涂料体系制造技术

涂料组合物，所述涂料组合物含有可交联的涂料组合物。涂料体系包含：成分A，所述成分A具有至少两个可以被活化以形成迈克尔碳负离子供体的质子；成分B，所述成分B起迈克尔受体的作用，所述迈克尔受体具有至少两个各自被吸电子基团活化的烯属不饱和官能团；以及催化剂体系。在一个实施方案中，所述催化剂体系包含碳酸二乙酯、氢氧化季铵或季铵醇盐、乙醇和4‑6wt.％水。在另一个实施方案中，所述催化剂体系包含二氧化碳、氢氧化季铵或季铵醇盐、乙醇和2‑4wt.％水。在某些实施方案中，所述涂料组合物任选地还包含氨基甲酸铵(H

Coating system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂料体系相关申请的交叉引用本申请要求于2017年6月13日提交的第62/518,791号美国临时专利申请的优先权权益，所述申请通过援引整体并入本文。专利
本专利技术提供了含有碳酸盐催化剂体系与水的涂料组合物。背景随着装饰性和功能性涂料的性能要求的发展，涂料工业继续发展新的化学。变化的驱动因素多种多样，并且这些可以包括：对减少VOC排放的监管控制、对涂料原材料毒性危害的担忧、对成本降低的期望、对可持续性的承诺以及对提高产品有效性的需求。使用迈克尔(Michael)加成化学可以实现高度交联的、持久的涂料组合物。迈克尔加成反应涉及诸如碳负离子或另一种亲核试剂的迈克尔供体与诸如α,β-不饱和羰基的迈克尔受体的亲核加成。如此，在涂料应用中已知活化的亚甲基部分与缺电子的C＝C双键的碱催化的加成。可以提供活化的亚甲基或次甲基的合适的材料的代表性实例通常在第4,871,822号美国专利中公开，其中树脂在两个活化基团(例如，羰基、氰基、亚砜和/或硝基)的α位上含有亚甲基和/或单取代的亚甲基。优选的是在两个羰基的α位上含有亚甲基的树脂，例如含有丙二酸酯和/或乙酰乙酸酯基团的材料，丙二酸酯是最优选的。α,β-不饱和羰基通常是丙烯酸酯材料，并且代表性材料已经在第4,602,061号美国专利中公开。迈克尔反应是快速的，可以在环境温度下进行并且产生化学稳定的交联键，而不形成任何反应副产物。典型的可交联的涂料组合物包含树脂成分A(迈克尔供体)、树脂成分B(迈克尔受体)和用于开始和催化迈克尔加成反应的碱。碱催化剂应足够强以从树脂成分A中提取(即活化)质子以形成迈克尔供体碳负离子物种。由于迈克尔加成固化化学可以是非常快的，因此涂料配方师的挑战是控制反应的速度，以达到适用期、开放时间(opentime)、消粘时间和固化时间的可接受的平衡。适用期被定义为混合的反应体系的粘度加倍的时间的量。工作寿命或工作时间告知使用者在达到如此高的粘度状态、或无法适当地使用以产生可接受的应用结果的其他条件前，他们有多少时间来使用反应性两部分体系。胶凝时间是混合的反应性树脂体系胶凝或变得高度粘稠使得其已经失去流动性所耗费的时间的量。涂料的开放时间是干燥或固化涂料达到其中当应用额外的涂料材料时，不会被刷子或滚筒触碰并且不留下干燥或固化涂料和新应用的涂料没有完全流在一起的迹象的阶段所耗费的多少时间的实际测量值。这些迹象通常采用刷子或滚筒痕迹的形式，并且有时是光泽水平的明显差异。消粘时间是固化或干燥涂料对触碰不再是粘性的所耗费的时间的量，即体系对触碰变得坚硬而无粘着性的时间。固化时间是涂料体系达到完全的最终性质所耗费的时间的量。当涂料树脂成分A和涂料树脂成分B与合适的碱混合在一起时，迈克尔反应就开始了。由于其是快速的反应，因此混合罐中的材料开始交联并且流体粘度开始升高。这限制了适用期、工作时间和作为涂料的一般用途。当涂料材料保持在混合容器中时是基本上被动的，但一旦形成膜则活化迈克尔加成反应的休眠引发剂允许较长的适用期和工作时间，还显示出良好的开放时间、消粘时间和固化时间。因此，休眠引发剂技术的应用可以为配方师提供控制反应速度的工具，以便实现期望的固化特性。第8,962,725号美国专利描述了基于取代的碳酸盐的用于迈克尔加成的封闭的碱催化剂。优选的迈克尔供体树脂基于丙二酸酯，并且迈克尔受体树脂为丙烯酸酯。取代的碳酸盐可以带有取代基，但这些取代基应基本上不干扰丙二酸酯与丙烯酸酯之间的交联反应。碳酸盐在通过成膜的活化时释放二氧化碳和强碱。碱是氢氧化物或醇盐。在可接受的固化特性的情况下实现实用的适用期和胶凝时间之前，碳酸盐需要在涂料配方中存在一定量的水，以使碱的封闭变得有效。所有公开的封闭的碳酸盐实例均利用甲醇和/或水。专利技术概述在一个实施方案中，本专利技术提供了涂料组合物，所述涂料组合物含有可交联的涂料组合物，所述可交联的涂料组合物包含：成分A，所述成分A具有至少两个可以被活化以形成迈克尔碳负离子供体的质子；成分B，所述成分B起迈克尔受体的作用，所述迈克尔受体具有至少两个各自被吸电子基团活化的烯属不饱和官能团；以及催化剂体系。在一个实施方案中，所述催化剂体系包含碳酸二乙酯、氢氧化季铵或季铵醇盐、乙醇和4-6wt.％水。在另一个实施方案中，所述催化剂体系包含二氧化碳、氢氧化季铵或季铵醇盐、乙醇和2-4wt.％水。在某些实施方案中，所述涂料组合物任选地还包含氨基甲酸铵(H2NR8R9+-OC＝ONR8R9)，其中R8、R9各自独立地选自氢、直链或支链的取代或未取代的具有1个至22个碳原子；1个至8个碳原子；1个至3个碳原子的烷基基团。在一个实施方案中，本专利技术提供了涂料组合物，其中成分A选自化合物、低聚物或聚合物。在一个此类实施方案中，所述成分A独立地选自含有丙二酸酯基团的化合物、含有丙二酸酯基团的低聚物、含有丙二酸酯基团的聚合物、含有乙酰乙酸酯基团的化合物、含有乙酰乙酸酯基团的低聚物、含有乙酰乙酸酯基团的聚合物或其组合。在另一个此类实施方案中，含有丙二酸酯基团的化合物、含有丙二酸酯基团的低聚物、含有丙二酸酯基团的聚合物、含有乙酰乙酸酯基团的化合物、含有乙酰乙酸酯基团的低聚物或含有乙酰乙酸酯基团的聚合物各自选自聚氨酯、聚酯、聚丙烯酸酯、环氧聚合物、聚酰胺、聚酯酰胺或聚乙烯基聚合物，其中此类化合物、低聚物或聚合物具有位于此类化合物或低聚物或聚合物的主链、或者此类化合物或低聚物或聚合物的侧链中的丙二酸酯基团或乙酰乙酸酯基团。在一个实施方案中，本专利技术提供了涂料组合物，其中成分B选自丙烯酸酯、富马酸酯、马来酸酯及其组合。在一个此类实施方案中，所述丙烯酸酯独立地选自己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、双(2-羟乙基丙烯酸酯),三甲基二氨基甲酸己酯、双(2-羟乙基丙烯酸酯)1,3,3-三甲基环己基二氨基甲酸酯、双(2-羟乙基丙烯酸酯)亚甲基二环己基二氨基甲酸酯及其组合。在一个实施方案中，本专利技术提供了涂料组合物，其中成分B独立地选自含有至少两个烯属不饱和侧基的聚酯、聚氨酯、聚醚和/或醇酸树脂，所述至少两个烯属不饱和侧基各自被吸电子基团活化。详述在此公开的本专利技术是可交联的组合物，其包含树脂成分A(迈克尔供体)、树脂成分B(迈克尔受体)和催化剂体系C。本专利技术通常用作涂料组合物。树脂成分A(迈克尔供体)：树脂成分A是含有具有反应性质子的官能团的化合物、低聚物或聚合物，其中反应性质子可以被活化以产生碳负离子迈克尔供体。在一个实施方案中，官能团可以是亚甲基或次甲基，并且在例如第4,602,061号美国专利和第8,962,725号美国专利中已经描述树脂。在一个实施方案中，树脂成分A是从丙二酸或丙二酸酯(即丙二酸酯)衍生的那些。低聚的或聚合的丙二酸酯化合物包括各自在主链或侧链、或者两者中含有丙二酸酯基团的聚氨酯、聚酯、聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚酰胺、聚酯酰胺或聚乙烯基树脂。在一个实施方案中，可以例如通过使多异氰酸酯与多元醇与丙二酸/丙二酸酯的含有羟基的酯或聚酯反应，通过羟基官能化的聚氨酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.涂料组合物，含有可交联的涂料组合物，所述可交联的涂料组合物包含：/n成分A，所述成分A具有至少两个可以被活化以形成迈克尔(Michael)碳负离子供体的质子；/n成分B，所述成分B起迈克尔受体的作用，所述迈克尔受体具有至少两个各自被吸电子基团活化的烯属不饱和官能团；以及/n催化剂体系，所述催化剂体系包含碳酸二乙酯、氢氧化季铵或季铵醇盐、乙醇和相对于所述可交联的组合物的总重量的4-6wt.％水；/n以及任选地还包含氨基甲酸铵(H

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170613 US 62/518,7911.涂料组合物，含有可交联的涂料组合物，所述可交联的涂料组合物包含：
成分A，所述成分A具有至少两个可以被活化以形成迈克尔(Michael)碳负离子供体的质子；
成分B，所述成分B起迈克尔受体的作用，所述迈克尔受体具有至少两个各自被吸电子基团活化的烯属不饱和官能团；以及
催化剂体系，所述催化剂体系包含碳酸二乙酯、氢氧化季铵或季铵醇盐、乙醇和相对于所述可交联的组合物的总重量的4-6wt.％水；
以及任选地还包含氨基甲酸铵(H2NR8R9+-OC＝ONR8R9)，其中R8、R9各自独立地选自氢、直链或支链的取代或未取代的具有1个至22个碳原子；1个至8个碳原子；1个至3个碳原子的烷基基团。


2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中成分A选自化合物、低聚物或聚合物。


3.根据权利要求2所述的涂料组合物，其中所述成分A独立地选自含有丙二酸酯基团的化合物、含有丙二酸酯基团的低聚物、含有丙二酸酯基团的聚合物、含有乙酰乙酸酯基团的化合物、含有乙酰乙酸酯基团的低聚物、含有乙酰乙酸酯基团的聚合物或其组合。


4.根据权利要求3所述的涂料组合物，其中所述含有丙二酸酯基团的化合物、所述含有丙二酸酯基团的低聚物、所述含有丙二酸酯基团的聚合物、所述含有乙酰乙酸酯基团的化合物、所述含有乙酰乙酸酯基团的低聚物或所述含有乙酰乙酸酯基团的聚合物各自选自聚氨酯、聚酯、聚丙烯酸酯、环氧聚合物、聚酰胺、聚酯酰胺或聚乙烯基聚合物，其中此类化合物、低聚物或聚合物具有位于此类化合物或低聚物或聚合物的主链、或者此类化合物或低聚物或聚合物的侧链中的丙二酸酯基团或乙酰乙酸酯基团。


5.根据权利要求4所述的涂料组合物，其中成分B选自丙烯酸酯、富马酸酯、马来酸酯及其组合。


6.根据权利要求5所述的涂料组合物，其中所述丙烯酸酯独立地选自己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、双(2-羟乙基丙烯酸酯),三甲基己基二氨基甲酸酯、双(2-羟乙基丙烯酸酯)1,3,3-三甲基环己基二氨基甲酸酯、双(2-羟乙基丙烯酸酯)亚甲基二环己基二氨基甲酸酯及其组合。


7.根据权利要求4所述的涂料组合物，其中成分B独立地选自各自含有至少两个烯属不饱和侧基的聚酯、聚氨酯、聚醚和/或醇酸树脂，所述至少两个烯属不饱和侧基各自被吸电子基团活化。


8.根据权利要求4所述的涂料组合物，其中成分B独立地选自各自含有至少一个丙烯酰基官能化侧基的聚酯、聚氨酯、聚醚和/或醇酸树脂。


9.根据权利要求6至8中任一项所述的涂料组合物，还包含成分D，所述成分D具有一个或多个反应性质子，关于pKa，所述反应性质子比所述成分A的两个质子酸性更高。


10.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中关于pKa，所述成分D的一个或多个反应性质子比所述任选的氨基甲酸铵的铵阳离子酸性更低。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的涂料组合物，还包含有机溶剂。


12.根据权利要求11所述的涂料组合物，其中所述有机溶剂独立地选自醇、酯、醚、乙二醇醚、酮、芳香族及其组合。


13.根据权利要求12所述的涂料组合物，其中所述醇独立地选自乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇及其组合。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的涂料组合物，其中当所述可交联的涂料组合物应用于表面时，所述催化剂体系引发迈克尔加成以实现交联。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的涂料组合物，其中成分A、成分B和所述催化剂体系容纳在具有彼此分开的两个或更多个室的容器中。


16.根据权利要求15所述的涂料组合物，其中成分A和成分B容纳在分开的室中以抑制任何反应。


17.根据权利要求15所述的涂料组合物，其中所述催化剂体系容纳在具有成分A并且任选地含有CO2的所述室中。


18.根据权利要求15所述的涂料组合物，其中成分A和成分B容纳在相同的室中并且所述催化剂体系容纳在分开的室中以抑制任何反应，并且所述分开的室任选地含有CO2。


19.根据权利要求1至14中任一项所述的涂料组合物，其中成分A和成分B以及催化剂体系容纳在具有单一室的容器中，其中所述容器任选...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉杰尼·古普塔，沃特·艾其多，陈艳辉，普拉桑特·德什穆克，詹姆斯·A·赫克，韦恩·霍伊特，莫里斯·格雷，
申请(专利权)人：海名斯精细化工公司，
类型：发明
国别省市：美国;US