一种涂料组合物的制作方法

文档序号:20768731发布日期:2020-05-15 19:21阅读:318来源:国知局
本发明涉及一种涂料组合物、涂料组合物的涂覆方法和应用,以及使用该涂料组合物涂覆得到的产品。
背景技术
:天门冬氨酸酯涂料,由于其具有耐候、耐磨、耐湿热、耐盐雾的优点,以及其能满足高固、低粘和环保要求而被广泛使用,尤其是被广泛用于防水、防腐。然而,现有的天门冬氨酸酯涂料普遍存在适用期偏短的问题,难以适用于辊涂、刷涂等在地坪领域广泛应用的施工方式,只能使用特殊的喷涂设备对其进行施工,增加了施工的难度和成本,大大影响了天门冬氨酸酯涂料在地坪等领域的应用。目前延长天门冬氨酸酯涂料的适用期的方法主要有:1)在涂料中加入大量的活性稀释剂或者溶剂,降低涂料粘度增长的速度,从而保证足够的适用期,但是很多活性稀释剂(例如碳酸亚乙烯酯)和溶剂都存在一定的毒性,而且大量活性稀释剂或溶剂的加入还会造成额外的环境污染,不符合环保化的趋势和要求。2)选择低活性的异氰酸酯,例如异氰酸酯预聚物,降低反应活性,从而保证涂料有足够的适用期,但是一般低活性的异氰酸酯预聚物粘度很高,增加了施工的难度,而且制备得到的涂层干燥速度太慢,硬度较低。因此,低活性的异氰酸酯仅适用于聚氨酯弹性体或者防水涂料领域的应用,不能适用于防腐涂料或地坪涂料,例如us20040067315a。3)选择低活性的氨基化合物,例如选择基于3,3′-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷合成得到的天门冬氨酸酯,虽然能延长适用期,但是大大延长了涂料的干燥时间。因此,希望开发一种具有长适用期的涂料,同时其形成的涂层具有快干燥和高硬度的优点。技术实现要素:本发明的目的是提供一种涂料组合物,涂料组合物的涂覆方法和应用,以及使用该涂料组合物涂覆得到的产品。根据本发明的涂料组合物,包含:(a)一异氰酸酯反应性组分,包含:(a1)至少一多天门冬氨酸酯,和(a2)可选的一聚醚天门冬氨酸酯;(b)一异氰酸酯组分,包含:(b1)至少一异氰酸酯预聚物,所述异氰酸酯预聚物是包含至少一脂肪族异氰酸酯和至少一聚醚多元醇的组分的反应产物,所述聚醚多元醇的重均分子量是400-6000,所述聚醚多元醇具有式i结构:ho-r1n-r2i,其中,r1具有下列的一种或多种结构:r2是下列的一种或多种:氢和异氰酸酯非反应性有机基团,n是6-100的整数,所述-r1n-结构的量至少占所述聚醚多元醇重量的40重量%;和(b2)至少一含不少于2个异氰酸酯基团的异氰酸酯低聚物,所述异氰酸酯预聚物(b1)和异氰酸酯低聚物(b2)的重量比为大于1∶4且小于4∶1;(c)一催化剂;和(d)可选的一添加剂;所述涂料组合物的异氰酸酯基团和异氰酸酯反应性基团的摩尔比为1.5∶1-4∶1。根据本发明的一个方面,提供了根据本发明提供的涂料组合物用于保护基材表面或基材表面涂层的用途。根据本发明的又一方面,提供了一种涂覆方法,包含以下步骤:将根据本发明所提供的涂料组合物施加到一基材表面,随后固化、干燥。根据本发明的又一方面,提供了一种涂覆产品,其包含一基材以及将根据本发明所提供的涂料组合物施加到所述基材上固化、干燥形成涂层。本发明的涂料组合物具有长适用期,组合物形成的涂层不仅具有快干燥和高硬度的优点,还具有高无泡膜厚度,大大降低涂层起泡的风险。具体实施方式本发明提供一种涂料组合物,包含:(a)一异氰酸酯反应性组分,包含:(a1)至少一多天门冬氨酸酯,和(a2)可选的一聚醚天门冬氨酸酯;(b)一异氰酸酯组分,包含:(b1)至少一异氰酸酯预聚物,所述异氰酸酯预聚物是包含至少一脂肪族异氰酸酯和至少一聚醚多元醇的组分的反应产物,所述聚醚多元醇的重均分子量是400-6000,所述聚醚多元醇具有式i结构:ho-r1n-r2i,其中,r1具有下列的一种或多种结构:r2是下列的一种或多种:氢和异氰酸酯非反应性有机基团,n是6-100的整数,所述-r1n-结构的量至少占所述聚醚多元醇重量的40重量%;和(b2)至少一含不少于2个异氰酸酯基团的异氰酸酯低聚物,所述异氰酸酯预聚物(b1)和异氰酸酯低聚物(b2)的重量比为大于1∶4且小于4∶1;(c)一催化剂;和(d)可选的一添加剂;所述涂料组合物的异氰酸酯基团和异氰酸酯反应性基团的摩尔比为1.5∶1-4∶1。本发明还提供了该涂料组合物的涂覆方法和应用,以及使用该涂料组合物涂覆得到的产品。涂料组合物本文所述的不与异氰酸酯基团发生反应的有机基团或异氰酸酯非反应性有机基团是指不含有zerevitinov活性氢的有机基团。zerevitinov活性氢的定义可以参考rompp化学词典(rompp化学百科词典)第十版,georgthiemeverlagstuttgart,1996。一般来说,包含zerevitinov活性氢的基团包括但不限于羟基、氨基和硫醇基。本文所述的涂料组合物是双组分涂料组合物,术语双组分是指包含由于它们的相互反应性而必须储存在分开的容器中的至少两种组分的涂料组合物。这两种分开的组分混合并施加在基底上时,这两种组分的相互反应性化合物反应以交联并形成固化涂层。本文所用的术语“固化、干燥”是指液体涂料组合物从液态到固化态的过程。本文所用的术语“各自独立地”是指可以相同或不相同。所述组合物的异氰酸酯基团和异氰酸酯反应性基团的摩尔比优选1.5∶1-3.5∶1,进一步优选1.5∶1-3∶1,最优选1.5∶1-2.5∶1。所述异氰酸酯反应性基团可以是羟基、巯基和氨基,最优选仲氨基。所述涂料组合物的有机溶剂含量优选小于60g/l。异氰酸酯反应性组分(a)多天门冬氨酸酯(a1)本文所用的术语“多胺”是指包含至少两个游离伯和/或仲氨基团的化合物,多胺包括包含至少两个侧链和/或末端氨基的聚合物。所述多天门冬氨酸酯是由包含多胺和酯类的体系发生迈克尔加成反应得到的。所述酯类优选下列的一种或多种:马来酸酯和富马酸酯。所述制备多天门冬氨酸酯的反应可以在无溶剂下或在合适的溶剂存在下进行。所述溶剂优选下列的一种或多种:醇、醚、乙酸酯和酮。所述醇优选下列的一种或多种:甲醇、乙醇、丁基乙二醇和丙醇。所述乙酸酯优选乙酸正丁酯。所述酮优选甲乙酮二烷。所述多天门冬氨酸酯(a1)优选包含符合式xi的多天门冬氨酸酯:其中,z代表脂族残基,r3和r4各自独立地是在常压、小于等于100℃不与异氰酸酯基团发生反应的有机基团,m是不小于2的整数。所述r3和r4各自独立地优选是具有1-10个碳原子的烷基残基,最优选是下列的一种或多种:甲基、乙基和丁基。所述m优选2-4的整数,最优选2。所述多天门冬氨酸酯的脂族残基优选是下列的一种或多种:直链烷基残基、含支链的烷基残基和环烷基残基,最优选环烷基残基。所述多天门冬氨酸酯的量优选大于50重量%,以所述异氰酸酯反应性组分(a)的量为100重量%计。所述多天门冬氨酸酯的量最优选65-100重量%,以所述异氰酸酯反应性组分(a)的量为100重量%计。所述多天门冬氨酸酯的氨基基团的当量优选200-500。所述多天门冬氨酸酯的粘度优选50-4000mpa.s(23℃)。当所述多天门冬氨酸酯的m为2时,其是由包含下式的多胺和下式的马来酸酯和/或富马酸酯的反应得到的:所述多胺优选下列的一种或多种:乙二胺、1,2-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,3-二氨基戊烷、1,6-二氨基己烷、2,5-二氨基-2,5-二甲基己烷、2,2,4-三甲基-1,6-二氨基己烷、2,4,4-三甲基-1,6-二氨基己烷、1,11-二氨基十一烷、1,12-二氨基十二烷、1,3-环己二胺和1,4-环己二胺、氨基-3,3,5-三甲基-5-氨基甲基环己烷、2,4-六氢甲苯二胺、2,6-六氢甲苯二胺、2,4′-二氨基-二环己基甲烷、4,4′-二氨基-二环己基甲烷、3,3′-二烷基-4,4′-二氨基二环己基甲烷、2-甲基-1,5-戊二胺、1,3-亚二甲苯二胺和1,4-亚二甲苯二胺,进一步优选下列的一种或多种:1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、2,2,4-三甲基-1,6-二氨基己烷、2,4,4-三甲基-1,6-二氨基己烷、氨基-3,3,5-三甲基-5-氨基甲基环己烷、4,4′-二氨基-二环己基甲烷、3,3′-二烷基-4,4′-二氨基二环己基甲烷和2-甲基-1,5-戊二胺,进一步优选下列的一种或多种:2-甲基-1,5-戊二胺、氨基-3,3,5-三甲基-5-氨基甲基环己烷、2,4′-二氨基-二环己基甲烷和4,4′-二氨基-二环己基甲烷,最优选下列的一种或多种:2,4′-二氨基-二环己基甲烷和4,4′-二氨基-二环己基甲烷。所述马来酸酯和/或富马酸酯优选下列的一种或多种:马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、富马酸二甲酯、富马酸二乙酯和富马酸二丁酯。所述反应的温度优选0℃-100℃。所述马来酸酯和/或富马酸酯和所述多胺摩尔比优选2∶1。所述马来酸酯和/或富马酸酯的烯烃双键和所述多胺的伯氨基的摩尔比优选1∶1。所述制备多天门冬氨酸酯的反应组分可以包含溶剂,也可以不包含溶剂,最优选包含溶剂。所述溶剂优选下列的一种或多种:甲醇、乙醇、丙醇和二恶烷。所述多天门冬氨酸酯(a1)优选包含下列的一种或多种:(i)具有式xii结构的多天门冬氨酸酯:(ii)具有式xiii结构的多天门冬氨酸酯,和(iii)具有式xiv结构的多天门冬氨酸酯,其中r3和r4各自独立地是下列的一种或多种:甲基、乙基和丁基。所述r3和r4各自独立地最优选乙基。所述多天门冬氨酸酯(a1)进一步优选包含具有式xiii结构的多天门冬氨酸酯:其中r3和r4各自独立地是下列的一种或多种:甲基、乙基和丁基。所述r3和r4各自独立地最优选乙基。所述多天门冬氨酸酯最优选下列的一种或多种:根据us512617,us523674,us5489704,us5243012,us5736604,us6458293,us6833424,us7169876或us2006/0247371中描述的异氰酸酯反应性组分、desmophennh1220、desmophennh1420、desmophennh1520和desmophennh1521。聚醚天门冬氨酸酯(a2)所述聚醚天门冬氨酸酯的量优选小于35重量%,以所述异氰酸酯反应性组分的量为100重量%计。所述聚醚天门冬氨酸酯的量最优选小于25重量%,以所述异氰酸酯反应性组分的量为100重量%计。所述聚醚天门冬氨酸酯的氨基基团的当量优选200-2500,优选200-500。所述聚醚天门冬氨酸酯的粘度优选50-2000mpa.s(23℃)。所述聚醚天门冬氨酸酯(a2)优选包含符合式xv的聚醚天门冬氨酸酯:其中,q代表脂族残基,r6和r7各自独立地是在常压、小于等于100℃不与异氰酸酯基团发生反应的有机基团,r5代表c1-c6的烷基残基,m是不小于2的整数,f是1-35的整数,进一步优选1-8,最优选1-5。所述r6和r7各自独立地优选是具有1-10个碳原子的烷基残基,最优选是下列的一种或多种:甲基、乙基和丁基。所述脂族残基优选下列的一种或多种:直链烷基残基、含支链的烷基残基和环烷基残基。所述聚醚天门冬氨酸酯优选是由包含聚醚胺和马来酸二烷基酯的体系发生迈克尔加成反应得到的。所述聚醚天门冬氨酸酯进一步优选是由包含下式的聚醚多胺和下式的马来酸酯和/或富马酸酯的反应得到的:r6ooc-cr11=cr12-coor7,其中,k是不小于2的整数,进一步优选2-35,再优选2-8,最优选2.5-6.1,r6和r7各自独立地是在常压、小于等于100℃不与异氰酸酯基团发生反应的有机基团,r9和r10各自独立地是下列的一种或多种:氢原子和具有c1-c4的烷基残基,r11和r12各自独立地是下列的一种或多种:氢和异氰酸酯非反应性有机基团。所述r6和r7各自独立地优选是具有1-10个碳原子的烷基残基,最优选是下列的一种或多种:甲基、乙基和丁基。所述r9和r10各自独立地最优选下列的一种或多种:氢原子和甲基。所述r11和r12各自独立地优选氢。所述聚醚多胺的数均分子量优选100g/mol-5000g/mol,进一步优选100g/mol-2000g/mol,最优选148g/mol-600g/mol。所述聚醚多胺优选是包含伯氨基的脂肪族聚醚多胺,例如jeffamine聚醚多胺,可购自huntsmancorporation,thewoodlands,tx。所述马来酸酯和/或富马酸酯优选包含下列一种或多种基团:二甲基酯、二乙基酯、二丁基酯、二戊基酯、二-2-乙基己基酯、在2-位被甲基取代和在3-位被甲基取代。所述二丁基酯优选下列的一种或多种:二正丁基酯、二仲丁基酯和二叔丁基酯。所述马来酸酯和/或富马酸酯最优选下列的一种或多种:马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、富马酸二甲酯、富马酸二乙酯和富马酸二丁酯。制备所述聚醚天门冬氨酸酯(a2)的组分优选进一步包含一符合下式的聚醚多胺:其中,j是下列的一种或多种:直链烷基残基、含支链的烷基残基和环烷基残基,g是1-35的整数,r8是具有c1-c6的烷基残基。所述聚醚天门冬氨酸酯(a2)优选包含符合式xvi的聚醚天门冬氨酸酯:其中,h是2-4的整数,g是1-35的整数,s是1或2,j是烷基残基,r6和r7各自独立地是在常压、小于等于100℃不与异氰酸酯基团发生反应的有机基团,r8是具有c1-c6的烷基残基。所述g优选1-8的整数,最优选1-5的整数。所述r6和r7各自独立地优选是具有1-10个碳原子的烷基残基,最优选是下列的一种或多种:甲基、乙基和丁基。所述j优选下列的一种或多种:直链烷基残基、含支链的烷基残基和环烷基残基,最优选下列的一种或多种:乙基、丙基、丁基、己基、环己基、二环己基甲基、3,3′-二甲基二环己基甲基、2-甲基戊基、1,1,1-三(甲基)丙基和2,2-双(甲基)丙基。所述r8优选下列的一种或多种:甲基、乙基和丁基。所述聚醚天门冬氨酸酯最优选desmophennh2850xp,可购自科思创德国,勒沃库森,德国。异氰酸酯组分(b)本发明所述的组合物的异氰酸酯基团包括游离的和潜在游离的异氰酸酯基团。异氰酸酯预聚物(b1)所述异氰酸酯预聚物的异氰酸酯基团官能度优选1.9-4.5。所述异氰酸酯预聚物的异氰酸酯基团含量优选1-40重量%,进一步优选1-20重量%,最优选3-10重量%,以所述异氰酸酯预聚物的量为100重量%计。所述异氰酸酯预聚物的粘度优选1000-20000mpa·s(23℃),最优选1000-8500mpa·s(23℃)。所述异氰酸酯预聚物的异氰酸酯基团当量优选400-1200。所述制备异氰酸酯预聚物的反应的多余异氰酸酯单体,可以通过蒸馏的方式除去,从而得到无单体存在的预聚物。脂肪族异氰酸酯所述脂肪族异氰酸酯的异氰酸酯官能度优选不大于2。所述用于合成异氰酸酯预聚物的脂肪族异氰酸酯优选下列的一种或多种:五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、2,2-二甲基戊二异氰酸酯、2,2,4-三甲基己二异氰酸酯、丁烯二异氰酸酯、1,3-丁二烯-1,4-二异氰酸酯、2,4,4-三甲基1,6-己二异氰酸酯、双(异氰酸乙酯基)碳酸酯、双(异氰酸乙酯基)醚和赖氨酸甲酯二异氰酸酯,最优选六亚甲基二异氰酸酯。聚醚多元醇所述聚醚多元醇的重均分子量优选600-4000,最优选1000-4000。所述聚醚多元醇的羟基官能度优选2。所述聚醚多元醇的羟值优选25-400mg/gkoh,最优选25-115mg/gkoh。所述r1优选具有下列的一种或多种结构:式iii结构和式iv结构。所述n优选10-70的整数,最优选14-52的整数。所述聚醚多元醇优选是下列的一种或多种:(i)具有式v结构的聚醚多元醇:(ii)具有式vi结构的聚醚多元醇:(iii)具有式vii结构的聚醚多元醇:(iv)具有式viii结构的聚醚多元醇:(v)具有式ix结构的聚醚多元醇:(vi)具有式x结构的聚醚多元醇:其中,p、q、r、s、t、和u各自独立地是不小于1的整数,p和q的和是n,r和s的和是n,t和u的和是n。所述-r1n-结构的量优选至少占所述聚醚多元醇重量的50重量%,进一步优选至少占所述聚醚多元醇重量的70重量%,最优选占所述聚醚多元醇重量的90重量%-100重量%。所述聚醚多元醇最优选是聚氧化丙烯二醇或聚氧化丙烯二醇和聚氧化乙烯二醇的混合物。所述聚醚多元醇可以是二种或二种以上具有式i结构的聚醚多元醇的混合物。制备所述异氰酸酯预聚物的组分优选进一步包含至少一不同于所述聚醚多元醇的多元醇,此时所述-r1n-结构的量至少占所述聚醚多元醇和所述不同于所述聚醚多元醇的多元醇的重量和的50重量%。不同于所述聚醚多元醇的多元醇优选下列的一种或多种:聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚碳酸酯多元醇,最优选聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。所述不同于所述聚醚多元醇的多元醇的分子量优选大于300g/mol,进一步优选不小于500g/mol,最优选500-8000g/mol。所述不同于所述聚醚多元醇的多元醇优选含2-6个羟基官能团,最优选含2-3个羟基官能团。异氰酸酯低聚物(b2)所述异氰酸酯低聚物优选是由包含下列的一种或多种组分的体系齐聚反应(oligomerization)得到的:1,4-二异氰酸酯丁烷、1,5-二异氰酸酯-戊烷、1,6-二异氰酸酯-己烷(hdi)、1,5-二异氰酸酯-2,2-二甲基戊烷、2,2,4-或2,4,4-三甲基-1,6-二异氰酸酯己烷、1-异氰基-3,3,5-三甲基-5-异氰基甲基环己烷(ipdi)、1-异氰基-1-甲基-4-(3)-异氰基甲基环己烷、双(4)-异氰基环己基甲烷、2,4-或4,4-二异氰酸酯环己基甲烷、1,10-二异氰酸酯-癸烷、1,12-二异氰酸酯十二烷、1,3-或1,4-环己烷二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯及其异构体、4-异氰基甲基-1,8-辛二异氰酸酯(tin)、2,4-二异氰基甲苯或、2,6-二异氰基甲苯、2,2′-或2,4′-或4′4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和五亚甲基二异氰酸酯。所述齐聚反应可以是碳二亚胺化、二聚、三聚、缩二脲化,脲基化,氨酯化,脲基甲酸酯化或环化以形成噁二嗪基团,上述反应通常同时发生或连续发生。所述异氰酸酯低聚物优选包含下列一种或多种基团:亚氨基噁二嗪二酮、异氰脲酸酯、脲二酮、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、脲、噁二嗪三酮、噁唑烷酮、酰基脲和碳二亚胺基团,最优选包含下列一种或多种基团:脲基甲酸酯基团、缩二脲基团、脲二酮基团、异氰脲酸酯基团和亚氨基噁二嗪二酮基团。所述异氰酸酯低聚物优选是下列的一种或多种:脂肪族聚异氰酸酯、环脂族聚异氰酸酯、芳脂族聚异氰酸酯和芳香族聚异氰酸酯的具有亚氨基噁二嗪二酮、异氰脲酸酯、脲二酮、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、脲、噁二嗪三酮、噁唑烷酮、酰基脲和/或碳二亚胺基团的衍生物。所述异氰酸酯低聚物进一步优选是下列的一种或多种:脂肪族聚异氰酸酯和环脂族聚异氰酸酯的具有亚氨基噁二嗪二酮、异氰脲酸酯、脲二酮、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、脲、噁二嗪三酮、噁唑烷酮、酰基脲和/或碳二亚胺基团的衍生物。所述异氰酸酯低聚物再优选下列的一种或多种:脂肪族三异氰酸酯、脂环族三异氰酸酯、芳脂族三异氰酸酯和芳香族三异氰酸酯的具有亚氨基噁二嗪二酮、异氰脲酸酯、脲二酮、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、脲、噁二嗪三酮、噁唑烷酮、酰基脲和/或碳二亚胺基团的衍生物,还优选脂肪族三异氰酸酯、脂环族三异氰酸酯、芳脂族三异氰酸酯和芳香族三异氰酸酯的具有脲基甲酸酯、缩二脲、脲二酮、异氰脲酸酯和/或亚氨基噁二嗪二酮基团的衍生物,还优选脂肪族三异氰酸酯和脂环族三异氰酸酯的具有脲基甲酸酯、缩二脲、脲二酮、异氰脲酸酯和/或亚氨基噁二嗪二酮基团的衍生物,最优选下列的一种或多种:desmodurn3300、desmodurn3600和desmodurn3900。所述异氰酸酯低聚物的异氰酸酯基团含量优选10-50重量%,最优选20-25重量%,以所述异氰酸酯低聚物的量为100重量%计。所述异氰酸酯低聚物的异氰酸酯基团官能度优选2-4。所述异氰酸酯低聚物的粘度优选700-3000mpa·s(23℃)。所述异氰酸酯低聚物的异氰酸酯基团当量优选170-200。所述异氰酸酯预聚物和异氰酸酯低聚物的重量比优选1∶2-2∶1,进一步优选1∶1.5-1.5∶1,最优选1∶1.5-1∶1。不同于所述异氰酸酯预聚物(b1)的异氰酸酯预聚物(b3)所述异氰酸酯组分可以进一步包含一不同于所述异氰酸酯预聚物b1的异氰酸酯预聚物b3。所述异氰酸酯预聚物b3的量优选小于70重量%,最优选不超过50重量%,以所述异氰酸酯预聚物b1和异氰酸酯预聚物b3的重量和为100重量%计。所述异氰酸酯预聚物b1和异氰酸酯预聚物b3的重量和和异氰酸酯低聚物的重量比优选大于1∶4且小于4∶1,进一步优选1∶2-2∶1,再优选1∶1.5-1.5∶1,最优选1∶1.5-1∶1。所述异氰酸酯反应性组分(a)和所述异氰酸酯组分(b)的量之和优选93-100重量%,以所述组合物的量为100重量%计。催化剂(c)所述催化剂可以是能够加速异氰酸酯基团与湿气例如水反应的催化剂。所述催化剂优选下列的一种或多种:叔胺和金属盐,最优选叔胺。所述叔胺催化剂优选下列的一种或多种:三乙胺、二吗啉基二乙醚、n,n-二甲基氨基环己烷、三-(二甲氨基甲基)苯酚、1,3,5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、双(二甲氨基乙基)醚和2-[[2-[2-(二甲氨)乙氧基乙基]甲氨基]-乙醇。所述金属盐优选下列的一种或多种:氯化铁、氯化锌、异辛酸铋和羧酸铋。所述催化剂的量优选0.001-5重量%,进一步优选0.01%-3wt.%,特别优选0.1-1.5wt.%,最优选0.15%-0.35%wt.%.重量%,以所述异氰酸酯组分的量为100重量%计。添加剂(d)所述添加剂优选下列的一种或多种:润湿剂、分散剂、消光剂、消泡剂、成膜剂、增稠剂、弹性剂、颜填料、流平剂和本领域技术人员熟知的其他能够添加到所述涂料组合物中的添加剂。所述添加剂的量可以是本领域技术人员熟知的可以添加的量。用途所述涂料组合物优选用于保护地坪表面、墙面、钢筋混泥土表面、金属容器表面或其他需要保护的表面。所述基材可以为人造石、木材、人造木材、大理石、水磨石、陶瓷、油毡、金属、矿物材料、塑料、橡胶、混凝土、复合板材、纸张、皮革或玻璃。所述基材可以是经预处理过的,所述预处理优选是打磨或涂覆。涂覆方法所述固化、干燥的温度优选23±2℃,湿度优选50±5%。所述施工可以是为本领域技术人员所熟知的方法,例如刮涂、浸涂、刷涂、滚涂、喷涂或淋涂。涂覆产品所述涂覆产品优选地坪、墙面、风机叶片或金属物件。所述涂层的厚度优选为60-250μm。所述涂层可以是单层或多层的。实施例除非另外限定,本文所使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域技术人员通常理解的相同意义。当本说明书中术语的定义与本发明所属领域技术人员通常理解的意义有矛盾时,以本文中所述的定义为准。除非另有说明,否则在说明书和权利要求书中使用的表达成分的量、反应条件等的所有数值被理解为在被术语“约”修饰。因此,除非有相反指示,否则在这里阐述的数值参数是能够根据需要获得的所需性能来变化的近似值。除非另有说明,否则在本说明书中所用的“一”、“一种”、“一个”和“该”意在包括“至少一种”或“一种或多种”。例如,“一组分”是指一种或多种组分,因此在所述实施方案的实施中可能考虑并可能采用或使用多于一种组分。本文中所用的“和/或”是指所提及的要素之一或全部。本文中所用“包括”和“包含”涵盖只有所提及要素的情形以及除了所提及要素还存在其它未提及要素的情形。本发明中所有百分比均为重量百分比,另有说明的除外。本发明的分析测量都在23±2℃,50+5%湿度下进行,另有说明的除外。重均分子量采用聚苯乙烯为标准物在四氢呋喃中按照din55672-1:2016-03标准测定。异氰酸酯基团(nco)含量根据din-eniso11909测定,测定的数据包括游离的和潜在游离的nco含量。异氰酸酯单体含量根据dineniso10283测定。粘度根据dineniso3219测定,选择mv-din转子。氨基基团含量根据afam2011-06054测定。羟基基团含量按照dineniso4629-2测试。无泡膜厚度(bfft):采用膜厚可调的刮膜器(设定膜厚为100μm、200μm和400μm)在玻璃上制备出不同厚度的涂层(涂层厚度的测试方法:将固化后的涂层从玻璃上揭下来,用膜厚测量仪测定得到),施涂面积约为15cm*10cm,当涂层固化一天之后,涂层表面没有明显的气泡(<10个),则认为无泡膜厚度大于等于该涂层厚度。表干时间:采用刮膜器(设定膜厚为200μm)在玻璃上制备涂层,根据gb/t13477.5-2002测定,用手指轻触涂层表面,如感到发粘,但无涂层沾到手指上,即认为表干,从组合物施加到玻璃表面到涂层表干所花费的时间即为表干时间。摆杆硬度:采用刮膜器(设定膜厚为200μm)在玻璃上制备涂层,采用byk摆杆硬度计测定涂层的硬度。摆杆硬度(1d)是指涂层存放一天后的摆杆硬度,摆杆硬度(7d)是指涂层存放七天后的摆杆硬度。适用期:从涂料组合物的组分开始混合到涂料组合物在不另外添加物质的条件下不能用滚筒手工进行施工的时间。适用期越长,则涂料组合物的可操作时间越长。原料和试剂desmophennh1420:氨基当量为279,粘度为1500mpa.s(25℃),可购自德国科思创股份有限公司。desmophennh2850:氨基当量为295,粘度为100mpa.s(25℃),可购自德国科思创股份有限公司。desmodurn3600:基于hdi的脂肪族三聚体,100重量%固含,nco当量183,nco含量为23.0wt.%,hdi单体含量小于0.25wt.%,粘度约1200mpa·s(23℃),可购自科思创股份有限公司。desmodurn3900:基于hdi的脂肪族三聚体,100重量%固含,nco当量179,nco含量为23.5wt.%,hdi单体含量小于0.25wt.%,粘度约730mpa·s(23℃),nco官能度为3,可购自科思创股份有限公司。desmodurn3300:基于hdi的脂肪族三聚体,100重量%固含,nco当量194,nco含量为21.7wt.%,hdi单体含量小于0.25wt.%,粘度约3000mpa·s(23℃),nco官能度为3,可购自科思创股份有限公司。(参数需再确认)desmodure2863xp:脂肪族聚酯多元醇和hdi的反应产物,100重量%固含,nco当量为378,nco含量为11.1wt.%,hdi单体含量小于0.3wt.%,粘度约1350mpa·s(23℃),可购自科思创股份有限公司。desmodurxp2617:脂肪族聚醚多元醇和hdi的反应产物,100重量%固含,nco当量为336,nco含量为12.5wt.%,hdi单体含量小于0.5wt.%,粘度约4250mpa·s(23℃),脂肪族聚醚多元醇的重均分子量小于400,可购自科思创股份有限公司。polyetherl800:聚氧化丙烯二醇,包含式iii结构和式iv结构,羟值为515mg/gkoh,官能度是2,重均分子量mw为220,-r1n-结构的量占聚醚多元醇重量的90%以上,可购自科思创股份有限公司。polyetherlp112:聚氧化丙烯二醇,包含式iii结构和式iv结构,羟值为112mg/gkoh,官能度是2,重均分子量mw为1000,-r1n-结构的量占聚醚多元醇重量的90%以上,可购自科思创股份有限公司。acclaim4200:聚氧化丙烯二醇,包含式iii结构和式iv结构,羟值为28mg/gkoh,官能度是2,重均分子量mw为4000,-r1n-结构的量占聚醚多元醇重量的90%以上,可购自科思创股份有限公司。polyetherl5050:聚氧化丙烯二醇和聚氧化乙烯二醇的共聚物,包含式iii结构和式iv结构,具有式x结构,羟值为57mg/gkoh,聚氧化丙烯二醇∶聚氧化乙烯二醇为1∶1(重量比),官能度是2,重均分子量mw为1968,-r1n-结构的量占聚醚多元醇重量的50%左右,可购自科思创股份有限公司。po3gh2400:聚1,3-丙二醇,包含式ii结构,羟值为47.5mg/gkoh,官能度是2,重均分子量mw为2362,-r1n-结构的量占聚醚多元醇重量的90%以上,可购自allessa。desmophen3600z:聚氧化丙烯二醇,包含式iii结构和式iv结构,羟值为56mg/gkoh,官能度是2,重均分子量mw为2000,-r1n-结构的量占聚醚多元醇重量的90%以上,可购自科思创股份有限公司。h:1,6-六亚甲基二异氰酸酯,异氰酸酯官能度为2,购自科思创股份有限公司。间苯二酰氯:终止剂,可购自sigma-aldrich(shanghai)tradingco.,ltd。dabcone310:叔胺类催化剂,粘度12mpa·s(25℃),可购自空气化学。dabcobl-19:叔胺类催化剂,粘度4mpa·s(25℃),可购自空气化学。zirconium18hs:锆类金属催化剂,可购自omgborchersgmbh.byk085:用于无溶剂型涂料的有机硅表面助剂,可购自byk助剂公司。irganoxe201:抗氧剂,可购自basf。kat22:催化剂,可购自omgborchersgmbh。byk333:用于无溶剂型、溶剂型和水性涂料以及印刷油墨的有机硅表面助剂,可购自byk助剂公司。byk331:用于无溶剂型、溶剂型和水性涂料以及印刷油墨的有机硅表面助剂,可购自byk助剂公司。分子筛:分子筛,可购自格蕾斯贸易(上海)有限公司。pgda:低气味溶剂,可购自陶氏化学。dmm:低气味溶剂,可购自陶氏化学。异氰酸酯预聚物制备方法异氰酸酯预聚物1在1l的反应容器中,在氮气氛围和搅拌的条件下,将0.11girganoxe201添加至450gh中,加热至100℃,通过滴液漏斗逐滴加入69.46gpolyetherl800,当容器内的混合物nco值达到43.54%时,将温度降低到95℃,然后逐滴加入0.7mlkat22溶液(将kat22溶于2-乙基己醇得到浓度为5wt.%的溶液),当容器内的混合物nco值达到39.81%时,加入0.28g间苯二酰氯终止反应并停止加热。多余的h单体通过蒸馏和薄膜蒸发装置除去,得到对比异氰酸酯预聚物1。异氰酸酯预聚物2在1l的反应容器中,在氮气氛围和搅拌的条件下,将0.11girganoxe201添加至600gh中,加热至100℃,通过滴液漏斗逐滴加入237gpolyetherlp112,当容器内的混合物nco值达到33.51%时,将温度降低到95℃,然后逐滴加入0.3mlkat22溶液(将kat22溶于polyetherlp112得到浓度为10wt.%的溶液),当容器内的混合物nco值达到31.34%时,加入0.23g间苯二酰氯终止反应并停止加热。多余的h单体通过蒸馏和薄膜蒸发装置除去,得到异氰酸酯预聚物2。异氰酸酯预聚物3在1l的反应容器中,在氮气氛围和搅拌的条件下,将0.12girganoxe201添加至550gh中,加热至100℃,通过滴液漏斗逐滴加入300gacclaim4200,当容器内的混合物nco值达到31.78%时,将温度降低到95℃,然后逐滴加入0.9mlkat22溶液(将kat22溶于2-乙基己醇得到浓度为5wt.%的溶液),当容器内的混合物nco值达到39.81%时,加入0.33g间苯二酰氯终止反应并停止加热。多余的h单体通过蒸馏和薄膜蒸发装置除去,得到异氰酸酯预聚物3。异氰酸酯预聚物4在1l的反应容器中,在氮气氛围和搅拌的条件下,将0.12girganoxe201添加至430gh中,加热至100℃,通过滴液漏斗逐滴加入355gpolyetherl5050,当容器内的混合物nco值达到25.69%时,将温度降低到95℃,然后逐滴加入1.874mlkat22溶液(将kat22溶于2-乙基己醇得到浓度为5wt.%的溶液),当容器内的混合物nco值达到24.05%时,加入0.72g间苯二酰氯终止反应并停止加热。多余的h单体通过蒸馏和薄膜蒸发装置除去,得到异氰酸酯预聚物4。异氰酸酯预聚物5在1l的反应容器中,在氮气氛围和搅拌的条件下,将0.11girganoxe201添加至375gh中,加热至100℃,通过滴液漏斗逐滴加入350gpo3gh2400,当容器内的混合物nco值达到24.05%时,将温度降低到95℃,然后逐滴加入0.5mlkat22溶液(将kat22溶于2-乙基己醇得到浓度为5wt.%的溶液),当容器内的混合物nco值达到22.46%时,加入0.18g间苯二酰氯终止反应并停止加热。多余的h单体通过蒸馏和薄膜蒸发装置除去,得到异氰酸酯预聚物5。异氰酸酯预聚物6在1l的反应容器中,在氮气氛围和搅拌的条件下,将0.11girganoxe201添加至450gh中,加热至100℃,通过滴液漏斗逐滴加入350gdesmophen3600z,当容器内的混合物nco值达到26.07%时,停止加热。多余的h单体通过蒸馏和薄膜蒸发装置除去,得到异氰酸酯预聚物6。异氰酸酯预聚物7在1l的反应容器中,在氮气氛围和搅拌的条件下,加入450gh,加热至100℃,通过滴液漏斗逐滴加入356.8gdesmophen3600z,当容器内的混合物nco值达到25.75%时,将温度降低到95℃,然后逐滴加入0.3mlkat22溶液(将kat22溶于desmophen3600z得到浓度为10wt.%的溶液),当容器内的混合物nco值达到24.12%时,加入0.0244g间苯二酰氯终止反应并停止加热。多余的h单体通过蒸馏和薄膜蒸发装置除去,得到异氰酸酯预聚物7。将异氰酸酯预聚物1-7的异氰酸酯当量、异氰酸酯含量、固含量和粘度列于表1,表1是异氰酸酯预聚物1-7的物性参数。表1异氰酸酯预聚物1-7的物性参数异氰酸酯预聚物nco当量nco含量/重量%固含量/重量%粘度/mpa.s124817.0100236324649.11001647310534.0100259746916.1100173658524.91008231611353.7100137477006.01002500涂料组合物的无泡膜厚度、适用期、表干时间和涂层性能指标参考值表2是涂料组合物的无泡膜厚度、适用期、表干时间和涂层性能指标参考值。表2涂料组合物的无泡膜厚度、适用期、表干时间和涂层性能指标参考值指标参考值无泡膜厚度(bfft)≥200μm适用期≥30min表干时间≤2.5h摆杆硬度(1d)>10s摆杆硬度(7d)>70s理想的涂料组合物的无泡膜厚度、适用期大于等于参考值,表干时间小于等于参考值,涂料组合物形成的涂层的摆杆硬度(1d,7d)大于参考值。涂料组合物的制备方法各组分的量如表3-7所示。混合异氰酸酯反应性组分、byk085、分子筛、可选的ne310、可选的byk333、可选的byk331、可选的dmm和可选的pgda,常温下搅拌10-30min,得到混合物a。混合异氰酸酯低聚物和异氰酸酯预聚物,常温下搅拌5-10min,得到混合物b。混合混合物a和混合物b,常温下搅拌3-5min,得到涂料组合物。涂层的制备方法采用膜厚可调的刮膜器将涂料组合物施加在玻璃表面,施涂面积为15cm*10cm,在23℃、50%rh条件下固化、干燥得到涂层。实施例1-7和对比实施例1-5表3是实施例1-7和对比实施例1-5的组合物的组分,以及组合物及其涂层的测试结果。实施例1-7的涂料组合物具有长适用期,涂料组合物形成的涂层能兼具短表干时间、良好的无泡膜厚度和良好的摆杆硬度。由对比实施例1、3和5可知,当涂料组合物中的异氰酸酯预聚物的反应组分之一聚醚多元醇的重均分子量小于400时,包含由其制备得到的异氰酸酯预聚物的涂料组合物形成的涂层具有短表干时间和良好的摆杆硬度,但涂料组合物的适用期低于参考值,其形成的涂层的无泡膜厚度也低于参考值。由对比实施例2和4可知,当涂料组合物中的异氰酸酯预聚物的反应组分之一是聚酯多元醇时,包含由其制备得到的异氰酸酯预聚物的涂料组合物具有长适用期,其形成的涂层具有短表干时间和良好的摆杆硬度,涂层的无泡膜厚度低于参考值。实施例6、8-9和对比实施例6-8表4是实施例6、8-9和对比实施例6-8的组合物的组分,以及组合物及其涂层的测试结果。表4实施例6、8-9和对比例6-8的组合物的组分和测试结果实施例6、8-9的涂料组合物具有长适用期,涂料组合物形成的涂层能兼具短表干时间、良好的无泡膜厚度和良好的摆杆硬度。由对比实施例6-8可知,当涂料组合物中不含有异氰酸酯预聚物或组合物的异氰酸酯预聚物和异氰酸酯低聚物的重量比为1∶4或者4∶1时,包含由其制备得到的异氰酸酯预聚物的涂料组合物形成的涂层不能兼具良好的无泡膜厚度和摆杆硬度。实施例10-18表5是实施例10-18的组合物的组分,以及组合物及其涂层的测试结果。表5实施例10-18的组合物的组分和测试结果由实施例10-18可知,当调整涂料组合物中的nco/nh摩尔比,在nco/nh摩尔比为1.5∶1-4∶1的范围内,涂料组合物具有长适用期,涂料组合物形成的涂层能兼具短表干时间、良好的无泡膜厚度和良好的摆杆硬度。尤其是当nco/nh摩尔比为1.5∶1-3∶1时,涂料组合物及其形成的涂层的综合性能更优,涂层所需的表干时间更短。实施例19-20表6是实施例19-20的组合物的组分,以及组合物及其涂层的测试结果。表6实施例19-20的组合物的组分和测试结果组合物组分/g实施例19实施例20nh14203045nh285015byk0850.200.20byk3310.100.10ne3100.230.19分子筛11pgda6.503.50dmm3.50desmodurn36002018desmodurn33002828异氰酸酯预聚物74650nco/nh(mol%)2.02.0voc(g/l)49.4352.29适用期/min>30>30表干时间/min7050摆杆硬度(1d)/s1528摆杆硬度(7d)/s81100无泡膜厚度/μm≥200≥200从实施例19-20可以看出,当涂料组合物中的异氰酸酯反应性组分采用天门冬氨酸酯的混合物时,涂料组合物具有长适用期,涂料组合物形成的涂层能兼具短表干时间、良好的无泡膜厚度和良好的摆杆硬度。实施例21-23和对比实施例9表7是实施例21-23和对比实施例9的组合物的组分,以及组合物及其涂层的测试结果。表7实施例21-23和对比实施例9的组合物的组分和测试结果从对比实施例9可以看出,当异氰酸酯组分的异氰酸酯预聚物b1的量占异氰酸酯预聚物b1和不同于异氰酸酯预聚物b1的异氰酸酯预聚物b3的量之和的30重量%时,涂料组合物形成的涂层的无泡膜厚度低于参考值。从实施例21可以看出,采用不同的异氰酸酯预聚物b1的混合物时,涂料组合物具有长适用期,涂料组合物形成的涂层能兼具短表干时间、良好的无泡膜厚度和良好的摆杆硬度。从实施例22-23可以看出,改变涂料组合物中的催化剂,涂料组合物具有长适用期,涂料组合物形成的涂层能兼具短表干时间、良好的无泡膜厚度和良好的摆杆硬度。所属领域的技术人员易知,本发明不仅限于前述的具体细节,且在不脱离本发明的精神或主要特性的前提下,本发明可实施为其他特定形式。因此从任何角度来说都应将所述实施例视作例示性而非限制性的,从而由权利要求书而非前述说明来指出本发明的范围;且因此任何改变,只要其属于权利要求等效物的含义和范围中,都应视作属于本发明。当前第1页12
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