０．５～１００％的共聚的乙酰乙酰基官能团单体的聚合物 与其用量足以使乙酰乙酰基转化为烯胺的氨或伯胺相混合，所述乙酰乙酰基官能团单体选自甲基丙烯酸乙酰乙酰氧乙基酯、丙烯酸乙酰乙酰氧乙基酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧丙基酯、乙酰乙酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧丁基酯和甲基丙烯酸２，３－二（乙酰乙酰氧）丙基酯，ｂ）将该混合物放置足够长的时间，使反应物平衡，ｃ）加入用量足以将ｐＨ提高到８．５－９．５的氨或伯胺，和ｄ）维持该ｐＨ值，直到涂料用于被涂物。

【技术特征摘要】
US 1992-7-28 07/920,9721.在表面上制备固化涂层的方法，包括：将如下制得的涂料涂布于被涂物上，使涂布的被涂物经紫外线照射一定的时间，以得到所希望的固化程度，该涂料制备方法包括：a)使具有基于聚合物重量计为0.5～100％的共聚的乙酰乙酰基官能团单体的聚合物与其用量足以使乙酰乙酰基转化为烯胺的氨或伯胺相混合，所述乙酰乙酰基官能团单体选自甲基丙烯酸乙酰乙酰氧乙基酯、丙烯酸乙酰乙酰氧乙基酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧丙基酯、乙酰乙酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧丁基酯和甲基丙烯酸2，3-二(乙酰乙酰氧)丙基酯，b)将该混合物放置足够长的时间，使反应物平衡，c)加入用量足以将pH提高到8.5-9.5的氨或伯胺，和d)维持该pH值，直到涂料用于被涂物。2.由含乙酰乙酰基的乙烯基聚合物制备外用涂料的方法，所说的涂料在暴露于阳光时固化速度会加快，其中包括：a)使具有基于聚合物重量计为0.5～100％的共聚的乙酰乙酰基官能团单体的聚合物与其用量足以使乙酰乙酰基转化为烯胺的氨或伯胺相混合，所述乙酰乙酰基官能团单体选自甲基丙烯酸乙酰乙酰氧乙基酯、丙烯酸乙酰乙酰氧乙基酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧丙基酯、乙酰乙酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧丁基酯和甲基丙烯酸2，3-二(乙酰乙酰氧)丙基酯，b)将该混合物放置足够长的时间，使反应物平衡，c)加入用量足以将pH提高到8.5-9.5的氨或伯胺，d)维持...

【专利技术属性】
技术研发人员：DA博斯，WD埃蒙斯，SS爱德华兹，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]