可交聯(lián)涂料組合物和生產(chǎn)所述組合物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可交聯(lián)涂料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法以及用其涂布的襯 底。
【背景技術(shù)】
[0002] -般已知在涂層應(yīng)用中使用聚合材料，例如來源于異氰酸酯的基于聚氨基甲酸酯 的油漆。然而，來源于異氰酸酯的基于油漆的聚氨基甲酸酯由于在制備這類涂料組合物中 使用異氰酸酯而具有環(huán)境和健康問題。此外，可商購(gòu)的不含異氰酸酯的聚氨基甲酸酯油漆 不在環(huán)境溫度，即介于〇°C到60°C范圍內(nèi)的溫度下固化。另外，需要風(fēng)力渦輪機(jī)葉片涂料組 合物以提供針對(duì)與如雨滴的顆粒碰撞的保護(hù)。風(fēng)力葉片工業(yè)還需要具有較長(zhǎng)適用期（pot 1ife)和較快干燥時(shí)間的涂料配制品以改進(jìn)較大風(fēng)力葉片的涂布工藝。
[0003] 因此，需要能夠在環(huán)境條件下固化，同時(shí)為保護(hù)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片提供所需的必要 彈性和耐久性，而不具有來源于異氰酸酯的常規(guī)聚氨基甲酸酯涂料的環(huán)境和健康問題的涂 料組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供可交聯(lián)涂料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法以及用其涂布的襯 底。
[0005] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂料組合物，其包含：(a)聚醛或其縮醛 或半縮醛；(b)pKa小于6的酸催化劑；（c)液體介質(zhì)；(d)包含至少平均2. 0個(gè)氨基甲酸酯 官能團(tuán)的丙烯酸類聚氨基甲酸酯，其中所述聚氨基甲酸酯的玻璃化轉(zhuǎn)變（Tg)小于25°C;以 及（e) -種或多種pH介于等于或小于9范圍內(nèi)的填料和/或一種或多種pH介于等于或小 于9范圍內(nèi)的顏料和/或一種或多種pH介于等于或小于9范圍內(nèi)的添加劑，其中所述組合 物的固化溫度在小于70°C范圍內(nèi)。
[0006] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于生產(chǎn)可交聯(lián)涂料組合物的方 法，其包含以下步驟：（a)選擇聚醛或其縮醛或半縮醛；(b)選擇pKa小于6的酸催化劑；（c) 選擇液體介質(zhì)；（d)包含至少平均2.0個(gè)氨基甲酸酯官能團(tuán)的丙烯酸類聚氨基甲酸酯，其中 所述聚氨基甲酸酯的玻璃化轉(zhuǎn)變（Tg)小于25°C;(e)選擇一種或多種pH介于等于或小于9 范圍內(nèi)的填料和/或一種或多種pH介于等于或小于9范圍內(nèi)的顏料和/或一種或多種pH 介于等于或小于9范圍內(nèi)的添加劑；(f)使所述聚醛或其縮醛或半縮醛；所述酸催化劑；所 述液體介質(zhì)，所述聚氨基甲酸酯，所述一種或多種填料以及任選地所述一種或多種顏料接 觸；以及（g)由此形成可交聯(lián)涂料組合物；其中所述組合物的固化溫度在小于70°C范圍內(nèi)。
[0007] 在另一個(gè)替代性實(shí)施例中，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種經(jīng)涂布襯底，其包含襯底；和一 個(gè)或多個(gè)與所述襯底至少一個(gè)表面結(jié)合的來源于本發(fā)明可交聯(lián)涂料組合物的膜層。
[0008] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述經(jīng)涂布制品是轉(zhuǎn) 子葉片之外。
[0009] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述轉(zhuǎn)子葉片是風(fēng)力 渦輪機(jī)葉片、直升機(jī)葉片或飛機(jī)葉片之外。
[0010] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述襯底包含一種或 多種金屬、一種或多種塑料、一種或多種復(fù)合材料以及一個(gè)或多個(gè)來源于一種或多種底漆 的膜之外。
[0011] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述聚氨基甲酸酯的 玻璃化轉(zhuǎn)變（Tg)小于o°c之外。
[0012] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述一個(gè)或多個(gè)膜層 的厚度在5到500μm范圍內(nèi)之外。
[0013] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述一個(gè)或多個(gè)膜的 耐MEK性在大于50次雙重摩擦（doublerubs)范圍內(nèi)之外。
[0014] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述一個(gè)或多個(gè)膜的 耐雨水侵蝕性大于30分鐘之外。
[0015] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述聚醛、其縮醛或 半縮醛具有2到20個(gè)碳原子或超過20個(gè)碳原子，其條件是具有超過20個(gè)碳原子的聚醛每 10個(gè)碳原子具有至少一個(gè)醛基之外。
[0016] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述聚醛、其縮醛或 半縮醛選自由（順，反）-1，4_環(huán)己烷二甲醛、（順，反）-1，3_環(huán)己烷二甲醛以及其混合物 組成的群組之外。
[0017] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述丙烯酸類聚氨基 甲酸酯組分具有氨基甲酸酯基當(dāng)量與羥基官能團(tuán)當(dāng)量數(shù)之比為1 : 1到20 : 1的氨基甲 酸酯基和羥基之外。
[0018] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述可交聯(lián)涂料組合 物進(jìn)一步包含一種或多種固化抑制劑之外。
[0019] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，根據(jù)前述實(shí)施例中的任一個(gè)，本發(fā)明提供一種可交聯(lián)涂 料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法、由其制成的經(jīng)涂布制品，除了所述固化抑制劑選自 水、醇或其混合物之外。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明提供可交聯(lián)涂料組合物、用于生產(chǎn)所述組合物的方法以及用其涂布的襯 底。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的可交聯(lián)涂料組合物包含：（a)聚醛或其縮醛或半縮醛；(b)pKa小于6 的酸催化劑；（c)液體介質(zhì)；（d)包含至少平均2. 0個(gè)氨基甲酸酯官能團(tuán)的丙烯酸類聚氨基 甲酸酯，其中所述聚氨基甲酸酯的玻璃化轉(zhuǎn)變（Tg)小于25°C;以及（e) -種或多種pH介于 等于或小于9范圍內(nèi)的填料和/或一種或多種pH介于等于或小于9范圍內(nèi)的顏料和/或 一種或多種pH介于等于或小于9范圍內(nèi)的添加劑，其中所述組合物的固化溫度在小于70°C 范圍內(nèi)。
[0022] 聚醛組分或其縮醛或半縮醛
[0023] 可交聯(lián)涂料組合物包含聚醛組分或其縮醛或半縮醛。在一個(gè)實(shí)施例中，聚醛組分 包含2到20個(gè)碳原子。在另一個(gè)替代性實(shí)施例中，聚醛包含大于20個(gè)碳原子，其條件是具 有超過20個(gè)碳原子的聚醛每10個(gè)碳原子具有至少一個(gè)醛基。
[0024] 可交聯(lián)組合物可以包含2到50重量％的聚醛組分或其縮醛或半縮醛；例如5到 25重量％的聚醛組分或其縮醛或半縮醛。在一個(gè)實(shí)施例中，聚醛選自由以下組成的群組： (順，反）-1，4_環(huán)己烷二甲醛、（順，反）-1，3_環(huán)己烷二甲醛、戊烷-1，5-二醛、乙烷-1， 2-二醛以及其混合物。
[0025] 舉例來說，聚醛組分可以具有兩個(gè)或更多個(gè)醛基。本發(fā)明的合適聚醛可以具有兩 個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)醛基。
[0026] 聚醛組分可以是環(huán)狀、直鏈或分支鏈；環(huán)狀和非芳香族；或環(huán)狀和芳香族。
[0027] 聚醛組分可以包含一種或多種環(huán)狀、非芳香族聚醛或一種或多種芳香族聚醛。舉 例來說，聚醛組分可以包含一種或多種具有3到20個(gè)環(huán)碳原子的環(huán)狀、非芳香族聚醛，并且 可以基本上由一種或多種具有3到20個(gè)環(huán)碳原子的環(huán)狀、非芳香族聚醛組成。
[0028] 每個(gè)環(huán)狀、非芳香族聚醛組分可以獨(dú)立地具有5到12個(gè)環(huán)碳原子，并且可以是 (順，反）-1，4-環(huán)己烷二甲醛和（順，反）-1，3-環(huán)己烷二甲醛的混合物。
[0029] 合適環(huán)狀聚醛的實(shí)例是反-1，3-環(huán)己烷二甲醛；順-1，3-環(huán)己烷二甲醛；反-1， 4-環(huán)己烷二甲醛；順-1，4-環(huán)己烷二甲醛；1，3_環(huán)己烷二甲醛和1，4_環(huán)己烷二甲醛的混 合物，優(yōu)選其1比1混合物；外，外-2,5-降冰片烷二甲醛；外，外-2,6-降冰片烷二甲醛； 外，內(nèi)-2, 5-降冰片烷二甲醛；外，內(nèi)-2,6-降冰片烷二甲醛；內(nèi)，內(nèi)-2, 5-降冰片烷二甲醛； 內(nèi)，內(nèi)-2,6-降冰片烷二甲醛產(chǎn)物（內(nèi)和外混合物）；3-(3_甲?；h(huán)己基）丙醛；3-(4-甲 ?；h(huán)己基）丙醛；2-(3-甲?；h(huán)己基）丙醛；2-(4-甲?；h(huán)己基）丙醛；以及環(huán)十二 烷-1，4,8-三甲醛和含有2,8-、3,8-和4,8-二（甲?；┤h(huán)[5.2. 1.02'6]癸烷中的一 個(gè)或多個(gè)的混合物。
[0030] 反-1，3-環(huán)己烷二甲醛；順-1，3-環(huán)己烷二甲醛；反-1，4-環(huán)己烷二甲醛；以及 順-1，4-環(huán)己烷二甲醛可以通過以下方法制備，所述方法包含使用本文所描述的氫甲?；?條件使3-環(huán)己烯-1-甲醛氫甲?；?br>[0031] 1，3_和1，4_環(huán)己烷二甲醛的1 : 1混合物可以通過以下方法制備，所述方法包含 使丙烯醛與1，3_ 丁二烯在狄爾斯-阿爾德（Diels-Alder)反應(yīng)中反應(yīng)以得到3-環(huán)己烯甲 醛（也稱為1，2,3,6_四氫苯甲醛）以及使所述3-環(huán)己烯甲醛氫甲酰化。
[0032] 外，外-2，5-降冰片烷二甲醛；外，外-2，6-降冰片烷二甲醛；外，內(nèi)-2，5-降冰片 烷二甲醛；外，內(nèi)-2,6-降冰片烷二甲醛；內(nèi)，內(nèi)-2, 5-降冰片烷二甲醛；以及內(nèi)，內(nèi)-2,6-降 冰片烷二甲醛產(chǎn)物（內(nèi)和外混合物）可以通過以下方法制備，所述方法包含使丙烯醛與環(huán) 戊二烯在狄爾斯-阿爾德反應(yīng)中反應(yīng)以得到2-降冰片烯-5-甲醛，以及使所述2-降冰片 烯-5-甲醛氫甲?；?。
[0033] 3-(3-甲?；h(huán)己基）丙醛；3-(4-甲?；h(huán)己基）丙醛；2-(3-甲酰基環(huán)己基） 丙醛；以及2-(4-甲?；h(huán)己基）丙醛可以通過包含使乙烯基環(huán)己烯氫甲酰化方法制備。
[0034] 環(huán)十二烷-1，4,8-三甲醛可以通過以下方法制備，所述方法包含使1，3_ 丁二烯三 聚以得到1，4,8-環(huán)十二碳三烯，以及使所述1，4,8-環(huán)十二碳三烯氫甲?；?br>[0035] 2,8-、3,8-和4,8-二（甲?；┤h(huán)[5.2. 1.02'6]癸烷的混合物可以通過包含使 二環(huán)戊二烯氫甲?；姆椒ㄖ苽?。
[0036] 聚醛組分可以是未封端并且未受保護(hù)的或封端或受保護(hù)的。封端或受保護(hù)的聚醛 可以通過使未封端并且未受保護(hù)的聚醛與合適的封閉或保護(hù)基團(tuán)反應(yīng)來形成。醛基的保護(hù) 或封閉基團(tuán)的實(shí)例是亞硫酸氫鹽（例如來自聚醛與亞硫酸氫鈉的反應(yīng)）、二氧雜環(huán)戊烷（例 如來自聚醛與乙二醇的反應(yīng)）、肟（例如來自聚醛與羥胺的反應(yīng)）、亞胺（例如來自聚醛與 甲胺的反應(yīng)）以及噁唑烷（例如來自聚醛與2-氨基乙醇的反應(yīng)）。
[0037] 優(yōu)選的醛保護(hù)基團(tuán)是水合基團(tuán)（>C(0H)2)、半縮醛、縮醛或亞胺，并且優(yōu)選的受 保護(hù)的聚醛包含水合基團(tuán)（>C(0H)2)、半縮醛、縮醛或亞胺。這些優(yōu)選的受保護(hù)的聚醛可 以通過分別使聚醛與水；一摩爾當(dāng)量的烷醇（例如甲醇或乙醇）；二摩爾當(dāng)量的烷醇；或氨 或伯胺（例如甲胺）反應(yīng)來制備。如果需要，半縮醛、縮醛或亞胺保護(hù)基團(tuán)可以通過脫保護(hù) (如水解）來去除以恢復(fù)到未受保護(hù)形式的聚醛。這類醛保護(hù)或封閉基團(tuán)以及形成和去除 (即脫保護(hù)）例如在US6, 177, 514B1中教導(dǎo)。
[0038] 優(yōu)選地，聚醛在純形式（即實(shí)質(zhì)上未自聚合）下穩(wěn)定并且更優(yōu)選地，實(shí)質(zhì)上不溶于 水并且在純形式下穩(wěn)定。
[0039] 本發(fā)明的