硅氧烷-氨基甲酸酯基污损脱附涂料的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种能形成聚氨酯-聚硅氧烷网络的双组分可湿固化涂料组合物。该涂料组合物适用于海洋防污损涂料中，其提供了一种双组分可湿固化组合物，包括：(a)第一组分，其包括至少一种多官能多元醇；(b)第二组分，其包括：(i)至少一种具有至少两个异氰酸酯基或巯基官能团的聚硅氧烷聚合物和(ii)至少一种异氰酸酯基官能化的有机化合物；和(c)溶剂。还提供了使用所述固化组合物涂敷基底的方法以及由该涂敷的基底制备的制品。
【专利说明】硅氧烷-氨基甲酸酯基污损脱附涂料
[0001]本发明涉及一种能形成聚氨酯-聚硅氧烷网络的双组分可湿固化的涂料组合物。该涂料组合物适用于海洋防污损涂料。
[0002]在海洋环境中到处都会发生生物污损，这对于海洋物体，例如船舶，是一个巨大的问题。一种限制污损微生物堆积的方法是使用基于硅酮弹性体的自清洁污损脱附涂料。基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的硅酮污损脱附涂料具有橡胶的弹性，低表面能和光滑的表面；这使得在流体动力阻力产生的切变应力下海洋微生物易于从涂料表面分离。但是，PDMS是柔软、易磨损，需要频繁的重新施用；因此，需要花费时间和金钱来维持。
[0003]一种有效改善基于PDMS的硅酮涂料的机械性能的方法是将PDMS与具有更好机械性能的其他聚合物混合，例如聚氨酯(PU)。聚硅氧烷和聚氨酯具有十分不同，但是却非常有用的物理和机械性能，这使得它们具有广泛的用途。在污损脱附涂料中当与聚二甲基硅氧烷组合时，聚氨酯由于机械强度、弹性、阻粘性、耐磨性显得十分突出。但是聚硅氧烷和聚氨酯的均一物理混合是难以达到的，这归因于这些树脂不相容的性质以及在初始混合后它们明显的相分离倾向。
[0004]美国专利US8，299，200 (要求国际专利公布W02009/025924的优先权)公开了一
种使包括多异氰酸酯、多元醇和具有可以和多异氰酸酯反应的官能团的聚硅氧烷的混合物反应制备得到的聚硅氧烷改性聚氨酯涂料。可以和多异氰酸酯反应的官能团仅连接于聚硅氧烷链的一端。理论上来说，仅仅在一端连接的聚硅氧烷的涂料能得到高流动性的表面并且可以使污损生物更易脱附。但是，这样的硅氧烷是昂贵的，并且由该体系制得的涂料没有显示出在海洋环境中涂料所需求的性能参数。美国专利US5，820，491公开了一种双组分氨基甲酸酯面漆，包括多元醇组分、异氰酸酯组分和羟基官能化的聚醚改性聚硅氧烷共聚物组分。由该体系制得的涂料没有显示出在海洋环境中涂料所需要的性能参数。所需要的是替代性的、便宜的、简单的和均一的涂料组合物，其混合了 PMDS和PU两者的性能，并且达到或超出海洋环境中涂料所需要的性能参数。
[0005]本发明提供了一种双组分可湿固化组合物，包括:(a)第一组分，其包括至少一种多官能多元醇；(b)第二组分，其包括:(i)至少一种具有至少两个异氰酸酯基官能团的聚硅氧烷聚合物和(ii)至少一种异氰酸酯基官能化的有机化合物；和(C)溶剂。本发明还提供了一种涂敷基底的方法，包括:(a)形成一种双组分可湿固化组合物，包括:(i)第一组分，其包括至少一种多官能多元醇；(ii)第二组分，其包括:(A)至少一种具有至少两个异氰酸酯基官能团的聚硅氧烷聚合物和(B)至少一种异氰酸酯基官能化的有机化合物；和(iii)溶剂；(b)任选的混入一种或多种颜料、染料、光泽度降低剂、固化催化剂、流平剂、脱气剂、增黏剂、分散助剂、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、抗静电剂、紫外(UV)吸收剂、润滑剂或它们的组合；(c)将步骤(a)和(b)的组合物施用至基底并固化该组合物。
[0006]本发明还提供了一种双组分可湿固化组合物，包括:(a)第一组分，其包括:⑴至少一种多官能多元醇和(ii)至少一种具有至少两个巯基官能团的聚硅氧烷聚合物；(b)第二组分，其包括至少一种异氰酸酯基官能化的有机化合物；和(c)溶剂。本发明还提供了一种涂敷基底的方法，包括:(a)形成一种双组分可湿固化组合物，所述组合物包括:(i)第一组分，其包括:(A)至少一种多官能多元醇和(B)至少一种具有至少两个巯基官能团的聚硅氧烷聚合物；(ii)第二组分，其包括至少一种异氰酸酯基官能化的有机化合物；和(iii)溶剂；(b)任选的混入一种或多种颜料、染料、光泽度降低剂、固化催化剂、流平剂、脱气剂、增黏剂、分散助剂、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、抗静电剂、紫外(UV)吸收剂、润滑剂或它们的组合；(C)将步骤(a)和(b)的组合物施用至基底并固化该组合物。
[0007]术语“多元醇”指的是包括多个羟基基团的醇分子。术语“多官能多元醇”指的是具有多于一个可交联反应位点的多元醇。术语“聚氨醋”指的是其中聚合物单元通过氨基甲酸酯连接，即-0-C0-NH-，和/或一个或多个脲连接，即-NH-C0-NH-，连接的树脂。术语“异氰酸酯基”指的是具有-N = C = O结构式的官能团。术语“巯基”指的是具有-SH结构式的官能团，也被称作硫醇基团。
[0008]本发明的聚硅氧烷聚合物具有如下结构式:
[0009]
【权利要求】
1.一种双组分可湿固化组合物，其包括: (a)第一组分，其包括至少一种多官能多元醇； (b)第二组分，其包括:(i)至少一种具有至少两个异氰酸酯基官能团的聚硅氧烷聚合物和(ii)至少一种异氰酸酯基官能化的有机化合物；和 (C)溶剂。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚硅氧烷聚合物具有4，OOO至15,000的数均分子量。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，基于可固化组合物总的固体重量，其中聚硅氧烷聚合物为2-40wt%。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述聚硅氧烷聚合物是: (i)具有如下结构式的双官能聚硅氧烷:
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述多官能多元醇选自丙烯酸类多元醇、天然油多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇及其混合物。
6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述多官能多元醇是Tg为(TC-45°C和数均分子量为2，000g/mol至25，000g/mol的丙烯酸类聚合物。
7.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述多官能多元醇占所述可固化组合物总重量的35-60wt%。
8.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述异氰酸酯基官能化的有机化合物选自六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亚甲基二(对-环己基异氰酸酯)(H12MDI)、间-四甲基二甲苯基二异氰酸酯(m-TMXDI)、环己基二异氰酸酯(CHDI)、1，3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1，4_双(异氰酸甲酯基)环己烷、二异氰酸酯的三聚体及其混合物。
9.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述异氰酸酯基官能化的有机化合物占所述可固化组合物总重量的8-30wt%。
10.如权利要求1所述的组合物，其进一步包括一种或多种颜料、染料、光泽度降低剂、固化催化剂、流平剂、脱气剂、增黏剂、分散助剂、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、增塑齐?、抗静电齐?、紫外(UV)吸收剂、润滑剂或它们的组合。
11.如权利要求所述10的组合物，其特征在于，所述增黏剂是3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。
12.如权利要求4所述的组合物，其中: (a)基于所述可固化组合物总的固体重量，聚硅氧烷聚合物占2-40wt%，并且其具有4，000至15，000的数均分子量； (b)多官能多元醇占所述可固化组合物总重量的35-60wt%，并且其是Tg为0°C-45°C和数均分子量为2，000g/mol至25，000g/mol的丙烯酸类聚合物；和 (c)异氰酸酯基官能化的有机化合物占可所述固化组合物总重量的8-30wt%，并且其选自六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亚甲基二(对-环己基异氰酸酯)(H12MDI)、间-四甲基二甲苯基二异氰酸酯(m-TMXDI)、环己基二异氰酸酯(CHDI)、1，3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、1，4_双(异氰酸甲酯基)环己烷、二异氰酸酯的三聚体及其混合物。
13.—种涂敷基底的方法，包括: (a)形成一种双组分可湿固化的组合物，包括: (i)第一组分，其包括至少一种多官能多元醇； (i)第二组分，其包括:(A)至少一种具有至少两个异氰酸酯基官能团的聚硅氧烷聚合物和(B)至少一种异氰酸酯基官能化的有机化合物；和(?)溶剂； (b)任选的混入一种或多种颜料、染料、光泽度降低剂、固化催化剂、流平剂、脱气剂、±曾黏剂、分散助剂、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、抗静电剂、紫外(UV)吸收剂、润滑剂或它们的组合； (c)将步骤(a)和(b)的组合物施用至基底并固化该组合物。
14.由权利要求13的方法得到的涂敷制品。
15.如权利要求14的涂敷制品，其涂层具有大于或等于2密耳的额定干膜厚度(DFT)。
16.一种双组分可湿固化的组合物，包括: (a)第一组分，其包括:(i)至少一种多官能多元醇和(ii)至少一种具有至少两个巯基官能团的聚硅氧烷聚合物； (b)第二组分，其包括至少一种异氰酸酯基官能化的有机化合物；和 (C)溶剂。
17.一种涂敷基底的方法，包括: (a)形成一种双组分可湿固化的组合物，包括: (i)第一组分，其包括:(A)至少一种多官能多元醇和(B)至少一种具有至少两个巯基官能团的聚硅氧烷聚合物； (?)第二组分，其包括至少一种异氰酸酯基官能化的有机化合物；和 (iii)溶剂；(b)任选的混入一种或多种颜料、染料、光泽度降低剂、固化催化剂、流平剂、脱气剂、±曾黏剂、分散助剂、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、抗静电剂、紫外(UV)吸收剂、润滑剂或它们的组合； (C)将步骤(a)和(b)的 组合物施用至基底并固化该组合物。
18.由权利要求17的方法得到的涂敷制品。
【文档编号】C08G18/79GK103910853SQ201210599271
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】P·J·鲍帕, 李艳香, 陈红宇 申请人:陶氏环球技术有限公司