用于氟碳涂料组合物的分散剂制造技术

一种氟碳涂料组合物，其包括氟碳树脂、分散剂和能够与该分散剂反应的交联剂。用于氟碳涂料组合物的分散剂包括如下物质的反应产物：非官能的丙烯酸酯类单体、氨基官能的乙烯基单体和羟基官能的丙烯酸酯类单体。所述分散剂具有来自所述氨基官能的乙烯基单体的胺官能团和来自所述羟基官能的丙烯酸酯类单体的羟基官能团，所述胺官能团有助于氟碳树脂在氟碳涂料组合物中的分散，并且所述羟基官能团增强氟碳涂料组合物中采用交联剂的交联。氟碳涂层体系，其包括基材和置于该基材上的氟碳涂料组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本专利申请要求在2006年2月3日提交的美国专利申请No.11/275,916的优先权和全部利益。本专利技术的背景1.本专利技术的领域本专利技术主要涉及分散剂和氟碳涂料组合物。更具体地说，本专利技术涉及有助于氟碳树脂在氟碳涂料组合物中分散的分散剂。2.相关技术的描述涂料组合物通常施涂于基材上，以便为基材提供某些功能和美观品质，如颜色、外观和保护。涂料组合物典型地包括树脂、能够与树脂反应的交联剂以及用于将颜色赋予由该涂料组合物形成的固化膜的颜料。一种类型的涂料组合物，氟碳涂料组合物，典型地包括氟碳树脂如聚偏二氟乙烯(PVDF)，并且可用于需要优异的耐候性和耐久性的应用。氟碳树脂典型地具有差的流变特性和颜料润湿特性。也就是说，氟碳树脂和颜料通常不充分分散在氟碳涂料组合物中。因此，通常将分散剂添加到氟碳涂料组合物中，以便有助于氟碳树脂的分散。以前加入到氟碳涂料组合物中的一种分散剂是丙烯酸类树脂。丙烯酸类树脂典型地为氟碳涂料组合物提供优异的颜料润湿特性。一些现有的氟碳涂料组合物包括在聚合期间已经被利用的丙烯酸类树脂。例如，一些现有的分散剂已经由具有附加官能团的丙烯酸和丙烯酸酯聚合，从而提供具有交联部位的分散剂。一些现有的分散剂也已经与丙烯酰氧基烷基噁唑烷聚合以优化分散剂的颜料润湿特性。一种以前使用的特定丙烯酰氧基烷基噁唑烷是3-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-2，2-螺环己基噁唑烷(MESO)。然而，由于高制造成本，MESO变得越来越难以获得和/或越来越昂贵。为了获得由氟碳涂料组合物形成的固化薄膜的优异耐候性和耐化学品性，在氟碳涂料组合物中通常期望高的氟碳树脂含量。许多涂料应用要求具有至少70重量份氟碳树脂的氟碳涂料组合物，以100重量份的该氟碳涂料组合物为基准计。这样高的氟碳树脂含量有助于相对高的氟碳涂料组合物粘度，因为氟碳树脂典型地具有差的颜料润湿特性，且常常不充分地分散在氟碳涂料组合物中。具有相对高粘度的氟碳涂料组合物对于需要自动化涂布方法过程和均匀的薄膜厚度的应用来说不是最佳的。因此，对于一些涂布应用，尤其卷材涂布应用来说，期望氟碳树脂含量比现有氟碳涂料组合物的目前可能的氟碳树脂含量更高，而粘度则比现有氟碳涂料组合物的目前可能的粘度更低。降低氟碳涂料组合物的粘度的尝试包括让分散剂与聚酰亚胺、伯和仲取代的氨基、环氧基等聚合和/或反应，从而形成改性分散剂。然而，这些改性分散剂不具有如用MESO改性的分散剂那样的颜料润湿性或较低的粘度。由于现有分散剂的不足，仍然有机会提供在现有分散剂上有所改进的分散剂。本专利技术和优点的概述本专利技术提供了用于氟碳涂料组合物的分散剂。该分散剂包括如下物质的反应产-->物：非官能的丙烯酸酯类单体、氨基官能的乙烯基单体和羟基官能的丙烯酸酯类单体。该分散剂具有来自氨基官能的乙烯基单体的胺官能团，从而有助于氟碳树脂在氟碳涂料组合物中的分散。该分散剂也具有来自羟基官能的丙烯酸酯类单体的羟基官能团，从而增强在氟碳涂料组合物中采用交联剂的交联。本专利技术还提供了包括氟碳树脂、分散剂和能够与该分散剂反应的交联剂的氟碳涂料组合物。还提供了包括基材和置于该基材上的氟碳涂料组合物的氟碳涂层体系。该分散剂允许氟碳涂料组合物具有所期望的氟碳树脂含量，同时还提供了该氟碳涂料组合物的所期望的粘度和颜料润湿特性。另外，该分散剂包括可商购的且相对便宜的单体，使得制造包括该分散剂的氟碳涂料组合物的成本不是无法接受的。因为该分散剂具有胺官能团，因此该分散剂也有助于氟碳树脂的分散。此外，因为该分散剂具有羟基官能团，该分散剂增强了在氟碳涂料组合物中采用交联剂的交联并且有助于形成均匀的薄膜。本专利技术的详细描述本专利技术包括氟碳涂料组合物和用于该氟碳涂料组合物的分散剂。该分散剂典型地用于帮助氟碳树脂在氟碳涂料组合物中的分散。然而，应该领会的是，本专利技术的分散剂可以具有超出氟碳涂料组合物的应用，如用于汽车涂料组合物。该氟碳涂料组合物包括氟碳树脂、分散剂和能够与该分散剂反应的交联剂。该氟碳涂料组合物可以进一步包括溶剂组分和添加剂组分。适用于本专利技术的氟碳树脂包括聚偏二氟乙烯(PVDF)如以的商标出售的那些、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、偏二氟乙烯与四氟乙烯的共聚物如以SL的商标出售的那些、在的商标下出售的氟乙烯/乙烯基酯/乙烯基醚、也以500和SL的商标出售的有专利权的基于偏二氟乙烯的聚合物以及它们的组合。氟碳树脂一般具有100,000至500,000g/mol的重均分子量。氟碳树脂典型地提供了具有优异的耐化学性和耐机械性的、由氟碳涂料组合物形成的固化薄膜，并且通常以粉末形式使用。粉末形式的该氟碳树脂通常不溶于本专利技术的氟碳涂料组合物的溶剂组分，但被溶剂组分所溶胀，这能够提高氟碳涂料组合物的粘度。该氟碳树脂典型地以30-99重量份、更典型地45-85重量份且最典型地55-75重量份的量存在于氟碳涂料组合物中，以100重量份的氟碳涂料组合物为基准计。为了实现由氟碳涂料组合物形成的固化薄膜的最佳的耐化学性和耐机械性，令人期望的是该氟碳树脂以约70重量份的量存在于该氟碳涂料组合物中，以100重量份的氟碳涂料组合物为基准计。然而，当氟碳树脂以大于70重量份的量存在时，氟碳涂料组合物的制造成本通常由于氟碳树脂的高成本而显著增加。该氟碳涂料组合物的交联剂能够与分散剂反应，并且提供在单体之间的共价键，从而有助于固化薄膜形成。该交联剂可以是氨基塑料树脂，如蜜胺/甲醛树脂或蜜胺/脲醛树脂。其它适合的交联剂包括异氰酸酯、封闭的异氰酸酯、有机硅烷和二醇脲(glycol ureas)。该交联剂一般被选择成基本上不与分散剂在环境温度下反应，但与分散剂在升高温度下交联。该交联剂典型地以0.2-10重量份的量存在于氟碳涂料组合物中，以100重量份的氟碳涂料组合物为基准计。该分散剂包括如下物质的反应产物：非官能的丙烯酸酯类单体、氨基官能的乙烯基单体和羟基官能的丙烯酸酯类单体。该分散剂具有来自于氨基官能的乙烯基单体的胺官-->能团以有助于氟碳树脂在氟碳涂料组合物中分散，并且具有来自于羟基官能的丙烯酸酯类单体的羟基官能团以增强氟碳涂料组合物中采用交联剂的交联，如下文所更详细阐述的。该非官能的丙烯酸酯类单体可以包括烷基丙烯酸酯单体、丙烯酸烷基酯单体和/或烷基丙烯酸烷基酯单体。应该领会的是，术语“非官能化”是指不含官能团如伯胺，仲胺，叔胺，羟基，磷酸酯和磺酰基。然而，该非官能的丙烯酸酯类单体可以具有不饱和性。也就是说，该非官能的丙烯酸酯类单体可以具有碳-碳双键。该非官能的丙烯酸酯类单体典型地具有86到200g/mol，更典型地90到150g/mol，最典型地90到120g/mol的化学式量。该非官能的丙烯酸酯类单体可以用以下通式结构表示：其中R1和R2是相同或不同的，并且各自选自-H和C1-C3烷基，R3是C1-C6烷基。该非官能的丙烯酸酯类单体通常选自甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸丁酯以及它们的组合。应该领会的是，该非官能的丙烯酸酯类单体还可以选自甲基丙烯酸丁酯的异构体，如甲基丙烯酸叔丁基酯。适合的非官能的丙烯酸酯类单体，甲基丙烯酸甲酯可以从Florham Park，NewJersey的BASF公司商购获得。该非官能本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于氟碳涂料组合物的分散剂，所述分散剂包含以下物质的反应产物：　　非官能的丙烯酸酯类单体；　　氨基官能的乙烯基单体；和　　羟基官能的丙烯酸酯类单体；　　其中所述分散剂具有来自所述氨基官能的乙烯基单体的胺官能团和来自所述羟基官能的丙烯酸酯类单体的羟基官能团，所述胺官能团有助于氟碳树脂在氟碳涂料组合物中的分散，所述羟基官能团增强氟碳涂料组合物中采用交联剂的交联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-12-20 11/960,8081.用于氟碳涂料组合物的分散剂，所述分散剂包含以下物质的反应产物：非官能的丙烯酸酯类单体；氨基官能的乙烯基单体；和羟基官能的丙烯酸酯类单体；其中所述分散剂具有来自所述氨基官能的乙烯基单体的胺官能团和来自所述羟基官能的丙烯酸酯类单体的羟基官能团，所述胺官能团有助于氟碳树脂在氟碳涂料组合物中的分散，所述羟基官能团增强氟碳涂料组合物中采用交联剂的交联。2.根据权利要求1所述的分散剂，其中所述氨基官能的乙烯基单体用以下通式结构表示：其中R4选自具有1-20个碳原子的脂族直链、具有1-20个碳原子的脂族支链、脂族环以及它们的组合；以及R5和R6各自独立地选自相同或不同的具有1-20个碳原子的烷基胺基或具有至少一个氮原子的杂环。3.根据权利要求1所述的分散剂，其中所述氨基官能的乙烯基单体用以下通式结构表示：其中R7和R8各自独立地选自相同或不同的具有2-20个碳原子的烷基胺基，以及R9选自具有至少一个氮原子的杂环。4.根据权利要求3所述的分散剂，其中所述氨基官能的乙烯基单体包括至少一个含有碳、氮或氧原子的侧基。5.根据权利要求1所述的分散剂，其中所述氨基官能的乙烯基单体选自1-乙烯基咪唑、4-乙烯基吡啶、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、氨基丙基乙烯基醚和它们的组合。6.根据权利要求1所述的分散剂，其中所述氨基官能的乙烯基单体以0.2-20重量份的量存在于所述分散剂中，以100重量份的所述分散剂为基准计。7.根据权利要求1所述的分散剂，其中所述羟基官能的单体具有烷基丙烯酸酯结构、丙烯酸烷基酯结构或烷基丙烯酸烷基酯结构。8.根据权利要求1所述的分散剂，其中所述羟基官能的单体选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯和它们的组合。9.根据权利要求1所述的分散剂，其中所述羟基官能的单体以0.5-20重量份的量存在于所述分散剂中，以100重量份的所述分散剂为基准计。10.根据权利要求1所述的分散剂，其中所述非官能的丙烯酸酯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯和它们的组合。11.根据权利要求1所述的分散剂，其中所述非官能的丙烯酸酯类单体以50-99重量份的量存在于所述分散剂中，以100重量份的所述分散剂为基准计。12.根据权利要求1所述的分散剂，其具有25,000-40,000g/mol的重均分子量。13.根据权利要求12所述的分散剂，其具有30,000-35,000g/mol的重均分子量。14.用于氟碳涂料组合物的分散剂，所述分散剂包含如下物质的反应产物：非官能的丙烯酸酯类单体，其选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯和它们的组合；氨基官能的乙烯基单体，其选自1-乙烯基咪唑、4-乙烯基吡啶、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、氨基丙基乙烯基醚和它们的组合；以及羟基官能的丙烯酸酯类单体，其选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯和它们的组合；其中所述分散剂具有来自所述氨基官能的乙烯基单体的胺官能团和来自所述羟基官能的丙烯酸酯类单体的羟基官能团，所述胺官能团有助于氟碳树脂在氟碳涂料组合物中的分散，所述羟基官能团增强氟碳涂料组合物中采用交联剂的交联。15.氟碳涂料组合物，其包括：氟碳树脂；包含如下物质的反应产物的分散剂：非官能的丙烯酸酯类单体；氨基官能的乙烯基单体；和羟基官能的丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：DE林道，PJ莫米尔，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：US