用于金属涂料应用的聚碳酰胺树脂制造技术

公开了用于生产涂料组合物的聚碳酰胺涂料组合物和仲二胺固化剂。还公开了固化剂组合物，其包含：(a)双(4‑氨基环己基)甲烷和2‑丁烯二酸乙酯的反应产物；和(b)双(4‑氨基‑3‑甲基环己基)甲烷和2‑丁烯二酸乙酯的反应产物；和(c)至少一种多元醇。本发明专利技术的一方面涉及一种非水性涂料组合物，其包含所公开的胺固化剂和多异氰酸酯树脂。该涂料组合物适于用作直接用于金属的涂料或者顶涂层。还公开了生产该固化剂和该涂料组合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于金属涂料应用的聚碳酰胺树脂专利
本专利技术的主题涉及聚碳酰胺树脂涂料组合物，用于生产该涂料组合物的固化剂，和直接用于金属的涂料(directtometalcoating)。背景金属和它们的合金(例如钢)是优异的结构材料，这归因于它们的高强度和卓越的机械性能。因此，它们几个世纪以来已经用于结构应用。然而，当金属暴露于腐蚀性环境时，所述表面将氧化和因此对于整个钢结构具有潜在的危险并降低它的使用寿命。据美国腐蚀工程师协会(NACE)估计，在美国，金属结构的腐蚀的潜在经济影响是惊人的$276十亿/年。涂料工业已经开发了各种组合物，其可以施涂到各种金属结构表面上来防止腐蚀和延长使用寿命。配制组合物来生产对于特定用途来说具有期望的所需特性的涂料。例如，在一些应用中，抗冲击性对于涂层来说会是最重要的性能，而在用于可弯曲金属结构的涂层中，挠性将是重要的考虑。需要组合物生产这样的涂层，其使得这些物理性能差异最大化。环境条件例如日光暴露，盐暴露，温度变化和大气污染也影响涂层的选择。国际标准化组织(ISO)基于腐蚀风险制定了大气腐蚀性分类，来帮助设备拥有者寻求对于它们结构的正确保护。ISO已经将风险分类为从C1(非常低)到C5(非常高)。C3环境条件定义为工业和城市环境，其具有中等二氧化硫污染水平，或者低盐度的岸上区域(ISO12944)。今天，在C3中等腐蚀环境中的金属表面的腐蚀保护经常是通过多层体系来获得的，所述多层体系包括至少底漆和顶涂层。这两种涂层经常基于不同的技术，这意味着将需要具有几种溶剂性和水性组分的组合物。这在涂料的施涂和装置的干燥中引入了复杂性、昂贵性和低效率。供选择地，直接用于金属的涂层(DTM)为它施用到其上的金属提供了装饰性以及保护性，并且使用更简单，这是因为它们可以以一个涂层来施用。DTM涂覆技术作为室内施涂和室外施涂体系二者获得了市场认可，这归因于它容易施涂，减少的停机时间和增加的生产率特性。常规的DTM涂料体系包括双组分聚氨酯(2KPUR)DTM涂料，其是使用脂肪族多异氰酸酯和聚酯或者丙烯酸多元醇配制的。这些聚氨酯DTM涂料是有利的，因为它们在户外应用中提供了可接受的耐候性能。然而，聚酯和聚丙烯酸多元醇二者倾向于是粘性的和因此需要溶剂，其为涂料配制剂提供了高水平的挥发性有机化合物(VOC)并经常导致较慢的固化，差的挠性和折衷的腐蚀保护。全部的这些因素限制了聚氨酯技术在DTM涂料市场中的使用。仍然需要涂料，优选DTM涂料，其在C3中等腐蚀性环境中为金属表面提供了良好的腐蚀保护，并且其提供了与基于聚氨酯的DTM涂料一样好或者更好的物理特性，但是没有相关的VOC排放。概述在一些方面，本专利技术通过提供包含聚碳酰胺树脂的涂料而解决了与常规涂料相关的问题。这些涂料组合物包含两种组分：多异氰酸酯树脂组分和固化剂。该两种组分是分别存储的，并且在即将使用之前进行混合。本专利技术的聚碳酰胺树脂和包含这样的树脂的涂料与基于聚氨酯的涂料相比具有有利的物理特性。它们适于DTM应用，并且是低VOC的。用“低VOC”表示小于225g/l，其是如目前的美国环境保护署(USEPA)规定所定义的。在一些方面，本专利技术涉及固化剂，其用于生产聚碳酰胺树脂涂料组合物。在一些实施方案中，该固化剂包含：(a)仲二胺“A”，其包含双(4-氨基环己基)甲烷和2-丁烯二酸乙酯的反应产物；(b)仲二胺“B”，其包含双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷和2-丁烯二酸乙酯的反应产物，和(c)至少一种多元醇。在本专利技术一方面，所述组分(a)，(b)和(c)是以大致相等的重量存在的。在本专利技术的另一方面，组分(a)占该固化剂的大约66重量％和组分(b)和(c)是以相等的重量存在的。本专利技术另一方面涉及非水性涂料组合物，其包含上述的固化剂和多异氰酸酯树脂组分。在一些方面，该多异氰酸酯树脂包含六亚甲基异氰酸酯三聚体。所述方面的非水性涂料组合物可以任选地包括溶剂、颜料、消泡剂和本领域已知的其他添加剂。除了其他方面，本专利技术还涉及使用这样的涂料组合物和固化剂来涂覆金属基材的方法和至少部分地涂覆有由这样的涂料组合物形成的固化涂层的基材。本专利技术的各种方面可以单独使用或者彼此组合使用。附图简要描述图1显示了要求保护的本专利技术的固化剂的第一示例性实施方案的配方。图2显示了要求保护的本专利技术的固化剂的第二示例性实施方案的配方。图3显示了使用图1的固化剂制备的第一透明涂料组合物的配方。图4显示了使用图2的固化剂制备的第二透明涂料组合物的配方。在图3和4的固化的透明涂料组合物上进行的物理测试结果在图5中制表。图6显示了使用图1的固化剂制备的着色的顶涂层组合物的配方。图7显示了使用图2的固化剂制备的着色的顶涂层组合物的配方。在图6和7的固化的着色的顶涂层组合物上进行的物理测试结果在图8中制表。图9显示了使用图1的固化剂制备的着色的直接用于金属的组合物的配方。图10显示了使用图2的固化剂制备的着色的直接用于金属的组合物的配方。在图9和10的固化的着色的直接用于金属的组合物上进行的物理测试结果在图11中制表。图1和2的固化剂的某些物理性能在图12中制表。通常的脂肪族多异氰酸酯树脂的物理性能显示在图13中。示例性透明涂料组合物的凝胶时间列于图14中。本专利技术的示例性涂料的有效期(potlife)显示在图15中。本专利技术的直接用于金属的涂料的性能特性和聚氨酯直接用于金属的涂料的性能特性在图16中进行了比较。用于腐蚀测试的涂料配方显示在图17中。图18显示了在根据ASTMB-117的腐蚀测试后，具有本专利技术的直接用于金属的涂层的测试面板的照片。图19显示了在根据ASTMB-117的腐蚀测试后，涂覆有本专利技术的涂料和聚氨酯直接用于金属的涂料的测试面板的照片。本专利技术的涂料的性能特性和丙烯酸聚氨酯顶涂层的性能特性在图20中进行了比较。图21显示了着色的丙烯酸多元醇顶涂层组合物的配方。图22显示了本专利技术的顶涂层组合物的配方。图23是用于评价本专利技术的标准化测试方法的索引。详述在某些方面，本专利技术涉及双组分聚碳酰胺树脂涂料组合物，其包含固化剂组分和异氰酸酯树脂组分。该固化剂包含下面的混合物：(a)仲二胺A，其包含双(4-氨基环己基)甲烷和2-丁烯二酸乙酯的反应产物；(b)仲二胺B，其包含双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷和2-丁烯二酸乙酯的反应产物；和(c)至少一种多元醇。如本文所用的，仲二胺A有时候称作第一仲二胺，和仲二胺B有时候称作第二仲二胺。任选地，所述涂料可以包含另外的成分，例如减粘剂，溶剂，颜料和消泡剂。这样的涂料组合物当固化时产生了最终的表面，其具有有利的抗冲击性，耐化学品性，耐候性，耐UV辐射性和对于各种基材的粘附性。这些涂料可以有利地用于保护它施用到其上的表面。如本文所用的，术语“涂料组合物”指的是化学组分的混合物，其当施涂到基材上时将固化和形成硬化的涂层。如本文所用的，术语“多异氰酸酯树脂”指的是涂料组合物这样的组分，其包含多异氰酸酯。如本文所用的，术语多异氰酸酯指的是包含至少两个未反应的异氰酸酯基团(有时候缩写为NCO)的化合物。如本文所用的，术语“固化剂”指的是双组分涂料组合物的组分，其与多异氰酸酯树脂组分的异氰酸酯基团反应。如本文所用的，术语“固化”表示通过交联聚合物链而带来了聚合物材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固化剂组合物，其包含：至少一种多元醇；第一仲二胺，其由双(4‑氨基环己基)甲烷和2‑丁烯二酸乙酯的反应产物组成；和第二仲二胺，其由双(4‑氨基‑3‑甲基环己基)甲烷和2‑丁烯二酸乙酯的反应产物组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.12 US 62/294,5501.一种固化剂组合物，其包含：至少一种多元醇；第一仲二胺，其由双(4-氨基环己基)甲烷和2-丁烯二酸乙酯的反应产物组成；和第二仲二胺，其由双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷和2-丁烯二酸乙酯的反应产物组成。2.权利要求1的固化剂组合物，其中该至少一种多元醇每个选自：使用琥珀酸、戊二酸和己二酸合成的多元醇；2-甲基-1，3-丙二醇；和1，4-环己烷二甲醇。3.权利要求1的固化剂组合物，其中该第一仲二胺占该固化剂组合物的20-50重量％，其中该第二仲二胺占该固化剂组合物的20-50重量％，和其中该至少一种多元醇占该固化剂组合物的20-50重量％。4.权利要求1的固化剂组合物，其中该第一仲二胺占该固化剂组合物的30-40重量％，其中该第二仲二胺占该固化剂组合物的30％-40％和其中该至少一种多元醇占该固化剂组合物的30-40重量％。5.权利要求1的固化剂组合物，其中该第一仲二胺占该固化剂组合物的45-85重量％，其中该第二仲二胺占该固化剂组合物的5％-30％，和其中该至少一种多元醇占该固化剂组合物的5-30重量％。6.权利要求1的固化剂组合物，其中该第一仲二胺占该固化剂组合物的60-70重量％，其中该第二仲二胺占该固化剂组合物的15％-20％，和其中该至少一种多元醇占该固化剂组合物的15-20重量％。7.权利要求1的固化剂组合物，其中该第一仲二胺和第二仲二胺是以相等的重量存在的。8.权利要求7的固化剂组合物，其中该第二仲胺和多元醇是以相等的重量存在的。9.权利要求1的固化剂组合物，其中该第一仲二胺和第二仲二胺是以至少2：1的重量比存在的。10.权利要求9的固化剂组合物，其中该第二仲胺和多元醇是以相等的重量存在的。11.权利要求1的固化剂，其中该第一仲二胺是下式所示的：12.权利要求1的固化剂，其中该第二仲二胺是下式所示的：13.一种固化剂组合物，其包含：多元醇；下式所示的第一仲二胺：和下式所示的第二仲二胺：14.权利要求11的固化剂组合物，其中该多元醇选自：使用琥珀酸、戊二酸和己二酸合成的多元醇；2-甲基-1，3-丙二醇；和1，4-环己烷二甲醇。15.权利要求11的固化剂组合物，其中该第一仲二胺占该固化剂组合物的20-50重量％，其中该第二仲二胺占该固化剂组合物的20-50重量％，和其中该至少一种多元醇占该固化剂组合物的20-50重量％。16.权利要求11的固化剂组合物，其中该第一仲二胺占该固化剂组合物的30-40重量％，其中该第二仲二胺占该固化剂组合物的30％-40％和其中该至少一种多元醇占该固化剂组合物的30-40重量％。17.权利要求11的固化剂组合物，其中该第一仲二胺占该固化剂组合物的45-85重量％，其中该第二仲二胺占该固化剂组合物的5％-30％，和其中该至少一种多元醇占该固化剂组合物的5-30重量％。18.权利要求11的固化剂组合物，其中该第一仲二胺占该固化剂组合物的60-70重量％，其中该第二仲二胺占该固化剂组合物的15％-20％，和其中该至少一种多元醇占该固化剂组合物的15-20重量％。19.权利要求11的固化剂组合物，其中该第一仲二胺和第二仲二胺是以相等的重量存在的。20.权利要求17的固化剂组合物，其中该第二仲胺和至少一种多元醇是以相等的重量存在的。21.权利要求11的固化剂组合物，其中该第一仲二胺和第二仲二胺是以至少2：1的重量比存在的。22.权利要求19的固化剂组合物，其中该第二仲胺和至少一种多元醇是以相等的重量存在的。23.一种涂料组合物，其包含：多异氰酸酯；至少一种多元醇；第一仲二胺，其中该第一仲二胺由双(4-氨基环己基)甲烷和2-丁烯二酸乙酯的反应产物组成；和第二仲二胺，其中该第二仲二胺由双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷和2-丁烯二酸乙酯的反应产物组成。24.权利要求21的涂料组合物，其中该至少一种多元醇每个选自：使用琥珀酸、戊二酸和己二酸合成的多元醇；2-甲基-1，3-丙二醇；和1，4-环己烷二甲醇。25.权利要求21的涂料组合物，其进一步包含选自颜料和消泡剂的至少一种。26.权利要求21的涂料组合物，其进一步包含溶剂。27.权利要求24的涂料组合物，其中该溶剂包含甲基正戊基酮。28.权利要求21的涂料组合物，其进一步包含二氧化钛。29.权利要求21的涂料组合物，其中该多异氰酸酯包含通式R(NCO)i所示的化合物，其中R是i价有机基团，其中i大于或者等于2，和其中R是取代或者未取代的烃基...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·R·贺格杜丝，S·阿南萨查，T·T·寇柏，S·法泽尔，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE