用于氟碳涂料组合物的超分散剂制造技术

本发明专利技术公开了一种用于氟碳涂料组合物的超分散剂。该氟碳涂料组合物通常包含氟碳树脂、粘合剂树脂、交联剂和超分散剂。该超分散剂包含聚缩水甘油基低聚物与至少一种氨基化合物的反应产物。聚缩水甘油基低聚物包含具有内醚键和内酯键中至少一个的１～２５个碳原子的碳链，并且包含多个环氧基。该至少一种氨基化合物具有环状、杂环、烷基或杂烷基结构，该结构被至少一个伯或仲胺基取代，所述伯或仲胺基用于与所述环氧基中的至少一个反应并且将其打开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于氟碳涂料组合物的超分散剂 相关申请的交叉引用本申请是2006年2月3日提交的美国专利申请 No. 11/275， 916的部分继续。
技术介绍
1.专利
本专利技术大体上涉及一种超分散剂。更具体地，本专利技术的超 分散剂可用于氟碳涂料组合物。2.相关技术的描述氟碳树脂，例如聚偏二氟乙烯(PVDF)可用于配制具有优 良耐气候性的涂料。因为氟碳树脂具有差的流变特性和颜料润湿特性， 通常将粘合剂树脂或超分散剂加入到氟碳涂料组合物中。为了获得最 佳的耐气候和耐化学抗性，在涂料组合物中希望高的氟碳树脂含量。 许多涂料应用要求具有70重量％或更多的氟碳树脂的涂料组合物，并 且余下的部分是粘合剂树脂。含有氟碳树脂，特别是PVDF，和粘合剂 树脂的涂料组合物趋向具有相对高的粘度。对于一些涂料应用，特别 是巻材涂料应用，希望具有与粘合剂树脂组合的高的氟碳树脂含量， 但与用目前相关
的组合物可能具有的粘度相比，具有较低的粘度。以前用于氟碳涂料组合物的典型粘合剂树脂具有羟基和 胺官能团，这是因为由这些官能团产生的改进的耐机械应力性和耐化 学性。然而，这类粘合剂树脂和超分散剂的来源在以前受到限制。原 本的超分散剂是3-(2-曱基丙烯酰氧基乙基)-2，2-螺环己基嗜，唑烷 (MESO),并且由于高的生产成本，MESO单体变得愈加难以和/或更 加昂贵地获得。由于MES0单体难以获得， 一些相关
的方法在形 成期间使用粘合剂树脂。例如，粘合剂树脂由不具有另外的官能团的 丙烯酸和丙烯酸酯、具有另外的官能团的丙烯酸和丙烯酸酯以及丙烯 酰氧基烷基嗜唑烷聚合而成。官能丙烯酸/酯提供了用于与交联剂交联 的位点。丙烯酰氧基烷基噶唑烷减少了氟碳树脂和丙烯酸树脂分散体 的粘度。降低丙烯酸树脂的粘度的其他尝试包括使丙烯酸树脂与聚酰 亚胺、氨基、环氧基等聚合和/或反应。然而，这些改性的丙烯酸树脂 的表现不如用MES0改性的丙烯酸树脂那样好。本专利技术的受让人共同拥有的共同未决的专利申请描述了 一种由可商购获得的组分配制粘合剂树脂的新方法，使得该粘合剂树 脂的表现即使不比用MESO改性的丙烯酸树脂更好，也与用MES0改性 的丙烯酸树脂一样好。在该共同未决的专利申请中，第一组分是具有 环氧基的丙酸树脂，其可与具有伯或仲胺的氨基化合物反应，以打开 环氧基。尽管该这样的粘合剂树脂的表现好，但发现在商业应用期间 杂质将与环氧基反应(或者阻止与环氧基的反应)，留下有限的可用 于胺基反应的位点。因此，粘合剂树脂不能有效地分散氟碳树脂，因 为粘合剂树脂具有有限的官能团。因此，提供一种超分散剂是有利的，当该超分散剂被引入 到涂料组合物中时，该超分散剂充分地降低粘度并且提供所希望的颜 料润湿特性。另外，有利的是提供一种由可商购获得并且相对廉价的 单体和起始组分形成超分散剂，以使得制备包括超分散剂的涂料组合 物并未成本过高的方法。专利技术概述和优点本专利技术提供一种用于氟碳涂料组合物的超分散剂。该超分 散剂包含聚缩水甘油基低聚物与至少一种氨基化合物的反应产物。该 聚缩水甘油基低聚物包含具有至少一个内醚和酯键的1~25个碳原子 的碳链，并且包含多个环氧基。该超分散剂具有至少一种氨基化合物， 其具有环状、杂环、烷基或杂烷基结构，所述结构被至少一个伯或仲胺基取代，所述伯或仲胺基用于与所述环氧基中的至少一个反应并且将 其打开。所得的超分散剂具有来自氨基化合物的胺官能团以有助于氟 碳树脂的分散，并且具有由打开至少一个所述环氧基而得到的羟基官 能团以增强与氟碳涂料组合物中的交联剂的交联。根据本专利技术形成的氟碳涂料组合物包含氟碳树脂、粘合剂 树脂、交联剂和超分散剂。该超分散剂具有来自氨基化合物的胺官能 团以有助于氟碳树脂的分散，和由打开至少一个环氧基而得到的羟基 官能团以增强与交联剂交联。换句话说，来自氨基化合物的胺官能团 降低了涂料组合物的粘度，使得本专利技术可以代替使用丙烯酰氧基烷基 嚙唑烷的粘合剂树脂或超分散剂，并且特别是大量使用MESO的那些。本专利技术克服了表现出相关
的粘合剂树脂、超分散 剂和氟碳涂料组合物表现出的不足。具体地，本专利技术提供了具有多个 羟基的超分散剂，所述羟基由将多个环氧基打开而得到。当如共同拥 有并且共同未决的美国专利申请No. 11/275,916中披露的那样，超分 散剂仅具有单个羟基时，在形成涂料组合物的同时存在的杂质可能与 羟基反应，由此降低了超分散剂的有效性。因此，多个羟基能够弥补 任何的杂质同时还有效地使氟碳树脂分散。本专利技术还由可商购获得并 且相对廉价的单体制备超分散剂，使得可以通过将超分散剂引入到涂 料组合物中来降低生产成本。另外，由于引入了根据本专利技术形成的超 分散剂，因此充分降低了涂料组合物的粘度。专利技术详述公开了一种用于氟碳涂料组合物的超分散剂。该氟碳涂料 组合物通常包含氟碳树脂、粘合剂树脂(或分散剂树脂)、交联剂、 超分散剂、溶剂和添加剂。本领域那些普通技术人员理解的是其他粘 合剂树脂，特别是非-氨基树脂可用于氟碳涂料组合物中。粘合剂树脂优选是丙烯酸粘合剂树脂。丙烯酸粘合剂树脂 包舍多个丙烯酸酯或丙烯酸酯单体的反应产物。丙烯酸粘合剂树脂通 常以约10~约60%的量存在，基于涂料组合物的总重量计。用于形成粘合剂树脂的丙烯酸酯的合适例子包括，但不限于，曱基丙烯酸甲酯、 曱基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯。用于本专利技术的合适的氟碳树脂包括聚偏二氟乙烯(PVDF )， 如在商标Kynar下出售的那些；聚氟乙烯、聚四氟乙烯；偏二氟乙烯 和四氟乙烯的共聚物，如在商标Kynar SL下出售的那些；在商标 Fluonate下出售的氟乙烯/乙烯基酯/乙烯基醚；在商标Kynar 500和 Kynar SL下出售的专利的基于偏二氟乙烯的聚合物；和所述氟碳树脂 的混合物。氟碳树脂具有高的分子量，典型地具有约100， 000 ~约 500, 000的分子量(重均)。氟碳树脂优选以粉末形式使用。该粉末 通常不溶于用于本专利技术的涂料组合物的溶剂，但被溶剂溶胀，这增加 了涂料组合物的粘度。氟碳树脂以约20~约50% ,典型地约25~约45%，并且 优选约25~约35%的量存在，基于涂料组合物的总重量计。为了获得 最佳的耐化学性和耐机械压力性，希望的是粘合剂和氟碳树脂以总树 脂含量的约70%的量存在。当粘合剂和氟碳树脂的量高于70%时，仅 可以实现耐化学性和耐机械应力性的微小改进，但由于氟碳树脂的高 成本，成本显著增加。交联剂可以是氨基塑料树脂，例如三聚氰胺/曱醛树脂或 三聚氰胺脲树脂。其他合适的交联剂包括异氰酸酯、封端的异氰酸酯、 有机硅烷和乙二醇脲。交联剂通常被选择为在环境温度下基本不与超 分散剂反应，但在升高的固化温度例如其上涂覆涂料组合物的基材的 固化温度下与超分散剂交联。交联剂通常以约0.2~约10%的量使用， 基于涂料组合物的总重量计。超分散剂通常包含聚缩水甘油基低聚物与至少一种氨基 化合物的反应产物。聚缩水甘油基低聚物包含具有内醚键和内酯键中 至少一个的1~25个碳原子的碳链，并且包含多个环氧基。优选地， 该碳链具有1 ~ 20并且更优选1 ~ 15个碳原子。本领域那些普通技术 人员应理解的是如果存在酯键，则与两个氧原子相连的碳原子不包括 在碳链中的碳原子数目内本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于氟碳涂料组合物的超分散剂，所述超分散剂包含以下组分的反应产物：　聚缩水甘油基低聚物，其包含具有内醚键和内酯键中至少一个的１～２５个碳原子的碳链，并且包含多个环氧基；和　至少一种氨基化合物，其具有环状、杂环、烷基或杂烷基结构， 所述结构被至少一个伯或仲胺基取代，所述伯或仲胺基用于与所述环氧基中的一个反应并且将其打开；　其中，所述超分散剂具有来自所述氨基化合物的胺官能团，以有助于氟碳树脂在氟碳涂料组合物中分散，并且具有由打开至少一个所述环氧基而得到的羟基官能团 ，以增强与氟碳涂料组合物中的交联剂的交联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL安迪生，DE林多，DJ阿尔格里姆，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]