[發(fā)明專利]帶有環(huán)狀碳酸酯基團的樹脂和具有低的VOC含量的所述樹脂的可交聯(lián)組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380030139.4
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN104379618B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設計）人: A.皮埃爾;F.科戈丹;G.德爾馬斯
• 申請（專利權）人: 阿克馬法國公司
• 主分類號: C08F220/28
• 分類號: C08F220/28;C08F8/14;C08F8/48;C08F283/02;C08G63/49;C08F283/01;C09D133/14;C08L33/14;C08F8/32;C08G71/04;C08L75/04;C09D175/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 宋莉

本發(fā)明涉及帶有環(huán)狀碳酸酯基團的特定樹脂、尤其是丙烯酸類樹脂，涉及制備方法，和涉及包含所述樹脂的可交聯(lián)的組合物、尤其是涂層(涂料)組合物，其用于不使用任何異氰酸酯而制備交聯(lián)的聚氨酯，所述組合物具有高的固含量和低的揮發(fā)性有機化合物VOC含量。

更具體地，本發(fā)明涉及由反應性的但是不含異氰酸酯的雙組分體系(two-pack?system)制備交聯(lián)的聚氨酯(PU)，所述雙組分體系基于在有機溶劑介質(zhì)中的本發(fā)明的樹脂(也將使用術語“基于溶劑的”)并且使用多胺作為替代的交聯(lián)劑。

一般來說，如何在有機溶劑中使用多元醇樹脂通過與多異氰酸酯的反應由雙組分體系獲得交聯(lián)的聚氨酯是公知的。更具體地，已知丙烯酸類多元醇的較好的性能品質(zhì)，特別是對于老化方面，它們對于涂料應用是優(yōu)選的。這些多元醇是包括羥烷基丙烯酸酯單體例如(甲基)丙烯酸羥乙酯(HE(M)A)或(甲基)丙烯酸羥丙酯的丙烯酸類單體混合物的共聚物。

這些現(xiàn)有技術體系的重要缺陷與以下事實相關：異氰酸酯(多異氰酸酯)作為用于基于丙烯酸類多元醇樹脂的這些交聯(lián)的聚氨酯雙組分體系的交聯(lián)劑是必要的。但是，該使用通常在對人類健康和環(huán)境的毒性、安全性和傷害方面帶來了問題，這些問題對于它們的處理施加了重大的限制，其因此變得越來越復雜和昂貴。已知它們的毒性和它們由也是對環(huán)境毒性和有害的起始材料制備，例如由光氣制備，釋放也對環(huán)境有害的氫氯酸，基于使用異氰酸酯的化學需要用對人類和環(huán)境更加友好的且尊重環(huán)境和人類健康的解決方案代替，例如由容許其的新型起始材料的可持續(xù)開發(fā)。

此外，除了健康和環(huán)境問題，使用多元醇-異氰酸酯可交聯(lián)體系對于多元醇樹脂的固有(內(nèi)在，intrinsic)水分是敏感的，所述多元醇樹脂在使用之前需要以控制的水分含量進行干燥，以考慮用于抵償由該水分含量的異氰酸酯消耗的任何過量的異氰酸酯。

接下來，在施用基于這樣的含異氰酸酯的體系的涂層的過程中的溫度和環(huán)境濕度條件是氣候條件所施加的，其對于所述系統(tǒng)是外部的且是不可控制的。其效果是通過環(huán)境濕度控制異氰酸酯的消耗、以及因此控制獲得的涂層的最終結構(交聯(lián)密度)和與該結構相關的最終性能品質(zhì)的困難性和不可能性。為了彌補所述消耗，可設想過量的異氰酸酯，但是采用異氰酸酯的總消耗(overconsumption)，所述異氰酸酯在以副反應(脫羧和形成多胺，其轉化為聚脲)被環(huán)境濕氣消耗之前在體系中可保持為游離的(自由的，free)一定時間，其可影響最終涂層的結構和性能品質(zhì)。尤其是，CO₂的放出導致在最終涂層中形成氣泡(缺陷)，特別是在厚涂層的情況下。在這些涂層中異氰酸酯的其它缺點是它們對成本價格的高度影響。

新型的雙組分體系是現(xiàn)有技術已知的，其不使用多異氰酸酯(稱為NIPU:非-異氰酸酯PU)，用于代替基于多元醇-多異氰酸酯的PU體系。它們基于帶有環(huán)狀碳酸酯基團的樹脂，其是可使用多胺交聯(lián)的。

更具體地，BE?1009543描述了基于碳酸酯官能化的丙烯酸類樹脂的體系，其使用伯多胺交聯(lián)用于透明的涂層應用。

EP?0394786描述了基于由如下構成的組合物的體系：碳酸酯官能化的共聚物、封端的(受阻的，blocked)多胺、催化劑和/或其它添加劑。

WO?2011/035982描述了基于具有用于以多胺交聯(lián)的碳酸酯官能團的水可分散性的丙烯酸類樹脂的體系，合成在溶劑介質(zhì)中進行，其用于在粘合劑、膠粘劑(乳香，mastics)和涂料中的應用且尤其是用于防腐蝕保護。該體系的非常好的耐化學性和其沒有水敏感性一起構成它的主要優(yōu)點。

雖然這樣的體系使得原則上可不使用多異氰酸酯而獲得聚氨酯(PU)，但是除了所提及的那些之外，還需要克服幾個另外的問題。尤其是，在溶劑介質(zhì)中，帶有環(huán)狀碳酸酯官能團的丙烯酸類樹脂與等價的羥基化樹脂(對于相同質(zhì)量含量的帶有相應的官能團的單體)相比具有高得多的粘度，這意味著對于相同的摩爾含量(或者相同的表示為當量mg?KOH/g的指數(shù))來說顯著更高的粘度。其結果是為了能夠保持恒定和合適的粘度，限制可交聯(lián)組合物中的固含量，所述粘度是對于涂料應用的重要參數(shù)。

在關于減少VOC的規(guī)章變得越來越嚴格時，現(xiàn)有技術中已知沒有滿足該問題的解決方案。因此，需要新的碳酸酯官能化的樹脂，尤其是丙烯酸類樹脂，其容許形成具有低的VOC含量和具有高的固含量以及適于在有機溶劑介質(zhì)中的涂料應用的粘度的涂料且尤其是油漆或清漆。