以甲硅烷基为端基的磺基聚(酯-氨基甲酸酯)路面标志制造技术

路面标志组合物，它包括磺基聚（酯－氨基甲酸酯）聚合物，该聚合物包括：在其主链上至少有一个含有侧接的磺酸基或其盐的非末端亚芳基或亚烷基，所述路面标志组合物的聚合物被至少一个可水解的甲硅烷基所封端，所述组合物可任选地含有颜料、光学元件、防滑颗粒、填料、补充剂和水性介质中的至少一种。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
以甲硅烷基为端基的磺基聚(酯-氨基甲酸酯)路面标志组合物参照相关申请本申请要求于1995年7月7日申请的美国临时专利申请No.60/000,954的优先权。本专利技术涉及以甲硅烷基为端基的水分散性磺基聚(酯-氨基甲酸酯)组合物，该组合物含有具有促进分散性的增溶性磺酸根。磺基聚(酯-氨基甲酸酯)(sulfopoly(ester-urethane))组合物提供了用作路面标志组合物的组分材料。                  专利技术的背景路面标志用于安置在道路上作为路面标志显示，向驾驶员和行人提供引导、警告和规章信息。路面标志的重要特点在于耐久性，成本，安置的方法、处理过程和安置安全以及可见性。在路面标志的安置要求中，必须要有较短的“无痕迹”时间(“no-track″time)，也就是说，在较短的时间内，材料必须“干燥”或者固化至不会转移到与其接触的来往车辆的轮胎上的程度。由于对在液体路面标志材料中允许留下的挥发性的有机化合物(VOCs)含量有更严格的EPA法规，人们在寻找新型材料来代替以前广泛用于标志路面的以溶剂为基的氯化橡胶和醇酸涂料。在这些以溶剂为基的涂料中，VOC含量一般大于450克/升(g/L)。新的建筑业和工业维护涂料法规(Architectural and IndustrialMaintenance(AIM)Coating Rules)规定：在1996年至2004年期间，所用路面标志材料的VOC含量的上限为150g/L；在2004年以后，VOC含量的上限降至100g/L。符合这些降低的VOC要求的液体路面标志材料为水中丙烯酸涂料、醇酸或烃类热塑性涂料和双组分环氧涂料。水中涂料的优点是成本相对较低，易于用常规的喷洒装置施用，但是缺乏耐久性，对于交通繁忙地域，一年中必须再施涂好几次。热塑性涂料和环氧涂料的耐久性被认为比水中涂料要好得多，但是它们成本较高，需要昂贵的专业设备，并需要熟练的操作工人来进行施涂。环氧路面标志的另一个缺点是它们在日晒地带容易变成黄色。热塑性材料在施用之前需要用高温(大于400°F)来熔融，这不利于安全性。-->                       专利技术的概述现已发现，以甲硅烷基为端基且含有增溶的磺酸官能团的磺基聚(酯-氨基甲酸酯)特别适用于形成坚韧且耐候的，适宜用作路面标志的膜。简要地说，本专利技术提供了路面标志组合物，该组合物包括磺基聚(酯-氨基甲酸酯)，它包括：在其主链上至少有一个含有侧接的磺酸基或其盐的非末端亚芳基或亚烷基，该聚合物被至少一个可水解的甲硅烷基所封端。在较好的实施方案中，磺基聚(酯-氨基甲酸酯)分散在水中，且包括颜料。该聚合物一旦从水中取出，就交联成坚韧的、不溶的聚合物膜，后者具有耐候性和耐磨蚀性。每种聚合物包括含有一个或多个亲水的磺酸基团或磺酸根的链段，以及包括至少一个疏水基团，该基团在其末端含有一个或多个可水解的甲硅烷基。每当量的本专利技术组合物含有的磺酸根当量(sulfonate equivalent weight)宜为约500至12,000克，更好的约为2,000至10,000克。组合物的数均分子量宜小于50,000，较好的为2,000至小于50,000。更好的为2,000至小于30,000，最好的为2,000至小于20,000。本专利技术的另一方面则包括水分散体，它包括最高达70％(重量)的磺基聚(酯-氨基甲酸酯)组合物和30％(重量)或更多的溶剂，如水或有机溶剂(如甲基乙基酮、丙酮和N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidinone))，以及可任选的辅助剂，其用量以适合其应起的作用为准。本专利技术的又一个方面是提供制备本专利技术的磺基聚(酯-氨基甲酸酯)的方法。磺基聚(酯-氨基甲酸酯)的制备包括将多醇和多异氰酸酯反应，反应可任选地在任何其它二醇、二胺或二硫醇的存在下进行，最好存在合适的催化剂，或者在非反应性的有机溶剂中进行。在本申请中：“脂族”指最多含有20个碳原子的直链和支链的无环的烃以及非芳族的环烃类；“烷基”和“亚烷基”分别指从含有1至20个碳原子的线型或支链烃上除去一个或两个氢原子后剩下的单价和二价的残基；“芳族”指具有一个或多个含有5至12个碳原子的不饱和碳环的任何一族；“芳酯”是指由芳基或亚芳基羧酸和脂族醇得到的酯族；“芳基”和“亚芳基”分别指从芳族化合物(单环、多环和稠环)上除去一个或两个氢原子后剩下的残基，所述芳族化合物含有5至12个环原子，包括被取代的芳族，如低级的烷芳基和芳烷基、低级的烷氧基、N，N-二(低级烷基)氨基、硝基、氰基、卤素和低级烷基羧酸酯，其中，“低级”表示C1至C4。-->“亚芳基或亚烷基的磺酸基团或其盐”指包括至少一个芳基或烃基的基团，该基团被至少一个侧接的磺酸基或其盐所取代；“环烷基”和“亚环烷基”分别指从含有3至12个碳原子的环烃上除去一个或两个氢原子后剩下的单价和二价的残基；“亲电子的”指通过从反应伙伴中接受两个成键电子从而与之成键的化合物、组合物或试剂；“基团”指特定部分或含有特定部分的任何基团(如通过取代或伸长(extension))，它们不会对组合物产生不良影响；“低级烷基”指具有1至4个碳原子的烷基；“分子量”指由原子组成的基团或聚合物的链段中所有原子的原子重量之总和，当基团或链段是两个或多个基团或链段的混合时，“分子量”指这些基团或链段的数均分子量；“亲核的”指通过向反应伙伴提供两个成键电子从而与之成键的化合物、组合物或试剂；“聚合物”包括低聚物；“无规聚合物”指类似的基团可位于聚合物主链的各种位置，没有相似的顺序；“甲硅烷基”指Si(Q)p(OQ)3-p其中p＝0、1或2，每个Q分别可以是氢原子或具有1至4个碳原子的低级烷基，以致Q为低级烷基的OQ基团为可水解的单元；“磺基”或“磺酸盐基”或“磺酸基或其盐”指-SO3M基团，其中M可以是H或阳离子，最好为碱金属离子；“磺基聚(酯-氨基甲酸酯)”指对称的或不对称的聚合物或者是无规聚合物，它包括至少一个磺基、至少一个酯基和至少一个氨基甲酸酯基，还可任选地含有其它官能团，如脲和硫代氨基甲酸盐(酯)。在瞬得聚合物(instant polymer)中，存在含有磺酸根部分的酯是有用的，因为它有助于形成无定形性质、延性和与组合物中共反应剂和辅助剂的相容性。另外，通过酯基所形成的绝对是线型聚合物，与之相比，酰胺、脲、氨酯部分会通过进一步与异氰酸酯反应而形成支链。这些新型的材料将水中涂料的安全性和易处理性以及较昂贵的、所需劳动强度较大的涂料(如环氧涂料和热塑性涂料)的耐久性结合起来了。由这些以甲硅烷基为端基的磺基聚(酯-氨基甲酸酯)制得的聚合物膜除了具有-->坚韧性、耐候性和耐磨蚀性以外，这些新型材料的另一个显著的优点是：它可能制得高固体含量的水中的分散体(如含20-70％(重量))。人们都十分理解，对于液态路面标志材料，较短的“无痕迹”时间是十分必要的，而“无痕迹”时间又是随着固体含量的增加而减少的。以甲硅烷基为端基的磺基聚(酯-氨基甲酸酯)的另一个优点是：这些材料自身就是表面活性剂分子，这是因为在同一个分子中同时存在亲水和疏水基团或链段。这就是这些材料的水分散体具有“自稳定性”的原因，因此一般不需要加入其它表面活性剂物质或分散助剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.路面标志组合物，它包括磺基聚(酯-氨基甲酸酯)聚合物，该聚合物包括：在其主链上至少有一个含有侧接的磺酸基或其盐的非末端亚芳基或亚烷基，所述路面标志组合物的聚合物被至少一个可水解的甲硅烷基所封端，所述组合物可任选地含有颜料、光学元件、防滑颗粒、填料、补充剂和水性介质中的至少一种。2.如权利要求1所述的路面标志组合物，其特征在于所述聚(酯-氨基甲酸酯)的含量最高为所述组合物的70％(重量)，所述水性介质含量为所述组合物的30％(重量)，每当量的所述组合物的磺酸根当量在500至12,000g的范围内。3.如权利要求1或2所述的路面标志组合物，其特征在于所述组合物具有化学式I或IV，以及它们的水解产物，其中，式I为其中，R是三价的脂族或芳族基团，其中M为阳离子；每个R1各自为数均分子量在100至2,000范围内的亚烷基或亚环烷基；或者分子量在100至2,000范围内的聚合物的残基，该残基含有碳原子、氢原子，以及氮原子和非过氧的氧原子中的一种或两种；每个R2各自为亚烷基、亚环烷基或亚芳基；每个X各自为O、S或NR4，其中每个R4各自为低级烷基、氢或者连接X基团的亚烷基桥键基团；m为0至10的整数；每个Z各自选自-R1-和-R1(OR5C(O))n-其中，R和R1定义如上，-->每个R5各自可以是亚烷基；p为0、1或2；n是1至15的整数；每个R3各自为亚烷基；每个Y各自为O、S或NR6其中R6是低级烷基、氢或R3Si(Q)p(OQ)3-p，其中，R3、和p定义如上，每个Q各自为氢或含有1至4个碳原子的低级烷基，但有条件：至少一个OQ为烷氧基；其中，式IV为其中，每个W各自为或单键，其中，R、R1、R2、R3、M、Q、X、Z、p和m定义如上。4.如权利要求3所述的路面标志组合物，其特征在于所述组合物的水解产物具有式I′和IV′，其中式I′为式IV′为其中，每个Q′各自可以是氢或含有1-4个碳原子的低级烷基，但有条件：至少一个-->OQ′是羟基；其中，R、R1、R2、R3、M、X、Y、Z、W、m和p定义如上。5.一种路面标志涂料，它包括含有如权利要求1至4中任一项所述的路面标志组合物的水分散体，有效量的至少一种颜料，以及可任选的光学元件、防滑颗粒、填料和补充剂中的至少一种，所述分散体可任选地使用微流化方法来制备。6.如权利要求5所述的路面标志涂料，其特征在于该涂料中去除了水性介质。7.一种方法，包括以下步骤：将如权利要求5所述的路面标志涂料施涂在路面上，以及可任选地干燥所述路面标志涂料。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·K·拉森，S·M·海尔曼，L·R·克雷普斯基，D·E·米克库斯，H·K·史密斯二世，M·D·普尔盖特，M·T·吉布森，C·J·吕布，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：