用于在基底上形成涂层的水性体系制造技术

一种用于在基底上形成涂层的水性体系包括具有下列结构的聚碳二亚胺：

Aqueous system for coating on substrate

An aqueous system for forming a coating on a substrate includes a polycarbondiimide having the following structure:

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在基底上形成涂层的水性体系公开领域本公开大体上涉及用于在基底上形成涂层的水性体系。更具体地，该水性体系包括特定的聚碳二亚胺、具有至少两个与聚碳二亚胺反应的反应性基团的反应性化合物和水。背景碳二亚胺是肽和有机合成领域中广泛使用的缩合试剂以将羧酸转化成其它更有用的基团，如酰胺和酯。碳二亚胺和羧酸之间的快速反应也使得碳二亚胺能够充当酯基聚合物的酸清除剂和水解稳定剂。碳二亚胺在工业中已找到许多用途。但是，特别地，芳族碳二亚胺尚未在涂料中找到合适的用途。因此，仍然有改善和进步的机会。公开概述本公开提供一种用于在基底上形成涂层的水性体系。所述水性体系包括具有下列结构的聚碳二亚胺：在这一结构中，R1和R2各自独立地选自此外，在这些结构中，各n独立地为1至20的数，各m独立地为1至100的数，各Y独立地为具有(w)个氧原子的烷氧基或多烷氧基，其中各w独立地为至少1且各z独立地为0至(w-1)的数。此外，x、Y和所述CnH2n+1基团总数分别以(4至5):(0至1.5):(0至4.5)的比率存在。所述水性体系还包括具有至少两个与聚碳二亚胺反应的反应性基团的反应性化合物。各反应性基团独立地选自-OH、-NHR3、-NH2、-COOH和-SH或其组合，其中R3是具有1至20个碳原子的烷基或芳基。所述水性体系还包括水。附图简述容易认识到本公开的其它优点，因为其在联系附图考虑时参考下列详述更好理解，其中：图1A是显示在加入多元醇之前实施例的水性分散体的粒度的条形图；图1B是显示在加入多元醇之后实施例的水性分散体的粒度的条形图；且图2是在室温下老化9天之前和之后实施例的水性分散体的FT-IR光谱。公开详述本公开提供用于在基底上形成涂层的水性体系(在本文中也被描述为“体系”)和涂层本身。该体系也可被描述为水基(water-borne)，因此涂层可被描述为水性涂层。术语“水基”通常描述该体系包括基于该体系的总重量计少于或等于10、9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.5或0.1重量％的溶剂。在一个实施方案中，该体系完全不含溶剂。换言之，通常几乎完全使用水代替溶剂。但是，可能存在一些残余溶剂，例如最多大约10重量％。水本身通常以每100重量份该体系1至99、5至95、10至95、10至50、15至90、20至85、25至80、30至75、35至70、40至65、45至60、50至55、或55至60重量份的量存在于该体系中。换言之，该体系通常具有(100减去水的重量％)的固含量。在另外的非限制性实施方案中，特此明确设想了在上文提到的数值之间的所有数值和数值范围。被最小化或排除的上述溶剂通常是有机溶剂。例如，有机溶剂可以是极性或非极性的。在各种实施方案中，有机溶剂选自二甲氧基醚、四氢呋喃、乙酸丁酯、二甲苯、甲乙酮、乙酸甲氧基丙基酯、丙酮及其组合。在另一些实施方案中，有机溶剂选自醇、二甲氧基醚、四氢呋喃、乙酸丁酯、脂族-和芳族烃、甲乙酮、乙酸甲氧基丙基酯、1-氯-4(三氟甲基)苯、丙酮及其组合。在另一些实施方案中，有机溶剂选自醇、醚、酮、乙酸酯及其组合。在进一步实施方案中，有机溶剂选自醇、二醇、卤代和/或非卤代脂族-和芳族烃、酯、酮、醚及其组合。该体系可用于各种用途，包括但不限于原始设备制造(OEM)“涂装(finish)”涂料、售后“修补(refinish)”涂料、汽车涂料、防护涂料、膜、木器涂料、塑料涂料、墨水、木材粘合剂、封装剂、凝胶、密封剂、离型涂料(releasecoatings,)、保形涂料(conformalcoatings)及其组合。最通常，该体系作为底涂料用作汽车OEM涂装涂料或用作汽车修补涂料。这些涂料可被描述为水性涂料并且各自明确被考虑为本文中的选项。在各种其它实施方案中，该体系用作分散体和/或用于OEM和大型车辆涂装、墨水、木材、金属和塑料涂料、建筑用途，以及织物、玻璃和纸的涂料。此外，水基体系具有用于非传统涂料用途如化妆品和医学技术的潜力。再进一步，该体系可用于在各种金属基底上形成底涂层(primercoats)、中涂层(mid-coats)、底漆层(basecoats)和面漆层(topcoats)。聚碳二亚胺：该体系包括具有下列结构的聚碳二亚胺：在这一结构中，R1和R2各自独立地选自：在各种实施方案中，该聚碳二亚胺具有下列结构：此外，在这些结构中，各n独立地为1至20的数，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20，或在它们之间的任何数值或数值范围。此外，各m独立地为1至100的数，例如5至95、10至90、15至85、20至80、25至75、30至70、35至65、40至60、45至55、或50至55，或在它们之间的任何数值或数值范围。预计可以使用一种或多种聚碳二亚胺。如果使用多于一种，附加的聚碳二亚胺可具有如上所示的结构或可具有不同结构，例如本领域中已知的任何聚碳二亚胺。在各种实施方案中，使用两种、三种或四种聚碳二亚胺。此外，各Y独立地为具有(w)个氧原子的烷氧基或多烷氧基，其中各w独立地为至少1，且各z独立地为0至(w-1)的数。在各种实施方案中，各w独立地为1、2或3。但是，预计各w可独立地大于3，例如4、5、6、7或8。术语“烷氧基”通常描述具有单键合到氧原子上的烷基部分的基团，该氧原子又通常键合到氢原子上，例如烷基-O-H。术语“多烷氧基”通常描述键合在一起的两个或更多个烷氧基。在另一些实施方案中，各Y独立地衍生自具有1500至2000、1550至1950、1600至1900、1650至1850、1700至1800、1700至1750、或1750至1800mgKOH/g的羟值的三-羟基官能多元醇。在各种实施方案中，各Y独立地衍生自具有800至1200、850至1150、900至1100、950至1050、950至1000、或1000至1050mgKOH/g的羟值的三-羟基官能多元醇。在另一些实施方案中，各Y独立地衍生自具有200至400、250至350、250至300、或300至350mgKOH/g的羟值的三-羟基官能多元醇。在另一些实施方案中，各Y独立地衍生自具有20至400、30至390、40至380、50至370、60至360、70至350、80至340、90至330、100至320、110至310、120至300、130至290、140至280、150至270、160至260、170至250、180至240、190至230、200至220、200至210、或210至220mgKOH/g的羟值的三-羟基官能多元醇。在另一些实施方案中，各Y独立地衍生自甘油和/或三羟甲基丙烷。在进一步实施方案中，各Y独立地衍生自丙二醇、乙二醇、丁二醇、它们的共聚物和它们的组合。或者，各Y可独立地衍生自二醇。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在基底上形成涂层的水性体系，所述水性体系包含：A.具有下列结构的聚碳二亚胺：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170206 US 62/455,1061.一种用于在基底上形成涂层的水性体系，所述水性体系包含：A.具有下列结构的聚碳二亚胺：



其中R1和R2各自独立地选自






其中各n独立地为1至20的数；
其中各m独立地为1至100的数；
其中各Y独立地为具有(w)个氧原子的烷氧基或多烷氧基，其中各w独立地为至少1；
其中各z独立地为0至(w-1)的数；且
其中x、Y和所述CnH2n+1基团总数分别以(4至5):(0至1.5):(0至4.5)的比率存在，
B.具有至少两个与所述聚碳二亚胺反应的反应性基团的反应性化合物，其中各反应性基团独立地选自-OH、-NHR3、-NH2、-COOH和-SH及其组合，其中R3是具有1至20个碳原子的烷基或芳基；和
C.水。


2.权利要求1的水性体系，其中R1和R2的至少一个是





3.权利要求1的水性体系，其中R1和R2的至少一个是





4.权利要求1的水性体系，其中R1和R2的至少一个是





5.权利要求1的水性体系，其中R1和R2的至少一个是





6.权利要求1-5任一项的水性体系，其中所述反应性化合物的至少两个反应性基团是-OH。


7.权利要求6的水性体系，其中所述涂层进一步被定义为聚异脲涂层。


8.权利要求1-5任一项的水性体系，其中所述反应性化合物的至少两个反应性基团是-NHR3。


9.权利要求8的水性体系，其中所述涂层进一步被定义为聚胍涂层。


10.权利要求1-5任一项的水性体系，其中所述反应性化合物的至少两个反应性基团是-NH2。


11.权利要求10的水性体系，其中所述涂层进一步被定义为聚胍涂层。


12.权利要求1-5任一项的水性体系，其中所述反应性化合物的至少两个反应性基团是-COOH。


13.权利要求12的水性体系，其中所述涂层进一步被定义为聚n-丙烯酰脲涂层。


14.权利要求1-5任一项的水性体系，其中所述反应性化合物的至少两个反应性基团是-SH。


15.权利要求14的水性体系，其中所述涂层进一步被定义为聚异硫脲涂层。


16.由权利要求1-15任一项的水性体系形成的涂层。


17.权利要求16的涂层，其具有如使用ASTMD4366测定的150至160秒的Koenig硬度、如使用ASTMD4752测定的245的MEKDoubleRubs和如使用ASTMD3359-09e2测定的5的附着力，各自独立地±10％。


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【专利技术属性】
技术研发人员：R·库马，N·莱贝廷克西，S·格蓝迪，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE