水稀释性涂料组合物制造技术

本申请涉及水稀释性涂料组合物，其可用于在大范围金属基材上形成耐久、耐腐蚀的保护涂层。所述涂料体系包含醇酸树脂，所述醇酸树脂是由包含消费后回收的PET的聚酯原料和废食用油原料制备的。还描述了制备所述涂料体系的方法以及用所述涂料体系涂布的制品。

【技术实现步骤摘要】
水稀释性涂料组合物本申请是申请日为2015年01月20日，申请号为201580005943.6，专利技术名称为“水稀释性涂料组合物”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2014年1月27日递交的美国临时申请序列号61/931,871的优先权，所述申请文件通过引用整体并入本文。专利技术背景醇酸树脂是来源于多元醇与二羧酸或酸酐的反应并且通过脂肪酸改性的聚酯树脂。制造醇酸树脂的常规方法利用来源于植物油、妥尔油、短油等的脂肪酸。虽然醇酸树脂通常是溶剂型的，但关于涂料组合物中挥发性有机化合物(VOC)含量的环境担忧已导致了对于水稀释性或水分散性醇酸树脂的兴趣。关于废物或者消费后物质的量逐渐增加的环境担忧已经造成了对于由废料制成的涂料组合物的兴趣。例如，快餐店产生了大量用过的植物油或废油。废食用油在处理期间可造成污染危害并且可能阻塞水道和排水系统。因此，通常收集用过的食用油(被称为黄色油脂或褐色油脂)，然后过滤掉废水流并使其转化为动物饲料、生物柴油燃料等。此外，废食用油可被用作生产醇酸树脂的脂肪酸原料，但这些醇酸树脂可能缺乏水稀释性涂料组合物所需的早期耐水性、耐久性和硬度。其它废物或者消费后物质也可被用作制造醇酸树脂的原料。例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯被广泛使用，且回收PET有助于管理固体废物问题同时节约资源和能量。然而，具有高PET含量的水稀释性树脂通常展示出差的耐水性且可能不能用于制造耐腐蚀性涂料组合物。因此，鉴于上文所述，通过来源于废物或者消费后物质的新型水稀释性或水分散性涂料可以解决与日俱增的环境担忧，其中所述涂料展示出最佳的耐久性、耐水性和耐腐蚀性。专利技术概述在一种实施方式中，本说明书提供了一种涂料体系，所述涂料体系包含通过聚酯原料和废食用油原料的反应制成的水稀释性醇酸。在一个方面，聚酯原料包含至少一种具有聚酯骨架的树脂并且占总组合物的60-75重量％。在一个方面，废食用油原料包含黄色油脂、褐色油脂或者黄色油脂与褐色油脂的组合并且占总组合物的25-35重量％。在另一种实施方式中，本说明书提供了制备水稀释性醇酸树脂的方法。所述方法包括以下步骤：提供聚酯原料，所述聚酯原料至少包含来源于废料的聚对苯二甲酸乙二醇酯、芳族酸或脂族酸和多元醇。还提供废食用油原料，并组合二者以生产水稀释性醇酸树脂。一种涂布制品，其中所述制品包含下述金属基材，其中所述基材的至少部分暴露表面上涂覆有涂料组合物。还提供了将涂料组合物涂覆在金属基材上的方法。详细描述除另有指明外，本文中使用的下列术语具有下面提供的含义。术语“组分”是指包含特定特征或结构的任何化合物。组分的例子包括化合物、单体、低聚物、聚合物和其中所含的有机基团。术语“挥发性有机化合物”(“VOC”)是指参与大气光化学反应的任何碳化合物，不包括一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物或碳酸盐以及碳酸铵。典型地，挥发性有机化合物具有等于或大于0.1mmHg的蒸汽压。在本文中使用时，“挥发性有机化合物含量”(“VOC含量”)是指每体积涂料固体的VOC的重量，并且报道为例如VOC的千克(kg)数/升(L)。在本文中使用时，“低VOC”是指组合物含有不多于约15重量％VOC(相当于约290g/LVOC)。在水分散性聚合物或水稀释性聚合物的上下文中，术语“水分散性”或“水稀释性”是指，该聚合物可以混入水(或水性载剂)中或者用水(或水性载剂)稀释从而形成稳定的混合物。例如，在施加物理作用力时或者在贮存期间分离成不可混溶的各层的混合物不是稳定的混合物。术语“水分散性”和“水稀释性”意欲包括术语“水溶性”并且在本文中可交换使用。换句话说，根据定义，水溶性聚合物也被视为水分散性聚合物或水稀释性聚合物。在分散性聚合物的上下文中，术语“分散体”是指分散性聚合物和载体的混合物。在本文中使用时，术语“分散体”意欲包括术语“溶液”和“悬浮液”。当用于涂料涂覆在表面或基材上的上下文中时，术语“在……上”既包括涂料直接地涂覆又包括涂料间接地涂覆在表面或基材上。因此，例如，涂料涂覆于覆盖基材的底漆层上被看作是涂料涂覆于基材上。除另有说明外，术语“聚合物”包括均聚物和共聚物(即，两种或更多种不同单体的聚合物)二者。当出现在说明书和权利要求书中时，术语“包含”及其变体没有限制性含义。术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术的实施方式。然而，在相同情况或其它情况下，其它实施方式也可以是优选的。此外，一个或多个优选的实施方式的表述并不意味着其它实施方式不可用，并且并非意图将其它实施方式排除在本专利技术的范围之外。在本文中使用时，“一种/个”、“所述”、“至少一种/个”和“一种/个或多种/个”可互换使用。因此，例如，包含“ー种”添加剂的涂料组合物可以被理解为是指该涂料组合物包含“ー种或多种”添加剂。另外在本文中，由端点表述的数值范围包括归入在该范围内的所有数值(例如，1-5包含1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。此外，范围的公开包括较广义范围内所包含的所有子范围的公开(例如1至5公开1至4、1.5至4.5、1至2等)。本专利技术一般包括水稀释性涂料体系。本文所述的涂料组合物可用于在大范围金属基材(例如，各类运输设备或交通工具的底部或底架)上形成耐久的耐腐蚀涂层。涂料体系有利地具有优异的粘附性质并且可直接涂布在具有或者不具有介于中间的涂层或涂料体系的各种表面上。如果期望，本专利技术的涂料体系可以与其它类型的涂料组合使用。涂料体系能够特别有效地保护金属基材或含金属基材。所产生的涂层耐久、耐腐蚀且耐崩裂(chip-resistant)。此外，涂料组合物是环境友好的，因为其是低VOC组合物且含有大量废物或者消费后回收的物质。本文所述的优点由包含醇酸树脂涂料组合物的水稀释性涂料体系提供。合意地，醇酸树脂独立形成膜或者可以例如在配制物或者涂料中联合聚结助剂、热、一种或多种填料组分、颜料和/或类似物而导致膜形成。在一种实施方式中，醇酸树脂涂料组合物来源于废物或回收的物质并且其存在量为由组合物形成的完成干燥涂层的约10-30重量％、优选地15-25重量％。本专利技术的涂料体系包含涂料组合物，所述涂料组合物可以是单相溶液，其中一种或多种成分(至少包括醇酸树脂组分)基本上完全溶解在载体中。或者，涂料组合物可包含两个或更多个相。包含两个或更多个相的组合物可以是分散体的形式，例如其中一个或多个相分散在另一种物质和/或相的连续相中的分散体。许多分散体的形式是悬浮液，包括但不限于胶状悬浮液。按照惯例，通过一种或多种二元酸、一种或多种多元醇和衍生自或者分离自动物和植物油中天然存在的甘油三酯的脂肪酸的反应来制备醇酸树脂。所述树脂通常通过缩聚反应形成，且不饱和基团为缩合和交联形成提供额外反应位点，从而导致硬度增加。然而，以这种方式制备的醇酸树脂通常不防水或不耐腐蚀。此外，以这种方式制备的醇酸树脂往往不是水稀释性的或水溶性的。出乎意料地，与本领域技术人员的预期相反，本文所述的醇酸树本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂布制品，其包含：/n金属基材的至少一部分暴露表面；和/n至少涂覆在所述暴露表面上的涂料体系，其中所述涂料体系包含：/n水稀释性醇酸树脂，其包含如下原料的反应产物：/n约65-75重量％的聚酯原料，所述聚酯原料包含/n基于所述聚酯原料的总重，约20至80重量％的聚对苯二甲酸乙二醇酯；/n约1至10重量％的羟基官能化合物；和/n约1至20重量％的羧基官能化合物，和/n约25-35重量％的废食用油原料，所述废食用油原料包含黄色油脂、褐色油脂或其混合物。/n

【技术特征摘要】
20140127 US 61/931,8711.一种涂布制品，其包含：
金属基材的至少一部分暴露表面；和
至少涂覆在所述暴露表面上的涂料体系，其中所述涂料体系包含：
水稀释性醇酸树脂，其包含如下原料的反应产物：
约65-75重量％的聚酯原料，所述聚酯原料包含
基于所述聚酯原料的总重，约20至80重量％的聚对苯二甲酸乙二醇酯；
约1至10重量％的羟基官能化合物；和
约1至20重量％的羧基官能化合物，和
约25-35重量％的废食用油原料，所述废食用油原料包含黄色油脂、褐色油脂或其混合物。


2.权利要求1所述的制品，其中所述聚对苯二甲酸乙二醇酯来源于消费后的废料。


3.权利要求1所述的制品，其中所述羟基官能化合物选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、环己烷二甲醇、丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·J·梅尔尼克，迈克尔·A·鲍尔，
申请(专利权)人：宣伟投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US