涂料体系的制作方法

xiaoxiao2020-11-18  46

涂料体系的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开总体上设及涂料体系和在基底上形成涂层的方法。本公开更具体设及包含 生物树脂组分和与所述生物树脂组分有反应性的异氯酸醋组分的涂料体系。
[0002] 相关技术描述
[0003] 通过用聚合物粘合剂将颗粒物粘合在一起形成各种制品。例如,路面通常包含用 聚氨醋粘合剂粘合在一起的玻璃和/或石头粒子。作为另一实例,跑道通常包含用聚氨醋粘 合剂粘合在一起的橡胶粒子。作为最后一个实例,创花板通常包含用聚氨醋、丙締酸树脂、 氨基树脂、甲醒和其它树脂粘合在一起的木材。
[0004] 包含用聚合物粘合剂粘合在一起的颗粒物的运些制品在使用一段时间并暴露在 各种物理力(例如繁重交通)、磨蚀、紫外线照射、化学品、溫度波动和湿度下时会磨损、变色 和甚至分解。运些制品的磨损、变色和分解通常可归因于聚合物粘合剂,例如芳族聚氨醋粘 合剂在暴露在各种力和环境条件下时的分解。
[000引因此,可W将涂料体系施加到此类制品/基底的表面上W改进运些制品的耐久性 W及美学外观。为此,各种聚合物涂料在本领域中已知用于改进此类制品的耐久性和美观 性。
[0006] 从涂施角度看,现有技术的涂料体系可能太快或太慢固化,且固化速率可随环境 条件,如环境溫度、基底溫度等而变。如果该涂料体系太快固化,截留的气泡、泡瘤和搭接线 (lap lines)在聚合物涂层中可见。过早固化甚至会影响聚合物涂层与混凝±表面的粘合。 如果该涂料体系太慢固化,该聚合物涂层可能花费数小时或甚至数天完全固化,并且到该 聚合物涂层完全固化前,该聚合物涂层易发生压痕、痕迹和其它表面不规则。
[0007] 从环境角度看,现有技术的涂料体系可包括过量的对环境有害的溶剂和其它挥发 性流体。此外,现有技术的涂料体系通常由来自不可再生资源,如石油的组分形成。
[0008] 此外,从性能角度看,现有技术的聚合物涂层,如聚天冬氨酸涂层使用一段时间后 还会磨损、变色和分解。例如,现有技术的各种聚合物涂层可随时间经过和在暴露在紫外线 和其它元素下时变黄,W致涂覆基底变色。
[0009] 发明概述和优点
[0010] 本发明提供基于100重量份涂料体系计包含30至90重量份的生物树脂组分和10至 70重量份的异氯酸醋组分并具有大于60%的固含量百分比的涂料体系。该生物树脂组分包 含丙締酸类聚合物和由天然油形成的生物多元醇。
[0011] 用所述涂料体系在基底上形成涂层的方法包含步骤:合并生物树脂组分和异氯酸 醋组分W形成具有大于60%的固含量百分比的反应混合物,将所述反应混合物施加到所述 基底上,和固化所述反应混合物W在所述基底上形成涂层。
[0012] 有利地,该涂料体系部分由可再生资源形成并具有高固含量(例如大于60%固含 量)。此外,一旦将该涂料体系的组分合并形成反应混合物,则该反应混合物表现出优异的 涂施性质,如适用期(pot life)和表干时间(tack-打ee time)。此外,由该涂料体系形成的 涂层具有与各种基底的优异粘合,耐久并具有优异的紫外线稳定性。
[001引发明详述
[0014] 本发明提供包含生物树脂组分和异氯酸醋组分的涂料体系。该体系通常是双组分 (或2K)体系。但是,要认识到,如本文所用,提到异氯酸醋组分和生物树脂组分仅用于建立 该体系的各组分的安排(placement)的参考点,和用于建立重量份基础。因此,不应被解释 为将本公开仅限于2K体系。例如,该体系的各组分可W全都互相分开保存。该体系还可包含 附加组分,其可W与异氯酸醋和/或生物树脂组分包含在一起,或完全分开,如在如下文进 一步描述的第Ξ组分中。
[0015] 生物树脂组分包含丙締酸类聚合物和由天然油形成的生物多元醇,各自又如下所 述。
[0016] 生物树脂组分可包括一种或多种丙締酸类聚合物。本文所用的丙締酸类聚合物是 指包括丙締酸醋单元的低聚物和聚合物。此外,丙締酸醋单元包括由丙締酸醋和甲基丙締 酸醋形成的单元。
[0017] 该丙締酸类聚合物包括至少一个丙締酸醋单元并具有至少一个与异氯酸醋官能 团有反应性的官能团。更具体地,该丙締酸类聚合物通常包括下列异氯酸醋反应性官能团、 径基、胺基、环氧基、酪基和酢基的至少一种。
[0018] 该丙締酸类聚合物通常是共聚物,即包括含两种或更多种不同单元的聚合物。如 本领域中已知,聚合物由许多"基体"或单元形成。术语"单元"在本文中用于描述由特定单 体形成的单元。例如,聚合物链内的丙締酸2-乙基己醋单元由丙締酸2-乙基己醋形成。此 夕h该丙締酸类聚合物被描述为包括各种重量%单元,本公开通篇所用的重量%单元是指 基于该丙締酸类聚合物的总重量计的重量%单元。
[0019] 如上所述,该丙締酸类聚合物包含至少一种丙締酸醋单元。丙締酸醋单元的合适 的非限制性实例包括甲基丙締酸醋单元、甲基丙締酸甲醋单元、甲基丙締酸乙醋单元、甲基 丙締酸下醋单元、甲基丙締酸丙醋单元、甲基丙締酸单元、丙締酸单元、甲基丙締酸径乙醋 单元、甲基丙締酸缩水甘油醋单元、丙締酸2-乙基己醋单元(2-EHA),W及下述径基官能丙 締酸醋单元。当然,丙締酸醋单元的运些实例是可包括在丙締酸类聚合物中的丙締酸醋单 元的非限制性实例。
[0020] 在一个优选实施方案中,该丙締酸类聚合物还包含径基官能单元。也就是说,该丙 締酸类聚合物是径基官能的。径基官能单元的合适的非限制性实例包括单甲基丙締酸甘油 醋单元、丙締酸2-径乙醋单元化EA)、甲基丙締酸径乙醋单元化EMA)、甲基丙締酸径丙醋单 元化PMA)、甲基丙締酸径下醋单元化BMA)、N-(2-^丙基)甲基丙締酷胺单元、径基聚乙氧基 (10)締丙基酸单元化EMA 10)、聚乙氧基单元(10)、甲基丙締酸乙醋单元、季戊四醇Ξ丙締 酸醋单元、聚(丙二醇)单元、径甲基丙烷二締丙基酸单元和径甲基丙烷 单締丙基酸单元。在一个特别优选的实施方案中,该丙締酸类聚合物包含甲基丙締酸径烧 基醋单元,如ΗΕΑ、ΗΕΜΑ、ΗΡΜΑ和ΗΒΜΑ单元。
[0021] 在一个优选实施方案中,该丙締酸类聚合物还包含苯乙締单元。苯乙締单元的合 适的非限制性实例包括苯乙締单元和α-甲基苯乙締单元。当然,苯乙締单元的运些实例是 可包括在该丙締酸类聚合物中的苯乙締单元的非限制性实例。
[0022] 该丙締酸类聚合物通常包含:5至95,或5至80,或5至50,或20至50,或30至40重 量%丙締酸醋单元;5至95,或5至80,或5至50,或20至50,或30至40重量%径基官能丙締酸 醋单元;和5至70,或5至60,或5至50,或20至50,或30至40重量%苯乙締单元。
[0023] 当然,该丙締酸类聚合物还可包括本领域中已知的其它单元,即不同于本文中具 体描述的丙締酸醋单元、径基官能丙締酸醋单元和苯乙締单元的单元。
[0024] 该丙締酸类聚合物通常具有:在根据ASTM D4274-11测试时50至250,或100至200, 或135至150mg KOH/g的径基值;在用布鲁克菲尔德粘度计#化¥,60巧111,4036(3测试时500至 10,000,或500至8,000,或3,600至8,000mPa · sec的在25°C下的粘度;和在根据DIN EN ISO 3251测试时60至80,或68至80,或等于或大于60,或等于或大于65,或等于或大于75,或等于 或大于80重量%的固含量百分比。
[0025] 合适的丙締酸类聚合物可商品名[email protected]购自BASF Coloration of Florham Park,NJ〇
[0026] 在一个优选实施方案中,该丙締酸类聚合物包含30至35重量%2-EHA单元、30至35 重量%HEMA单元和30至35重量%苯乙締单元。运一优选实施方案的丙締酸类聚合物通常具 有:135至15011^1((^/旨的径基值、3,000至6,000111?3?86(3的在25°(3下的粘度和大约80%的 固含量百分比。有利地,运一优选实施方案的丙締酸类聚合物具有高固含量(运有助于该涂 料体系的高的总固含量),还与生物多元醇一起,与异氯酸醋组分反应形成具有优异的耐UV 性、耐化学性和耐溶剂性、具有优异的粘合力和耐久性并且硬但晓性的涂层。
[0027] 丙締酸类聚合物通常W基于100重量份生物树脂组分计5至50,或10至40,或20至 30重量份的量包括在生物树脂组分中。丙締酸类聚合物的量可在上述范围外变动,但通常 是运些范围内的整数和分数值。此外,要认识到,在该生物树脂组分中可包括多于一种丙締 酸类聚合物,在运种情况下包含的所有丙締酸类聚合物的总量在上述范围内。
[0028] 该生物树脂组分还包括生物多元醇。通常,该生物多元醇由天然油形成。该天然油 是获自可再生资源的油。例如,该天然油可提取自植物。该天然油可W是甘油Ξ醋或不同甘 油Ξ醋的混合物。一些合适的天然油包括,但不限于,芥花巧油、藍麻油、挪子油、棉巧油、橄 揽油、栋桐油、花生油、菜巧油、豆油及其组合。用于形成生物多元醇的天然油通常选自芥花 巧 油、藍麻油、挪子油、棉巧油、橄揽油、栋桐油、花生油、菜巧油、豆油及其组合。一种特别合 适的天然油是衍生自挪子仁的挪子油。也就是说,在一个优选实施方案中,该生物多元醇由 包含挪子油的天然油形成。在另一优选实施方案中,该生物多元醇由包含挪子油和/或栋桐 油的天然油形成。另一合适的天然油是菜巧油。再一合适的天然油是藍麻油。
[0029] 如本领域中公知,藍麻油由植物来源直接制成并包括径基。其它天然油,如挪子油 由植物来源直接制成并且不包括径基,但包括可氧化形成径基的碳-碳双键。也就是说,该 天然油可W化学改性,例如改性为包括径基。例如,该天然油可W通过环氧化、接着开环、醋 交换、烷氧基化(例如乙氧基化、丙氧基化等)和其它化学反应化学改性。为此,该生物多元 醇可包括天然油、天然油和与其一起的化合物的反应产物、及其组合。换言之,短语"由天然 油形成的生物多元醇"中的"由...形成"是指包含来自可再生资源的天然油W及包含被化 学改性W例如包括径基的来自可再生资源的天然油的多元醇。
[0030] 该生物多元醇通常具有:在根据ASTM D4274-11测试时150至350,或165至330,或 165至175,或300至330mg KOH/g的径基值;在根据DIN EN ISO 3219测试时100至5,000,或 500至4,500,或2,800至4,000,或700至l,400mPa·sec的在20°C下的粘度;和在根据DINEN ISO 3251测试时大于60,或大于70,或大于80,或大于90,或大于95,或大于99,或大约100重 量%的固含量百分比。
[0031 ] 合适的生物多元醇可商品名gOVE肤[email protected]购自BASF CoiToration of Florham Park,NJ〇
[0032] 在一个优选实施方案中,该生物多元醇由挪子油形成。在运一实施方案中,该生物 多元醇通常具有300至330mg KOH/g的径基值、700至l,400mPa · sec的在20°C下的粘度和大 约100%的固含量百分比。有利地,运一优选实施方案的生物多元醇既表现出聚酸多元醇的 性质(例如水解稳定性),又表现出聚醋多元醇的性质(例如疏水性),还与丙締酸类聚合物 一起,与异氯酸醋组分反应形成具有优异的耐UV性、耐化学性和耐溶剂性、具有优异的粘合 力和耐久性并且硬但晓性的涂层。运一优选实施方案的生物多元醇允许高颜料载量,也有 助于该涂料体系的自流平和裂纹桥接性质。
[0033] 生物多元醇通常W基于100重量份生物树脂组分计30至90,或45至75,或55至65重 量份的量包括在生物树脂组分中。生物多元醇的量可在上述范围外变动,但通常是运些范 围内的整数和分数值。此外,要认识到,在该生物树脂组分中可包括多于一种生物多元醇, 在运种情况下包含的所有生物多元醇的总量在上述范围内。
[0034] 该生物树脂组分任选包括附加多元醇。当然,该生物树脂组分可包括一种或多种 附加多元醇。该附加多元醇可W是本领域中已知的不同于所述生物多元醇和所述丙締酸类 聚合物的任何多元醇。该附加多元醇包括一个或多个0H官能团,通常至少两个0H官能团。通 常,该附加多元醇选自聚酸多元醇、聚醋多元醇、聚酸/醋多元醇及其组合;但是,也可W使 用其它附加多元醇。
[003引该生物树脂组分还可包括各种添加剂。合适的添加剂包括,但不限于,发泡剂、封 闭剂、染料、颜料、稀释剂、催化剂、溶剂、专用功能添加剂,如抗氧化剂、紫外线稳定剂、抗静 电剂、杀生物剂、阻燃剂、香料。
[0036] 该生物树脂组分通常具有:在根据ASTM D4274-11测试时50至500,或100至400,或 135至330,或200至300mg KOH/g的径基值;在根据DIN EN ISO 3219测试时200至3,000,或 300至1,000,或400至SOOmPa. sec的在20°C下的粘度;和在根据DIN EN ISO 3251测试时60 至95,或75至90,或大于60,或大于65,或大于75,或大于80,或大于85,或大于90,或大于95 重量%的固含量百分比。
[0037] 生物树脂组分通常W基于100重量份涂料体系计30至90,或40至80,或50至60重量 份的量包括在涂料体系中。生物树脂组分的量可在上述范围外变动,但通常是运些范围内 的整数和分数值。
[0038] 生物树脂组分与异氯酸醋组分反应。具体而言,异氯酸醋组分包含与生物树脂组 分的丙締酸类聚合物和生物多元醇反应的异氯酸醋。
[0039] 当然,该异氯酸醋组分可包含一种或多种不同的异氯酸醋。该异氯酸醋可W是具 有两个或更多个官能团,例如两个或更多个NC0官能团的多异氯酸醋。对本公开而言,合适 的异氯酸醋包括,但不限于,传统的脂族、脂环族、芳基和芳族异氯酸醋。在各种实施方案 中,该异氯酸醋选自二苯甲烧二异氯酸醋(MDIs)、聚合二苯甲烧二异氯酸醋(pMDIs)、甲苯 二异氯酸醋(TDIs)、六亚甲基异氯酸醋化DIs)、异佛尔酬二异氯酸醋(IPDIs)及其组合。在 一个优选实施方案中,该异氯酸醋组分包含六亚甲基异氯酸醋化DI)或由其衍生的异氯酸 醋。
[0040]合适的异氯酸醋的具体非限制性实例包括:甲苯二异氯酸醋;4,4'-二苯甲烧二异 氯酸醋;间苯二异氯酸醋;1,5-糞二异氯酸醋;3-苯二异氯酸醋;四亚甲基二异氯酸醋;六亚 甲基异氯酸醋;六亚甲基异氯酸醋异氯脈醒(iso巧anural); 1,4-二环己基二异氯酸醋;1, 4-环己基二异氯酸醋、2,4,6-甲苯Ξ异氯酸醋、1,3-二异丙基苯-2,4-二异氯酸醋;1-甲基- 3,5-二乙基苯-2,4-二异氯酸醋;1,3,5-Ξ乙基苯-2,4-二异氯酸醋;1,3,5-Ξ异丙基-苯- 2,4-二异氯酸醋;3,3'-二乙基-联苯基-4,4'-二异氯酸醋;3,5,3',5'-四乙基-二苯甲烧- 4,4'-二异氯酸醋;3,5,3',5'-四异丙基二苯甲烧-4,4'-二异氯酸醋;1-乙基-4-乙氧基-苯 基-2,5-二异氯酸醋;1,3,5-Ξ乙基苯-2,4,6-Ξ异氯酸醋;1-乙基-3,5-二异丙基苯-2,4, 6-Ξ异氯酸醋和1,3,5-Ξ异丙基苯-2,4,6-Ξ异氯酸醋。其它合适的异氯酸醋包括芳族二 异氯酸醋或具有一个或两个芳基、烷基、芳烷基或烷氧基取代基的异氯酸醋,其中运些取代 基的至少一个具有至少两个碳原子。
[0041 ] 合适的异氯酸醋可W W下列商品名:和[email protected]购自 BASF Corporation of Florham Park,NJd
[0042] 该异氯酸醋组分通常具有:在根据DIN EN ISO 11909测试时15至35,或15至32,或 16至23,或16至17,或22至23重量%的NC0含量;在根据DIN EN ISO 3219测试时100至5, 000,或 100至4,500,或 100至2,500,或 100至250,或2,500至4,500mPa · sec的在23°C下的粘 度;和在根据DIN ΕΝ ISO 3251测试时大于60,或大于70,或大于74,或大于80,或大于85,或 大于90,或大于95,或大于99,或大约100重量%的固含量百分比。
[0043] 在一个优选实施方案中,该异氯酸醋组分包含异氯脈酸醋化皿1,如HDI异氯脈醒 (isocyanural)。异氯脈酸醋化皿Is(其通常是高官能低粘度异氯酸醋)与生物树脂组分反 应形成具有优异的耐UV性、耐化学性和耐溶剂性、具有优异的粘合力和耐久性并且硬但晓 性的涂层。运一优选实施方案的异氯酸醋组分通常具有21.5至22.5重量%的NC0含量、2, 500至4,500mPa · sec的在23°C下的粘度和大约100重量%的固含量百分比。
[0044] 异氯酸醋组分通常W基于100重量份涂料体系计10至70,或30至60,或40至50重量 份的量包括在涂料体系中。异氯酸醋组分的量可在上述范围外变动,但通常是运些范围内 的整数和分数值。此外,要认识到,在该异氯酸醋组分中可包括多于一种异氯酸醋,在运种 情况下包含的所有异氯酸醋的总量在上述范围内。
[004引包括生物树脂组分和异氯酸醋组分的涂料体系通常具有在根据DIN EN ISO 3251 测试时大于60,或大于65,或大于70,或大于75,或大于80,或大于85,或大于90重量%的固 含量百分比。运是通过测定各组分的固含量百分比、测定各组分的量和计算该涂料体系的 累计固含量百分比而计算出的综合固含量百分比。例如,如果涂料体系包括45重量份具有 100%固含量的异氯酸醋组分和55重量份具有85%固含量的生物树脂组分,如下计算该涂 料体系的固含量百分比:((45PBW*1) + (55PBW*. 85)) = 92%固含量。或者,可W根据DIN EN ISO 3251测试该涂料体系本身(而非其组分)的固含量百分比W确定固含量百分比。
[0046]本文还公开了用所述涂料体系在基底上形成涂层的方法。所述方法包含步骤:合 并生物树脂组分和异氯酸醋组分W形成具有大于60%的固含量百分比的反应混合物,将所 述反应混合物施加到所 述基底上,和固化所述反应混合物W在所述基底上形成涂层。关于 所述方法,涂料体系的组分,例如异氯酸醋组分、生物树脂组分、丙締酸类聚合物、生物多元 醇等如上所述。
[0047] 如上所示,该方法包括合并生物树脂组分和异氯酸醋组分W形成具有大于60%的 固含量百分比的反应混合物的步骤(即该涂料体系具有大于60%的固含量百分比)。可W通 过本领域中已知的任何机制合并生物树脂组分和异氯酸醋组分W形成反应混合物。通常, 该合并步骤在施用现场在桶中进行。具体而言,通常在要施用该涂料体系的现场在桶中合 并和手动混合运些组分。但是,合并步骤也可W在混合装置,如静态混合器、冲击混合室或 混合累中进行。也可W在喷雾喷嘴中合并生物树脂组分和异氯酸醋组分。通常,在大约90至 120,或105至115的异氯酸醋指数下合并生物树脂组分和异氯酸醋组分。
[0048] -经合并,该反应混合物,即该涂料体系的合并组分具有优异的适用期性质,尤其 是考虑到该涂料体系的高固含量。适用期被定义为合并后的粘度翻倍的时期。为此,在合并 生物树脂组分和异氯酸醋组分时形成的反应混合物通常具有在根据ASTM D 2196-05,在 74°F和20%畑下测试时大于10,或大于15,或大于20,或大于25,或大于27分钟的适用期。
[0049] 也如上所示,该方法包括将该反应混合物施加到基底上的步骤。在一个实施方案 中,该反应混合物在第一和第二涂层中施加到基底上。可W用任何施加技术,如刷涂、漉涂、 刮涂、诱注、喷涂等施加该反应混合物。基于施加条件,如溫度、日光暴露W及在其上施加该 反应混合物的基底选择特定施加技术。施加技术中的轻微变化影响涂层的性能属性。因此, 对施加技术通常提出某些应用指南,有时包括表面预处理指南。
[0050] 在一个实施方案中,该方法包括将底漆施加到基底上的步骤。合适的底漆是本领 域中已知的,例如在聚丙締上的氯化聚締控,并可改进涂层与基底的粘合。
[0051 ] -经施加,该反应混合物,即该涂料体系的合并组分具有优异的自流平性质,尤其 是考虑到该涂料体系的高固含量。
[0052] 此外,该反应混合物通常具有在根据ASTM D5895-13,在74° F和20 %畑下测试时等 于或小于340分钟,或等于或小于330,或等于或小于320,或等于或小于310,或等于或小于 300,或等于或小于290,或等于或小于280,或等于或小于270,或等于或小于260,或等于或 小于250,或等于或小于240,或等于或小于230,或等于或小于220的指触干燥时间(set to touch time)(该薄膜不流动的时间)。
[0053] 此外,该反应混合物通常具有在根据ASTM D5895-13,在74° F和20 %畑下测试时等 于或小于370分钟,或等于或小于360,或等于或小于350,或等于或小于340,或等于或小于 330,或等于或小于320,或等于或小于330,或等于或小于310,或等于或小于300,或等于或 小于290,或等于或小于280,或等于或小于270,或等于或小于260分钟的表干时间(在触摸 时不发生涂层转移的时间)。
[0054] 可W将本公开的涂料体系施加到任何基底上W改进其耐久性和美学外观。在其上 施加该反应混合物并形成涂层的基底可包括任何材料,包括聚合物、木材、金属和混凝±。 对本公开而言,混凝±包括混凝±、高强混凝±、捣固混凝±、高性能混凝±、自密实混凝 ±、喷浆混凝±、多孔混凝±(轻质加气混凝±、可变密度混凝±、泡沫混凝±和轻质或超轻 质混凝±)、快强(rapid-strength)混凝±、预应力混凝±、钢筋混凝±和甚至渐青。该涂层 可W施加到混凝±基底,如地板、台面、庭院、车道、高速公路/道路、桥梁/立交桥、停车场、 体育馆、预制结构、混凝±板、排水管、隧道和储层结构、混凝±搁块、混凝±块(例如煤渣 砖)、裂纹面搁块、天然石材、铺路材料、灰泥和砖块上。
[0055] 通常将本公开的涂料体系施加到包含用聚合物粘合剂粘合在一起的颗粒物的基 底上w改进其耐久性和美学外观。在一个非限制性实例中,将该涂料体系施加到包含用芳 族聚氨醋粘合剂粘合在一起的玻璃和/或石头粒子的路面上。在另一非限制性实例中,将该 涂料体系施加到包含用聚氨醋粘合剂粘合在一起的橡胶粒子的跑道上。作为最后一个非限 制性实例,将该涂料体系施加到包含用氨基-甲醒树脂粘合在一起的木材颗粒的创花板上。 但是,在本文中明确考虑,可W将该涂层施加到除包含用聚合物粘合剂粘合在一起的颗粒 物的制品外的制品上。例如,如上所述,可W将该涂料体系施加到混凝±、塑料、金属和复合 基底上W改进耐久性和美学外观。
[0056] 该方法还包括固化该反应混合物W在基底上形成涂层的步骤。该反应混合物通常 在施用现场在环境条件下经一段时间固化。但是,该反应混合物可W借助热、红外福射、紫 外福射、在环境条件下经一段时间、内部渗入化学自由基发生剂、外部暴露在化学自由基发 生剂下或它们的任何组合固化W形成涂层。
[0057] 在运种方法中,合并生物树脂组分和异氯酸醋组分W形成反应混合物、将该反应 混合物施加到基底上和固化该反应混合物(至表干状态在基底上形成涂层的步骤通常 一共在340分钟或更短,或300分钟或更短,或260分钟或更短的时间内进行。
[0058] 本文还公开了包含上述涂料体系的反应产物的涂层。在基底上形成的涂层通常具 有0.5至10,或1至4,或1.5至3.0密尔的厚度。该涂层表现出优异的与各种基底的粘合力、耐 久性和耐候性/耐UV性。
[0059] 该涂层表现出优异的耐候特性。更具体地,该涂层通常具有:在根据SAE J-2527测 试254小时时-2至0,或-1至0的Δ a(绿移);和在根据SAE J-2527测试254小时时0.0至0.5, 或0.0至0.1的Ab(黄移)。此外,该涂层通常具有:在Atlas Xenon Weather-ometer Ci65A 上在根据SAE J-2527测试1385小时时-3至0,或-2.6至0的Δ a(绿移);和在根据SAE J-2527 测试1385小时时0.0至3.0,或0.0至2.0的Δ b(黄移)。
[0060] 该涂层也强初耐用。具体而言,该涂层在23°C下后固化7天后并在根据ASTM D4060 (1000个循环,cs-17mg轮,重量1000克)测试时具有小于85,或小于80,或小于75,或小于70, 或小于65,或小于60,或小于55,或小于50,或小于45,或小于44mg的化ber耐磨性。此外,该 涂层在23°C下7天和在50°C下15小时的后固化后并在根据ASTM 04060(1000个循环,CS- 17mg轮,重量1000克)测试时具有小于80,或小于75,或小于70,或小于65,或小于60,或小于 55,或小于50,或小于45,或小于40mg的化ber耐磨性。
[0061] 该涂层甚至在暴露在紫外线下后也强初耐用。具体而言,该涂层在根据ASTM 04060(1000个循环,CS-17mg轮,重量1000克)测试时在23°C下后固化7天并根据ASTM J2527 在Weather-ometer中暴露加速UV老化1385小时后,在根据ASTM 04060(1000个循环,CS- 17mg轮,重量1000克)测试时具有小于90,或小于85,或小于80,或小于75,或小于70,或小于 65,或小于60mg的化ber耐磨性。
[0062] 该涂层还表现出与各种基底的优异粘合。例如,该涂层在施加到白色卷材涂覆侣 上并根据ASTM D-3359测试时通过交叉划线试验,也在施加到白色卷材涂覆侣上并根据 ASTM D-3002测试时通过交叉影线测试。
[0063] 下列实施例意在例示本公开并且无论如何不应被视为限制本公开的范围。 实施例
[0064] 由本公开的涂料体系形成涂层。为了比较,形成对比聚天冬氨酸涂层。该涂料体系 列在下表1中。如规定,表1中的量W重量%计。
[0065] 表 1
[0066]
[0068] 生物多元醇A由挪子油形成并具有300至330mg KOH/g的径基值和700至HOOmPa · S的在25°C下的粘度。
[0069] 丙締酸类聚合物A由肥MAJ-EHA和苯乙締形成并具有135至150mg KOH/g的径基值 和3600至SOOOmPa · S的在25°C下的粘度。
[0070] 稀释剂A是碳酸亚丙醋。
[0071] 添加剂A是乙酸。
[0072] 添加剂B是二月桂酸二下基锡(DBim)。
[0073] 添加剂C是聚酸改性的聚二甲基硅氧烷润湿剂。
[0074] 添加剂D是聚硅氧烷消泡剂。
[0075] 添加剂E是径基苯基苯并Ξ挫紫外线吸收剂。
[0076] 添加剂F是受阻胺光稳定剂。
[00八]异氯酸醋A是具有22至23%的NC0含量和2,500至4,500mPa·s的在23°C下的粘度 的异氯脈酸醋化皿I。
[0078] 现在参考表1,为了形成涂层,将55重量份生 物树脂组分与45重量份异氯酸醋组分 合并W形成反应混合物。照此在110的异氯酸醋指数下合并运些组分。然后将该反应混合物 施加到基底上并固化W形成涂层。
[0079] 仍参考表1,该涂料体系包括超过25重量%由可再生资源形成的生物多元醇。此 夕h该涂料体系具有92%的固含量百分比。
[0080] 测试该涂料体系/反应混合物和涂层的性质并列在下表2中。为了比较,聚天冬氨 酸涂料体系/反应混合物和由其形成的对比聚天冬氨酸涂层的性质也列在表2中。
[0081] 表 2
[0082]
[0083]
[0084] *对比涂层是聚天冬氨酸涂层。
[0085] 现在参考表2,从涂施角度看,该涂料体系表现出优异的适用期、指触干燥时间和 表干时间,尤其是在与对比涂料体系比较时。此外,从性能角度看,该涂层耐久并表现出与 受试基底的优异粘合,尤其是在与对比涂层比较时。
[0086] 表 3
[0087]
[0089] 现在参考表3,从天候老化角度看,该涂层在itilteRPAVE?上,即在包含微粒 玻璃和芳族聚氨醋粘合剂并在其上具有2密尔厚的涂层的基底上表现出优异的UV稳定性。 该涂层尤其表现出经过宽暴露范围(即试验小时数)明显低于对比涂层的变色(由A a和Δ b 表示)。具体而言,Δ a的变化越小越好,且Δ b越低(或越接近0),耐候性越好。因此,该涂层 具有优于对比涂料体系的耐候性。
[0090] 表 4
[0091]
[0092] 现在参考表4,从天候老化角度看,该涂层在卷材涂覆白侣基底上也表现出优异的 UV稳定性。该涂层仍表现出经过宽暴露范围(即试验小时数)明显低于对比涂层的变色(由 Δ a和Δ b表示)。具体而言,Δ a的变化越小越好,且Δ b越低(或越接近0),耐候性越好。因 此,该涂层具有优于对比涂料体系的耐候性。
[0093] 总之,该涂料体系表现出优异的适用期、指触干燥时间和表干时间,尤其是在与对 比涂料体系比较时。此外,由该涂料体系形成的涂层耐久并表现出与各种基底的优异粘合 和耐磨性(甚至在天候老化后),尤其是在与对比涂层比较时。尤其在仅2密尔的涂层厚度下 实现该涂层的优异性能属性,例如耐磨性和耐UV性。
[0094] 要理解的是,所附权利要求书不限于详述中描述的明确和特定的化合物、组分或 方法,它们在落在所附权利要求书范围内的具体实施方案之间可变。关于本文中赖W描述 各种实施方案的特定特征或方面的任何马库什群组,要认识到,可W由各马库什群组的各 成员独立于所有其它马库什成员获得不同、特殊和/或出乎意料的结果。可W独立和/或组 合依赖马库什群组的各成员并为所附权利要求书范围内的具体实施方案提供足够的支持。
[0095] 还要理解的是,赖W描述本公开的各种实施方案的任何范围和子范围独立地并共 同地落在所附权利要求书的范围内,并被理解为描述和考虑了包括其内的整数和/或分数 值的所有范围,即使在本文中没有明确写出运些值。本领域技术人员容易认识到,所列举的 范围和子范围足w描述和实现本公开的各种实施方案,且运样的范围和子范围可进一步描 绘成相关的1/2、1/3、1/4、1作诸如此类。仅举一例,"0.1至0.9"的范围可进一步描绘成下1/ 3,即0.1至0.3,中间1/3,即0.4至0.6,和上1/3,即0.7至0.9,它们独立地并共同地在所附权 利要求书的范围内并可独立地和/或共同地赖W为所附权利要求书范围内的具体实施方案 提供足够的支持。此外,对于界定或修饰范围的词语,如"至少"、"大于"、"小于"、"不大于" 等,要理解的是,运样的词语包括子范围和/或上限或下限。作为另一实例,"至少10"的范围 固有地包括至少10至35的子范围、至少10至25的子范围、25至35的子范围,诸如此类,并且 可W独立地和/或共同地依赖各子范围并为所附权利要求书范围内的具体实施方案提供足 够的支持。最后,可W依赖所公开的范围内的独立数值并为所附权利要求书范围内的具体 实施方案提供足够的支持。例如,"1至9"的范围包括各种独立整数,如3, W及含小数点的独 立数值(或分数),如4.1,可W依赖它们为所附权利要求书范围内的具体实施方案提供足够 的支持。
[0096]已经W示例性方式描述了本公开,并且要理解的是,所用术语意为描述性而非限 制性的。明显可W根据上述教导作出本公开的许多修改和变动。因此要理解的是,在所附权 利要求书的范围内可W与具体描述不同地实施本公开。
【主权项】
1. 一种涂料体系,其包含: (A) 基于100重量份涂料体系计30至90重量份的生物树脂组分,所述生物树脂组分包含 (i) 丙烯酸类聚合物,和 (ii) 由天然油形成的生物多元醇;和 (B) 基于100重量份涂料体系计10至70重量份的异氰酸酯组分,所述异氰酸酯组分与所 述生物树脂组分具有反应性; 其中所述涂料体系具有大于60%的固含量百分比。2. 如权利要求1中所述的涂料体系,其中所述天然油选自芥花籽油、蓖麻油、椰子油、棉 籽油、橄榄油、棕榈油、花生油、菜籽油、豆油及其组合。3. 如权利要求1中所述的涂料,其中所述天然油包含椰子油。4. 如前述权利要求任一项中所述的涂料体系,其中所述生物多元醇具有150至350mg KOH/g的羟基值和/或在20°C下100至5,000mPa · s的粘度。5. 如前述权利要求任一项中所述的涂料体系,其中所述丙烯酸酯共聚物包含5至50重 量%丙烯酸2-乙基己酯单元、5至50重量%甲基丙烯酸羟乙酯单元和/或5至50重量%苯乙 稀单元。6. 如前述权利要求任一项中所述的涂料体系,其中所述丙烯酸类聚合物具有50至 250mg KOH/g的羟基值和/或在25°C下500至10,000mPa · s的粘度。7. 如前述权利要求任一项中所述的涂料体系,其中所述异氰酸酯组分具有15至35重 量%的^0含量。8. 如前述权利要求任一项中所述的涂料体系,其中所述异氰酸酯组分具有100至5, OOOmPa · s的在23°C下的粘度。9. 如前述权利要求任一项中所述的涂料体系,其中所述异氰酸酯组分包含异氰脲酸酯 化 HDI。10. 如前述权利要求任一项中所述的涂料体系,其中所述异氰酸酯组分包含HDI异氰脲 醛。11. 包含前述权利要求任一项的涂料体系的反应产物的涂层。12. 如权利要求11中所述的涂层,其具有0.5至10密尔的厚度。13. 如权利要求11中所述的涂层,其在根据SAE J-2527测试254小时时具有-2至0的Δ a 和0.0至0.50的 Ab。14. 如权利要求11中所述的涂层,其在根据ASTM D4060(1000个循环,CS-17mg轮,重量 1000克)测试时具有小于60mg的Taber耐磨性。15. -种用涂料体系在基底上形成涂层的方法,所述涂料体系包含含有丙烯酸酯共聚 物和由天然油形成的生物多元醇的生物树脂组分,还包含与所述生物树脂组分具有反应性 的异氰酸酯组分,所述方法包含步骤: (A) 合并30至90重量份生物树脂组分和10至70重量份异氰酸酯组分以形成具有大于 60 %的固含量百分比的反应混合物; (B) 将所述反应混合物施加到所述基底上;和 (C) 固化所述反应混合物以在所述基底上形成涂层。16. 如权利要求15中所述的方法,其中在90至120的异氰酸酯指数下合并生物树脂组分 和异氰酸酯组分。17. 如权利要求15或16中所述的方法,其中所述反应混合物具有在根据ASTM D 2196-05,在74°F和20%RH下测试时大于10分钟的适用期。18. 如权利要求15-17任一项中所述的方法,其中所述反应混合物具有在根据ASTM D5895-13在74°F和20%RH下测试时等于或小于340分钟的指触干燥时间和/或在根据ASTM D5895-13在74°F和20%RH下测试时等于或小于370分钟的表干时间。19. 如权利要求15-18任一项中所述的方法,其中所述基底包含用聚合物粘合剂粘合在 一起的颗粒物。
【专利摘要】一种涂料体系包含基于100重量份涂料体系计30至90重量份的生物树脂组分和10至70重量份的异氰酸酯组分并具有大于60%的固含量百分比。所述生物树脂组分包含丙烯酸类聚合物和由天然油形成的生物多元醇。用所述涂料体系在基底上形成涂层的方法包含步骤:合并生物树脂组分和异氰酸酯组分以形成具有大于60%的固含量百分比的反应混合物,将所述反应混合物施加到所述基底上,和固化所述反应混合物以在所述基底上形成涂层。
【IPC分类】C08G18/65, C08G18/62, C09D133/14, C09D175/04, C08G18/36
【公开号】CN105555826
【申请号】CN201480051179
【发明人】L·A·卡罗埃特, M·L·普劳, J·R·亚诺什, S·E·海恩斯
【申请人】巴斯夫欧洲公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年7月15日
【公告号】EP3024867A1, US20160168412, WO2015013064A1

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