專利名稱：可用潛在堿催化劑交聯(lián)的可交聯(lián)組合物的制作方法
可用潛在堿催化劑交聯(lián)的可交聯(lián)組合物
本發(fā)明涉及一種包含至少一種可交聯(lián)組分和潛在堿交聯(lián)催化劑的可交聯(lián)組合物，該可交聯(lián)組合物具有通常為至少55重量％的高固體含量(在交聯(lián)之后相對于該交聯(lián)組合物總重量的干重)。本發(fā)明尤其涉及一種可以通過真實邁克爾加成(RMA)反應交聯(lián)的組合物，其中具有至少2個活化的不飽和基團的組分和具有至少2個在活化亞甲基或次甲基中的酸性質(zhì)子C-H的組分在強堿催化劑存在下相互反應并交聯(lián)。本發(fā)明進一步涉及一種包含本發(fā)明的可交聯(lián)組合物的涂料組合物，一種新的催化劑組合物和本發(fā)明所述催化劑組合物在涂料組合物，優(yōu)選RMA可交聯(lián)組合物中作為潛在堿交聯(lián)催化劑的用途。該可交聯(lián)組合物為雙組分體系，這意味著在使用前不久將該交聯(lián)催化劑加入該可交聯(lián)組分中并與其混合。從混合時刻開始，該交聯(lián)組合物就潛在呈反應性并可以開始交聯(lián)。該類交聯(lián)組合物僅可在緊臨粘度增加程度使得該組合物不能再很好地使用之前使用。該有效使用時間稱為適用期。潛在交聯(lián)催化劑用于提高該適用期，同時允許快速干燥。潛在催化劑主要僅在該組合物例如作為涂料施用時呈活性。高固體體系是優(yōu)選的或者在法律上被要求以降低環(huán)境負擔和/或油漆工在有害溶劑蒸氣中的暴露。開發(fā)涂料體系，尤其是在低溫至中等溫度下固化的那些中重要的挑戰(zhàn)是在一方面施用過程中的快速交聯(lián)(也稱為“固化”或“干燥”)和另一方面維持長適用期，即在制備之后的合理長時間一至少I小時，但優(yōu)選長得多的時間內(nèi)無問題地利用該油漆的能力之間實現(xiàn)良好平衡。對于含有較少在施用時蒸發(fā)的溶劑的高固體體系，該挑戰(zhàn)顯著大于含有更多揮發(fā)性溶劑的低或中等固體體系。用于裝飾性涂層、車輛整修涂層、金屬涂層、塑料涂層、船舶涂層或保護性涂層的涂料例如要求幾個小時的適用期，從而使施用者能夠以充分受控的方式將油漆組合物施用于基體上。高固體體系的粘度和低溶劑含量迫使樹脂設計者選擇具有更低分子量和/或更低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的樹脂，它們在高固體油漆的情況下要求更多地與交聯(lián)劑反應以將該網(wǎng)絡的Tg提高到與干膜對應的水平。更低用量的溶劑與使用更多揮發(fā)性溶劑的油漆相比將使薄膜產(chǎn)生更少的“物理干燥”效果(由于溶劑損失的物理硬化/塑化降低)并且由油漆到施用涂層的反應速率提高也更少，因為反應性基團通過溶劑損失的濃度提高具有較少的幫助。所有這些現(xiàn)象增加了如下問題對于高固體體系，非常難以實現(xiàn)快速干燥和長適用期的組合并且與在中等或低固體體系的情況下相比要多得多。上述問題已經(jīng)由Noomen 在 Progress in Organic Coatings 32 (1997) 137-14 中解決，該文獻描述了將潛在堿催化的邁克爾加成用作具有低VOC的高固體聚合物涂料組合物的交聯(lián)反應。Noomen描述了具有所需堿度的交聯(lián)催化劑的幾個實例，例如脒型(如四甲基胍)、1，5- 二氮雜雙環(huán)(4，3，0)壬-5-烯(DBN) ,1,8- 二氮雜雙環(huán)(5，4，0) i^一碳-7-烯(DBN)、四丁基氟化銨或由叔胺(如1，4- 二氮雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷DABC0)與環(huán)氧就地形成的催化劑。盡管該類現(xiàn)有技術(shù)催化劑在RMA薄膜中可能呈現(xiàn)完全可接受的固化行為，但短適用期太受限制而不能對滾涂、刷涂和噴涂該涂料得到可接受的施用時間，或在更低固化溫度下的干燥速率太低。Noomen進一步描述了盡管薄膜性能(如使用丙二酸酯聚酯時的耐久性)看似有前景，但該涂料組合物仍然存在嚴重的缺點，尤其是在高固體涂料領域中，因為在環(huán)境條件和強制干燥條件下的固化出現(xiàn)延緩，推測這歸因于來自空氣的二氧化碳與該強堿的相互作用，導致粘性涂層表面，或者因與基體的酸性基團相互作用而延緩，導致低固化度或較少粘附。這通過提高催化劑的量克服，但這導致太短的、不可接受的適用期，尤其是當使用高固體配制劑以及在低溫應用如透明涂層汽車整修、船舶用著色面漆、保護性涂料和飛機涂料、木材涂料等中時。另一問題通常是尤其在烘干條件下誘發(fā)的涂層泛黃。
EP0448154(也來自Noomen)描述了使用某些羧酸作為強堿性催化劑的封閉劑。盡管可實現(xiàn)更長適用期，但EP448514中所述堿性催化劑與羧酸尤其在環(huán)境條件下提供了不足的不粘塵干燥和指觸干燥行為以及低干透。當要避免延緩問題時，現(xiàn)有技術(shù)催化劑不能提供可行的適用期，并且不能提供快速自由處理涂料，尤其是對于高固體涂料。此外，將例如被羧酸封閉的催化劑解封閉僅在高溫下可行。因此，仍然需要具有高固體含量的可交聯(lián)組合物，其包含可交聯(lián)組分，優(yōu)選RMA可交聯(lián)聚合物，以及潛在堿交聯(lián)催化劑，并且產(chǎn)生良好的適用期/干燥平衡，尤其是也在更低溫度下在涂料組合物中產(chǎn)生可行的適用期和良好的干燥行為。還希望包含催化劑的可交聯(lián)組合物與例如由T. Jung等,Farbe und Lacke, 2003年10月已知的包含光潛胺催化劑的組合物相反可以在環(huán)境條件下簡單地固化。確實在UV輻照時產(chǎn)生強堿的該類光潛胺催化劑不適合涂敷更復雜的不規(guī)則基體，其中UV或可見光不能達到部分表面。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種包含至少一種可以通過潛在堿交聯(lián)催化劑C交聯(lián)的可交聯(lián)組分的可交聯(lián)組合物，該催化劑包含式I的取代碳酸鹽
權(quán)利要求
1.一種包含至少一種可以通過潛在堿交聯(lián)催化劑交聯(lián)的可交聯(lián)組分的可交聯(lián)組合物，所述潛在堿催化劑包含式I的取代碳酸鹽
2.根據(jù)權(quán)利要求I的可交聯(lián)組合物，其中所述至少一種可交聯(lián)組分包含可在通過蒸發(fā)二氧化碳而使所述潛在堿催化劑解封閉時通過真實邁克爾加成(RMA)交聯(lián)的反應性組分，并且其中優(yōu)選固體含量為至少50%，更優(yōu)選60%，70%或甚至至少80%(相對于所述組合物的總重量)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的可交聯(lián)組合物，其中所述潛在交聯(lián)催化劑以O.001-0. 3meq/g固體，優(yōu)選O. 01-0. 2meq/g固體,更優(yōu)選O. 02-0. lmeq/g固體的量使用(meq/g固體定義為相對于所述可交聯(lián)組合物的總干重的潛在堿摩爾數(shù))。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的可交聯(lián)組合物，其中所述潛在交聯(lián)催化劑中的所述陽離子為式3的季銨或姆碳酸鹽 O 、
5.根據(jù)權(quán)利要求4的可交聯(lián)組合物，其中R為烷基或芳烷基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的可交聯(lián)組合物，進一步包含式R0-C(=0)0-R的化合物(II)，其中R與式I或3中的R相同，但不為H。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的可交聯(lián)組合物，其中化合物II與碳酸鹽在所述催化劑中的摩爾比為 O. 01-50，優(yōu)選 O. 1-20，優(yōu)選 O. 2-10。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的可交聯(lián)組合物，其中R為具有1-4個碳的烷基。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的可交聯(lián)組合物，進一步包含有機溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的可交聯(lián)組合物，其中至少一部分所述溶劑為醇溶劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的可交聯(lián)組合物，其中所述醇相對于所述可交聯(lián)組合物的總重量以至少I重量％，優(yōu)選I. 5%，更優(yōu)選2重量％，最優(yōu)選至少5重量％以及優(yōu)選至多45重量％，優(yōu)選至多40重量％的量存在。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項的可交聯(lián)組合物，其中所述醇為伯醇，優(yōu)選具有1-20個，優(yōu)選1-10個，更優(yōu)選1-6個碳原子的一元醇，優(yōu)選選自乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇和丁基乙二醇。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項的可交聯(lián)組合物，其中水的量選擇為與不含水的相同組合物相比將所述可交聯(lián)組合物的膠凝時間提高至少15分鐘，優(yōu)選至少30分鐘，更優(yōu)選至少I小時，甚至更優(yōu)選至少5小時，最優(yōu)選至少24小時、48小時或者至少10%、50%或100%的有效量。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項的可交聯(lián)組合物，具有55-100重量％的固體含量和0-45重量％溶劑，在室溫下的指觸干燥時間為5-120分鐘，優(yōu)選5-60分鐘且在室溫下的膠凝時間為至少3小時,優(yōu)選至少6小時,最優(yōu)選至少9小時。
15.一種在可交聯(lián)組合物，優(yōu)選根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項的可交聯(lián)組合物中用作潛在堿交聯(lián)催化劑的催化劑組合物，包含 a.式I的取代碳酸鹽催化劑
16.根據(jù)權(quán)利要求15的催化劑組合物，包含式1、3或4的取代碳酸鹽X+_0-C(=0)0-R，其中R不為氫，其中潛在堿的濃度基于總重量為O. 03-3meq/g,優(yōu)選大于O. I，優(yōu)選O. 2，更優(yōu)選O. 4meq/g催化劑組合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的催化劑組合物，包含式1、3或4的取代碳酸鹽X+_0-C(=0)0-R,進一步包含O. 5-70重量％水(相對于所述催化劑組合物的總重量)，其中潛在堿的濃度為 O. 03_3meq/g。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項的催化劑組合物，包含式1、3或4的取代碳酸鹽X—O-C(=0)O-R和式R0-C(=0)0-R的化合物II，其中R不為H。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的催化劑組合物，其中所述催化劑中化合物II與碳酸鹽的摩爾比為 O. 01-50，優(yōu)選 O. 1-40。
20.根據(jù)權(quán)利要求15-19中任一項的催化劑組合物在低溫固化涂料組合物中的用途，其中固化溫度為0-80° C，優(yōu)選5-60° C，最優(yōu)選5-30° C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含至少一種可以通過潛在堿交聯(lián)催化劑交聯(lián)的可交聯(lián)組分的可交聯(lián)組合物，該催化劑包含式1的取代碳酸鹽，其中X+表示陽離子并且其中R為氫、烷基、芳基或芳烷基，以及其中該可交聯(lián)組合物包含0.1-10重量%，優(yōu)選0.1-5重量%，更優(yōu)選0.2-3重量%，最優(yōu)選0.5-1.5重量%水(相對于該可交聯(lián)組合物的總重量)。本發(fā)明進一步涉及一種包含本發(fā)明的可交聯(lián)組合物的涂料組合物，一種新的催化劑組合物和本發(fā)明所述催化劑組合物在涂料組合物，優(yōu)選RMA可交聯(lián)組合物中作為潛在堿交聯(lián)催化劑的用途。
文檔編號C08J3/24GK102834437SQ201180017843
公開日2012年12月19日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者R·H·G·布林克許斯, J·A·J·舒蒂瑟, P·J·多爾費金, A·J·W·布瑟爾, P·J·M·D·埃爾弗林克, M·A·格斯納, M·D·沙拉提 申請人:樹脂核動力工業(yè)有限公司