非水性可交聯組合物、生產其的方法以及涂料和包含其的制品的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及非水性可交聯組合物、交聯組合物、涂料組合物、包含所述涂料組合物 的制品，W及用于制備非水性可交聯組合物的方法。
【背景技術】
[0002] 在涂料應用中采用含胺-官能團（又稱多元胺)的低分子量聚合物(例如，分子量為 200至2,000道爾頓），并且在室溫下使用多異氯酸醋固化W提供交聯聚脈。此類配制品在環 境條件下極快速固化，并且提供具有優良特性但具有短適用期的涂料。此外，此類配制品是 有毒的并且通常是昂貴的。
【發明內容】
[0003] 本發明為非水性可交聯組合物、交聯組合物、涂料組合物、包含所述涂料組合物的 制品，W及用于制備非水性可交聯組合物的方法。
[0004] 在一個實施例中，本發明提供非水性可交聯組合物，其包含：官能度等于或大于2 的聚脈;其醒或縮醒或半縮醒;W及任選地一種或多種有機溶劑。
【具體實施方式】
[0005] 本發明為非水性可交聯組合物、交聯組合物、涂料組合物、包含所述涂料組合物的 制品，W及用于制備非水性可交聯組合物的方法。
[0006] 如本文所使用，術語"非水性可交聯組合物"意指其中聚合物不分散于連續水相中 的可交聯組合物。
[0007] 根據本發明的非水性可交聯組合物包含官能度等于或大于2的聚脈;其醒或縮醒 或半縮醒;W及任選地一種或多種有機溶劑。
[000引在一個替代性實施例中，本發明進一步提供通過交聯根據本文所公開的任何實施 例的非水性可交聯組合物生成的交聯組合物。
[0009] 在另一個替代性實施例中，本發明進一步提供包含本文所公開的任何實施例的交 聯組合物的涂料組合物。
[0010] 在又一替代性實施例中，本發明進一步提供一種制品，其包含襯底W及根據本文 所公開的的任何實施例的涂料組合物，所述涂料組合物涂布到襯底的至少一個表面上。
[0011] 在另一實施例中，本發明進一步提供一種用于制備非水性可交聯組合物方法，其 包含選擇官能度為至少2的聚脈;選擇其醒或縮醒或半縮醒；W及任選地選擇至少一種或多 種溶劑;混合上述組分，從而生產所述可交聯組合物。
[0012] 官能度等于或大于2的任一聚脈可W用于本發明的實施例中，如下所示：
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[0014] 其中，扣為含等于或大于2個碳原子的基團；R2為Η或含等于或大于2個碳原子的基 團，并且η等于或大于2。在一個替代性實施例中，扣和R2含2個至500個碳原子。扣和R2可W含 相同或不同數量的碳原子。2個至500個碳原子中的所有單個值在本文中公開并且包括在本 文中。舉例來說，在替代性實施例中，在Ri和R2中碳原子的數量的范圍可為下限2、75、150、 225、300、375 或425 至上限 50、125、200、275、325、400、475或500。舉例來說，在化和1?2中碳原 子的數量可為2至250，或在替代方案中，為2至250，或在替代方案中，為250至500，或在替代 方案中，為100至400。
[0015] 聚脈可通過任一方法制備，如多元胺與脈或氨基甲酸烷基醋（如胺基甲酸甲醋）的 反應。多種官能團可存在于聚脈的Ri基團中，其包括(但不限于）醋基、締控基、徑基、酷胺 基、酸基或其任何兩種或多種的組合。作為一個實例，聚脈可通過聚酸胺與脈的反應制備。 合適的聚酸胺的實例為聚氧丙締 Ξ胺，如下所示，其中A表示含約3個至6個碳原子的易于燒 氧基化的Ξ元醇的核，并且x+y+z的總和為約4至約100。
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[0017] 通常，上述聚氧丙締 Ξ胺的平均分子量將為約200至約5000。此類產品的實例為平 均分子量為約400的市售產品(JEFFAMI肥?Τ-403)，其中A表示含6個碳原子的Ξ徑甲基丙烷 核，并且x+y+z的總和為約5至6。
[0018] 作為第二個實例，聚脈可通過環脂族二胺(如異佛爾酬二胺)與脈的反應制備。
[0019] 在一個具體實施例中，R1選自由聚締控、聚（丙締酸醋）、聚酷胺、聚醋和聚酸組成 的聚合物的群組。
[0020] 其醒、縮醒或半縮醒的任一種可W用于可交聯組成物的實施例中。醒包括單醒和 聚醒。示例性單醒包括環己燒甲醒(。7(：1〇11姑日]16。日1'130皿1(16117(16)。
[0021] 如本文所使用，術語"聚醒"意指含兩個或多個醒基的分子或其水合物，或其縮醒 或半縮醒，其中所述分子能夠如本文所描述起作用并且能夠在本發明固化步驟期間與聚脈 反應W形成本發明的交聯聚脈。醒基在本文中可W書寫為-C(=0化或-C冊。在一個具體實 施例中，醒為二醒。
[0022] 優選地，本發明的聚醒包含一種或多種環狀非芳香族聚醒或一種或多種芳香族聚 醒。舉例來說，聚醒包含一種或多種具有3至20個環碳原子的環狀非芳香族聚醒，并且可主 要由一種或多種具有3至20個環碳原子的環狀非芳香族聚醒組成。
[0023] 在一個實施例中，在可交聯組合物中的各個環狀非芳香族聚醒獨立地具有5個至 12個環碳原子，并且甚至更優選地為(順，反)-1,4-環己燒二甲醒和(順，反)-1,3-環己燒二 甲醒的混合物。根據本發明，聚醒可包含一種或多種具有2個至16碳原子的非環直鏈或分支 鏈聚醒。在另一實施例中，一種或多種具有16個碳原子或更多個碳原子的非環直鏈或分支 鏈聚醒中的每一種均通過氨甲酯化大體上水不溶性含多元締控的化合物制備，所述化合物 衍生自脂肪酸醋，或更優選種子油。舉例來說，一種或多種具有16個碳原子或更多個碳原子 的非環直鏈或分支鏈聚醒中的每一種均通過氨甲酯化含多元締控的寡聚物或聚合物制備。 優選地，衍生自種子油的含多元締控的化合物為具有48個碳原子或更多個碳原子的含多元 締控的脂肪酸Ξ酸甘油醋。
[0024] 適合的環狀聚醒的實例為反-1,3-環己燒二甲醒;順-1,3-環己燒二甲醒;反-1,4- 環己燒二甲醒;順-1，4-環己燒二甲醒；1，3-環己燒二甲醒與1，4-環己燒二甲醒的混合物， 優選為其1比1混合物;外，外-2，5-降冰片燒二甲醒;外，外-2，6-降冰片燒二甲醒;外，內-2， 5-降冰片燒二甲醒;外，內-2,6-降冰片燒二甲醒；內，內-2,5-降冰片燒二甲醒；內，內-2,6- 降冰片燒二甲醒產物（內型和外型混合物）；3-(3-甲酯基環己基）丙醒；3-(4-甲酯基環己 基炳醒;2-(3-甲酯基環己基)丙醒;2-(4-甲酯基環己基)丙醒；W及環十二燒-1，4,8-;甲 醒。
[0025] 在一個具體實施例中，在25°C下聚醒在水中的溶解度為0.015克至0.20克的聚醒 每毫升水。在一個替代性實施例中，聚醒具有更大的水溶性，如乙二醒或戊二醒。在又一實 施例中，聚醒選自C5至Cii脂環族或芳香族二醒，或在替代方案中選自C6至Cio脂環族或芳香 族二醒，如(例如）（順，反)-1,4-環己燒二甲醒、（順，反)-1,3-環己燒二甲醒及其混合物。
[0026] pKa小于7的任何酸催化劑可W用于本發明的實施例中。小于7的所有個別值和子 范圍都包括在本文中并且公開于本文中。舉例來說，酸催化劑的地a可小于7,或在替代方案 中，小于6.5,或在替代方案中，小于6,或在替代方案中，小于5.5,或在替代方案中，小于5， 或在替代方案中，小于4.5,或在替代方案中，小于4。示例性酸催化劑包括對甲苯橫酸 (PTSAKS氣乙酸等。
[0027] 酸催化劑的實例是路易斯酸（例如Ξ氣化棚酸化物）和質子酸（即布朗斯臺德酸 (Bronsted acid))。在一個實施例中，酸催化劑包含質子酸。在一個實施例中，酸催化劑為 無機質子酸(如憐酸或硫酸)或有機質子酸(如簇酸、麟酸或橫酸）。示例性簇酸包括乙酸、Ξ 氣乙酸和丙酸。示例性麟酸為甲基麟酸。示例性橫酸包括甲橫酸、苯橫酸、精腦橫酸;對甲苯 橫酸或十二烷基苯橫酸。適合的路易斯酸催化劑的實例是A1C13;芐基Ξ乙基氯化錠 (TEBAC);Cu(〇3SCF3)2;(C曲）2BrS+Br-;FeCl3(例如化 Cl3.細 2〇);皿 F4;BF3.0(C出 C出）2;Ti(n4; 811〇4;吐(：12;化(：12^及口(1(0(：(0)(：出）2。
[0028] 酸催化劑可W是非負載型(無固體載體)或負載型，即共價鍵結于固體載體。負載 型觸發劑的實例是負載型固化催化劑，如負載型酸催化劑，如酸化+)形式的陽離子交換型 聚合物樹脂(例如，2-[1-[二氣[α，2,2-Ξ氣乙締基)氧基]甲基]-1，2,2,2-四氣乙氧基]- 1，1，2,2-四氣乙礦酸，含有1，1，2,2-四氣乙締的聚合物m商品名ΝΑ門ON NR 50(特控華州 威明頓市的杜邦公司化.I.du Pont de船111〇11萬3&〔〇.，111(3.，啡;!_1111；!_雌相11，0目））出售）1^及含 有二乙締苯的乙締苯橫酸聚合物（WAM肥化YST? 15 (美國密歇根州米德蘭市的陶氏化學公 司（The Dow Qiemical Company,Midland,Michigan,USA.))出售））。