涂料组合物和由其形成的涂层制造技术

涂料组合物包含聚合物和硅烷，所述聚合物具有至少一个反应性基团和至少一个酰肼基团。该硅烷可选自硅烷和聚硅烷。视需要，该涂料组合物包括颜料。本发明专利技术还描述了由该组合物制成的涂层。本文也描述了通过将该涂料组合物施用到基材上并固化成膜来制备涂层的方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由反应性聚合物、酰肼化合物和硅烷化合物制成的新涂料组合物。这种可以是无甲醛和无异氰酸酯的涂料组合物固化得到一种具有优异性能的互穿网状结构(IPN)涂层。油漆可认为划分为两个总类，即，水基油漆和溶剂基油漆。何种油漆适用于给定场合取决于该油漆所要经历的条件。常规的水基油漆一般被认为在耐候性、耐溶剂性和粘附性方面劣于溶剂基油漆。但最近，溶剂基油漆的应用已不为环境所赞同，同时强调使用较低挥发性有机物含量(“VOC”)的油漆来实现可接受的结果。具体地说，已经尝试提供无异氰酸酯和无甲醛但仍具有可接受的物理特性的油漆或涂料。因此，本专利技术的一个目的是提供一种可以无异氰酸酯和无甲醛但仍具有良好的粘附性、耐久性、耐化学药品性、耐水性和耐印性的涂料组合物。这种理想的性能组合现已通过本文所述的新涂料组合物而实现。本文所述的新涂料组合物包括聚合物和硅烷。该聚合物具有至少一个反应性官能团和酰肼基团。该硅烷可选自硅烷和聚硅烷。视需要，该涂料组合物包括颜料。还描述了由这种组合物制成的涂层。本文还描述了通过将涂料组合物施用到基材上并固化成膜来制备涂层的方法。按照本专利技术的优选涂料组合物是无甲醛和无异氰酸酯的，可以空气固化或在高温下固化，并提供具有改进的基材粘附性、改进的耐印性和耐粘连性以及改进的耐溶剂性和耐水性的涂层。按照本专利技术的新涂料组合物包括(a)具有至少一个反应性官能团的聚合物，所述聚合物还具有一个连接到其上的酰胺基团；和(b)硅烷。可用于形成涂料组合物的聚合物包括，例如丙烯酸系聚合物、改性丙烯酸系聚合物、聚环氧化物、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚氨基甲酸酯及其混合物。聚合物的分子量并不关键。该聚合物的分子量一般为2000-2000000，优选100000-1000000。该聚合物包括反应性官能团。该官能团可提供一个用于连接含酰肼的化合物的位置，而且还可提供一个由以下详细描述的硅烷化合物进行交联的位置。合适的反应性官能团包括，例如羧基、羟基、环氧基、氨基、烷基氨基、多官能胺、酰氨基和酮基或其组合。反应性官能团的取代度并不关键，而是可以调节以提供具有所需特性的涂层。即，例如，如果羧基存在于聚合物上，低至20的酸值应该提供合适的交联以形成涂层。但如果要求涂层能够经受200MEK的摩擦，应该使用约40-80的酸值。聚合物可以是自交联的或UV可固化的。本领域熟练技术人员可以制备出包含反应性官能团的合适聚合物。合适的聚合物可购自各个供应商。如果使用丙烯酸系聚合物，该聚合物可由单体如丙烯酸和甲基丙烯酸、在烷基或环烷基部分具有1-18，优选4-13个碳原子的丙烯酸和甲基丙烯酸的烷基酯和环烷基酯、或这些单体的混合物来制备。这些单体的例子包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己基酯、和甲基丙烯酸2-乙基己酯。丙烯酸系聚合物上的反应性官能度可通过将具有羧基、羟基、环氧基、氨基和烷基氨基官能团的官能单体进行反应而引入。包含羧基的单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸、2-丙烯酰氧基甲氧基-0-邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基-1-甲基乙氧基-0-六氢邻苯二甲酸。羟基官能单体包括丙烯酸2-羟乙基酯、甲基丙烯酸2-羟乙基酯、甲基丙烯酸羟丙基酯、丙烯酸羟基丁酯、甲基丙烯酸羟基丁酯、烯丙基醇、和甲基烯丙基醇。环氧官能单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯。烷基氨基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的例子包括丙烯酸和甲基丙烯酸的氨基甲基、氨基丙基、氨基丁基和氨基己基酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯。其它的合适单体包括N-烷氧基甲基丙烯酰胺、和N-(丁氧基甲基)丙烯酰胺。也可包括其它的烯属不饱和单体如乙烯基、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁基苯乙烯以提供所需的物理特性。特别有用的聚合物是羧基化苯乙烯丙烯酸酯聚合物。改性丙烯酸系物质也可用作丙烯酸系聚合物。这些物质的例子包括本领域熟知的聚酯改性丙烯酸系物质和聚氨酯改性丙烯酸系物质。一种优选的聚酯改性丙烯酸系物质的例子为用δ-己内酯改性的丙烯酸系聚合物。这种聚酯改性丙烯酸系物质描述于美国专利4546046(Etxell等人)。聚氨酯改性丙烯酸系物质是本领域熟知的。一个例子在美国专利4584354中给出，在此将其作为参考并入本专利技术。具有羟基、酸基、或氨基作为反应性官能团的聚酯也可用作本专利技术组合物中的聚合物。这些聚酯是本领域熟知的，且可通过有机多羧酸(如，邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、己二酸、马来酸)或其酸酐与包含伯或仲羟基的有机多元醇的聚酯化来制备。可用作本专利技术组合物中的聚合物的聚氨酯可通过聚异氰酸酯和多元醇以大于1∶1的OH∶NCO当量比率进行反应而制成，得到具有端羟基官能度的聚氨酯。这时，异氰酸酯的封端与聚氨酯树脂的合成同时进行。另外，聚氨酯可通过聚异氰酸酯和多元醇以小于1∶1的OH∶NCO比率进行反应而形成。这时，如果使用过量的异氰酸酯，将具有未反应异氰酸酯官能度的聚氨酯随后用封端剂进行反应。合适的封端剂包括反应性醇或胺。这些物质的例子为三羟甲基丙烷、乙醇胺、二乙醇胺、Solketal、二醇、三醇、或二醇和三醇的混合物。优选地，在使用聚氨酯作为聚合物之前去除所有的未反应异氰酸酯。合适的氨基甲酸酯官能聚合物可由在单体的酯部分中具有氨基甲酸酯官能度的丙烯酸系单体而制成。这些单体是本领域熟知的且描述于，例如美国专利3479328、3674838、4126747、4279833和4340497，在此将其作为参考并入本专利技术。一种合成方法涉及羟基酯与脲形成氨基甲酰基氧基羧酸酯(即，氨基甲酸酯-改性的丙烯酸系物质)的反应。另一种合成方法将α，β-不饱和酸酯与羟基氨基甲酸酯反应形成氨基甲酰基氧基羧酸酯。另一技术涉及通过伯或仲胺或二胺与环状碳酸酯如碳酸亚乙基酯反应来形成氨基甲酸羟烷基酯。氨基甲酸羟烷基酯上的羟基随后通过与丙烯酸或甲基丙烯酸的反应而酯化形成单体。制备氨基甲酸酯改性丙烯酸系单体的其它方法描述于已有技术，而且也可使用。丙烯酸系单体可随后与其它的烯属不饱和单体，如果需要，利用本领域熟知的技术一起聚合。制备可用于本专利技术涂料组合物的聚合物的另一路径是将已形成的聚合物如丙烯酸系聚合物与另一组分反应形成附加到聚合物主链上的氨基甲酸酯官能团，例如描述于美国专利4758632，在此将其作为参考并入本专利技术。制备有用的聚合物的其它技术涉及，在羟基官能丙烯酸系聚合物的存在下将脲热分解(释放氨和HNCO)以形成氨基甲酸酯官能丙烯酸系聚合物。另一技术涉及，氨基甲酸羟烷基酯的羟基与异氰酸酯官能丙烯酸系或乙烯基单体的异氰酸酯基团反应形成氨基甲酸酯官能丙烯酸系物质。异氰酸酯官能丙烯酸系物质是本领域熟知的且描述于，例如美国专利4301257，在此将其作为参考并入本专利技术。异氰酸酯乙烯基单体是本领域熟知的且包括间-异丙烯基-α，α-二甲基苄基异氰酸酯。另一技术是将环状碳酸酯官能丙烯酸系物质上的环状碳酸酯基团与氨进行反应以形成氨基甲酸酯官能丙烯酸系物质。环状碳酸酯官能丙烯酸系聚合物是本领域已知的且描述于，例如美国专利42979514，在此将其作为参考并入本专利技术。更困难但可行的聚合物制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料组合物，包含：具有至少一个反应性基团和至少一个在其上的酰肼基团的聚合物；和硅烷。

【技术特征摘要】
US 1998-11-23 09/198,0411.一种涂料组合物，包含具有至少一个反应性基团和至少一个在其上的酰肼基团的聚合物；和硅烷。2.根据权利要求1的涂料组合物，其中所述聚合物选自丙烯酸系聚合物、改性丙烯酸系聚合物、聚环氧化物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚碳酸酯及其混合物。3.根据权利要求1的涂料组合物，其中所述至少一个反应性基团选自羧基、羟基、环氧基、氨基、和酰氨基。4.根据权利要求1的涂料组合物，其中所述硅烷是具有以下结构式的化合物 其中n＝1-1000；R是一种包含1-20个碳原子的视需要取代的烃基；R1在每种情况下相同或不同且为选自卤素、氢原子、烷氧基、羟基、氨基和环氧基的部分；且R2在每种情况下相同或不同且选自定义如上的R和R1。5.根据权利要求4的涂料组合物，其中硅烷结构式中的R1选自氨基和环氧基。6.根据权利要求1的涂料组合物，它还包含溶剂。7.根据权利要求1的涂料组合物，其中所述溶剂是水。8.根据权利要求1的涂料组合物，它基本上不合异氰酸酯或甲醛。9.一种涂布方法，包括提供一种包含聚合物和硅烷的组合物，所述聚合物具有至少一个反应性基团和至少一个在其上的酰肼基团；然后将所述组合物施用到基材上。10.根据权利要求9的方法，其中所述聚合物选自丙烯酸系聚合物、改性丙烯酸系聚合物、聚环氧化物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚碳酸酯及其混合物。11.根据权利要求9的方法，其中所述至少一个反应性基团选自羧基、羟基、环氧基、氨基、和酰氨基。12.根据权利要求9的方法，其中所述硅烷是具有以下结构式的化合物 其中n＝1-1000；R是一种包含1-20个碳原子的视需要取代的烃基；R1在每种情况下相同或不同且为选自卤素、氢原子、烷氧基、羟基、氨基和环氧基的部分；且R2在每种情况下相同或不同且选自定义如上的R和R1。13.根据权利要求12的方法，其中硅烷结构式中的R1选自氨基和环氧基。14.根据权利要求9的方法，其中所述组合物包含溶剂并进一步包括在施用到基材上之后从组合物中去除溶剂的步骤。15.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：GF鲁宾逊，RC谢曼西克，RD斯佩特，PT王，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]