[發明專利]室溫固化的涂料組合物

有效

• 申請號: 01803637.6
• 申請日: 2001-01-11
• 公開（公告）號: CN1395601A
• 公開（公告）日: 2003-02-05
• 發明（設計）人: K·耶茨;S·A·尼克松
• 申請（專利權）人: 國際涂料有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D183/06;C09D133/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 劉金輝,林柏楠

本發明涉及在室溫下快速固化(25℃下指觸干低于2小時)且可用于耐久保護涂層的涂料組合物，其具有高固含量(＞70％重量)和低VOC(＜250g溶劑/l組合物，g/l)。

最近幾年對于可揮發溶劑釋放到大氣的關注越來越多，而降低涂料、密封膠和粘合劑組合物中揮發性有機溶劑含量是必然的要求。這對于要求低于20泊的相對低粘度以用于通常噴涂、輥涂或刷涂的常規方法施用的涂料組合物并不容易，而對于必須在室溫下施用和快速固化的涂料組合物尤其不容易，例如用于大型結構體如船舶、橋梁、建筑物、工廠廠房和油井架的涂料。

涂料組合物通常需要含有聚合物來提供成膜性，但所使用的任何聚合物都需要有足夠分子量提供必需的低粘度，尤其作為涂料著色后。這樣的低粘度聚合物通常需要長固化時間以獲得滿意的機械性能，尤其在低溫下固化時。

在WO?98/04594中公開了制備可固化聚合物組合物的方法，該方法通過官能烯屬不飽和單體在反應性稀釋劑存在下聚合而進行，該稀釋劑是粘度低于2Pa·s(20泊)且具有至少一個基本不與官能烯屬不飽和單體反應而可與固化劑反應形成聚合物網狀結構的官能團的液體有機化合物。這項技術的最大缺點是這種低粘度涂料導致最終膜Tg值低和耐久性適中。

在WO?96/16109和WO?98/32792中公開了一種環氧聚硅氧烷涂料組合物，其通過將水、聚硅氧烷、雙官能氨基硅烷硬化劑、任選的有機含氧硅烷(organooxysilane)和非芳族環氧樹脂混合而制備。加入這些組合物中的溶劑最大量接近420g/l。這些組合物意欲用作底涂或鍍鋅鋼、鋁、混凝土和其他基體的保護性涂層，其干膜厚度在25μm到大約2毫米的范圍內。這些組合物作為耐久面漆使用，但在暴露于自然或加速測試條件(UV-A，UV-B)時其光澤和顏色保持性不如對基于聚硅氧烷的組合物所預期的。這嚴重影響已涂基體的外觀。

US4,446,259公開了一種包括液體載體和基料的涂料組合物，該基料是含有縮水甘油基的烯屬不飽和聚合物和其主鏈硅原子上連有烷基、苯基和羥基的可交聯聚硅氧烷的共混物。這些組合物用作室溫固化的保護涂層。這些組合物的主要缺點是組合物中存在較大量的有機溶劑。

EP0?822?240公開了一種涂料樹脂組合物，該組合物包括有機硅烷、丙烯酸系樹脂和固化催化劑的二氧化硅分散的低聚物溶液。涂料樹脂組合物的平均固含量為40-50％重量。因此，這些涂料組合物的VOC遠大于250g/l。

WO?97/22728公開了一種耐熱粉末涂料組合物，該組合物包含至少一種縮水甘油基官能的聚丙烯酸系聚合物和至少一種羥基官能的聚硅氧烷。該組合物在溫度大于約250℃下固化。這種高固化溫度使該組合物不適用于大型結構體如船舶、橋梁等的涂敷。此外，如果不加熱涂敷表面，該涂料組合物不能固化。

本發明提供了解決上述現有技術所具有的缺點的方案。本發明的室溫固化的涂料組合物包括：-下式的線性或支化聚硅氧烷其中每個R1獨立地選自至多六個碳原子的烷基、芳基、烷氧基，反應性縮水甘油氧基和OSi(OR3)₃基團，其中每個R3獨立地具有與R1相同的含義，每個R2選自氫和至多六個碳原子的烷基和芳基，其中n值經選擇使聚硅氧烷分子量在500到約5,000的范圍內，優選500-2,000，-縮水甘油基官能的丙烯酸系聚合物，和-硬化劑。

優選R1和R2包括少于六個碳原子的基團以促使聚硅氧烷快速水解，水解反應由水解產物醇類似物的揮發性推動。多于六個碳原子的R1和R2基團則由于每個醇類似物的較低揮發性往往會減弱聚硅氧烷的水解。

優選使用烷氧基甲硅烷基官能的聚硅氧烷。分子量在大約400-2000范圍內的甲氧基-、乙氧基-和硅烷醇-官能的聚硅氧烷優選用于配制本發明涂料組合物。分子量低于400的甲氧基-、乙氧基-和硅烷醇-官能的聚硅氧烷將會造成涂料組合物呈脆性且耐沖擊性差。盡管優選使用分子量低于2000的聚硅氧烷，但可使用任何分子量高于400的液體甲氧基-、乙氧基-和硅烷醇-官能的聚硅氧烷，因為它們能生產要求較少額外溶劑(如果使用的話)以達到施用粘度的組合物，即該組合物在不添加超過現有揮發性有機物含量(VOC)要求的溶劑情況下就可使用?？傊?，高分子量聚硅氧烷可通過與反應性或非反應性稀釋劑混合在不違背VOC要求下使用。但是，通常這將會影響膜的性能。

可用于本發明組合物中的合適聚硅氧烷包括：DC3037和DC3074(均來自Dow?Corning)，或SY231，SY550和MSE100(均來自Wacker)。