公开了高固体分和粉末涂料。该高固体分涂料包含一种丙烯酸树脂；一种密胺、硅烷、或多异氰酸酯交联剂；一种有机溶剂；以及任选地，一种颜料和一种交联催化剂。该丙烯酸树脂包含一种烯丙基醇或丙氧基化烯丙基醇，一种乙烯基芳族单体，和一种或多种丙烯酸酯单体的重复单元。本发明专利技术的粉末涂料包含一种Ｔｇ在约４０℃－约８０℃范围内的丙烯酸粉末树脂。本发明专利技术的涂料与市售透明漆相比，价格低廉，可用作外用涂料，尤其汽车涂料，具有改善的耐老化性能和各种物理性能的优异平衡。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
从羟基官能丙烯酸树脂制得的高固体分涂料和粉末涂料 专利
本专利技术涉及内用和外用涂料。具体地说，本专利技术涉及用羟基官能丙烯酸树脂制得的高固体分涂料和粉末涂料。这类涂料特别适用于外部罩面漆、桥梁涂料、家用电器、飞机、卷材涂料、木材涂装、金属滑轨以及OEM(原设备制造)和修理行业中所用的汽车底漆和面漆。 专利技术背景通常，大多数外用涂料由单一颜料漆构成。汽车涂料正是一个例子。然而，目前汽车工业却采用底漆/透明漆工艺。首先，施涂一层包含有颜料或着色材料的较薄(0.6-0.8密耳)底漆。然后施涂一层不含颜料的较厚(1.8-2.2密耳)的“透明漆”，将底漆盖住。该新方法的优点包括较高固体分、较低VOC(挥发性有机化合物)的涂料、改善的外观以及改善的耐侯性。因为只需要一层薄的底漆，所以使用的颜料极少。厚的透明漆具有湿润、有光泽的外观，因而给人以深度的感觉。此外，该颜料由厚的UV阻挡层保护。透明漆施涂到底漆上无需中间烘烤步骤。这种“湿碰湿”的方法最大限度地减少了成本，并促进了漆间的粘着力。外用涂料，包括汽车透明漆，通常由羟基官能树脂与交联剂反应制得。该树脂通常是羟基官能丙烯酸树脂，这种树脂能赋予涂层以优异的耐久性和抗性。密胺、硅烷和多异氰酸酯是最广泛使用的交联剂。丙烯酸-密胺涂料主要用在汽车OEM应用上，而丙烯酸-聚氨酯涂料则大多数用于修补(“售后”)应用。目前用于外用涂料的羟基官能丙烯酸树脂包含丙烯酸羟烷基酯、一般丙烯酸酯、以及任选地，其它乙烯基单体如苯乙烯等重复单元。丙烯酸羟烷基酯单体是丙烯酸或甲基丙烯酸与环氧化物(例如环氧乙烷或环氧丙烷)的反应产物。不幸的是，丙烯酸羟烷基酯要比一般的丙烯酸酯单体贵得多。此外，必须使用大比例的丙烯酸羟烷基酯才能提供足够的羟基官能度，以利于树脂与密胺和多异氰酸酯交联剂的反应。因此，从丙烯酸羟烷基酯单体制得的树脂往往是昂贵的。越来越严格的EPA空气质量条例限制向大气中排放挥发性有机化合-->物(VOC)。涂料工业的反应是采用高固体分配方。不幸的是，要将涂料的固体含量从目前的50％(重量)增加到所希望的60-70％或更高的水平是有困难的。低分子量低粘度树脂有助于达到较高固体分的配方，但常常需付出损失物理性能的代价。因此需要一些既能达到高固体分含量又不牺牲涂层性能的方法。另一种达到减少或消除VOC的方法开发粉末涂料。粉末涂料可能最终会支配外用涂料市场，包括汽车涂料。粉末涂料典型地包含一种“硬”丙烯酸聚合物(Tg=75-90℃)和一种“软”丙烯酸聚合物(Tg=0-30℃)的共混物。这种共混物的Tg为约50-60℃，能避免环境温度下的冷流。粉末涂料在150-180℃固化，但在较低的温度下(50-80℃)足够稳定，可以进行配方的热加工。一般不使用溶剂。粉末涂料中所用的丙烯酸树脂是从上述昂贵的丙烯酸羟烷基酯衍生来的。因此需要较不贵的粉末涂料树脂。最近，我们采用了低分子量的羟基官能丙烯酸树脂，这种树脂在价格和性能方面都比目前基于丙烯酸羟烷基酯的树脂(参见美国专利5,475,073、5,480,943和5,525,693，其内容并入本文作为参考)优势。这种树脂是从烯丙醇或丙氧基化烯丙醇、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体，以及任选地，一种或多种另外的烯类单体(如苯乙烯)衍生来的。该树脂的制备独具一格，不用链转移剂或反应溶剂，而且可用于许多热固性聚合物用途，包括热固性聚酯、聚氨酯、交联聚合物树脂、醇酸树脂、氨基甲酸改性的醇酸树脂，和环氧热塑性树脂。这种树脂的粘度低、羟基官能度高，这便促使我们去研究其在外用涂料，包括高固体分涂料和粉末涂料中的价值。 专利技术概述本专利技术是一种高固体分涂料或粉末涂料。本专利技术的高固体分涂料包含丙烯酸树脂、交联剂、有机溶剂，以及任选地，一种颜料和一种交联催化剂。该丙烯酸树脂包含烯丙基醇或丙氧基化烯丙基醇、乙烯基芳族单体，和一种或多种丙烯酸酯单体的重复单元。该交联剂是一种多异氰酸酯、硅烷或密胺化合物。本专利技术包括粉末涂料和用于制造该涂料的丙烯酸树脂。粉末涂料包含树脂、交联剂，以及任选地，一种颜料和一种交联催化剂。丙烯酸粉末树脂包含高Tg(70-90℃)和低Tg(0-20℃)聚合物，其Tg-->在约40℃-约80℃的范围内。我惊奇地发现，在外用涂料，如汽车透明漆中使用从烯丙基醇或丙氧基化烯丙基醇衍生来的羟基官能丙烯酸树脂可以克服因使用传统的羟基官能丙烯酸树脂(即从丙烯酸羟烷基酯制得的树脂)而产生的许多问题。高固体分涂料和粉末涂料的配方使用这些树脂时可以更经济地包含羟基官能度。此外，因为树脂粘度是如此的低，以致可以制成较高固体分的配方(60℃重量的固体，或更高)。较高的固体含量也意味着这种配方能更容易地符合有关控制VOC排放的EPA条例。与市售的涂料相比，本专利技术的涂料提供了优异的物理性能，尤其在长期风化方面。本专利技术的涂料在汽车OEM和修理行业方面是特别有用的。 专利技术的详细说明本专利技术的高固体分涂料包含丙烯酸树脂、交联剂、有机溶剂，以及任选地，一种颜料和一种交联催化剂。该丙烯酸树脂包含烯丙基醇或丙氧基化烯丙基醇、乙烯基芳族单体，和一种或多种丙烯酸酯单体的重复单元。烯丙基醇或丙氧基化烯丙基醇是该丙烯酸树脂的一个关键性组分。可用于本专利技术的烯丙基醇较好具有CH2=CR-CH2-OH的通式结构，其中R选自由氢和C1-C5烷基组成的这一组。适用的烯丙基醇包括，但不限于烯丙醇、甲代烯丙基醇、2-乙基-2-丙烯-1-醇等及其混合物。烯丙醇和甲代烯丙基醇是优选的。丙氧基化烯丙基醇可用来代替烯丙醇，或与其共用。优选的丙氧基化烯丙基醇的通式是CH2=CR-CH2-(A)n-OH，其中A是一个氧亚丙基基团，R选自由氢和C1-C5烷基组成的这一组，n是丙氧基化烯丙基醇中氧亚丙基基团的平均数，其值在约1-约2的范围内。丙氧基化烯丙基醇中的氧亚丙基基团具有-O-CH(CH3)-CH2-和-O-CH2-CH(CH3)-这两种结构中的一种或两种；这取决于合成方法。美国专利5,475,073叙述了制造适用的丙氧基化烯丙基醇的方法，其内容并入本文作为参考。存在于丙烯酸树脂中的烯丙基醇或丙氧基化烯丙基醇的比例取决于多种因素，但这些因素中最重要的是树脂中所希望的羟基含量。通常，树脂中较好包含约5-约50％(重量)，更好包含约10-40％(重量)的烯丙基醇或丙氧基化烯丙基醇。-->该丙烯酸树脂包含一种乙烯基芳族单体的重复单元。苯乙烯是优选的。该树脂优选含有约5-约40％(重量)的由乙烯基芳族单体衍生的重复单元，更优选的范围是约5-约20％(重量)。该丙烯酸树脂还包含一种丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。该单体较好是丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C20烷基酯或芳基酯。尤其优选的是丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C10烷基酯。其例子包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯等，及其混合物。使本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高固体分涂料，该涂料包含：（ａ）一种包含下列重复单元的丙烯酸树脂：（１）一种烯丙基醇或丙氧基化烯丙基醇；（２）一种乙烯基芳族单体；和（３）一种或多种丙烯酸酯单体；（ｂ）一种选自由多异氰酸酯、硅烷和密胺化合物组成的这一 组的交联剂；（ｃ）约２０－约５０％（重量）的一种有机溶剂；和（ｄ）任选地，一种颜料和一种交联催化剂。
【技术特征摘要】
US 1996-6-28 08/673,4001．一种高固体分涂料，该涂料包含：(a)一种包含下列重复单元的丙烯酸树脂：(1)一种烯丙基醇或丙氧基化烯丙基醇；(2)一种乙烯基芳族单体；和(3)一种或多种丙烯酸酯单体；(b)一种选自由多异氰酸酯、硅烷和密胺化合物组成的这一组的交联剂；(c)约20-约50％(重量)的一种有机溶剂；和(d)任选地，一种颜料和一种交联催化剂。2．权利要求1的涂料，其中该树脂的玻璃化温度在约-20℃-约50℃的范围内。3．权利要求1的涂料，其中该树脂的羟值在约60-约160mgKOH/g范围内。4．权利要求1的涂料，其中该树脂的数均分子量在约1000-约5000范围内。5．权利要求1的涂料，其中该丙烯酸树脂包含约5-约50％(重量)的烯丙基醇或丙氧基化烯丙基醇，约5-约40％(重量)的乙烯基芳族单体和约50-约90％(重量)的丙烯酸酯单体。6．权利要求1的涂料，其中该烯丙基醇选自烯丙醇和甲代烯丙基醇。7．权利要求1的涂料，其中该丙氧基化烯丙基醇的通式为：CH2=CR-CH2-(A)n-OH，式中A是氧亚丙基基团，R选自由氢和C1-C5烷基组成的这一组，n是该丙氧基化烯丙基醇中氧亚丙基基团的平均数，其值在约1-约2范围内。8．权利要求1的涂料，其中该乙烯基芳族单体是苯乙烯。9．权利要求1的涂料，其中该丙烯酸酯单体是丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C20烷基酯或芳基酯单体。10．权利要求1的涂料，其中该多异氰酸酯选自由下列组成的这一组：1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚合的HDI、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚合的IPDI和基于IPDI或HDI的异氰酸酯封端的预聚物。11．权利要求1的涂料，其中该有机溶剂选自由下列组成的这一组：醚、酯、酮、芳族和脂族烃类、醇类、二元醇醚类、二元醇醚酯类等，以及它们的混合物。12．权利要求1的涂料，其中该交联催化剂选自由有机锡化合物和有机磺酸组成的这一组。13．一种高固体分丙烯酸-聚氨酯汽车透明漆，该透明漆包含：(a)一种包含下列重复单元的丙烯酸树脂：(1)一种烯丙基醇或通式CH2=CR-CH2-(A)n-OH表示的丙氧基化烯丙基醇，式中A是氧亚丙基基团，R选自由氢和C1-C5烷基组成的这一组，n是该丙氧基化烯丙基醇中氧亚丙基基团的平均数，其值在约1-约2范围内；(2)一种乙烯基单体；和(3)一种或多种丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C20烷基酯或芳基酯单体；其中该树脂的玻璃化温度在约-20℃-约50℃范围内，羟值在约60-约160mg KOH/g范围内，数均分子量在约1000-约5000范围内；(b)一种或多种多异氰酸酯；(c)约20-约50％(重量)的一种有机溶剂；和(d)任选地，一种交联催化剂。14．权利要求13的透明漆...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭少华，
申请(专利权)人：阿科化学技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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