高固体涂料组合物的制作方法_2

文档序号:9509720阅读:来源:国知局
聚物的至少90%单元含有R3基团。在一个实施方案中,环氧官能硅氧烷低聚 物的基本上所有或所有单元包含R3基团。因此,环氧官能硅氧烷低聚物可归类为具有高环 氧官能度的硅氧烷低聚物。
[0052] 例如,如果环氧官能硅氧烷低聚物具有10的低聚度,则所述低聚物包含平均10个 单元(每个单元包含1个娃原子)且运些单元的平均至少7个(lOx0. 7 = 7)包含R3基 团。更优选地,所述单元的至少8个(lOx0.8 = 8)包含R3基团。最优选地,运些单元的 至少9个(lOx0. 9 = 9)包含R3基团。
[0053] 例如,如果环氧官能硅氧烷低聚物具有3的低聚度,则所述低聚物包含平均3个单 元(每个单元包含1个娃原子)且运些单元的平均至少2个(3x0. 7 = 2. 1,四舍五入至2) 包含R3基团。最优选地,运些单元的至少3个(3x0. 9 = 2. 8,四舍五入至3)包含R3基团。
[0054] 在上文中,Ri基团可相同或不同且各自代表具有1-9个碳原子的一价控基或Ci-Ce 烷氧基。所述控基优选具有1-6个碳原子,更优选1-4个碳原子。 阳化引 -R2基团可相同或不同且各自代表0H基团或Ci-Ce烷氧基,
[0056] -R3基团可相同或不同且各自代表具有被至少一个环氧基取代的一价控基,所述 一价控基具有1-11个碳原子。
[0057] 优选地,环氧基位于R3基团的末端。优选地,R3基团被缩水甘油酸基取代。例如, R3基团可相同或不同且各自代表被缩水甘油酸基取代的一价控基。该类R3基团的实例包括 亚己基缩水甘油酸化ex}deneglycid}dether)、亚丙基缩水甘油酸(propyleneglycid}d ether)和亚下基缩水甘油酸化ut}deneglycid}dether)。
[0058] 本发明的涂料组合物包含胺官能聚有机硅氧烷。胺官能聚有机硅氧烷为包含通过 控连接基与-娃-氧-(-Si-0-)聚合物骨架连接的胺官能团的树脂。换言之,胺官能聚有 机硅氧烷具有娃-氧骨架,其上结合有一个或多个控基。控基可被胺基取代。与娃-氧骨 架结合的控基的实例由此包括例如烷基(例如Ci-Cg烷基)和/或芳基(例如苯基)、被胺 官能团取代的烷基(例如Ci-Cg烷基)和/或被胺官能团取代的芳基(例如苯基)。合适 地,胺官能聚有机硅氧烷的平均小于50%娃原子具有结合其上的被胺官能团取代的控基。 更合适地,胺官能聚有机硅氧烷的平均小于40%娃原子具有结合其上的被胺官能团取代的 控基。例如,胺官能聚有机硅氧烷的平均小于30%娃原子具有结合其上的被胺官能团取代 的控基。例如,胺官能聚有机硅氧烷的平均小于20%娃原子具有结合其上的被胺官能团取 代的控基。例如,胺官能聚有机硅氧烷的平均小于10%娃原子具有结合其上的被胺官能团 取代的控基。然而,一般而言,胺官能聚有机硅氧烷包含至少两个(2)胺官能团。要求确保 胺官能聚有机硅氧烷包含足够数量的胺基W用于固化。
[0059] 娃-氧骨架可具有线性、支化或笼状结构。胺官能聚有机硅氧烷的平均聚合度为 10或更大,优选15或更大,优选20或更大,达到最大40或最大50。例如,胺官能聚有机娃 氧烧的平均聚合度可为 10-50,10-40,15-50,15-40,15-35, 20-35 或 20-40。 W60] 胺官能聚有机硅氧烷由此归类为具有"低"胺官能度。
[0061] 合适胺官能聚有机硅氧烷是本领域已知的。合适胺官能聚有机硅氧烷的实例为 W02005/010076中描述的那些。在一个实施方案中,胺官能聚有机硅氧烷包含选自如下的单 元: W62] α)斬5明/2)3
[0063] (ii) (R\Si〇2/2)b
[0064] (iii) (R4Si〇3/2)。,和 W65] (iv) (Si〇4/2)d
[0066] 其中R4独立地为烷基(例如Ci-Cg烷基)、芳基(例如苯基),任选地被胺官能团取 代;a具有小于0. 4的值;b具有大于0. 15的值;C具有大于零至0. 7的值;d具有小于0. 2 的值;a+b+c+d的值=1 ;在单元(i)、(ii)或(iii)中,3-50摩尔%娃原子含有胺官能控 基;胺官能聚有机硅氧烷的-NH-当量为100-1500 ;大于20重量%的单元(ii)存在于胺官 能聚有机硅氧烷中;胺官能聚有机硅氧烷中小于10重量%的单元(ii)为MezSiOw单元; 且大于50重量%的娃结合的R基团为娃结合的芳基。
[0067] 胺官能聚有机硅氧烷在25°C下可呈液体、溶液或固体形式。可烙化固体在25°C下 为固体,但在150°C下为固体。
[0068] 在本发明的组合物中,胺官能聚有机硅氧烷与环氧官能有机硅氧烷低聚物的量应 使得涂料组合物中活性氨当量与环氧当量之比为0. 3:1-1. 1:1 (H:环氧基)。可优选活性氨 当量与环氧当量之比为大于0.6:1,但小于1:1。活性氨当量(对于胺)可根据ASTMD2896 测定。环氧当量可根据ASTMD1652测定。
[0069] 环氧当量为得到1摩尔(或1当量)环氧官能团所需的环氧官能低聚物的重量。 由于环氧基在性质上为亲电子的,它们通常与亲核体(例如胺基团)反应。
[0070] 对于背景,在环氧化物与亲核体的开环反应期间,氨原子从亲核体转移至环氧化 物的氧原子。该转移的氨原子称为"活性氨"。
[0071]
[0072] 因此,通常关于活性氨当量引述亲核物质的当量。运简单地为得到1摩尔(或Γ'当 量")可转移至开环环氧基的氨原子所需的亲核物质的重量。
[0073] 因此,胺官能聚有机硅氧烷的活性氨当量为给出1摩尔(或1"当量")N-H基团的 胺官能聚有机硅氧烷的重量。
[0074] 为避免疑义,胺官能聚有机硅氧烷上的伯胺基具有两个可与两个环氧基反应的活 性氨。胺官能聚有机硅氧烷上的仲胺基具有一个活性氨,因此其仅可与一个环氧基反应。 阳0巧]在本发明的一个实施方案中,环氧官能硅氧烷低聚物的环氧当量为109-430g/eq。 当施加具有在该范围内的环氧当量值的环氧官能硅氧烷低聚物时,获得具有良好性质的涂 层。对于环氧官能硅氧烷低聚物可优选的是具有130-300g/eq,特别是140-200,更特别是 140-195,最优选185-195的环氧当量。
[0076] 在本发明的一个实施方案中,胺官能聚有机硅氧烷的活性氨当量为100-1,500g/ eq。当使用具有150-700,特别是200-400的活性氨当量的胺官能聚有机硅氧烷时,获得具 有良好性质的涂层。
[0077] 本发明的涂料组合物基于涂料组合物中所有组分的总体积可具有至少70重量% 的固含量。
[0078] 优选地,计算的固含量基于涂料组合物中所有组分的总体积为高于75重量%,更 优选高于80重量%。
[0079] 本发明的涂料组合物可具有不超过250g/L的挥发性有机物含量(V0C)。优选地, V0C不超过200g/L。涂料组合物的V0C可根据EPA联邦方法(Federal Method) 24测定。
[0080] 尽管高固含量和/或低V0C,本发明的涂料组合物也可具有低粘度。理想地低粘度 在25°C(50 %相对湿度)下低于20泊,甚至更理想地在25°C下低于15泊,甚至理想地在 25°C下低于10泊,如根据BS3900部分A72000(和/或ISO2884-11999)使用锥板式粘度 计在10, 000s1剪切速率下测定。低粘度意味着可通过标准技术如喷涂、滚涂或刷涂施加涂 料。
[0081] 本发明的涂料组合物通常在环境溫度/条件下或甚至更低溫度/条件下硬化W形 成涂层,例如-5至50°(:,更特别地-5至30°(:(例如在50%相对湿度下),由此适用于施加 至其中热固化不能实行的大结构上。或者,本发明的涂料组合物可在升高溫度下硬化/固 化,例如30或50°C至100°C,如果需要。
[0082] 对于本发明的涂料组合物可优选的是具有至少70%,更特别地至少75%,仍更特 别地至少80%,或甚至至少90%的(计算)固含量。固含量可根据ASTMD2369测定。
[0083] 本发明的涂料组合物可包含其他组分,如本领域所知。
[0084] 例如,涂料组合物可包含一种或多种颜料,例如但不限于二氧化铁(白色颜料)、 有色颜料如黄色或红色氧化铁或献菁颜料
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