在水相中稳定化的基料制造技术

本发明专利技术涉及在水相中稳定化并且能够与离子源凝胶形成剂共沉淀的基料，所述基料借助基料上的反应性基团用亲水性官能分子改性。

Base Material Stabilized in Aqueous Phase

The present invention relates to a base material stabilized in aqueous phase and capable of coprecipitation with an ionic source gel forming agent, which is modified by hydrophilic functional molecules with reactive groups on the base material.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在水相中稳定化的基料本专利技术涉及在水相中稳定化的基料和颗粒，其能够与离子源凝胶形成剂共沉积并且所述基料选自聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚环氧化物、氨基甲酸酯丙烯酸酯、芳族和(环)脂族环氧丙烯酸酯、聚酯及其混合物。就此而言，颗粒应理解为有机和无机颜料、功能性填料及其混合物。文献WO2012034976A1、WO2013117611A1和WO2015004256A1公开了无电涂覆金属基材表面的方法，其使用阴离子、两性离子、位阻、阳离子和/或非离子稳定化的基料并通过在添加聚电解质下形成离子源凝胶而使其耐漂洗地沉积，并且还通过干燥以及烘烤使它们固化。鉴于通过形成离子源凝胶而无电涂覆各种基材表面的方法(尤其是各种金属的那些)的工业应用，以及在耐腐蚀性和抗划伤性方面对涂层的要求越来越高，有意提供用于形成稳定的含水分散体的广谱基料。获得的分散体旨在于添加聚电解质下形成离子源凝胶来沉积。此时，沉积凝胶的耐漂洗性是一个重要的标准，并且在漂洗方法的情况下，要求承受至少0.2巴的典型工业喷雾压力；或者要求承受浸没式漂洗方法，此时这意味着沉积的膜不发生剥离。在金属表面上形成均匀的不透性涂层。本专利技术所要解决的问题是描述在水相中稳定化的基料，以及制备该分散体的方法。由此稳定化的基料(在下文中称为载体基料)形成稳定的含水分散体，其在添加聚电解质下在金属阳离子的诱导下，在各种基材表面上形成离子源凝胶。这些膜的显著之处在于非常好的耐漂洗性，承受至少0.2巴的喷雾压力或承受浸没式漂洗方法，从而在漂洗后留下均匀的不透性膜。根据本专利技术，稳定的含水分散体为胶体水溶液，其中颗粒通过排斥力彼此分开。此外，就本专利技术而言，聚电解质为用于离子源沉积并且已在WO2012034976A1、WO2013117611A1和WO2015004256A1的说明书中详细描述的多糖。所设想的基材表面如下：金属基材，例如钢、镀锌钢、铝及其合金，和金属掺杂的材料。根据本专利技术，所述问题通过载体基料解决，所述载体基料在水相中稳定化并且能够与离子源凝胶形成剂共沉积，其中借助基料上的反应性基团使用亲水性官能分子对基料进行改性。载体基料可为树脂或聚合物。其优选选自聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚环氧化物、氨基甲酸酯丙烯酸酯、芳族和(环)脂族环氧丙烯酸酯、聚酯及其混合物，它们借助基料上的反应性基团由亲水性官能分子改性，并且在水相中稳定化。在本专利技术的意义上，基料上的反应性基团为：异氰酸酯基、羟基、羧基、环氧乙烷基、乙烯基和胺基。亲水性官能分子有利地为提供有疏水性端基并且由乙二醇单元组成的调聚物，其中调聚物中的乙二醇单元数量为1-20。5-10的乙二醇单元数量是有利的，因为在这种情况下，亲水-疏水部分之间存在良好的平衡。特别优选地，亲水性官能分子具有300-1000g/mol的分子量Mn。非常特别优选地，亲水性官能分子具有C1-C4烷基或C6-C12芳基端基。为了制备载体基料，使亲水性官能分子与基料共价连接。由此制得的载体基料在水相中形成至少在6个月，优选高达12个月或更长的时间内稳定的分散体。在一个特别有利的变型中，未与初始基料连接的亲水性官能分子的疏水性端基是反应性的。就本专利技术而言，这是指能够进行进一步热反应的乙烯基或羟基。所述基团可在烘烤操作期间通过自由基反应或者通过加成反应或缩合反应来促进交联。因此，可制得交联的不透性涂层，所述涂层耐水、耐化学品且耐腐蚀，并且显示出提高的抗划伤性、铅笔硬度、高柔韧性，可拉伸性、低温成形性和高粘合性。上述颗粒有利地用硅烷、氨基硅烷、含磷基团的有机分子和/或含胺的有机分子、磷酸盐或者用导电或非导电有机涂层进行表面改性，其中涂层包含用于与载体基料共价或相互作用地连接的反应性基团，所述基团具有用于与待处理基材表面连接的官能团。通过在其表面上吸附亲水性官能分子，可获得不具有反应性基团或不适于连接至其表面上的反应性基团的颗粒。本专利技术的制备载体基料的方法包括通过基料的反应性基团反应形成亲水性官能分子的1-9个链单元来改性初始基料。制得的载体基料具有额外的乳化性质，因此能够允许其他基料和颗粒的离子源沉积。制备所述载体基料的一种非排他可能性是亲水性官能分子的氨基甲酸酯形成反应的反应。取决于粘度，所述反应优选在有机溶剂存在下进行，随后将其移除。使用异氰酸酯官能化的聚乙二醇分子作为亲水性组分，并且使用分子量Mn为1000-3000g/mol的聚酯多元醇。存在于初始基料上的反应性基团为羟基，其能够形成氨基甲酸酯键。所用的聚酯多元醇有利地包含100-5000g/eq的反应性基团。进一步优选的载体基料的制备以下述方式进行：使多环异氰酸酯(例如VL)官能化的聚乙二醇分子(优选聚乙二醇甲醚)与二异丙胺(DIPA)或与DIPA和/或优选丁酮肟(或其他酮肟)或带有官能团的其他异氰酸酯反应并共价键合。存在的反应性基团为羟基，或者优选为分子上的仲胺，其能够形成例如氨基甲酸酯键或脲衍生物。下文合成方法中描述了一种特别优选的基于具有丙烯酸酯封端的聚合物链的聚氨酯(PU)分散体的载体分散体的变型。该PU分散体基载体分散体在上述乳化性载体基料的存在下导致具有高防腐蚀性的特别耐漂洗的涂层。优选通过在第一步骤中首先引入具有异氰酸酯封端形式的基料，并在第二步骤中通过形成氨基甲酸酯使其与亲水性官能分子反应来改性初始PU基料。具有丙烯酸酯封端的聚合物链的PU分散体基载体分散体的亲水性可通过添加基于叔胺的乳化剂(例如具有末端亲水性叔胺化合物的脂肪酸改性的乳化剂，例如可商购获得的EFKA6225)来提高，从而允许在至多pH3的pH范围内产生足够的稳定化。下文使用4个实施例更详细地阐述本专利技术。实施例1：制备聚氨酯丙烯酸酯分散体—甲基丙烯酸羟乙酯封端的(PUD-HEMA)分散体I实验装置由500mL玻璃反应器构成，其具有回流冷凝器、含气体入口的搅拌导向器、RPG搅拌马达和紧间隙桨式搅拌器。使用具有加热功能的磁力搅拌器和温度传感器以及硅油浴进行加热。操作在没有水并且在整个反应期间连续流过氮气的情况下进行。首先，将获自Croda的聚酯多元醇3192或XL101引入丁-2-酮中，将该初始装料在65℃下以120rpm的搅拌速率均化10分钟(min)。随后加入二醇—新戊二醇(NPG)和含羧基的二醇—2,2-双羟甲基丙酸(DMPA)作为扩链剂，再均化15min。随后加入二异氰酸酯—4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯。将溶液温度保持在82℃下，这对应于94℃的外夹套温度，持续6小时。在6小时后，以甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)的形式加入端基的部分亲水性结构单元。在约80min后，加入二甲基乙醇胺以中和羧基官能团。当这发生时，将乙二醇单丁醚加入到反应中。最后，加入DI水，在连续搅拌下冷却，并在旋转蒸发器上移除溶剂。固体级分的测定给出了22.71重量％的值。使用NanoZetasizer测得的聚合物粒度为约73nm。实施例2：制备聚氨酯丙烯酸酯分散体—聚乙二醇甲基丙烯酸酯封端的(PUD-PEGMA500)分散体II在具有回流冷凝器、含气体入口的搅拌导向器、RPG搅拌马达和紧间隙桨式搅拌器的500mL玻璃反应器中，将获自Croda的聚酯多元醇3192引入丁-2-酮中，并将该初始装料在65℃下以120rpm的搅拌速率均化10min。随后加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种载体基料，其在水相中稳定化并且能够与离子源凝胶形成剂共沉积，其中基料借助基料上的反应性基团用亲水性官能分子改性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.10 DE 102016210336.91.一种载体基料，其在水相中稳定化并且能够与离子源凝胶形成剂共沉积，其中基料借助基料上的反应性基团用亲水性官能分子改性。2.根据权利要求1的载体基料，其中基料与离子源凝胶形成耐漂洗涂层，所述耐漂洗涂层具有耐至少0.2巴喷雾压力的耐漂洗性或浸没式漂洗方法后的耐漂洗性，其中基料构成了载体基料胶束的核，其借助具有乙二醇单元的聚氨酯形成胶束，所述乙二醇单元具有疏水性端基。3.根据权利要求2的载体基料，其中基料为树脂或聚合物。4.根据权利要求1或2的载体基料，其中亲水性官能分子为提供有疏水性端基并且由乙二醇单元组成的调聚物，其中调聚物中的乙二醇单元数量为1-20。5.根据权利要求1-4中任一项的载体基料，其中亲水性官能分子具有300-1000g/mol的分子量。6.根据权利要求1-5中任一项的载体基料，其中亲水性官能分子具有C1-C4...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·布雷姆泽，M·德罗尔，O·泽瓦尔德，E·尼森瓦肯廷，L·沙赫特西克，M·特劳特，M·施万布，D·瓦泽法伦，V·佐特克，A·弗伦克尔，R·艾林霍夫，S·格罗尔德，N·S·克尔法拉，F·克列门哈根，
申请(专利权)人：凯密特尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE