可固化的树脂组合物制造技术

本发明专利技术一般涉及用于冷挠性应用的可固化的树脂组合物的领域，所述可固化的树脂组合物由至少一种单官能的团单体和至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯制备，且在包括极冷条件下的温度在内的宽工作温度范围内表现出高性能涂层性能；制备这些可固化的组合物的方法及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可固化的树脂组合物
本专利技术主要涉及用于可固化的组合物的树脂领域，所述可固化的组合物由至少一种单官能的单体和至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯制备，且在包括极冷条件下的温度在内的宽使用温度范围内表现出高性能涂层性能，还涉及制备这些可固化的组合物的方法及其用途。
技术介绍
聚合物基材料因其高比强度、易于加工以及应用于基底时具有优异的保护能力而被广泛应用。当涉及到化学、力学和湿度方面的整体耐受性能时，热固性塑料是首选，因为致密的交联会引入力学强度以及对化学品、水、污渍和破坏的抵抗力。具有挑战性的是要避免在力学应力作用下聚合物网络变形时缺乏任何能量消散(阻尼)通道的情况下出现伴随的脆性。通常，将固化的网络的玻璃化转变调整到接近使用温度，以优化阻尼。在杨氏模量高的玻璃态的所谓脆韧转变区中，设计良好的材料可以在低于玻璃化转变温度(Tg)的有限温度范围内承受脆性故障(破坏)。但是，在通常的环境条件下，对于均匀材料，在杨氏模量(EY)足够高且避免了脆性破坏的温度范围通常为20-30℃。韧性(UT)是一种性能，它恰当地描述具有显著杨氏模量的材料，其在破坏前可在更大程度上保持变形(延展性)。它对应于在规定的载荷条件下，材料在破坏前可储存的最大机械能密度，通常由直至破坏的应力-应变曲线下的总面积确定。在给定的使用温度下改善韧性的一个众所周知的实例是热塑性塑料的橡胶韧性，其中将低Tg化合物(例如橡胶)按照多种策略(掺混、挤出、引发反应)掺入玻璃态环境中。基本上，引入软域作为应力耗散路径阻止致命故障的发生并提高韧性。在有限的温度范围内高效工作，采用这种方法在大范围的波动温度范围内实现合理的EY/UT平衡仍然是一个挑战。特别是，对于其中工作温度可根据环境和大气条件(包括冷冻结条件)在很大范围内变化的某些特定的涂层应用，越来越需要在低温范围内提高性能。在大多数这些应用中，需要具有可调流动特性的液体前体，且在固化步骤之后获得涂层或材料的最终特性，固化步骤通常在环境条件下借助于促进剂或辐射源激活。建筑、汽车、包装或电子领域中的涂层和层状材料是其中对大的温度变化的适应性是主要前提的典型的实例。作为具体实例，在屋顶、混凝土地面、停车场、车库和仓库表面、阳台等上用作防水和防潮表面保护层的防水膜要经受环境和周围环境的永久变化，从而导致永久的材料应力，通常在-30℃至30℃之间，具体取决于地理位置。另一个日益增长的应用涉及用于太阳能板维修的户外涂料。其他的实例可以在汽车领域找到，其中例如汽车引擎盖下的部件需要在190℃(即-40℃至150℃)的宽温度范围内表现出机械完整性、尺寸稳定性和耐化学性。同样，对于电子工业中的印刷电路板的涂层(保形涂层)，通常会提出-40℃至120℃的热冲击要求。EP0329441描述了分子量(Mw)为1000-6000道尔顿的氨基甲酸酯丙烯酸酯与可用于保形涂料的脂族单丙烯酸酯、脂族双环单(甲基)丙烯酸酯和任选的多官能的(甲基)丙烯酸酯的混合物。然而，仍然需要开发可固化的树脂组合物，其在自由基聚合后产生涂层、膜、层、粘合剂或部件，其在延伸至0℃以下的宽温度范围内结合了刚度和耐破坏性。技术问题本专利技术旨在提供一种用于可热固化或辐射固化的材料或涂料组合物的树脂，其在自由基聚合后产生的涂层、薄膜、层、粘合剂或部件在力学破坏方面对大的温度波动具有弹性。所产生的涂层、薄膜、层、粘合剂或部件的特征在于，在显著低于零度的宽温度范围内具有相当大的拉伸模量(杨氏模量EY)和适当的韧性(UT)。专利技术概述为了克服上述技术问题，本专利技术提供：用于冷挠性应用的可固化的树脂组合物(X)，其由以下物质制备：-A)至少一种稀释剂(D)，其包含相对于至少一种稀释剂(D)的总重量至少80wt％的至少一种单官能的单体(M1)，其中至少一种单官能的单体(M1)产生玻璃化转变温度(Tg)高于40℃的聚合物，-B)至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(U)，其为以下物质的反应产物：1)至少一种羟基官能的(甲基)丙烯酸酯(HA)，2)至少一种多异氰酸酯(P)，和3)至少一种平均摩尔质量为2000-5000g/mol的羟基官能的聚醚(PE)，和-C)至少一种自由基引发剂(I)，-其中至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(U)的平均摩尔质量为2000-6000g/mol，-其中至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(U)的平均摩尔质量与至少一种羟基官能的聚醚(PE)的平均摩尔质量之比≤1.5，-其中在自由基聚合后的可固化的树脂组合物(X)显示：-在23℃下的杨氏模量(EY23)为至少50MPa，-在-20℃下的韧性(UT-20)为至少0.5J/cm3，和-其中所述可固化的树脂组合物(X)包含相对于可固化的组合物(X)的总重量20-50wt％的至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(U)。冷挠性应用是指自由基聚合后的可固化的树脂组合物(X)在-40℃至+150℃、优选-30℃至+30℃、更优选-20℃至+23℃、最优选-20℃至+20℃的宽温度范围内的应用。自由基聚合后的可固化的树脂组合物(X)虽然处于该温度范围，但在23℃下的杨氏模量(EY23)仍然为至少50MPa和在-20℃下的韧性(UT-20)仍为至少0.5J/cm3。这意味着在自由基聚合后的可固化的树脂组合物(X)在力学破坏方面对大的温度波动具有弹性。冷挠性应用特别是指防水涂料应用、增材制造(3D打印)、纤维增强的复合材料、粘合剂应用、结构粘合剂应用、电绝缘应用、食品包装应用、食品包装粘合剂应用、印刷电路板涂料、保形涂料应用和用于太阳能板的修复涂料。杨氏模量或拉伸弹性模量(EY)是提供固体材料刚度指标的力学性能。它定义了单向变形时线弹性状态下材料的拉伸应力(每单位面积的力)与拉伸应变(相对变形)之间的关系。在本专利技术的上下文中，根据以下用于测定拉伸性能的标准方法之一在23℃的温度下测量并报告杨氏模量：ASTMD638(塑料拉伸性能的标准测试方法)，ASTMD882(塑料薄板拉伸性能的标准测试方法)，或ISO527-1(塑料-拉伸性能的测定)，。根据一个实施方案，测量杨氏模量的标准方法是ISO527-1(塑料-拉伸性能的测定)。由于杨氏模量随温度降低而增加，在23℃下的值(EY23)定义了合适的下限。韧性(UT)是使材料破裂所需的每单位体积的力学能的量的指标。在本专利技术的上下文中，韧性是在-20℃(UT-20)温度下测定的，是根据与测定杨氏模量的相同标准方法(即，ASTMD638(塑料拉伸性能的标准测试方法)，ASTMD882(塑料薄片的拉伸性能的标准测试方法)或ISO527-1(塑料-拉伸性能的测定))测得的直至破坏的应力-应变曲线下的总面积。根据一个实施方案，测定韧性的标准方法是ISO527-1(塑料-拉伸性能的测定)。-20℃下的韧性值(UT-20)定义了合适的下限，因为它通常在较高温度下增加。根据本专利技术，可固化的树脂组合物(X本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冷挠性应用的可固化的树脂组合物(X)，其由以下物质制备：/n-A)至少一种稀释剂(D)，其包含相对于所述至少一种稀释剂(D)的总重量至少80wt％的至少一种单官能的单体(M1)，该至少一种单官能的单体(M1)产生玻璃化转变温度(T

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190111 EP 19151466.01.一种用于冷挠性应用的可固化的树脂组合物(X)，其由以下物质制备：
-A)至少一种稀释剂(D)，其包含相对于所述至少一种稀释剂(D)的总重量至少80wt％的至少一种单官能的单体(M1)，该至少一种单官能的单体(M1)产生玻璃化转变温度(Tg)高于40℃的聚合物，
-B)至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(U)，其为以下物质的反应产物：
1)至少一种羟基官能的(甲基)丙烯酸酯(HA)，
2)至少一种多异氰酸酯(P)，和
3)至少一种平均摩尔质量为2000-5000g/mol的羟基官能的聚醚(PE)，和
-C)至少一种自由基引发剂(I)，
其中所述至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(U)的平均摩尔质量为2000-6000g/mol，和所述至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(U)的平均摩尔质量与所述至少一种羟基官能的聚醚(PE)的平均摩尔质量的摩尔质量比为≤1.5，
其中在自由基聚合后，所述可固化的树脂组合物(X)显示：
-在23℃下的杨氏模量(EY23)为至少50MPa，
-在-20℃下的韧性(UT-20)为至少0.5J/cm3，和
其中所述可固化的树脂组合物(X)包含相对于所述可固化的组合物(X)的总重量20-50wt％的所述至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(U)。


2.根据权利要求1所述的可固化的树脂组合物(X)，其包含相对于所述可固化的树脂组合物(X)的总重量50-80wt％的所述至少一种稀释剂(D)。


3.根据权利要求1或2所述的可固化的树脂组合物(X)，其中所述至少一种自由基引发剂(I)选自热引发剂、氧化还原引发剂或光引发剂，无论是否与固化促进剂或其他固化助剂组合。


4.根据前述权利要求中任一项所述的可固化的树脂组合物(X)，其中所述可固化的树脂组合物(X)包含0.05-10wt％的所述至少一种自由基引发剂(I)。


5.根据前述权利要求中任一项所述的可固化的树脂组合物(X)，其中所述可固化的树脂组合物(X)在进行自由基聚合后在23℃下的杨氏模量(EY23)为至少500MPa。


6.根据前述权利要求中任一项所述的可固化的树脂组合物(X)，其中所述可固化的树脂组合物(X)在进行自由基聚合后在-20℃下的韧性(UT-20)为0.7J/cm3。


7.根据前述权利要求中任一项所述的可固化的树脂组合物(X)，其中所述至少一种氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(U)具有式(1)：羟基官能的(甲基)丙烯酸酯(HA)-多异氰酸酯(P)-羟基官能的聚醚(PE)-多异氰酸酯(P)-羟基官能的(甲基)丙烯酸酯(HA)。


8.根据前述权利要求中任一项所述的可固化的树脂组合物(X)，其中所述至少一种稀释剂(D)包括单官能的单体(M1)的混合物或者至少一种单官能的单体(M1)与至少一种双官能的单体(M2)或三官能的单体(M3)的混合物。


9.根据前述权利要求中任一项所述的可固化的树脂组合物(X)，其中所述至少一种稀释剂(D)包括至少一种选自以下的单官能的单体(M1)：甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸正丁酯(BuMA)、甲基丙烯酸叔丁酯(tBuM...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·林德肯斯，P·罗斯，
申请(专利权)人：湛新比利时股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE