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      通過自由基聚合可固化的水性粉末分散體、其制備和用途的制作方法

      文檔序號:3819399閱讀:253來源:國知局

      專利名稱::通過自由基聚合可固化的水性粉末分散體、其制備和用途的制作方法通過自由基聚合可固化的水性粉末分散體、其制備和用途發(fā)明領域本發(fā)明涉及新的通過自由基聚合可固化的水性粉末分散體。本發(fā)明還涉及制備通過自由基聚合可固化的水性粉末分散體的新方法。本發(fā)明進一步涉及所述新的通過自由基聚合可固化的水性粉末分散體、以及通過自由基聚合可固化并且由所述新方法制備的水性粉末分散體作為涂料、粘合劑、和密封劑用于產(chǎn)生涂層、粘合層和密封的用途?,F(xiàn)有技術水性粉末分散體、特別是水性粉末涂料分散體通常也被本領域技術人員稱作"粉末淤漿"或者簡稱為"淤漿"。為了簡短起見術語"淤漿,,在這里和下文中是指通過自由基聚合可固化的粉末淤漿。通常用含有烯鍵式不飽和雙鍵的化合物進行自由基聚合。可以通過熱量或用光化輻射引發(fā)和維持自由基聚合。光化輻射在這里和下文中是指電磁輻射,例如近紅外(NIR)、可見光、UV輻射、X-輻射或Y輻射,特別是UV輻射,或者粒子輻射,例如電子束、質子束、P輻射、a輻射或中子束,特別是電子束。美國專利US6,432,490Bl或相應的國際專利申請W002/064267A2公開了不飽和雙鍵含量或雙鍵當量為0.1-10eq/kg的包含離子穩(wěn)定化的聚氨酯丙烯酸酯的淤漿。然而,缺少離子穩(wěn)定化的更多細節(jié),而且實施例僅公開了基于有機溶劑和不含酸基的聚氨酯丙烯酸酯的常規(guī)透明涂層材料。按照其申請,該已知淤漿可以用近紅外固化以得到硬質、耐溶劑和不發(fā)黃的涂層,特別是透明涂層。德國專利申請DE19908013Al公開了結構上粘稠的淤漿,其實心球形顆粒由激光衍射法測得具有0.8-20pm的平均尺寸和30jum的最大尺寸。用光化輻射可固化的該已知淤漿的成分包含O.05-1eq/kg的離子形成基團、特別是羧基以及0.05-1eq/kg的中和劑。該已知淤漿在剪切速率1000s^下的粘度為50-1000mPas,在剪切速率10s—1下為150-8000mPas,在剪切速率1s^下為180-12000mPas。然而,實施例僅公開了雙鍵當量為3eq/kg但是不含酸基的聚氨酯丙烯酸酯。它在所述淤漿的顆粒中的存在量以固體計為41.53wt%。按照其申請,該已知淤漿可以用UV輻射固化以獲得涂層、特別是透明涂層,其具有出色的外觀,高耐化學品性,高硬度水平以及光滑表面。即使在40-50pm的膜厚度下它們也沒有顯示爆裂(pop)以及沒有大龜裂(mudcracking)。然而,已知淤漿的性能特性概況要求不斷的發(fā)展以便滿足市場上日益更高的需求。特別是,就其耐化學品性、抗碎石性、抗劃傷性和抗凝結性而言,必須發(fā)展由已知淤漿產(chǎn)生的涂層、尤其是透明涂層。解決的問題本發(fā)明的目的在于發(fā)現(xiàn)能夠容易和很好再現(xiàn)地制備的通過自由基聚合可固化的新型水性粉末分散體(以下統(tǒng)稱為"新型淤漿")。在沒有光化輻射的情況下該新型淤漿應當在存儲時特別穩(wěn)定而沒有沉降和/或附聚的傾向。然而,在長時期之后,如果出現(xiàn)任何輕微的顆粒沉降和/或附聚,應當可以通過短暫的攪拌快速使沉降的顆粒再次分散以及快速地再次粉碎附聚的顆粒。所述新型淤漿應當產(chǎn)生具有出色的外觀特性、尤其是高光澤的涂層,特別是透明涂層。它們應當特別耐受暴露于化學品、凝結、和機械作用下,特別是來自石塊沖擊。它們另外應當非??箘潅4送?,坦弄平,所以應當顯示出特別光滑和無缺陷的表面。然而,特別是,它們應當即使在大于80jam的特別高的膜厚度下也保持沒有爆裂和大龜裂。解決方案因此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)新型的水性的、結構上粘稠的通過自由基聚合可固化的粉末分散體,它基本上或完全不含揮發(fā)性有機化合物,以及包含固體和/或高度粘稠的顆粒(A)作為其分散相,所述顆粒(A)在存儲和應用條件下尺寸穩(wěn)定以及通過光子相關光鐠法測定的z-中值平均粒度為80-750nm,所述顆粒(A)包含以(A)計50-100wt。/。的至少一種可自由基交聯(lián)的粘結劑(Al),其玻璃化轉變溫度為-70至+50X:,烯鍵式不飽和雙鍵含量為2-10eq/kg以及酸基含量為0.05-15eq/kg。以下將所述新型的水性的、結構上粘稠的通過自由基聚合可固化以及基本上或完全不含揮發(fā)性有機化合物的粉末分散體稱為"本發(fā)明的淤漿"。另外已經(jīng)發(fā)現(xiàn)制備本發(fā)明淤漿的新方法,其包括在水性介質(B)中分散所述顆粒(A),并且以下將其稱為"本發(fā)明的方法"。料、粘合劑和密封劑用于;;生涂層、粘合層和密封的新用i:以下;它稱為"本發(fā)明的用途"。本發(fā)明的其他主題從說明書中會變得明顯。優(yōu)點考慮到現(xiàn)有技術,對技術人員而言驚訝和無法預料的是本發(fā)明所基于的目的可以借助于本發(fā)明的淤漿、本發(fā)明的方法和本發(fā)明的用途來實現(xiàn)。特別地令人驚訝的是本發(fā)明的淤漿可容易和很好再現(xiàn)地制備。在沒有光化輻射的情況下本發(fā)明的淤漿在存儲時特別穩(wěn)定而且沒有顯示出沉降和/或附聚的傾向。然而,在長時期之后存在任何輕微的顆粒(A)的沉降和/或附聚時,沉降的顆粒(A)通過短暫的攪拌可快速地再分散以及附聚的顆粒(A)可以快速地再次粉碎。本發(fā)明的淤漿產(chǎn)生具有出色的外觀特性、尤其是高光澤的本發(fā)明涂層,特別是本發(fā)明的透明涂層。它們特別耐受暴露于化學品、凝結、和機械作用下,特別是來自碎石。此外,它們高度抗劃傷。另外,它們有效弄平基底中的不平坦,否則該不平坦直到多層涂料體系的頂端涂層顯示出來,因此它們具有特別光滑和無缺陷的表面。然而,特別是,它們即使在大于80nm的特別高的膜厚度下也保持沒有爆裂和大龜裂。發(fā)明詳述本發(fā)明的淤漿完全或基本上不含有機溶劑。"基本上不含"是指所述的本發(fā)明淤漿的溶劑含量〈iowty。,優(yōu)選在所有情況下〈5wt。/。,以及特別是〈2wty。。"完全不含"是指所述溶劑含量在所有情況下低于有機溶劑通常的、已知的檢出限。本發(fā)明的淤漿是結構上粘稠的。稱為"結構上粘稠"的粘度特性描述一方面考慮應用的需要而另一方面考慮本發(fā)明淤漿存儲穩(wěn)定性和沉降穩(wěn)定性方面的要求的狀態(tài)在運動狀態(tài)下,例如當本發(fā)明的淤漿在涂覆裝置的線路中到處泵送時以及例如在涂布過程中,本發(fā)明的淤漿釆取確保良好加工特性的低粘度狀態(tài)。相反,在沒有剪切應力的情況下,粘度增大并且因此確保已經(jīng)處于有待涂覆的基底上的本發(fā)明淤漿在垂直表面上顯示出減小的流掛傾向("垂落")。同樣地,在不運動的狀態(tài)下例如存儲過程中的較高粘度例如意味著極大程度上防止固體顆粒(A)的沉降或者確保在存儲期間過程中如果發(fā)生任何輕微的沉降和/或附聚,能夠通過攪拌重新確立本發(fā)明的淤漿。優(yōu)選借助于合適的增稠劑(A2)、特別是非離子和離子增稠劑(A2)來設定所述結構上粘稠的特性,該增稠劑(A2)優(yōu)選在水相(B)中。對于所述結構上粘稠的特性,優(yōu)選設定在剪切速率1000s—'下的粘度為50-1500mPas,在剪切速率10s^下為150-8000mPas,在剪切速率1s—、為180-12000mPas。本發(fā)明的淤漿包含固體和/或高度粘稠的、尺寸穩(wěn)定的顆粒(A)作為其分散相。"尺寸穩(wěn)定的"是指在通常的、已知的存儲和應用結構上粘稠的水性粉末分散體的條件下,即使有的話顆粒(A)也只是顯示出輕微的附聚和/或破裂成更小顆粒,然而甚至在剪切力影響下也基本上或完全保持其原始形式。顆粒(A)通過光子相關光譜法測定的z-中值平均粒度為80-750nm,優(yōu)選80-600nm,特別是80-400nm。光子相關光鐠法是測量尺寸〈1pm的分散顆粒的通常的已知方法。例如可以借助于MalvernZetasizer1000進行該測量。可以用任何期望的方法調整粒度分布。優(yōu)選由合適的潤濕劑(A2)的使用產(chǎn)生該粒度分布。本發(fā)明淤漿中的顆粒(A)的量可以非常寬范圍地變化以及由進行中的情況的要求來指導。優(yōu)選所述量以本發(fā)明的淤漿計為5-70wt%,更優(yōu)選10-60w",非常優(yōu)選15-50wt%,特別是15-40wt%。所述顆粒(A)包含至少一種、特別是一種可自由基交聯(lián)的粘結劑(Al),其具有--70至+50。C、優(yōu)選-60至+20C、特別是-60至+10"C的玻璃化轉變溫度,-2-10eq/kg、優(yōu)選2-8eq/kg、更優(yōu)選2.1-6eq/kg、非常優(yōu)選2.2-6eq/kg、非常特別優(yōu)選2.3-5eq/kg、特別是2.5-5eq/kg粘結劑(Al)的烯鍵式不飽和雙鍵含量,以及-0.05-15eq/kg、優(yōu)選0.08-10eq/kg、更優(yōu)選0.1-8eq/kg、非常優(yōu)選0.15-5eq/kg、非常特別優(yōu)選0.18-3eq/kg、特別是0.2-2eq/kg粘結劑(Al)的酸基含量。優(yōu)選才艮據(jù)DINENISO3682通過酸值確定酸基的量。所述顆粒(A)包含在所有情況下以(A)計50-100wt%、優(yōu)選55-100wt%、更優(yōu)選60-99w"、非常優(yōu)選70-99wt%、特別是80-99wt0/4的粘結劑(Al)。因此所述顆粒(A)可以由粘結劑(Al)組成。優(yōu)選顆粒(A)進一步包含下面所述的添加劑(A2)中的至少一種。所述粘結劑(Al)的烯鍵式不飽和雙鍵優(yōu)選在選自以下的基團中(甲基)丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、巴豆酸酯、肉桂酸酯、乙烯基醚、乙烯基酯、二環(huán)戊二烯基、降水片烯基、異戊二烯基、異丙烯基、烯丙基或丁烯基;二環(huán)戊二烯基醚、降冰片烯基醚、異戊二烯基醚、異丙烯基醚、烯丙基醚或丁烯基醚基團;或二環(huán)戊二烯基酯、降水片烯基酯、異戊二烯基酯、異丙烯基酯、烯丙基酯或丁烯基酯基團,優(yōu)選(曱基)丙烯酸酯基團。特別地所述烯鍵式不飽和雙鍵位于丙烯酸酯基團中。所述粘結劑(Al)為低聚的或聚合的。"低聚的"是指所述粘結劑(Al)由3-12個單體結構單元組成。"聚合的"是指所述粘結劑(Al)由多于8個單體結構單元組成。將8-12個單體結構單元組成的粘結劑(Al)看作低聚物還是聚合物主要取決于其數(shù)均分子量。所述粘結劑(Al)的數(shù)均分子量可以非常寬范圍地變化以及由進行中的情況的要求、特別是對粘結劑(Al)的加工和使用有利的粘度來指導。因此,通常調整粘結劑(Al)的粘度以便在將本發(fā)明的淤漿涂布并且使所得的濕膜千燥后,容易和毫無問題地獲得顆粒(A)的膜。所述數(shù)均分子量優(yōu)選為1000-50000道爾頓,更優(yōu)選1500-40000道爾頓,特別是2000-20000道爾頓。該分子量的多分散性可以同樣非常寬范圍地變化以及優(yōu)選為1-10,特別是1.5-8。合適的粘結劑(Al)包括具有上述性能概況的所有低聚物和聚合物o粘結劑(Al)優(yōu)選選自低聚的和聚合的環(huán)氧(曱基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯和碳酸酯(甲基)丙烯酸酯。特別使用聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(Al)優(yōu)選通過使(al)至少一種含有至少兩個異氰酸酯基團以及選自脂族、芳族或脂環(huán)族二-和多異氰酸酯的化合物與以下成分反應來制備(a2)至少一種具有至少一個、特別是一個異氰酸酯反應性官能團和至少一個、特別是一個含有可自由基聚合的烯鍵式不飽和雙鍵的上述基團的化合物,所述異氰酸酯反應性官能團優(yōu)選選自羥基、硫醇基、以及伯和仲氨基,特別是羥基,所述含有可自由基聚合的烯鍵式不飽和雙鍵的上述基團優(yōu)選為(甲基)丙烯酸酯基團,特別是丙烯酸酯基團,(a3)至少一種具有至少一個、特別是一個異氰酸酯反應性官能團和至少一個、特別是一個酸基的化合物,所述酸基優(yōu)選選自羧酸、膦酸、次膦酸、磺酸和亞磺酸基團,優(yōu)選羧酸和磺酸基團,特別是羧酸基團,還有(a4)需要的話,至少一種具有至少兩個、特別是兩個異氰酸酯反應性官能團的化合物。合適的化合物(al)的實例為通常的已知的異氰酸酯官能度平均為2-6、優(yōu)選2-5、特別是2-4的二-和多異氰酸酯。"脂族"是指所述異氰酸酯基團與脂族碳原子相連。"脂環(huán)族"是指所述異氰酸酯基團與脂環(huán)族碳原子相連。"芳族"是指所述異氰酸酯基團與芳族碳原子相連。合適的脂族二異氰酸酯(al)的實例為脂族二異氰酸酯例如四亞曱基二異氰酸酯、五亞甲基二異氰酸酯、六亞曱基二異氰酸酯、八亞甲基二異氰酸酯、十亞甲基二異氰酸酯、十二亞曱基二異氰酸酯、十四亞曱基二異氛酸酯、賴氨酸二異氰酸酯的衍生物、四曱基苯二亞甲基二異氰酸酯、三甲基己烷二異氰酸酯或1,3-或1,4-二(異氰酸根合甲基)環(huán)己烷。合適的脂環(huán)族二異氰酸酯(al)的實例為1,4-、1,3-或1,2-二異氰酸根合環(huán)己烷、四甲基環(huán)己烷二異氰酸酯、二(4,-異氰酸根合環(huán)己基)甲烷、(4,-異氰酸根合環(huán)己基)(2,-異氰酸根合環(huán)己基)曱烷、2,2-二(異氰酸根合環(huán)己基)丙烷、2,2-(4,-異氰酸根合環(huán)己基)(2,-異氰酸根合環(huán)己基)丙烷、l-異氰酸根合-3,3,5-三甲基~5-(異氰酸根合曱基)環(huán)己烷(異佛爾酮二異氰酸酯)、2,4-或2,6-二異氰酸根合-1-甲基環(huán)己烷或衍生自二聚體脂肪酸的二異氰酸酯,例如以商品名DDI1410由Henkel銷售以及描述于專利WO97/49745和WO97/49747中,例如2-庚基-3,4-二(9-異氰酸根合壬基)-l-戊基環(huán)己烷。合適的芳族二異氰酸酯(al)的實例為2,4-或2,6-曱苯二異氰酸酯或其異構體混合物、間-或對-苯二亞甲基二異氰酸酯、2,4,-或4,4,-二異氰酸根合二苯基曱烷或其異構體混合物、1,3-或1,4-亞苯基二異氰酸酯、l-氯-2,4-亞苯基二異氰酸酯、1,5-亞萘基二異氰酸酯、二亞苯基4,4,-二異氰酸酯、4,4,-二異氰酸根合-3,3,-二曱基聯(lián)苯、3-曱基-二苯基甲烷4,4'-二異氰酸酯、1,4-二異氰酸根合苯或4,4,-二異氰酸根合二苯醚。優(yōu)選使用脂族和脂環(huán)族二異氰酸酯(al),特別是六亞甲基二異氰酸酯、1,3-二(異氰酸根合甲基)環(huán)己烷、異佛爾酮二異氰酸酯和/或二(異氰酸根合環(huán)己基)曱烷。合適的多異氰酸酯(al)的實例為三異氰酸酯例如壬烷三異氰酸酯(NTI)還有基于上述二異氰酸酯和三異氰酸酯(al)的多異氰酸酯(al),特別是含有異氰脲酸酯、縮二脲、脲基甲酸酯、亞氨基噁二嗪二酮、氨基甲酸酯、碳化二亞胺、脲、脲酮亞胺和/或脲二酮基團的低聚物。合適的上述多異氰酸酯(al)的實例及其制備方法例如在以下專利和專利申請中得到/>開CA2,163,591A、US4,419,513A、US4,454,317A、EP0646608Al、US4,801,675A、EP0183976Al、DE4015155Al、EP0303150Al、EP0496208Al、EP0524500Al、EP0566037Al、US5,258,482A、US5,290,902A、EP0649806Al、DE4229183Al或EP0531820Al。優(yōu)選使用六亞甲基二異氰酸酯的低聚物和異佛爾酮二異氰酸酯的低聚物(al)。合適的化合物(a2)的實例為U21)與(a22)的單酯(a21)分子中優(yōu)選含有2-20個碳原子和至少2個羥基的二元醇和多元醇,例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,1-二甲基-1,2-乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四甘醇、五甘醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、2-甲基-l,5-戊二醇、2-乙基-l,4-丁二醇、1,4-二羥甲基環(huán)己烷、2,2-二(4-羥基環(huán)己基)丙烷、甘油、三羥曱基乙烷、三羥曱基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、二(三羥曱基丙烷)、赤蘚醇、山梨糖醇、平均分子量為162-2000的聚四氫呋喃、平均分子量為134-400的聚1,3-丙二醇或分子量為150-500的聚乙二醇,特別是乙二醇;(a22)oc,p-不飽和羧酸,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、富馬酸、馬來酸、丙烯酰氨基乙醇酸和甲基丙烯酰氨基乙醇酸,特別是丙埽酸。合適的化合物U2)另外的實例為上述二元醇和多元醇(a21)的單乙烯基醚。合適的化合物(a2)另外的實例為上述cc,P-不飽和羧酸(a22)與以下物質的單酯或單酰胺(a23)氨基醇,例如2-氨基乙醇、2-(甲基氨基)乙醇、3-氨基-l-丙醇、l-氨基-2-丙醇或2-(2-氨基乙氧基)乙醇,(a24)硫代醇,例如2-巰基乙醇,或(a25)多元胺,例如乙二胺或二亞乙基三胺。特別地,使用丙烯酸2-羥基乙酯。合適的化合物(a3)的實例為(a31)羥基羧酸,例如羥基乙酸(乙醇酸)、2-或3-羥基丙酸、3-或4-羥基丁酸、羥基新戊酸、6-羥基己酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、2,3-二羥基丙酸(甘油酸)、二幾甲基丙酸、二幾甲基丁酸、三羥甲基乙酸、水楊酸、3-或4-羥基苯曱酸或2-、3-或4-羥基肉桂酸,(a32)氨基酸,例如6-氨基己酸、氨基乙酸(甘氨酸)、2-氨基丙酸(丙氨酸)、3-氨基丙酸(P-丙氨酸)或其他必需氨基酸;N,N-二(2-羥基乙基)甘氨酸、N-[二(羥基曱基)-曱基]甘氨酸或酰亞氨基二乙酸,(a33)糖酸,例如葡糖酸、葡糖二酸、葡糖醛酸、半乳糖醛酸或粘酸(半乳糖二酸),U34)硫醇基羧酸,例如巰基乙酸,或(a35)磺酸,例如2-氨基乙磺酸(?;撬?、氨基曱磺酸、3-氨基丙磺酸、2-[4-(2-羥基乙基)-l-哌嗪基]乙磺酸、3-[4-(2-羥基乙基)哌嗪基]丙磺酸、N-[三(羥基甲基)甲基]-2-氨基乙磺酸、N,N-二(2-羥基乙基)-2-氨基乙磺酸、5-磺基水楊酸、8-羥基喹啉-5-磺酸、苯酚-4-磺酸或對氨基苯磺酸。特別地,使用羥基乙酸(乙醇酸)(a31)。所述酸基可以呈離子化形式。合適的抗衡離子的實例為鋰、鈉、鉀、銣、銫、鎂、鍶、鋇或銨離子以及來源于通常的已知有機胺的伯、仲、叔或季銨離子。合適的化合物(a4)的實例為上述二元醇和多元醇(a21)、氨基醇(a23)、硫代醇(a24)或多元胺(a25)。優(yōu)選通過使化合物(al)、(a2)和(a3)以及需要的話(a4)以如下摩爾比反應制成所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯(Al):該摩爾比使得對于3當量來自化合物(al)的異氰酸酯基團,存在-0.5-3、優(yōu)選O.8-2.5、更優(yōu)選l.0-2.2、特別是1.4-1.8當量來自化合物(a2)的異氰酸酯反應性官能團以及-0.001-1.5、優(yōu)選0.005-1.0、更優(yōu)選0.Ol-O.8、特別是0.1-0.5當量來自化合物(a3)的異氰酸酯反應性官能團,以及需要的話,-0-2、優(yōu)選0.1-1.8、更優(yōu)選O.5-1.5、特別是0.8-1.3當量來自化合物(a4)的異氰酸酯反應性官能團。從方法的方面來看聚氨酯(曱基)丙烯酸酯(Al)的制備沒有特異之處,而是在5-100匸的溫度和沒有水的存在下在多異氰酸酯反應的通常的已知條件下進行。為了抑制烯鍵式不飽和雙鍵的聚合,優(yōu)選在含氧氣體下、特別是在空氣或空氣/氮氣混合物下操作。本發(fā)明的淤漿包含至少一種分散相(A)和連續(xù)水相(B)。在最簡單的情況下,分散相(A)包含粘結劑(Al)而連續(xù)相(B)包含水。然而,優(yōu)選地,本發(fā)明的淤漿進一步以通常的已知量包含至少一種通常的已知添加劑(A2)。根據(jù)其物理化學性質,添加劑(A2)可以在分散相(A)中,即尺寸穩(wěn)定的顆粒(A);或者,它也可以形成單獨的分散相(A2),例如顏料。另外,它可以僅在水相(B)中,例如水溶性鹽,或者可以聚集在水相(B)與分散相(A)之間的界面上,例如潤濕劑。尤其添加劑(A2)可以將它自己分配在分散相(A)和水相(B)之間,例如以分子分散地溶解的有機染料。因此技術人員能夠簡單地預測添加劑(A2)在本發(fā)明淤漿中將會如何表現(xiàn)。所述添加劑(A2)優(yōu)選選自能夠熱分解而沒有或基本上沒有殘佘物的鹽;除粘結劑(B)以外的用物理方法、熱方法和/或用光化輻射可固化的粘結劑;中和劑;可熱固化的反應性稀釋劑;用光化輻射可固化的反應性稀釋劑;不透明的和透明的、有色和/或效果顏料;以分子分散地可溶解的染料;不透明的和透明的填料;納米顆粒;光穩(wěn)定劑;抗氧化劑;脫揮發(fā)劑;潤濕劑;乳化劑;滑爽劑;阻聚劑;自由基聚合引發(fā)劑、特別是光引發(fā)劑;熱不穩(wěn)定的自由基引發(fā)劑;粘合促進劑;流動控制劑;成膜助劑;流變學助劑、例如增稠劑和結構上粘稠的流掛控制劑SCA;阻燃劑;腐蝕抑制劑;自由流動助劑;蠟;催干劑;殺生物劑;和消光劑。優(yōu)選本發(fā)明的淤漿包含能夠熱分解而沒有或基本上沒有殘余物的鹽、光穩(wěn)定劑、潤濕劑、乳化劑、流動控制劑、光引發(fā)劑和流變學助劑作為添加劑(A2)。如果本發(fā)明淤漿有待用作透明涂層淤漿的話,它優(yōu)選不含不透明的成分,特別是沒有不透明的顏料或填料。合適的添加劑(A2)的實例從以下德國專利申請中得知-DE10126649Al,第16頁段至第18頁段-DE10027270Al,第11頁段至第4頁段,以及第4頁和段,第10頁-段。在本發(fā)明的淤漿包含可熱固化成分的情況下,它們在尺寸穩(wěn)定的顆粒(A)中的存在量優(yōu)選〈40wty。,更優(yōu)選〈30wt。/。,特別是〈20wt。/。。優(yōu)選通過從德國專利申請DE19908013Al、德國專利DE19841842C2或德國專利申請DE10055464Al中得知的二次分散方法制備本發(fā)明的淤漿。在該方法中將離子穩(wěn)定的粘結劑(Al)以及需要的話添加劑(A2)溶解在有機溶劑、特別是高度揮發(fā)性的與水可混溶的溶劑中。借助于中和劑U2)將所得溶液分散在水中。然后在攪拌下用水進行稀釋。初始產(chǎn)物為油包水乳液,其在進一步稀釋下經(jīng)歷相反轉以得到水包油乳液。通常在以乳液計固體含量〈5Ow0。下達到該相反轉點,而且可以從稀釋過程中相對急劇的粘度降低而在外部辨認。也可以直接通過粘結劑(Al)以及適當?shù)脑捥砑觿?A2)在水中的熔融乳化來制備該水包油乳液。在乳化之前或乳化過程中向有機溶液和/或水中加入潤濕劑(A2)的話在這方面是有利的。優(yōu)選將它們加入到有機溶液中。仍然含有溶劑的如此得到的乳液隨后通過共沸蒸餾除去溶劑。根據(jù)本發(fā)明,在701C以下、優(yōu)選50"C以下、特別是401C以下的蒸餾溫度蒸餾出有待除去的溶劑的話是有利的。適當?shù)脑捲谶@種情況下選擇蒸餾壓力以致于在相對高沸點溶劑的情況下將溫度保持在該范圍內。在最簡單的情況下可以通過在室溫下在敞口容器中攪拌乳液若干天來進行該共沸蒸餾。在優(yōu)選的情況下,含溶劑的乳液通過真空蒸餾除去溶劑。為了避免高粘度,通過蒸發(fā)或蒸餾除去的水和溶劑的量用水來代替。可以在蒸發(fā)或蒸餾之前、之后乃至其過程中加入水,而且可以分幾部分加入。在除去溶劑后,分散的尺寸穩(wěn)定顆粒的玻璃化轉變溫度提高,并且形成結構上粘稠的水性分散體(B),即本發(fā)明的淤漿(A),而不是先前的含溶劑乳液。適當?shù)脑拰⑺龀叽绶€(wěn)定的顆粒在潮濕狀態(tài)下機械粉碎,該操作也稱為濕磨。在這一點上優(yōu)選采用使得研磨用材料的溫度不超過70°c、更優(yōu)選6ox:、特別是5ox:的條件。研磨操作期間的比能量輸入優(yōu)選為10-1000、更優(yōu)選15-750、特別是20-500Wh/g??梢葬娪卯a(chǎn)生高或低的剪切場的非常眾多設備中的任一種進行濕磨。產(chǎn)生低剪切場的合適設備的實例為通常的已知的攪拌罐、狹縫式均質器、微流化器(microfluidizer)或溶解器。產(chǎn)生高剪切場的合適設備的實例為通常的已知的攪拌研磨機或在線溶解器。特別優(yōu)選釆用產(chǎn)生高剪切場的設備。這些設備中,攪拌研磨機根據(jù)本發(fā)明特別有利和因此非常優(yōu)選使用。在濕磨情況下,一般而言,借助于合適裝置、例如泵、特別是齒輪泵將本發(fā)明淤漿供入上述設備,并且循環(huán)通過所述設備直至達到期望的粒度為止。優(yōu)選在使用前過濾本發(fā)明的淤漿。這用通常的已知的過濾設備和過濾器來完成。過濾器的篩目大小可以寬范圍變化而且主要由粒度和粒度分布來指導。因此技術人員能夠容易地基于該物理參數(shù)確定合適的過濾器。合適過濾器的實例為單絲平面過濾器或袋式過濾器。它們在市場上以品名Pong⑧或Cuno⑧可購得??梢越柚谕ǔ5囊阎耐坎家后w涂料的方法出色地涂布本發(fā)明的淤漿,所述方法例如注射、噴涂、刮刀涂布、展涂、澆注、浸漬、滴涂或輥涂。優(yōu)選采用噴涂法。優(yōu)選涂布過程中沒有光化輻射。在涂布之后,本發(fā)明的淤漿毫無問題地干燥并且在加工溫度、通常是室溫下顯示成膜。換句話說,涂布成濕膜的本發(fā)明淤漿當在室溫或稍微升高的溫度下閃蒸時失去水分,其中存在的顆粒改變它們的原始形式并且聚結以形成均勻的膜(A)?;蛘?,涂布的本發(fā)明淤漿可以在粉末形式下干燥。通過使用氣態(tài)、液態(tài)和/或固態(tài)的熱介質、例如熱空氣、熱油或熱輥,或者微波輻射、紅外光和/或近紅外(NIR)光,可以使干燥加速。優(yōu)選地在23-150°C、更優(yōu)選30-120X:、特別是50-100t:的強制通風烘箱中干燥該濕膜。此后通過自由基聚合固化本發(fā)明的干燥的膜(A)。可以用熱方法引發(fā)和維持自由基聚合。在該情況下優(yōu)選使用上述設備和技術。在某些情況下,通過運行分段加熱程序或所謂的加熱斜面(ramp),使流動過程以及固化或交聯(lián)反應在暫時的偏移下進行會是有利的。交聯(lián)溫度優(yōu)選為120-160iC。相應的烘焙時間為10-60分鐘。優(yōu)選用光化輻射,更優(yōu)選用電子束或UV輻射、優(yōu)選UV輻射、特別是UV-A輻射來引發(fā)和維持自由基聚合。就方法而言光化輻射固化沒有特別的特征,而是可以借助于通常的已知的設備和技術進行,如同例如在以下中所述那樣德國專利申請DE19818735Al,第10欄第31-61行,德國專利申請DE10202565Al,第9頁第段至第10頁第段,德國專利申請DE10316890Al,笫17頁第-段,國際專利申請WO94/11123,第2頁第35行至第3頁第6行,第3頁第10-15行,以及第8頁第1-14行,或美國專利US6,743,466B2,第6欄第53行至第7欄第14行。優(yōu)選將光化輻射固化與熱固化結合。由于本發(fā)明淤漿以及由它制成的本發(fā)明固化材料的有利性能,本發(fā)明的淤漿和本發(fā)明的材料可以在非常寬范圍下使用。優(yōu)選將它們用作涂料、粘合劑和密封劑以便產(chǎn)生本發(fā)明的涂層、粘合層和密封。本發(fā)明的涂層、粘合層和密封可以用于眾多涂覆過的和未涂覆的基底中的任一種的涂覆、粘結和密封。所述基底優(yōu)選包含金屬、塑料、木材、陶瓷、石材、紡織品、纖維復合物、皮革、玻璃、玻璃纖維、玻璃棉和石棉、礦物粘結的和樹脂粘結的建筑材料例如石骨板和水泥板或屋面瓦、以及這些材料的復合體。所述基底優(yōu)選為-由肌肉力量、熱空氣或風操作的陸上、水上或空中運輸工具,例如自行車、軌道臺車、劃艇、帆船、熱氣球、氣球或滑翔機,還有其部件,-陸上、水上或空中機動運輸工具,例如摩托車、多用途運載車或機動車、特別是汽車,水中或水下船舶或飛機,還有其部件,-固定浮體,例如浮標或港口設施的部件,-建筑物的內外部,-門、窗、家具,以及-中空玻璃制品,-小型工業(yè)部件,例如螺母、螺栓、轂帽或輪緣,-容器,例如盤管、貨物容器或包裝,-電氣部件,例如電子繞線組件(windings),例如線圏,-光學部件,-才幾械部件,以及-白色貨物例如家用電器,鍋爐和散熱器。特別地基底為汽車車身及其部件。優(yōu)選將本發(fā)明淤漿用于制備本發(fā)明的涂層。本發(fā)明淤漿可以特別有利地用作底漆、打底材料、二道底漆、底涂料、用于產(chǎn)生單層或多層底漆涂層體系的單色頂涂料或透明涂料、腐蝕控制涂層、抗碎石打底涂層、二道底漆涂層、底涂層、單色頂涂層和透明涂層。非常特別有利地將本發(fā)明的淤漿用于產(chǎn)生作為多層彩色和/或效杲涂料體系的一部分的透明涂層,該多層彩色和/或效果涂料體系特別地由通常的已知濕碰濕技術(參見德國專利申請DE10027292Al,第13頁第段至第14頁第段)從底涂料和本發(fā)明淤漿產(chǎn)生。由于其特定的優(yōu)點,本發(fā)明的淤漿和由它制成的本發(fā)明的透明涂層出色地適合汽車的OEM末道漆以及汽車末道漆、特別是頂層汽車末道漆的整修。所述整修可以在小面積上進行,例如作為局部修補,或者在大面積上,在汽車制造商車間中的生產(chǎn)線上進行,例如作為生產(chǎn)線末端(end-of-line)的^f務補,或者在涂漆車間中進行。整修之前可以在有待修補的位置區(qū)域中預處理受損表面。這可以例如通過用有機溶劑部分溶解表面、平滑化、砂磨、電暈處理或火焰處理來完成。本發(fā)明淤漿特別有利的是在許多情況下可以省去上述預處理。包含至少一個本發(fā)明透明涂層的本發(fā)明的多層彩色和/或效果涂料體系滿足對汽車末道漆的所有要求(參見歐洲專利EP0352298Bl,第15頁第42行至第17頁第40行)而且在其外觀方面完全符合AiS^面。尤其是它們特別平滑、即使在高的膜厚度下也沒有涂料缺陷例如凹坑或裂紋,而且耐氣候變化、耐化學品、耐凝結、耐碎石和耐劃傷。實施例制備實施例1粘結劑(Al)的制備在60。C和攪拌下將異丙烯叉基二環(huán)己醇粗分散在丙烯酸羥基乙酯中。向該懸浮液中加入多異氰酸酯、季戊四醇三/四丙烯酸酯、氫醌單曱醚、1,6-二叔丁基對曱酚和甲乙酮。在加入二月桂酸二丁基錫后,反應混合物變得更熱。在751C攪拌若干小時直至游離異氰酸酯基團含量恒定為止。加入乙醇酸和甲醇并且攪拌混合物直至不再檢測出游離異氰酸酯基團為止。含羥基化合物和多異氰酸酯的用量致使獲得以下列出的當量比:<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>所得粘結劑(Al)的玻璃化轉變溫度為2.5T,23t:的粘度為2.0Pas,烯鍵式不飽和雙鍵舍量為3.12eq/kg固體,酸值為11.41mgK0H/g固體。它出色地適合于制備透明涂層淤漿。實施例1透明涂層淤漿的制備將738.165重量份的制備實施例1的粘結劑(Al)溶液、10.438重量份Tinuvin⑧CGL052(來自CibaSpecialtyChemicals的光穩(wěn)定劑,含有一個三溱基團和兩個環(huán)狀、位阻^醚基團)在甲乙酮中的50%濃度溶液、9.185重量份Tinuvin⑧400(來自CibaSpecialtyChemicals的光穩(wěn)定劑)、7.228重量份LutensolAT50(來自BASFAG的潤濕劑)、8.246重量份的三曱胺、20.876重量份來自CibaSpecialtyChemicals的Irgacure184和來自BASFAG的LucirinTPO的光引發(fā)劑混合物(重量比5:1)相互混合。將所得混合物M在1004重量份去離子水中。向該M體中加入0.117重量份乙酸銨。粘結劑(Bl)的中和度為75%。隨后由1JimCuno⑧白色過濾器過濾該^t體。室溫下在敞口容器中攪拌該過濾后的分散體24小時以便蒸發(fā)甲乙酮。用0.788重量份BaysiloneAl3468(來自Borchers的流動控制劑)和15.776重量份AcrysolRM-8W(來自Rohm&Haas的非離子締合增稠劑)補充該不含溶劑的分散體。通過光子相關光鐠法(MalvernZetasizer1000)測定所得透明涂層淤漿的z-中值平均粒度;其為140nm。該透明涂層淤漿的固含量為36.2wt%。它出色地適合于制備汽車用多層彩色和/或效果涂料體系。實施例2多層彩色涂料體系的制備用已經(jīng)涂覆有常規(guī)已知的陰極沉積并烘焙過的電涂層的測試鋼板制備多層彩色涂料體系。在所有情況下在電涂層上涂布來自BASFCoatingsAG的常規(guī)已知的水基二道底漆膜和來自BASFCoatingsAG的常規(guī)已知的黑色水性底涂料膜,兩層涂膜都濕碰濕地涂布。在它們涂布之后,使涂膜各自在8G1C下進行初始干燥IO分鐘。隨后將實施例1的透明涂層淤漿以楔形涂布至干燥過的底涂層膜上,以便千燥所得透明涂層膜以及結合固化二道底漆膜、底涂層膜和透明涂層膜產(chǎn)生厚度為10-100jam的楔形透明涂層。其自身固化在貧氧的氣氛(1體積y。氧氣)下在1551C加熱15分鐘以及用1.5J/cm1,J量的UV輻射(來自1ST的摻雜鐵的汞燈)來完成。即使在>80jum的膜厚度下透明涂層也沒有凹坑、大龜裂和微缺陷("布滿點的表面(starrysky)',)。另外,在干燥過的底涂層膜上,以均勻厚度涂布實施例1的透明涂層淤漿,以便干燥透明涂層膜以及結合固化二道底漆膜、基礎涂層膜和透明涂層膜產(chǎn)生厚度為40nm的楔形透明涂層。這里同樣地,其自身固化在貧氧的氣氛(1體積%氧氣)下在155C于強制空氣烘箱中加熱15分鐘以及用1.5J/cm卩劑量的UV輻射(來自IST的摻雜鐵的汞燈)來完成。所得黑色多層涂料體系特別地非常光亮、有光澤,耐化學品,耐碎石,堅固,有撓性,耐劃傷和耐凝結,如同通過以下試驗結果強調的那樣耐化學品DaimlerChrysler梯度爐觀'J試<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>注輕微溶脹,輕微發(fā)白用粘合劑十字切割測試膠帶去除GT-1硬度Fischerscope壓入硬度普遍硬度25.6mN下137.4N/mm2平均壓入深度2.66Mm相對回彈性64.5%25.6mN下的蠕變10.74%0.4mN下的蠕變33.64%碎石VDA:指數(shù)1.5生銹0.5落球沖擊滿意耐劃傷性Amtec-Kistler實驗室清潔裝置初始光澤(20):89單位未清潔的殘余光澤65單位清潔后的殘余光澤71單位殘余光澤81%砂測試(參見德國專利申請DE19839453Al,第9頁第1-63行)殘余光澤84%權利要求1.水性的、結構上粘稠的通過自由基聚合可固化的粉末分散體,它基本上或完全不含揮發(fā)性有機化合物,以及包含固體和/或高度粘稠的顆粒(A)作為其分散相,所述顆粒(A)在存儲和應用條件下尺寸穩(wěn)定以及通過光子相關光譜法測定的z-中值平均粒度為80-750nm,所述顆粒(A)包含以(A)計50-100wt%的至少一種可自由基交聯(lián)的粘結劑(A1),其玻璃化轉變溫度為-70至+50℃,烯鍵式不飽和雙鍵含量為2-10eq/kg以及酸基含量為0.05-15eq/kg。2.權利要求l的粉末分散體,其中所述粘結劑(Al)的數(shù)均分子量為1000-50000道爾頓。3.權利要求1或2的粉末分散體,其中所述烯鍵式不飽和雙鍵在選自以下的基團中(甲基)丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、巴豆酸酯、肉桂酸酯、乙烯基醚、乙烯基酯、二環(huán)戊二烯基、降水片烯基、異戊二烯基、異丙烯基、烯丙基或丁烯基;二環(huán)戊二烯基醚、降水片烯基醚、異戊二烯基醚、異丙烯基醚、烯丙基醚或丁烯基醚基團;或二環(huán)戊二烯基酯、降冰片烯基酯、異戊二烯基酯、異丙烯基酯、烯丙基酯或丁烯基酯基團。4.權利要求3的粉末分散體,其中所述烯鍵式不飽和雙鍵在(曱基)丙烯酸酯基團中。5.權利要求l-4任一項的粉末分散體,其中所述粘結劑(Al)選自低聚和聚合的環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯和碳酸酯(曱基)丙烯酸酯。6.權利要求5的粉末分散體,其中所述粘結劑(Al)為低聚或聚合聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。7.權利要求l-6任一項的粉末分散體,其中所述尺寸穩(wěn)定的顆粒(A)通過光子相關光鐠法測定的z-中值平均粒度為80-400nm。8.權利要求l-7任一項的粉末分散體,其進一步包含選自以下的至少一種添加劑(A2):能夠熱分解而沒有或基本上沒有殘余物的鹽;除粘結劑(B)以外的用物理方法、熱方法和/或用光化輻射可固化的粘結劑;中和劑;可熱固化的反應性稀釋劑;用光化輻射可固化的反應性稀釋劑;不透明的和透明的、彩色和/或效果顏料;以分子分散地可溶解的染料;不透明的和透明的填料;納米顆粒;光穩(wěn)定劑;抗氧化劑;脫揮發(fā)劑;潤濕劑;乳化劑;滑爽劑;阻聚劑;自由基聚合引發(fā)劑、特別是光引發(fā)劑;熱不穩(wěn)定的自由基引發(fā)劑;粘合促進劑;流動控制劑;成膜助劑;流變學助劑、例如增稠劑和結構上粘稠的流掛控制劑SCA;阻燃劑;腐蝕抑制劑;自由流動助劑;蠟;催干劑;殺生物劑;和消光劑。9.制備權利要求l-8任一項的水性的、結構上粘稠的通過自由基聚合可固化和基本上或完全不含揮發(fā)性有機化合物的粉末分散體的方法,其包括將所述顆粒(A)分散在水性介質(B)中。10.權利要求10的方法,其中借助于二次分散方法將所述顆粒(A)分散在水性介質(B)中,其中包括-將離子穩(wěn)定的粘結劑(Al)以及需要的話添加劑(A2)溶解在有機溶劑中,-借助于中和劑(A2)將所得溶液分散在水中,_用水稀釋所得分散體,從而最初形成油包水乳液,其在進一步稀釋下經(jīng)歷相反轉以形成水包油乳液,以及-從所述水包油乳液中除去有機溶劑。11.權利要求l-8任一項的水性的、結構上粘稠的通過自由基聚合可固化和基本上或完全不含揮發(fā)性有機化合物的粉末分散體、或者通過權利要求9或10的方法制成的水性的、結構上粘稠的通過自由基聚合可固化和基本上或完全不含揮發(fā)性有機化合物的粉末分散體,作為涂料、粘合劑或密封劑用于產(chǎn)生涂層、粘合層或密封的用途。12.權利要求11的用途,其中所述涂料用作底漆、打底材料、二道底漆、底涂料、用于產(chǎn)生單層或多層底漆涂層體系的單色頂涂料或透明涂料、腐蝕控制涂層、抗碎石打底涂層、二道底漆涂層、底涂層、單色頂涂層或透明涂層。13.權利要求12的用途,其中所述透明涂料用于產(chǎn)生作為多層彩色和/或效果涂料體系的一部分的單層或多層透明涂層體系。14.權利要求13的用途,其中所述多層彩色和/或效果涂料體系借助于濕碰濕技術產(chǎn)生。15.權利要求11-14任一項的用途,其中用熱方法和/或用光化輻射引發(fā)和維持所述自由基聚合。全文摘要本發(fā)明涉及自由基聚合可固化的水性的、結構上粘稠的基本上或完全不含揮發(fā)性有機化合物的粉末分散體,包含固體和/或高度粘稠的顆粒(A)作為其分散相,所述顆粒(A)在存儲和應用條件下尺寸穩(wěn)定以及通過光子相關光譜法測定的z-中值平均粒度為80-750nm。所述顆粒(A)包含以(A)計50-100wt%的至少一種可自由基交聯(lián)的粘結劑(A1),其玻璃化轉變溫度為-70至+50℃,烯鍵式不飽和雙鍵含量為2-10eq/kg以及酸基含量為0.05-15eq/kg。本發(fā)明還涉及該粉末分散體的制備方法及其用途。文檔編號C09D5/03GK101305059SQ200680041867公開日2008年11月12日申請日期2006年11月9日優(yōu)先權日2005年11月10日發(fā)明者B·奧斯特魯普,B·穆???H·鮑姆加特申請人:巴斯福涂料股份公司
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