制备单组分涂料组合物的方法与流程

制备单组分涂料组合物的方法
1.背景
2.基于异氰酸酯化学的组合物可用作涂料，例如漆、底漆等中的组分。异氰酸酯类涂料组合物可包括例如由包含如二异氰酸酯、多异氰酸酯、异氰酸酯反应产物等或其组合的组分的树脂形成的聚氨酯或聚脲涂料。这些树脂可通过各种机制固化，以在树脂组分之间形成共价键，由此产生交联的聚合物网络。
3.作为一个具体实例，湿固化聚氨酯涂料体系可在室温下与大气水反应以形成膜。可以在不使用热或其它能量密集型固化机制的情况下产生这些膜。但是，由于它们对水的高敏感性，在这样的涂料体系中可能存在一些挑战。例如，在湿固化涂料配制物中可能希望包含的一些添加剂带有一定量的水，这可导致涂料体系过早交联。因此，在许多情况下，将湿固化聚氨酯配制为双组分(2k)涂料体系以避免这一问题，其中异氰酸酯反应性组分仅在混合前不久与多异氰酸酯合并。但是，2k涂料体系在使用上可能很麻烦，并且可能发生混合错误以致可能损害涂层的预期性能。因此，需要制备在容器中不会过早交联的单组分(1k)湿固化聚氨酯的改进的方法。
4.详述
5.尽管以下详述为了解释说明而含有许多细节，但本领域普通技术人员将认识到，可对以下细节作出许多变动和更改并且被认为包括在本文中。因此，提出以下实施方案而不会对所提出的任何权利要求造成一般性的任何损失并且不会施加限制。还要理解的是，本文所用的术语仅为了描述特定实施方案，并且无意构成限制。除非另行定义，本文使用的所有技术和科学术语具有本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
6.除非上下文清楚地另行规定，本书面说明中所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括对复数对象的明确支持。因此，例如，提到“一种聚合物”或“该聚合物”可包括多种这样的聚合物。
7.在本技术中，“包含(“comprises”、“comprising”)”、“含有”和“具有”等可具有美国专利法赋予它们的含义，并且可以是指“包括(“includes”、“including”)”等，并通常被解释为开放式术语。术语“由...组成”或“由...构成”是封闭术语，并且仅包括结合此类术语具体列出的组分、结构、步骤等，以及依据美国专利法的情况。“基本由...组成”或“基本由...构成”具有美国专利法通常赋予它们的含义。特别地，此类术语通常是封闭术语，除了允许包括不会实质影响与其关联使用的(一个或多个)项目的基本和新颖特征或功能的附加项目、材料、组分、步骤或要素之外。例如，存在于组合物中但不影响组合物性质或特征的痕量元素(如果存在)在“基本由...组成”的措辞下是可允许的，即使在此类术语后的项目列表中没有明确列举。当在本书面说明中使用开放式术语如“包含”或“包括”时，要理解的是，也应该像明确表述一样对“基本由...组成”的措辞以及“由...组成”的措辞提供直接支持，反之亦然。
8.如果有的话，说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等用于区分类似的要素，并且不一定用于描述特定的先后顺序或时间顺序。要理解的是，如此使用的任何术语在适当的情形下可互换以使本文所述的实施方案例如能够以本文例示或以
其它方式描述的那些顺序以外的顺序操作。类似地，如果一种方法在本文中被描述为包括一系列步骤，如本文呈现的这些步骤的顺序不一定是可能实施这些步骤的唯一顺序，并且可能省略某些指定步骤和/或可能向该方法添加本文中没有描述的某些其它步骤。
9.本文所用的术语“基本”是指动作、特征、性质、状态、结构、项目或结果的完全或接近完全的限度(extent)或程度(degree)。例如，“基本”被包围的对象是指该对象完全被包围或接近完全被包围。与绝对完全性的确切可允许偏差度在一些情况下可能取决于具体情境。但是，一般而言，该完全接近度(nearness of completion)将使得具有与获得绝对和全面完全(total completion)时相同的总体结果。当在否定意义上使用以表示完全或接近完全缺乏某个动作、特征、性质、状态、结构、项目或结果时，“基本”的使用同样适用。例如，“基本不含”粒子的组合物将完全不含粒子，或如此接近完全不含粒子以致效果与完全不含粒子一样。换言之，“基本不含”某种成分或元素的组合物可能仍实际含有这样的项目，只要其没有可测得的效果。
10.本文所用的术语“约”用于通过提供可“略高于”或“略低于”数值范围端点的给定值而为该端点提供灵活性。除非另有说明，根据具体数值或数值范围使用术语“约”也应理解为对没有术语“约”的这些数值项或范围提供支持。例如，为了方便和简洁，“约50毫克至约80毫克”的数值范围也应理解为对“50毫克至80毫克”的范围提供支持。此外，要理解的是，在本说明书中，即使随其使用术语“约”，也提供对实际数值的支持。例如，“约”30的引述应被解释为不仅对略高于和略低于30的值提供支持，也对实际数值30提供支持。除非另行规定，所有数值参数应被理解为在所有情况下都以术语“约”作为前缀和修饰，其中数值参数具有用于测定该参数的数值的基础测量技术特有的固有变异性。
11.如本文所用，为方便起见，可能在通用列表中陈述多个项目、结构要素、组成要素和/或材料。但是，这些列表应该像该列表的各成员作为单独和唯一的成员逐一规定的那样解释。因此，如果没有作出相反的指示，此类列表的任一成员不应仅基于它们出现在同一组中而被解释为同一列表的任何其它成员的事实等同物。
12.浓度、量和其它数值数据在本文中可能以范围格式表达或呈现。要理解的是，这样的范围格式仅为方便和简洁使用，且因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的界限明确列举的数值，还包括该范围内包含的所有单个数值或子范围，就像明确列举各个数值和子范围那样。例如，“1至5”的数值范围应被解释为不仅包括1至5的明确列举的值，还包括在所示范围内的单个值和子范围。因此，在这一数值范围内包括单个值，如2、3和4，和子范围，如1-3、2-4和3-5，等等，以及单个地，1、2、3、4和5。
13.这一相同原理适用于作为最小值或最大值列举仅一个数值的范围。此外，无论该范围的宽度或描述的特征如何，都应适用这样的解释。
14.在本说明书通篇提到的“一个实例”是指结合该实例描述的特定要素、结构或特征包括在至少一个实施方案中。因此，短语“在一个实例中”在本说明书通篇各处的出现不一定都是指同一实施方案。
15.发明实施方案
16.本技术涉及基于硅烷改性聚脲的单组分(1k)湿固化涂料组合物及其制备方法。对于1k湿固化涂料组合物，罐内或容器内稳定性可用于测定产品的可靠性。例如，由于水促进该固化机制，添加到涂料组合物中的组分中的任何残余水都可能导致涂料组合物过早固
化。因此，可以使用各种减少水分的方法来制备和稳定1k涂料组合物。
17.更详细地，该1k湿固化涂料组合物可包括各种含水添加剂，如颜料、触变剂、分散剂、流平剂、消泡剂、除气剂、抗氧化剂、光稳定剂、水清除剂、增稠剂、阻燃剂等，或其组合。
18.含水添加剂可以以各种量添加到涂料组合物中。在一些实例中，含水添加剂可以以基于涂料组合物的总重量计的10重量％至55重量％的量包含在涂料组合物中。在其它实例中，含水添加剂可以以基于涂料组合物的总重量计的25重量％至45重量％、30重量％至50重量％或35重量％至55重量％的量包含在涂料组合物中。
19.在一些具体实例中，该1k湿固化涂料组合物可包括颜料。对颜料或颜料组合的类型或颜色没有特别限制。颜料可以以各种量包含在涂料组合物中。在一些实例中，颜料可以以基于涂料组合物的总重量计的5重量％至50重量％的量包含在涂料组合物中。在其它实例中，颜料可以以基于涂料组合物的总重量计的10重量％至30重量％、15重量％至35重量％、20重量％至40重量％、25重量％至45重量％或30重量％至50重量％的量包含在涂料组合物中。
20.可以将含水添加剂添加到并分散在非反应性树脂中以形成研磨分散体。如本文所用，“非反应性树脂”是指任何在环境反应条件下对涂料组合物中的氨基甲酸酯、脲或硅氧烷基团没有反应性的树脂。“环境反应条件”是指周围环境存在的温度、压力和相对湿度。
21.在一些实例中，非反应性树脂可以改进含水添加剂的研磨过程。具体地，与在溶剂中研磨相比，非反应性树脂可以改进附聚物上的剪切以促进含水添加剂研磨至更细的水平。此外，与在溶剂中研磨相比，非反应性树脂的粘性性质可以使含水添加剂在研磨后的再附聚最小化。
22.各种非反应性树脂可用于形成添加剂分散体。非反应性树脂的非限制性实例可包括丙烯酸系树脂、聚酯树脂、氨基甲酸树脂、醛树脂等或其组合。在一些具体实例中，非反应性树脂可以是基于丁基氨基甲酸乙酯(butylurethane)和甲醛的氨基甲酸树脂。在一些实例中，非反应性树脂在23℃下可以是流体。在一些情况下，如果非反应性树脂在23℃下是固体，非反应性树脂会过度增加涂料组合物的初始粘度。
23.在一些实例中，非反应性树脂可作为100重量％固体组分使用。在另其它实例中，非反应性树脂可以预分散在相容溶剂中至基于非反应性树脂和稀释剂的总重量计的40％至99％固体、45％至95％、或50％至90％、或60％至80％。在一些情况下，例如，将非反应性树脂预分散在相容溶剂中可以改进研磨分散体的易操作性。
24.通常，非反应性树脂可以以基于涂料组合物的总树脂重量计的小于25重量％的量包含在涂料组合物中。“总树脂重量”是指涂料组合物中存在的聚合物或低聚物的总量，除了可专门用作干燥剂的那些外(例如，以基于涂料组合物中存在的实测或计算水含量计的量添加到涂料组合物中的聚合物或低聚物)。在一些附加实例中，非反应性树脂可以以基于涂料组合物的总树脂重量计的5重量％至25重量％的量包含在涂料组合物中。在再附加的实例中，非反应性树脂可以以基于涂料组合物的总树脂重量计的5重量％至15重量％、8重量％至18重量％、10重量％至20重量％或12重量％至22重量％的量包含在涂料组合物中。
25.该研磨分散体(grinding dispersion)可以根据astm d1210-05使用合适的研磨机研磨，直到达到至少3、至少4、至少5、至少6或至少7的hegman值，以形成研磨后分散体(ground dispersion)。
26.研磨后分散体可以用合适的溶剂稀释以形成研磨后浆料(ground slurry)。溶剂的非限制性实例可包括甲基正戊基酮、c9-c10芳烃溶剂、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、2-乙基己醇、丙酮、2-丁酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、乙酸3-甲氧基-1-丁酯、丙烯正丁基醚(propylene n-butyl ether)、甲苯、甲乙酮、二甲苯、1，4
‑‑
二氧杂环己烷、二丙酮醇、n-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、溶剂石脑油(烃混合物)等或其组合。
27.如前所述，非功能性树脂的相对较高粘度可以提供与在溶剂或其它相当的低粘度环境中研磨相比改进的用于研磨含水添加剂的剪切环境。因此，如果有的话，通常在研磨分散体之后加入溶剂。在此阶段加入溶剂可提供许多益处。在一些情况下，例如，溶剂可以促进研磨后分散体的干燥。此外，在一些实例中，向研磨后分散体中加入溶剂可以降低最终涂料组合物的总粘度以易于施加。通常，基于涂料组合物的总重量计，添加到涂料组合物中的总溶剂的量不超过250克/升(g/l)。在再其它实例中，基于涂料组合物的总重量计，添加到涂料组合物中的总溶剂不超过220g/l、200g/l、180g/l或150g/l。
28.可以通过karl fischer滴定(astm d 6304-16e1)或其它合适的水定量技术评估研磨后浆料以测定水含量。基于研磨后浆料中测定的水含量，可以加入适量的干燥剂以干燥浆料。重要的是，在研磨分散体中的添加剂以使添加剂中夹带的水分子最大程度地释放到分散体/浆料中之后将干燥剂添加到浆料中。干燥剂然后可以对浆料干燥发挥最大效果。
29.干燥剂的量可取决于所用的特定干燥剂。但是，该量通常可基于相对于据测定存在于研磨后浆料中的水量(例如通过karl fischer滴定)的干燥剂的近似化学计量当量量。各种合适的干燥剂可用于干燥浆料。非限制性实例可包括对甲苯磺酰异氰酸酯(ptsi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)单体、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)单体、基于低官能度hdi的异氰酸酯(例如desmodur ld)、双官能有机硅烷(例如dynasylan vteo)、原甲酸酯(例如additive of)等或其组合。
30.通常，干燥剂可以与浆料混合足够的时间段以使浆料中的水含量小于或等于百万分之3000(ppm)。在一些附加实例中，干燥剂可以与浆料混合足够的时间段以使浆料中的水含量小于或等于2800ppm、小于或等于2500ppm、小于或等于2200ppm、小于或等于2000ppm、或小于或等于1800ppm。
31.干燥的浆料可以与硅烷改性聚脲和任选交联催化剂合并以形成1k湿固化涂料组合物。硅烷改性聚脲化合物可以通过基于异佛尔酮二异氰酸酯并具有异氰脲酸酯和脲基甲酸酯结构单元的多异氰酸酯与通式(i)的氨基硅烷的反应制备：
32.r
1a
(r1o)
(3-a)
si(ch2)nnhchr2ch2coor
3 (i)
33.其中基团r1互相独立地选自c
1-c
20-烷基或c
6-c
20-芳基，
34.a是0至2的整数，
35.n是1至4的整数，
36.r2选自h、c
1-c
20-烷基、c
6-c
12-芳基和-coor3，和
37.r3在每种情况下是c
1-c
20-烷基。
38.硅烷改性聚脲化合物具有低含量的游离异氰酸酯基团。游离异氰酸酯基团的含量通常小于0.2重量％。在一些实例中，游离异氰酸酯基团的含量可以小于0.01重量％，或小于0.001重量％。在一些具体实例中，硅烷改性聚脲化合物在检测精度内不具有任何游离异
氰酸酯基团。游离异氰酸酯基团的含量可以根据din en iso 11909：2007-05测定。
39.基于该化合物的重量计，硅烷改性聚脲化合物另外具有高比例的硅烷基团。这可以改进包含硅烷改性聚脲化合物作为粘合剂的涂料组合物的固化性质。该硅烷改性聚脲化合物因此特别适用于生产快干涂料。
40.基于硅烷改性聚脲化合物的重量计的硅烷基团的比例通常报告为基于该化合物的重量计的硅比例。在一些实例中，硅烷基团的量可为0.1重量％至10重量％、1重量％至7重量％或1.5重量％至5重量％。硅含量可由用于制备硅烷改性聚脲化合物的氨基硅烷的量计算。硅含量也可通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(icp-oes)测定。
41.硅烷改性聚脲化合物通常具有300至6000g/mol的数均分子量。在一些附加实例中，硅烷改性聚脲化合物可具有800至4000g/mol、1000至3000g/mol、或1000至2000g/mol的数均分子量。重均分子量可为500至5000g/mol、800至3000g/mol、或1000至3000g/mol。数均/重均分子量可以借助根据din 55672-1：2016-03使用thf作为洗脱剂对照聚苯乙烯标准物的凝胶渗透色谱法(gpc)确定。
42.在一些实例中，硅烷改性聚脲化合物可具有通过多异氰酸酯的一部分异氰酸酯基团与二烷基胺和/或醇的反应获得的其它脲/氨基甲酸乙酯基团。可以以这种方式调节硅烷改性端基的比例。
43.可以使用各种醇。在一些实例中，醇可以包括具有1至20个碳原子的脂族醇，其也包括包含醚基团的烷氧基化醇。在一些具体实例中，醇可以包括具有1至16个碳原子的脂族醇。在一些附加实例中，醇可以包括一元醇。合适的醇的附加实例可包括甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇、正丁醇、乙二醇单丁醚、2-乙基己醇、1-辛醇、1-十二烷醇、1-十六烷醇等，或其组合。
44.所用的醇也可以是多元醇，其可导致多异氰酸酯分子的预交联。但是，硅烷改性聚脲化合物通常是未交联的并且没有使用多元醇。
45.当使用时，可以使用各种多元醇。通常，所用的多元醇可具有400至8000g/mol、400至6000g/mol、和400至3000g/mol的数均分子量mn。在一些附加实例中，多元醇可具有22至700mg koh/g、30至300mg koh/g、或40至250mg koh/g的羟值。在一些附加实例中，多元醇可具有1.5至6、1.7至5、或1.8至5的oh官能度。
46.可使用的多元醇的非限制性实例是聚氨酯涂料技术中已知的有机多羟基化合物，例如标准聚酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯聚丙烯酸酯多元醇和聚氨酯聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯聚酯多元醇、聚氨酯聚醚多元醇、聚氨酯聚碳酸酯多元醇、聚酯聚碳酸酯多元醇、酚/甲醛树脂等，或其组合。在一些具体实例中，多元醇可包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚碳酸酯多元醇等，或其组合。
47.聚醚多元醇包括，例如，氧化苯乙烯、环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃、环氧丁烷、表氯醇的加聚产物，及其混合加成和接枝产物，和通过多羟基醇或其混合物的缩合获得的聚醚多元醇，和通过多羟基醇、胺和氨基醇的烷氧基化获得的那些。
48.合适的羟基官能聚醚具有1.5至6.0或1.8至5的oh官能度，22至700或40至600mg koh/g固体的oh值，和106至4000g/mol或200至3500g/mol的分子量mn，例如羟基官能起始分子如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、山梨糖醇或这些的混
1，4-二醇、氢化双酚a(2，2-双(4-羟基环己基)丙烷)、2，2-二甲基-3-羟基丙酸2，2-二甲基-3-羟丙酯。合适的三醇的实例是三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷或甘油。所述多元醇可以单独使用或以混合物使用。
57.所用的二烷基胺可以是式nh(r4)2的化合物，其中r4在每种情况下是c
1-c
6-烷基。在一些实例中，该二烷基胺是二正丁胺。
58.硅烷改性聚脲化合物基于多异氰酸酯，所述多异氰酸酯基于异佛尔酮二异氰酸酯并具有异氰脲酸酯和脲基甲酸酯基团。这是由异佛尔酮二异氰酸酯开始通过本身已知的方法制备的低聚多异氰酸酯。异佛尔酮二异氰酸酯中存在的一部分异氰酸酯基团在合适的催化剂存在下发生三聚反应。在三聚之前、期间和/或之后，将烷醇添加到反应混合物中，以使一部分异氰酸酯基团经由相应的氨基甲酸酯阶段与烷醇反应，以得到脲基甲酸酯。这种制备方法的细节是本领域技术人员已知的，并例如公开在ep 0 649 866 a1中。
59.此处所用的烷醇可以是具有1至6个碳原子的脂族醇或这些醇的混合物。合适的醇的实例是甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇、正丁醇、正戊醇、2-乙基-1-己醇、1-辛醇、1-十二烷醇、1-十六烷醇。在一些实例中，使用包含正丁醇的混合物。在一些具体实例中，使用包含正丁醇和正戊醇的混合物。
60.在一些实例中，该多异氰酸酯具有8重量％至20重量％、10重量％至18重量％、或10重量％至15重量％的异氰酸酯基团含量。
61.在一些附加实例中，该多异氰酸酯具有按c3n3o3(分子量126g/mol)计算的3.5重量％至24重量％、或7重量％至17重量％的异氰脲酸酯基团含量。
62.在再附加的实例中，该多异氰酸酯具有按c2hn2o3(分子量101g/mol)计算的2.5重量％至23重量％、或5重量％至16重量％的脲基甲酸酯基团含量。
63.在又附加的实例中，该多异氰酸酯具有28重量％至51重量％的异氰酸酯基团、异氰脲酸酯基团和脲基甲酸酯基团的总含量。
64.该多异氰酸酯也可以以包含其它多异氰酸酯的混合物的形式使用。基于异佛尔酮二异氰酸酯并具有异氰脲酸酯和脲基甲酸酯基团的纯多异氰酸酯在该混合物中的比例通常为至少50重量％、至少60重量％或至少75重量％，在每种情况下基于纯多异氰酸酯的总量计。
65.硅烷改性聚脲化合物还包括衍生自通式(i)的仲氨基硅烷的硅烷基团。
66.在一些实例中，硅烷改性聚脲化合物可包括乙氧基或甲氧基硅烷基团。因此，在一些实例中，基团r1是乙基或甲基。在一些具体实施例中，基团r1是乙基。
67.在一些实例中，硅烷改性聚脲化合物包括二烷氧基硅烷或三烷氧基硅烷基团。在这种情况下，a可以是0或1。
68.在一些实例中，式(i)的氨基硅烷可以是氨基丙基硅烷，其中n＝3。
69.在一些附加实例中，式(i)的氨基硅烷可以是可通过伯氨基硅烷与马来酸、富马酸或肉桂酸的酯的反应获得的仲氨基硅烷。因此，在一些实例中，r2可以是c
6-c
12-芳基或-coor3。
70.在一些实例中，基团r3可以是c
1-c
6-烷基，例如甲基、乙基、正丙基或异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基或3-戊基。在一些具体实例中，r3可以是乙基或甲基。
71.硅烷改性聚脲可以以各种量添加到湿固化单组分涂料组合物中。在一些实例中，硅烷改性聚脲可以以基于湿固化涂料组合物的总重量计的30重量％至50重量％的量添加到湿固化涂料组合物中。在一些具体实例中，硅烷改性聚脲可以以基于湿固化涂料组合物的总重量计的30重量％至45重量％或35重量％至50重量％的量添加到湿固化涂料组合物中。
72.如前所述，硅烷改性聚脲化合物可以与任选的催化剂组合添加到干燥浆料中。在该1k湿固化涂料组合物中可以使用各种合适的催化剂。
73.如本文所述，交联催化剂是指在水存在下催化根据本发明的聚脲化合物的烷氧基硅烷基团的缩合反应的化合物。所用的交联催化剂可以是现有技术中已知的催化剂。该催化剂可以例如是金属催化剂或含磷和/或含氮化合物。
74.在一些实例中，催化剂可包括金属催化剂，如zn、sn、ti、zr或al。在一些具体实例中，催化剂可以是或包括有机锌化合物、有机锡化合物、有机钛酸酯、有机锆酸酯或有机铝酸酯。在一些实例中，有机钛酸酯、有机锆酸酯和有机铝酸酯可具有配体，如烷氧基基团、磺酸酯基团、羧酸酯基团、二烷基磷酸酯基团、二烷基焦磷酸酯基团或乙酰丙酮酸酯(acetylacetonate)基团，其中所有配体可以彼此相同或不同。合适的金属催化剂已经举例描述在us 2016/0244606 a1中。
75.合适的含磷催化剂的实例是取代的膦酸二酯和二膦酸二酯，如无环膦酸二酯、环状膦酸二酯、无环二膦酸二酯或环状二膦酸二酯。这种类型的催化剂已经举例描述在德国专利申请de-a-102005045228中。
76.在一些实例中，可以使用取代的磷酸单酯和磷酸二酯，如无环磷酸二酯、环状磷酸二酯或磷酸单酯和磷酸二酯的胺加合物。
77.如de 102012204298中所述的酸性催化剂如磺酸也可用作催化剂。此外，也可以使用羧酸盐，同样如de 102012204298中所述。
78.在一些实例中，该催化剂可以是或包括相应的胺封闭型磷酸酯，如胺封闭型磷酸乙基己酯、胺封闭型磷酸苯酯或胺封闭型磷酸双(2-乙基己基)酯。
79.用于封闭磷酸酯的胺的合适实例可包括叔胺，例如双环胺，例如二氮杂双环辛烷(dabco)、5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(dbn)、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(dbu)、二甲基十二烷基胺或三乙胺。
[0080]
合适的含氮催化剂是例如脒；胺，特别例如n-乙基二异丙基胺、n，n，n
′
，n
′‑
四甲基亚烷基二胺、聚氧化烯胺、1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷；氨基硅烷，如3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-n
′‑
[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺及其在硅上具有乙氧基或异丙氧基而非甲氧基的类似物。
[0081]
在一些具体实例中，交联催化剂是有机钛酸酯和/或脒。有机钛酸酯的非限制性实例可包括双(乙基乙酰乙酸)二异丁氧基钛(iv)、双(乙基乙酰乙酸)二异丙氧基钛(iv)、双(乙酰丙酮)二异丙氧基钛(iv)、双(乙酰丙酮)二异丁氧基钛(iv)、三(氧乙基)胺异丙氧基钛(iv)、双[三(氧乙基)胺]二异丙氧基钛(iv)、双(2-乙基己烷-1，3-二氧基)钛(iv)、三[2-((2-氨基乙基)氨基)乙氧基]乙氧基钛(iv)、双(新戊基(二烯丙基)氧基二乙氧基钛(iv)、四丁醇钛(iv)、四(2-乙基己氧基)钛酸酯、四(异丙氧基)钛酸酯或聚钛酸丁酯。
[0082]
脒的非限制性实例特别是1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(dbu)、1，5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(dbn)、6-二丁基氨基-1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯；甲基三氮杂双环癸烯、胍如四甲基胍、2-胍基苯并咪唑、乙酰丙酮胍、1，3-二邻甲苯基胍、1，3-二苯基胍、甲苯基双胍、2-叔丁基-1，1，3，3-四甲基胍；和咪唑如n-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)-4，5-二氢咪唑和n-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-4，5-二氢咪唑。
[0083]
交联催化剂可以以各种量存在。在一些实例中，交联催化剂可以以基于湿固化涂料组合物的总重量计的0.001重量％至5重量％、0.005重量％至2重量％或0.01重量％至1重量％的量存在。
[0084]
通常，湿固化涂料组合物可具有基于iso 3219：2003在23℃下60克雷布斯单位(ku)-100ku的初始粘度。如本文所用，“初始粘度”或vi是指通常在将硅烷改性聚脲和任选的催化剂与干燥浆料初始混合后的前5分钟内根据iso 3219：2003测定的粘度。在一些附加实例中，基于iso 3219：2003在23℃下的初始粘度可为60ku至80ku、70ku至90ku、或80ku至100ku。
[0085]
可将湿固化涂料组合物施加到各种表面或表面部分以形成涂层。湿固化涂料组合物可以涂布在各种基底上。基底非限制性实例可包括金属、塑料、木材、水泥、混凝土、玻璃等，或其组合。
[0086]
湿固化涂料组合物可以通过喷涂、刮刀涂布、幕涂、真空涂布、辊涂、浇注、浸渍、旋涂、刮涂(squeegeeing)、刷涂、喷射、印刷等或其组合来施加。印刷技术可包括丝网印刷、凹版印刷、柔性版印刷或胶版印刷以及各种转印方法。
[0087]
湿固化涂料组合物可以以各种涂层厚度施加到基底上。例如，在一些情况下，湿固化涂料组合物可以以千分之一英寸(密耳)至16密耳的涂层厚度施加到基底的表面部分上。在其它实例中，湿固化涂料组合物可以以1密耳至5密耳、3密耳至9密耳、6密耳至12密耳、或10密耳至16密耳的涂层厚度施加到基底的表面部分上。
实施例
[0088]
实施例中使用的材料：
[0089]
树脂a
ꢀꢀꢀ
resamin hf 480，可商购自allnex
[0090]
干燥剂a desmodur ld，可商购自covestro
[0091]
干燥剂b additive of，可商购自omg borchers
[0092]
干燥剂c dynasylan vteo，可商购自evonik
[0093]
添加剂a disperbyk 161，可商购自byk
[0094]
添加剂b byk 141，可商购自byk
[0095]
添加剂c tinuvin 292，可商购自basf
[0096]
添加剂d kronos2310，可商购自kronos
[0097]
添加剂e 硫酸钡
[0098]
添加剂fcrayvallac sf，可商购自palmer holland
[0099]
溶剂a
ꢀꢀꢀ
乙酸正丁酯
[0100]
聚脲a
ꢀꢀꢀ
三烷氧基硅烷改性聚脲化合物
[0101]
催化剂a k-kat，可商购自king industries
[0102]
实施例1-非反应性树脂的效果
[0103]
通过将添加剂a-f、干燥剂c、聚脲a、催化剂a和溶剂a合并以形成研磨浆料来制备对比样品1。将研磨浆料研磨至为6的hegman值。
[0104]
本发明的样品1以与对比样品2相同的方式通过首先将添加剂a-f添加到非反应性树脂a中以形成研磨分散体。将该研磨分散体研磨直至达到为6的hegman值。然后将溶剂a添加到研磨后分散体中并充分混合以形成浆料。然后使用karl fischer滴定(astm d6304-16e1)评估浆料以测定配制物中的水量。基于浆料中测得的水量，将相对于化学计量量10％过量的干燥剂c添加到浆料中并充分混合以清除浆料中的水。然后将聚脲a和催化剂a添加到干燥的浆料中以形成涂料组合物。
[0105]
基于iso 3219：2003评估各样品在23℃下的初始粘度，并基于astmd5895-03以10密耳湿膜厚度涂布以测定硬干时间。比较结果显示在下表1中：
[0106]
表1
[0107]
样品vocs(g/l)初始粘度(ku)硬干时间(小时)对比样品125888.28.25本发明的样品1258747.5
[0108]
从表1可以看出，与对比样品1相比，本发明的样品1具有更低的初始粘度和更快的硬干时间。
[0109]
实施例2-不同干燥剂的效果
[0110]
以与上文关于本发明的样品1所述相同的方式但使用不同的干燥剂制备额外的涂料组合物。结果呈现在下表2中：
[0111]
表2
[0112][0113]
从表2可以看出，在添加剂在非反应性树脂上研磨并随后使用干燥剂干燥的每种情况下，初始粘度和硬干时间与对比样品1相比都得到改进。
[0114]
实施例3-干燥剂阶梯(ladder)
[0115]
以与本发明的样品1相同的方式制备各种单组分涂料组合物，但使用不同量的干燥剂来测定效果。干燥剂的量报告为基于配制物总重量计的重量％。各样品的voc水平为225克/升。结果显示在表3中：
[0116]
表3
[0117]
样品干燥剂量(wt％)初始粘度(ku)对比样品2
‑‑
89.7本发明的样品4b0.586.4本发明的样品5b1.781
本发明的样品6b784.7本发明的样品7c0.3389.2本发明的样品8c0.6787.9本发明的样品9c1.1384.2
[0118]
从表3中给出的结果可以看出，与不包括任何干燥剂的对比样品2相比，干燥剂b和c都具有降低本发明的样品的初始粘度的效果。
[0119]
实施例4-涂料组合物的稳定性
[0120]
随时间监测对比样品1和本发明的样品3的粘度。制备对比样品1并在初始粘度测量后立即置于50℃的烘箱中。相比之下，本发明的样品3在室温下放置1周，然后在50℃的烘箱中放置接下来的几周。结果呈现在表4中。
[0121]
表4
[0122][0123]
*在50℃的烘箱中保温后进行测量。
[0124]
从表4中可以看出，在4周后(包括在50℃下的3周)，本发明的样品3的粘度仍然低于对比样品1的初始粘度，表明与对比样品1相比本发明的样品3的长期稳定性更高。
[0125]
应该理解的是，上述实施例仅例示本发明的一些实施方案。本领域技术人员可设计出许多修改和替代布置而不背离本发明的精神和范围，并且所附权利要求书意在涵盖这样的修改和布置。因此，尽管上文已结合目前被视为本发明的最实用和最优选实施方案的内容特殊地和详细地描述了本发明，但对本领域普通技术人员将显而易见的是，可作出变动而不背离本文阐释的原理和概念。

技术特征：
1.一种制备单组分涂料组合物的方法，其包括将含水添加剂与非反应性树脂合并以形成研磨分散体；将所述研磨分散体研磨至至少4的hegman值以形成研磨后分散体；加入干燥剂以形成干燥浆料；将硅烷改性聚脲添加到所述干燥浆料中以形成单组分涂料组合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述非反应性树脂包含基于丁基氨基甲酸乙酯和甲醛的氨基甲酸树脂。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述非反应性树脂以基于所述涂料组合物的总树脂重量计的5重量％至25重量％的量存在于所述涂料组合物中。4.根据权利要求1所述的方法，其中在与所述含水添加剂合并之前，将所述非反应性树脂稀释至基于非反应性树脂和稀释剂的总重量计的40重量％至95重量％的固含量。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述含水添加剂包含颜料。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述干燥剂包括原甲酸酯、双官能有机硅烷、hdi单体、ipdi单体、数均官能度小于或等于2的基于hdi的异氰酸酯或其组合。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将溶剂添加到所述研磨后分散体中以形成研磨后浆料。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅烷改性聚脲基于包含异氰脲酸酯基团和脲基甲酸酯基团的异佛尔酮二异氰酸酯。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅烷改性聚脲基于式(i)的氨基硅烷r
1a
(r1o)
(3-a)
si(ch2)
n
nhchr2ch2coor3ꢀꢀꢀꢀ
(i)其中基团r1独立地选自c
1-c
20-烷基或c
6-c
20-芳基，a是0至2的整数，n是1至4的整数，r2选自h、c
1-c
20-烷基、c
6-c
12-芳基和-coor3，和r3是c
1-c
20-烷基。10.根据权利要求1所述的方法，其中单组分涂料组合物具有基于iso 3219：2003在23℃下60ku至100ku的初始粘度。11.一种单组分涂料组合物，其包含反应混合物的反应产物，所述反应混合物包含：非反应性树脂；含水添加剂；干燥剂；溶剂；硅烷改性聚脲；和催化剂。12.一种涂层，其包含：具有表面的基底；和施加到所述表面的至少一部分上的根据权利要求11所述的涂料组合物。

技术总结
本公开描述了一种制备单组分涂料组合物的方法。所述方法可包括将含水添加剂与非反应性树脂合并以形成研磨分散体。所述方法还可包括将所述研磨分散体研磨至至少4的Hegman值以形成研磨后分散体。然后可以加入干燥剂以形成干燥浆料。可以将硅烷改性聚脲添加到所述干燥浆料中以形成单组分涂料组合物。浆料中以形成单组分涂料组合物。


技术研发人员：D
受保护的技术使用者：科思创有限公司
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2023/10/8