环境固化耐候性涂层的制作方法_4

文档序号:8547497阅读:来源:国知局
化组合物用 于制备耐候性涂层时,基于可固化组合物的环氧基的摩尔数,用于本发明的可固化组合物 中的加合物组合物中的环氧活性氢的摩尔当量一般可在一个实施例中介于约〇. 5到约1. 5 摩尔当量范围内,在另一实施例中介于约〇. 6到约1. 3摩尔当量范围内,在再一实施例中介 于约0. 7到约1. 1摩尔当量范围内。
[0073] 熟练技术人员已知的其它任选化合物或添加剂可包括于可固化组合物中,尤其特 定打算用于具体最终用途应用的任何添加剂。可添加到本发明的可固化组合物中的所述其 它任选化合物包括所属领域的技术人员已知通常用于树脂调配物中来制备可固化组合物 和热固性物的化合物。举例来说,任选组分可包含可添加到组合物中以提高应用特性(例 如表面张力改性剂或流动助剂)、可靠性特性(例如助粘剂)、反应速率、反应选择性和/或 催化剂寿命的化合物。
[0074] 可添加到本发明的可固化组合物中的其它任选化合物可包括例如减少组合物的 固化时间的固化催化剂或促进剂;进一步降低调配物的粘度的溶剂,可与调配物的环氧树 脂掺合的其它树脂(如酚系树脂);其它环氧树脂,如芳香族环氧树脂,如源自双酚A、双酚 F、甲酚和苯酚者;脂肪族缩水甘油醚;脂环族环氧树脂;和二乙烯基芳烃二氧化物,如二氧 化二乙烯基苯;色素、韧化剂、流动改性剂、助粘剂、稀释剂、稳定剂、催化剂去活化剂、阻燃 剂、塑化剂(如苯甲醇、水杨酸和三-2,4,6-二甲基氨基甲基苯酚);填充剂,包括例如细微 粉碎的矿物,如二氧化硅、氧化铝、氧化锆、滑石、硫酸盐、Ti02、碳黑、石墨、硅酸盐等;其它 固化剂;其它环氧树脂;补强剂;流变改性剂;表面活性剂;UV稳定剂;抗氧化剂;湿润剂; 着色剂,包括色素、染料和染色剂;和其混合物。
[0075] -般来说,在用于本发明中时,在一个实施例中,其它任选组分的量可为例如 Owt %到约80wt %,在另一实施例中为约0.0 lwt %到约70wt % ;在再一实施例中为约 0? lwt%到约60wt% ;且在又一实施例中为约0? lwt%到约50wt%。
[0076] 用于制备本发明的可固化组合物的方法包括掺合(i)以上加合物,例如反应产物 加合物或两种加合物的掺合加合物,(ii)至少一种热固性环氧树脂化合物,和(iii)任选 地,所需要的其它任选成分。举例来说,本发明的可固化树脂调配物的制备是通过在已知混 合设备中混合环氧化合物、加合物和任选地任何其它所需添加剂来实现。
[0077] 在一个实施例中,可固化组合物可包括其它所需添加剂,例如(iii)至少一种促 进剂化合物;(iv)稳定剂化合物或所述促进剂和稳定剂的混合物。任何上述任选添加剂 (例如固化催化剂)均可在混合期间或在混合之前添加到组合物中以形成可固化组合物。
[0078] 可固化调配物的所有化合物典型地在使得能够制备具有用于特定应用的所需特 性平衡的有效可固化环氧树脂组合物的温度下混合且分散。举例来说,在所有组分混合 期间的温度一般可在一个实施例中为约-10°C到约40°C,且在另一实施例中为约0°C到约 30°C。较低混合温度有助于使组合物中环氧化物和加合物固化剂的反应减到最少而使组合 物的适用期增到最大。
[0079] 本发明的可固化调配物的制备和/或其任何步骤可为分批或连续方法。所述方法 中所用的混合设备可为所属领域的技术人员众所周知的任何容器和辅助设备。
[0080] 本发明的可固化组合物为相容的且呈现有利的干燥通过时间。"相容性"或"相容 的"在本文中是关于固化涂层的光泽来定义,例如其中来自相容的固化组合物的固化涂层 在约60°下具有大于约80的初始光泽。有利的干燥通过时间是定义为少于24小时的干燥 通过时间,如根据ASTMD5895-03在环境温度(25°C )下在BYK干燥时间记录器上所测量。
[0081] 在制备本发明的可固化环氧树脂组合物时,所用的环氧树脂可为使用非路易斯酸 过程由脂肪族和脂环族二醇的反应制备的环氧树脂,如上文参考制备加合物所述的环氧树 月旨。如上文所述,所述环氧树脂含有低结合的氯;且因此可避免现有技术环氧系统所碰到的 问题。此外,使用非路易斯酸过程由脂肪族和脂环族二醇制备的环氧树脂的额外益处是这 些环氧树脂具有低水准的单缩水甘油醚和中等到高水准的寡聚产物,其中平均环氧化物官 能团大于2。由于低单缩水甘油醚和中等到高水准的较高官能寡聚物的存在,源自这些树脂 的涂层呈现优良交联密度特性,并因此呈现优良耐化学性特性。
[0082] 因此,在上述环氧树脂用于制备本发明的可固化树脂组合物时,所得可固化树脂 组合物宜具有低氯、低单缩水甘油醚和寡聚组分,其中平均官能团大于2。
[0083] 因此,基于环氧树脂的重量,环氧树脂中的寡聚物含量的量优选地为5wt%到约 25wt%,更优选地5wt%到约20wt%,更优选地10wt%到约20wt%。基于环氧树脂的重 量,环氧树脂中的氯的量优选地为〇wt%到4wt%,优选地Owt%到2wt%,更优选地Owt% 到lwt%。基于环氧树脂的重量,环氧树脂中的单缩水甘油醚的量优选地为Owt%到约 10wt %,更优选地Owt %到约8wt %,并且最优选地Owt %到少于约5wt %。
[0084] 其它次要组分可作为用于制备本发明的可固化树脂组合物的环氧树脂的组分存 在。一般来说,基于环氧树脂的重量,所述次要组分可以约Owt %到5wt %,更优选地Owt % 到约2wt%并且最优选地Owt%到少于约0. 5wt%的量存在。由羟基化合物经由非路易斯 酸过程制备的环氧树脂呈现比源自相同羟基化合物的化学纯二缩水甘油醚的理论EEW高 不超过约20 %,优选地比源自相同羟基化合物的化学纯二缩水甘油醚的理论EEW高少于约 15%,且最优选比源自相同羟基化合物的化学纯二缩水甘油醚的理论EEW高少于约10%的 环氧当量(EEW)。
[0085] 由芳香族环氧树脂的氢化制备的脂环族环氧树脂含有低结合的氯,因此避免与通 过使脂肪醇与表氯醇以路易斯酸过程反应所获得的环氧树脂共有的前述问题。由芳香族环 氧化合物的氢化制备的脂环族环氧树脂呈现在一个实施例中比化学纯氢化二缩水甘油醚 的理论EEW高不超过约20%,在另一实施例中比化学纯氢化二缩水甘油醚的理论EEW高少 于约15 %,且在一个实施例中比化学纯氢化二缩水甘油醚的理论EEW高少于约10 %的EEW。
[0086] 本发明的方法包括固化可固化树脂组合物以形成热固性物或固化组合物。一般来 说,可固化组合物的固化方法可在预定温度下进行足以固化所述组合物的预定时间段。本 发明的可固化组合物的一个优点是所述组合物可在环境温度下固化。在一个实施例中,所 述可固化树脂组合物宜在一般约20°C到约25°C的环境固化温度下固化。然而,所述可固化 组合物不限于在环境温度下固化。所述可固化组合物也可在一个实施例中在介于约-io°c 到约40°C范围内且在另一实施例中介于约0°C到约30°C范围内的相对较低温度下固化。
[0087] -般来说,在以上低温下固化所述组合物的固化时间可在一个实施例中为少于36 小时,在另一实施例中为1分钟到约4周,在再一实施例中在约1小时到约2周之间,且在 又一实施例中在约6小时到约1周之间。
[0088] 在另一实施例中,所述可固化树脂组合物可通过强制固化在包括相对较高温度的 温度范围下固化。举例来说,在一个实施例中,固化所述调配物的温度一般可为约40°C到约 200°C;在另一实施例中为约100°C到约190°C;且在再另一实施例中为约125°C到约175°C。
[0089] -般来说,针对强制固化温度的固化时间可在一个实施例中在约1分钟到约24小 时之间,在另一实施例中在约5分钟到约12小时之间,且在再一实施例中在约10分钟到约 2小时之间选择。
[0090] 环境温度固化和在较高温度下的强制固化提供最终固化产物,如具有所需特性的 耐候性涂层。
[0091] 本发明的可固化组合物可用于制造固化热固性耐候性涂布产物。具体来说,例如 所述可固化组合物可用于制备用于维持和保护性涂层(M&PC)应用的耐候性涂层。其它最 终用途应用可包括用于墨水和涂层的调配物、复合物和层合物应用。
[0092] 本发明的固化产物(即由可固化组合物制成的交联产物)在用作耐候性涂层时 显示数种相对于用于涂层的常规环氧固化树脂改进的特性。举例来说,本发明的涂层宜在 60°测量角下具有大于80的初始光泽。此外,所述涂层可在一个实施例中在.500小时之 后在根据ASTM D4587-11进行加速风化之后具有约30%到100%的光泽保持力,在另一实 施例中具有约50 %到100 %的光泽保持力,且在又一实施例中具有约70 %到100 %的光泽 保持力。
[0093] 实M
[0094] 以下实例和比较实例进一步详细说明本发明,但并不解释为限制其范畴。
[0095] 用于以下实例中的各种术语和名称在本文中解释如下:
[0096] "BPEA"表示双(2-
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