具有改进的耐刮擦性的热固性涂层组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于涂层的脂族氨基甲酸酯官能化聚酯树脂。更具体地说，本发明专利技术涉及含有2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二醇(TMCD)的脂族氨基甲酸酯官能化聚酯树脂，当配制成2K汽车清漆时，其显示出改进的耐刮擦性和耐酸蚀性。这些氨基甲酸酯官能化聚酯可用作清漆粘合剂中唯一的树脂，或与其它氨基甲酸酯官能化丙烯酸树脂和/或羟基官能化丙烯酸和聚酯树脂组合使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的耐刮擦性的热固性涂层组合物
本专利技术涉及一种热固性涂层组合物，其至少包含聚酯多元醇及交联剂。聚酯多元醇由包括呈一定比例的2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD)和脂环族二酸的单体组成。与对照常规涂层(由不含TACD或在那些含TACD的材料的羟基值范围之外的聚酯多元醇制成)相比，本专利技术的涂层组合物显示出改进的耐树脂(treeresin)性和耐刮擦性的平衡。当用本专利技术配方的组分A中定义的聚酯配制时，本专利技术涂层的耐树脂性显著改进。
技术介绍
在汽车涂层工业的多年努力中，耐化学性(特别是防晒剂和耐树脂性)及耐刮擦性仍然是最需要的改进。为了降低VOC且增加涂层固体而增加的环境压力迫使配方设计师采用低分子量聚合物，这不利地影响了耐刮擦性。因此，需要一种热固性涂层组合物，其表现出改进的耐树脂性和耐刮擦性的平衡。
技术实现思路
本专利技术描述了一种热固性涂层组合物，其包含至少一种聚酯多元醇和交联剂。聚酯多元醇由包括呈一定比例的2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD)和脂环族二酸的单体制成。与对照常规涂层(由不含TACD或在那些含TACD的材料的羟基值范围之外的聚酯多元醇制成)相比，本专利技术的涂层组合物显示出改进的耐树脂性和耐刮擦性的平衡。当用本专利技术配方的组分A中定义的聚酯配制时，本专利技术涂层的耐树脂性显著改进。本专利技术在所附权利要求中阐述。在一实施例中，本专利技术提供了一种涂层组合物，其包含：A.40-70wt％(wt％，weightpercent，重量百分比)的至少一种可固化的脂族聚酯——基于(A)和(C)的总重量，其包含以下残基：i.羟基组分，该羟基组分包含以下残基：a.10-85mol％(mol％，molepercent，摩尔百分比)的2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD)——基于(a)和(b)的总摩尔数；以及b.15-90mol％的其它二醇和多元醇——基于(a)和(b)的总摩尔数；ii.二酸组分，该二酸组分包含至少一种脂族二羧酸的残基，该脂族二羧酸包含：c.60-100mol％的脂环族二羧酸——基于二酸(c)和(d)的总摩尔数；以及d.0-40mol％的非环状脂族二酸——基于二酸(c)和(d)的总摩尔数；其中，该可固化聚酯的羟基值为120-350mgKOH/g聚酯，酸值为0-15mgKOH/g；B.30-60wt％的交联剂——基于(A)和(B)的总重量；C.35-60wt％的不同于水的溶剂——基于涂层组合物的总重量。在本专利技术的一实施例中，涂层组合物的耐树液性大于70℃，如根据DINENISO2812-5:2007-05，根据温度梯度烘箱方法所测定的，其中，基于使用具有BrushID42472的光泽湿磨擦测试机，并根据DINENISO20566所测试的模拟洗车测试，该固化涂层具有大于75％的光泽度保留度，并且其中当根据ASTMD7187-15使用具有2μm压头的纳米刮擦测试器测试时，该固化涂层具有大于20mN的抗断裂性。在另一实施例中，本专利技术提供了一种涂层组合物，其包含：I.一种聚酯组分，该聚酯包含：A.40-70wt％的至少一种可固化的脂族聚酯——基于(A)和(C)的总重量，其包含以下残基：i.羟基组分，该羟基组分包含以下残基：a.10-85mol％的2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇(TACD)——基于(a)和(b)的总摩尔数；b.15-90mol％的其它二醇和多元醇——基于(a)和(b)的总摩尔数；ii.二酸组分，该二酸组分包含至少一种脂族二羧酸的残基，该脂族二羧酸包含：c.60-100mol％的脂环族二羧酸——基于二酸(c)和(d)的总摩尔数；d.和0-40mol％的非环状脂族二酸——基于二酸(c)和(d)的总摩尔数；其中，该可固化聚酯的羟基值为120至350mgKOH/g聚酯，酸值为0至15mgKOH/g；B.30-60wt％的交联剂——基于(A)和(B)的总重量；C.35-60wt％的不同于水的溶剂——基于涂层组合物的总重量；以及II.羟基官能化TSA树脂组分。在又一实施例中，基于涂层组合物中聚酯和羟基官能化TSA树脂的总重量百分比，本专利技术涂层具有30-100wt％的聚酯组分和0-70wt％的羟基官能化TSA树脂组分。在又一实施例中，基于涂层组合物中聚酯和羟基官能化TSA树脂的总重量百分比，本专利技术涂层具有15-100wt％的聚酯组分和0-85wt％的羟基官能化TSA树脂组分。具体实施方式除非另外指出，否则说明书和权利要求书中使用的表示成分的量、特性(如分子量)、反应条件等的所有数字应理解为在所有情况下都由该术语修饰。除非相反地指出，否则在以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以根据本专利技术寻求获得的期望特性而变化。至少，应考虑记录的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释每个数字参数。此外，在本公开和权利要求中声称的范围旨在具体地包括整个范围，而不仅仅是端点。例如，声称的0到10的范围旨在公开：0到10之间的所有整数，诸如，例如1、2、3、4等；0到10之间的所有小数，例如1.5、2.3、4.57、6.1113等；以及端点0和10。此外，与化学取代基相关的范围，诸如，例如“C1至C5二醇”旨在具体包括和公开C1、C2、C3、C4和C5二醇。尽管本专利技术所列出的宽范围数值范围和参数是近似值，但在具体实例中列出的数值被尽可能精确地记录。然而，任何数值都固有地含有某些误差，这些误差是由其相应测试测量中的标准偏差必然引起的。如在说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式的“一个(种)”和“该(所述)”包括其复数对象，除非上下文另外明确指出。例如，提及“聚酯”、“二羧酸”、“残基”，与“至少一种”或“一种或多种”聚酯、二羧酸或残基同义，因此旨在指聚酯、二羧酸或残基中的单个或多个。此外，提及组合物“包含”、“含有”、“具有”或“包括”“一种”成分或“一种”聚酯时，除了具体指明的成分或残基之外，还旨在分别包括其他成分或其他聚酯。因此，术语“含有”、“具有”或“包括”旨在同义，并且可与术语“包含”互换使用，这意味着至少所说的化合物、元素、颗粒或方法步骤等存在于组合物或制品或方法中，但不排除其他化合物、催化剂、材料、颗粒、方法步骤等的存在，即使其他这样的化合物、材料、颗粒、方法步骤等具有与所说的相同的功能，除非在权利要求中明确排除。此外，应当理解，提及一个或多个方法步骤并不排除在总的所列举步骤之前或之后存在额外的方法步骤，或者在明确指出的那些步骤之间存在介于中间的方法步骤。此外，方法步骤或成分的字母标记是用于识别离散活动或成分的便利手段，并且除非另外指出，否则可以任何顺序排列所述的字母标记。如本文所用，术语“可固化脂族聚酯”与术语“树脂”同义，并且旨在表示通过一种或多种酸组分和羟基组分的缩聚制备的热固性表面涂层聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层组合物，其包含：/nA.基于(A)和(C)的总重量为40-70wt％的至少一种可固化的脂族聚酯，其包含以下残基：/ni.羟基组分，所述羟基组分包含以下残基：/na.基于(a)和(b)的总摩尔数为10-85mol％的2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇；以及/nb.基于(a)和(b)的总摩尔数为15-90mol％的其它二醇和多元醇；/nii.二酸组分，所述二酸组分包含至少一种脂族二羧酸的残基，所述脂族二羧酸包含：/nc.基于二酸(c)和(d)的总摩尔数为60-100mol％的脂环族二羧酸；以及/nd.基于二酸(c)和(d)的总摩尔数为0-40mol％的非环状脂族二酸；/n其中，所述可固化聚酯的羟基值为120-350mgKOH/g聚酯，酸值为0-15mgKOH/g；/nB.基于(A)和(B)的总重量为30-60wt％的交联剂；/nC.基于所述涂层组合物的总重量为35-60wt％的不同于水的溶剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181011 US 62/744,1711.一种涂层组合物，其包含：
A.基于(A)和(C)的总重量为40-70wt％的至少一种可固化的脂族聚酯，其包含以下残基：
i.羟基组分，所述羟基组分包含以下残基：
a.基于(a)和(b)的总摩尔数为10-85mol％的2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇；以及
b.基于(a)和(b)的总摩尔数为15-90mol％的其它二醇和多元醇；
ii.二酸组分，所述二酸组分包含至少一种脂族二羧酸的残基，所述脂族二羧酸包含：
c.基于二酸(c)和(d)的总摩尔数为60-100mol％的脂环族二羧酸；以及
d.基于二酸(c)和(d)的总摩尔数为0-40mol％的非环状脂族二酸；
其中，所述可固化聚酯的羟基值为120-350mgKOH/g聚酯，酸值为0-15mgKOH/g；
B.基于(A)和(B)的总重量为30-60wt％的交联剂；
C.基于所述涂层组合物的总重量为35-60wt％的不同于水的溶剂。


2.根据权利要求1所述的涂层组合物，其中，根据DINENISO2812-5:2007-05，根据温度梯度烘箱方法测定，所述涂层的耐树液性大于70℃；其中，基于使用具有BrushID42472的光泽湿磨擦测试机，并根据DINENISO20566所测试的模拟洗车测试，所述固化涂层具有大于75％的光泽度保留度；其中，当根据ASTMD7187-15使用具有2μm压头的纳米刮擦测试器测试时，所述固化涂层具有大于20mN的抗断裂性。


3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇由以下通式结构表示：



其中R1、R2、R3和R4各自独立地表示烷基，例如具有1至8个碳原子的低级烷基。


4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇选自如下构成的组：2,2,4,4-四甲基环丁烷-1,3-二醇、2,2,4,4-四乙基环丁烷-1,3-二醇、2,2,4,4-四正丙基环丁烷-1,3-二醇、2,2,4,4-四正丁基环丁烷-1,3-二醇、2,2,4,4-四正戊基环丁烷-1,3-二醇、2,2,4,4-四正己基环丁烷-1,3-二醇、2,2,4,4-四正庚基环丁烷-1,3-二醇、2,2,4,4-四正辛基环丁烷-1,3-二醇、2,2-二甲基-4,4-二乙基环丁烷-1,3-二醇、2-乙基-2,4,4-三甲基环丁烷-1,3-二醇、2,4-二甲基-2,4-二乙基-环丁烷-1,3-二醇、2,4-二甲基-2,4-二-正丙基环丁烷-1,3-二醇、2,4-正二丁基-2,4-二乙基环丁烷-1,3-二醇、2,4-二甲基-2,4-二异丁基环丁烷-1,3-二醇和2,4-二乙基-2,4-二异戊基环丁烷-1,3-二醇。


5.根据权利要求3所述的组合物，其中所述2,2,4,4-四烷基环丁烷-1,3-二醇是2,2,4,4-四甲基环丁烷-1,3-二醇。


6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述二醇选自如下构成的组：2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、羟基新戊酸新戊二醇单酯、2-甲基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇或其混合物；所述多元醇选自如下构成的组：1,1,1-三羟甲基丙烷、1,1,1-三羟甲基乙烷、甘油、季戊四醇、赤藓糖醇、苏糖醇、二季戊四醇、山梨糖醇，其混合物。


7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述脂环族二酸ii(c)选自如下构成的组：1,4-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐、5-降冰片烯-2,3-二羧酸、2,3-降莰烷二羧酸、2,3-降莰烷二羧酸酐及其混合物。


8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述非环状二酸ii(d)选自如下构成的组：琥珀酸、己二酸、马来酸酐、马来酸、富马酸、衣康酸酐、衣康酸、柠康酸酐、柠康酸、十二烷二酸、癸二酸、壬二酸及其混合物。


9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述交联剂选自如下构成的组：甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷4,4’-二异氰酸酯、4,4’-二异氰酸酯的异氰脲酸酯、亚甲基双-4,4’-异氰酸基环己烷、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯和三苯基甲烷4,4',4"-三异氰酸酯、四甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建晖，斯泰西·吉姆·马什，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：美国;US