包括聚醚多元醇的丙烯酸聚氨酯涂料制造技术

一种丙烯酸聚氨酯涂料组合物，包含有包含至少一种聚异氰酸酯三聚体的异氰酸酯组分；和异氰酸酯反应混合物，所述异氰酸酯反应混合物以所述丙烯酸聚氨酯涂料组合物的总重量计包含25wt％到80wt％丙烯酸多元醇和1wt％到30wt％聚醚多元醇，所述丙烯酸多元醇的固体含量以所述丙烯酸多元醇的总重量计是至少50wt％，并且所述聚醚多元醇在25℃下的粘度小于500mPa*s且数均分子量大于300且小于700。

Acrylic polyurethane coatings including polyether polyols

An acrylic polyurethane coating consisting of a isocyanate component containing at least one polyisocyanate trimer; a reaction mixture with isocyanate. The isocyanate reaction mixture includes a total weight of 25wt% to 80wt% acrylic polyol and 1wt% to 30wt by the total weight meter of the acrylic polyurethane coating composition. The solid content of the acrylic polyol is at least 50wt% in the total weight of the polyacrylic polyol, and the viscosity of the polyether polyol at 25 C is less than 500mPa*s and the average molecular weight of the polyol is more than 300 and less than 700.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括聚醚多元醇的丙烯酸聚氨酯涂料相关申请的交叉引用本申请要求2015年12月17日提交的美国临时申请第62/268,602号的优先权，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
本公开的实施例通常涉及包括反应性稀释剂的丙烯酸聚氨酯涂料和制备这种涂料的方法，并且具体涉及具有高固体含量且包括聚醚多元醇作为反应性稀释剂的双组分丙烯酸聚氨酯涂料。
技术介绍
双组分聚氨酯涂料用于各种应用中。对于这些应用中的一些，涂料通过喷枪涂覆到衬底上。喷雾涂覆通常需要使用溶剂添加剂以将涂料组合物的粘度降低到与喷枪相容的范围内。不幸的是，高含量溶剂添加剂可能导致所得聚氨酯涂层中挥发性有机化合物(VOC)的含量增加，这反过来可能导致对涂料毒性的担忧增加。特别地，VOC是在常温(或低沸点)下具有高蒸气压的有机化学物质，这可能导致大量分子从涂层中蒸发或升华并进入周围空气中。VOC典型地受法律管制。因此，需要聚氨酯涂料组合物，其减少了在所得涂层中提供增加的VOC含量的这种溶剂添加剂的使用，同时仍提供所期望的涂层特性(如硬度和UV耐候性)。
技术实现思路
根据一个实施例，聚氨酯涂料组合物包含丙烯酸聚氨酯涂料组合物，其包含有包含至少一种脂肪族聚异氰酸酯三聚体或缩二脲的异氰酸酯组分；和异氰酸酯反应混合物，所述异氰酸酯反应混合物以丙烯酸聚氨酯涂料组合物的总重量计包含25wt％到80wt％丙烯酸多元醇和1wt％到30wt％聚醚多元醇，丙烯酸多元醇的固体含量以丙烯酸多元醇的总重量计是至少50wt％，并且在25℃下聚醚多元醇的粘度小于500mPa*s并且数均分子量大于300并小于700。附图说明当结合附图读取时可以最好地理解本公开的具体实施例的以下详细描述。图1图解地描述了与丙烯酸多元醇混合的不同浓度的多元醇稀释剂和包括与丙烯酸多元醇混合的己内酯稀释剂的比较实例的作为浓度(x轴)的函数的粘度(y轴)；图2图解地描述了与另一个丙烯酸多元醇混合的不同浓度的多元醇稀释剂和包括与丙烯酸多元醇混合的己内酯稀释剂的比较实例的作为浓度(x轴)的函数的粘度(y轴)；图3图解地描述了使用多元醇稀释剂制备的四种示例性丙烯酸聚氨酯涂料组合物和不使用任何添加的稀释剂制备的一种比较实例的作为时间(x轴)的函数的光泽保持性(y轴)；图4图解地描述了使用多元醇稀释剂制备的四种示例性丙烯酸聚氨酯涂料组合物和不使用任何添加的稀释剂制备的一种比较实例的作为时间(x轴)的函数的光泽保持性(y轴)；图5图解地描述了具有不同浓度的催化剂的一系列示例性丙烯酸聚氨酯涂料组合物(x轴)的干燥时间(y轴)；图6图解地描述了具有不同浓度的催化剂的示例性丙烯酸聚氨酯涂料组合物的作为时间(x轴)的函数的粘度(y轴)；图7图解地描述了具有10wt％多元醇稀释剂加载量的丙烯酸聚氨酯涂料组合物和不包括多元醇稀释剂的比较实例的作为时间(x轴)的函数的粘度(y轴)；且图8图解地描述了具有20wt％多元醇稀释剂加载量的丙烯酸聚氨酯涂料组合物和不包括多元醇稀释剂的比较实例的作为时间(x轴)的函数的粘度(y轴)。具体实施方式实施例涉及包含一种或多种高固含量丙烯酸多元醇和一种或多种低分子量/低粘度聚醚多元醇作为反应性稀释剂(也称为多元醇稀释剂)的由异氰酸酯与异氰酸酯反应混合物的反应产生的丙烯酸聚氨酯涂料。通过反应性稀释剂，意味着可以将聚醚多元醇并入丙烯酸聚氨酯涂料的基质中。这样，反应性稀释剂基本上可以避免易受涂层蒸发的影响，这个影响可能对于非反应性稀释剂是典型的。使用反应性稀释剂制成的所得丙烯酸聚氨酯涂料仍可以在用于形成丙烯酸聚氨酯涂料(和所得涂层)的组合物中提供高固体含量(大于约50wt％)，同时减少提供涂层中增加的挥发性有机化合物(VOC)加载量的典型溶剂添加剂的使用，并且同时仍然获得所期望的涂层特性(例如硬度和UV耐候性)。在各种实施例中，提供用于生产高固体且双组分丙烯酸聚氨酯涂料的制剂。通常，所述制剂包括异氰酸酯组分和包括与异氰酸酯组分反应的多元醇的异氰酸酯反应混合物。在各种实施例中，异氰酸酯组分可以是脂肪族聚异氰酸酯三聚体或缩二脲。根据各种实施例，异氰酸酯反应混合物至少包括丙烯酸多元醇和聚醚多元醇。聚醚多元醇在25℃下的粘度小于500mPa*s，并且数均分子量大于300且小于700g/mol。在一些实施例中，所得聚氨酯涂层的固体含量大于50％。在各种实施例中，以聚氨酯涂料组合物的重量计，聚氨酯涂料组合物可以包括约25wt％到约85wt％、约30wt％到约80wt％或甚至约40wt％到约78wt％异氰酸酯反应混合物。在又另外的实施例中，以聚氨酯涂料组合物的重量计，聚氨酯涂料组合物包括约25wt％到约70wt％异氰酸酯反应混合物。在另外的实施例中，以聚氨酯涂料组合物的重量计，异氰酸酯反应混合物可以包括约1wt％到约20wt％聚醚多元醇或约2wt％到约15wt％聚醚多元醇或约3wt％到约10wt％聚醚多元醇。以异氰酸酯反应混合物的重量计，异氰酸酯反应混合物可以包括约5wt％到约20wt％聚醚多元醇或约6wt％到约15wt％聚醚多元醇或甚至约6.5wt％到约14wt％聚醚多元醇。设想聚醚多元醇的各种分子量。正如所属领域的普通技术人员所理解的那样，聚醚多元醇可以衍生自一种或多种环氧烷，如环氧丙烷、环氧乙烷和/或环氧丁烷。例如，聚醚多元醇可以通过在聚合催化剂存在下使一种或多种环氧烷与一种或多种具有2到10个活性氢的引发剂反应来制备。聚醚多元醇的数均分子量可以是约400g/mol到约700g/mol。在一些实施例中，分子量大于约400g/mol或大于约450g/mol。在其它实施例中，分子量可以小于约700g/mol、小于约650g/mol或小于约600g/mol。因此，在一些实施例中，聚醚多元醇的分子量是约425g/mol到约650g/mol或约450g/mol到约600g/mol。合适的聚醚多元醇的实例包括但不限于那些可以用商标VORAPELTM商购的聚醚多元醇，如VORAPELTMT5001(羟基值是275mgKOH/g且在25℃下粘度是约300到约360mPa*s)；和那些可以用商标VORANOLTM商购的聚醚多元醇，如VORANOLTMCP450(羟基值是370-390mgKOH/g，在25℃下粘度是约300到约360mPa*s且平均官能度是3)，二者都可以从密歇根州米德兰的陶氏化学公司(TheDowChemicalCompany(Midland，MI))获得。例如，聚醚多元醇可以是通过在聚合催化剂存在下三官能引发剂与环氧化物的烷氧基化生成的聚醚三醇。例如，一种或多种环氧烷(如环氧丙烷、环氧乙烷和/或环氧丁烷)与作为引发剂的甘油的反应混合物可以形成甘油引发的聚醚三醇。引发剂的实例包括甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、1,2,6-己三醇、单乙醇胺、二乙醇胺、氨基乙基哌嗪和其它形式。聚合催化剂的实例包括双金属氰化物络合物(DMC)催化剂和碱金属氢氧化物催化剂(例如氢氧化钠和氢氧化钾)。在另外的示例性实施例中，异氰酸酯反应混合物包括约1wt％到约20wt％聚氧化丁烯多元醇(例如约2wt％到约15wt％、约3wt％到约10wt％等)。以环氧烷的总重量计，聚氧化丁烯多元醇可以衍生自100wt％环氧丁烷。在其它示例性实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯酸聚氨酯涂料组合物，包含：包含至少一种脂肪族聚异氰酸酯三聚体或缩二脲的异氰酸酯组分；和异氰酸酯反应混合物，所述异氰酸酯反应混合物以所述丙烯酸聚氨酯涂料组合物的总重量计包含25wt％到80wt％丙烯酸多元醇和1wt％到30wt％聚醚多元醇，所述丙烯酸多元醇的固体含量以所述丙烯酸聚氨酯涂料组合物的总重量计是至少50wt％，并且所述聚醚多元醇在25℃下的粘度小于500mPa*s且数均分子量大于300且小于700。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 US 62/2686021.一种丙烯酸聚氨酯涂料组合物，包含：包含至少一种脂肪族聚异氰酸酯三聚体或缩二脲的异氰酸酯组分；和异氰酸酯反应混合物，所述异氰酸酯反应混合物以所述丙烯酸聚氨酯涂料组合物的总重量计包含25wt％到80wt％丙烯酸多元醇和1wt％到30wt％聚醚多元醇，所述丙烯酸多元醇的固体含量以所述丙烯酸聚氨酯涂料组合物的总重量计是至少50wt％，并且所述聚醚多元醇在25℃下的粘度小于500mPa*s且数均分子量大于300且小于700。2.根据权利要求1所述的丙烯酸聚氨酯涂料组合物，其中所述聚醚多元醇是三醇并且羟基值是250mgKOH/g到450mgKOH/g。3.根据权利要求1或权利要求2所述的丙烯酸聚氨酯涂料组合物，其中所述丙烯酸多元醇的羟基当量以固体重量计是350到550g/mol当量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的丙烯酸聚氨酯涂料组合物，以所述异氰酸酯反应混合物的总重量计进一步包含小于22w...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·S·莱特科，A·M·斯蒂芬森，J·N·阿伊罗普洛斯，J·克列尔，
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