[發(fā)明專利]室溫固化的涂料組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01803637.6
• 申請(qǐng)日: 2001-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN1395601A
• 公開（公告）日: 2003-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·耶茨;S·A·尼克松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國際涂料有限公司
• 主分類號(hào): C09D183/04
• 分類號(hào): C09D183/04;C09D183/06;C09D133/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所
• 代理人: 劉金輝,林柏楠

本發(fā)明涉及在室溫下快速固化(25℃下指觸干低于2小時(shí))且可用于耐久保護(hù)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(duì)于可揮發(fā)溶劑釋放到大氣的關(guān)注越來越多，而降低涂料、密封膠和粘合劑組合物中揮發(fā)性有機(jī)溶劑含量是必然的要求。這對(duì)于要求低于20泊的相對(duì)低粘度以用于通常噴涂、輥涂或刷涂的常規(guī)方法施用的涂料組合物并不容易，而對(duì)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(jié)構(gòu)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(shí)間以獲得滿意的機(jī)械性能，尤其在低溫下固化時(shí)。

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(yīng)性稀釋劑存在下聚合而進(jìn)行，該稀釋劑是粘度低于2Pa·s(20泊)且具有至少一個(gè)基本不與官能烯屬不飽和單體反應(yīng)而可與固化劑反應(yīng)形成聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的官能團(tuán)的液體有機(jī)化合物。這項(xiàng)技術(shù)的最大缺點(diǎn)是這種低粘度涂料導(dǎo)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(huán)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(jī)含氧硅烷(organooxysilane)和非芳族環(huán)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(hù)性涂層，其干膜厚度在25μm到大約2毫米的范圍內(nèi)。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(shí)其光澤和顏色保持性不如對(duì)基于聚硅氧烷的組合物所預(yù)期的。這嚴(yán)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(lián)聚硅氧烷的共混物。這些組合物用作室溫固化的保護(hù)涂層。這些組合物的主要缺點(diǎn)是組合物中存在較大量的有機(jī)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(jī)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(yuǎn)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(jié)構(gòu)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(fā)明提供了解決上述現(xiàn)有技術(shù)所具有的缺點(diǎn)的方案。本發(fā)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(gè)R1獨(dú)立地選自至多六個(gè)碳原子的烷基、芳基、烷氧基，反應(yīng)性縮水甘油氧基和OSi(OR3)₃基團(tuán)，其中每個(gè)R3獨(dú)立地具有與R1相同的含義，每個(gè)R2選自氫和至多六個(gè)碳原子的烷基和芳基，其中n值經(jīng)選擇使聚硅氧烷分子量在500到約5,000的范圍內(nèi)，優(yōu)選500-2,000，-縮水甘油基官能的丙烯酸系聚合物，和-硬化劑。

優(yōu)選R1和R2包括少于六個(gè)碳原子的基團(tuán)以促使聚硅氧烷快速水解，水解反應(yīng)由水解產(chǎn)物醇類似物的揮發(fā)性推動(dòng)。多于六個(gè)碳原子的R1和R2基團(tuán)則由于每個(gè)醇類似物的較低揮發(fā)性往往會(huì)減弱聚硅氧烷的水解。

優(yōu)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(nèi)的甲氧基-、乙氧基-和硅烷醇-官能的聚硅氧烷優(yōu)選用于配制本發(fā)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(huì)造成涂料組合物呈脆性且耐沖擊性差。盡管優(yōu)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?yàn)樗鼈兡苌a(chǎn)要求較少額外溶劑(如果使用的話)以達(dá)到施用粘度的組合物，即該組合物在不添加超過現(xiàn)有揮發(fā)性有機(jī)物含量(VOC)要求的溶劑情況下就可使用。總之，高分子量聚硅氧烷可通過與反應(yīng)性或非反應(yīng)性稀釋劑混合在不違背VOC要求下使用。但是，通常這將會(huì)影響膜的性能。

可用于本發(fā)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)。