單組分、環境能固化的水性涂料組合物，相關的方法和涂覆的基材技術

本申請披露涂料組合物，其可以是單組分，環境能固化的，和水性的。所述涂料組合物包含聚碳二亞胺、羧酸官能的聚合物、和堿。所述聚碳二亞胺是親水性改性的，并且源自四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯。該堿以足以為組合物提供至少9.0的pH的量存在于組合物中。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及涂料組合物。更具體地，本專利技術涉及單組分、環境能固化的水性涂料組合物。本專利技術還涉及制備這些涂料組合物的方法，用這些組合物沉積的涂層涂覆的基材，以及將涂層沉積在基材上的方法。
技術介紹
從例如最終用戶的方便性的立足點來看，在許多情況下，期望所有的組分在單個容器中存儲在一起的涂料組合物。這些涂料組合物應該顯示出的性質包括存儲穩定性。換句話說，從該組合為不再適合于方便地用于沉積涂層的角度來說，組合物的粘度不應該隨時間而顯著增加。在許多情況下，期望使用液體涂料組合物，其是水性的，而不是基于有機溶劑的。這種期望主要源于在涂覆過程中釋放出揮發性有機化合物(VOC)的環境考慮。也常常期望提供在大氣溫度和壓力的環境條件下是能固化的涂料組合物。這些組合物在許多情況下優選例如是熱固化的或者輻射固化的涂料組合物，因為(i)需要很小或者不需要能量來使該組合物固化，( )構成一些基材的材料不能承受升高溫度的固化條件，和/或(iii)所涂覆的大型或者復雜的制品可能不便于通過熱或者輻射固化設備處理。已知碳二亞胺化合物與羧基在環境條件下反應。結果，這種化學已經用來交聯涂料組合物中的羧基官能的樹脂。但是，這些組合物對于廣泛地用作單組分組合物來說存儲穩定性不足，因為碳二亞胺基團和羧基具有反應性。結果，會期望提供基于碳二亞胺-羧基化學反應的單組分、水性、環境能固化的涂料組合物，其中這些組合物顯示出與現有技術相比顯著改進的存儲穩定性。
技術實現思路
在某些方面，本專利技術涉及單組分水性涂料組合物。所述涂料組合物包括(a)聚碳二亞胺，所述聚碳二亞胺是(i)親水性改性的；和(ii)源自四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯；(b)羧酸官能的聚合物；和(c)堿，所述堿的量大于中和100%的所述羧酸官能的聚合物的酸基團所需的理論量，并且足以為該組合物提供至少9. O的pH。本專利技術還特別涉及制備和使用這些涂料組合物和至少部分涂覆有由這些組合物沉積的涂層的基材的方法。具體實施方式為了以下詳細描述的目的，應該理解，本專利技術可以采用各種可供選擇的變體和步驟順序，除非其中明確地有相反的規定。此外，除了在任何操作實施例中之外，或者除了另外指出，否則，所有的數字表述，例如，在說明書和權利要求中用的成分的量應該理解為在所有的情況下被術語“約”修飾。因此，除非相反指出，在以下的說明書和所附權利要求中所列的數字參數是約數，它們可根據要通過本專利技術獲得的理想性質而變化。至少，并且以不試圖限制將等同理論適用至權利要求的范圍，每個數字參數應該至少根據所給出的有效數字的數值并且應用一般的四舍五入技術來解釋。盡管設定本專利技術的寬范圍的數值范圍和參數是約數，但是在具體實施例中所列的數值是盡量精確地給出的。但是，任何數值本身含有從在它們的各個試驗測量中實測的標準偏差獲得的必然的誤差。同樣，應該理解本申請記載的任何數值范圍都意圖包含含在其中的所有子范圍。例如，范圍“I至10”意圖包括所記載的最小值I和所記載的最大值10之間(并且包括I和10)的所有子范圍，也即，具有最小值等于或者大于I和最大值等于或者小于10。 在本申請中，使用的單數包含復數，并且復數包含單數，否則會另外地具體地指 出。此外，在本申請中，使用“或者”是指“和/或”，否則會另外具體地指出，但是在某些情況下也會明確地使用“和/或”。如上所述，本專利技術的某些實施方式涉及涂料組合物，例如單組分、水性的、環境能固化的涂料組合物。本申請所用的術語“單組分”是指這樣的涂料組合物，其中所有的組合物組分都在單一的容器中存儲在一起，并且其是存儲穩定的，這意味著組合物的粘度不隨時間顯著增加到該組合物不再適合于方便地沉積涂層的程度。實際上，在某些實施方式中，本專利技術的單組分涂料組合物當存儲在120° F或160° F的溫度時顯示出3個月或更長的存儲期(pot life)，這通過當在那些溫度存儲在密封的容器中缺乏組合物的膠凝來證明。認為這相當于是在環境條件的溫度和壓力下當存儲在密封容器中時3年或更長的存儲期。本申請所用的“水性的”是指這樣的涂料組合物，其中用于該涂料組合物的溶劑或者載體流體主要或者首要地包含水。例如，在某些實施方式中，該載體流體是至少80wt%的水，基于載體流體的總重量。此外，某些本專利技術的涂料組合物是“低VOC涂料組合物”。本申請所用的術語“低VOC組合物”是指該組合物含有每加侖涂料組合物不大于3磅的揮發性有機化合物。本申請所用的術語“揮發性有機化合物”是指從該組合物中在其干燥和/或固化過程中釋放的具有至少一個碳原子的化合物。“揮發性有機化合物”的實例包括但不限于醇、苯、甲苯、氯仿、和環己烷。本申請所用的術語“環境能固化的”是指涂料組合物在施涂到基材上之后能夠在環境空氣存在下固化，所述空氣的相對濕度為10至100%，例如25至80%，和溫度為-10至120° C，例如5至80° C，在一些情況下為10至60° C，在再其它情況下，15至40° C。本申請所用的術語“固化”是指這樣的涂層，其中組合物的任何能交聯的組分至少部分地交聯。在某些實施方式中，能交聯組分的交聯密度，即，交聯度，為完全交聯的5%至100%，例如35%至85%，或者，在一些情況下，50%至85%。本領域技術人員將會理解，交聯的存在和程度，即，交聯密度，可由各種方法確定，例如使用Polymer Laboratories MKIII DMTA分析儀在氮氣下進行動態力學熱分析(DMTA)。如上所述，本專利技術的涂料組合物包含聚碳二亞胺。本申請所用的術語〃聚碳二亞胺"是指含有兩個或者更多個具有結構-N = C = N-的單元的聚合物。如所領會的，聚碳二亞胺通?？赏ㄟ^使多異氰酸酯在核實的催化劑存在下進行縮合反應形成具有端位NCO-官能度的聚碳二亞胺，這將會更加完整地描述于下文中。但是，在本專利技術中，產生前述聚碳二亞胺的多異氰酸酯是四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯(“TMXDI”)。適合用于本專利技術的TMXDI包括例如m-TMXDI、p-TMXDI、及其混合物。這些具有以下結構式，并且可通過在以下文獻中所述的方法制備例如美國專利3，290，350權利要求1.一種單組分水性涂料組合物，其包含 (a)聚碳二亞胺，所述聚碳二亞胺是 (i)親水性改性的；和 ( )源自四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯； (b)羧酸官能的聚合物；和 (c)堿,所述堿的量大于中和100%的所述羧酸官能的聚合物的酸基團所需的理論量，并且足以為該組合物提供至少9. O的pH。2.權利要求I的涂料組合物，其中所述四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯包括間四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯。3.權利要求I的涂料組合物，其中所述聚碳二亞胺是異氰酸酯封端的聚碳二亞胺與含單官能活性氫的化合物的反應產物。4.權利要求3的涂料組合物，其中所述含單官能活性氫的化合物包括分子量大于500的聚醚胺。5.權利要求4的涂料組合物，其中所述聚醚胺具有以下結6.權利要求I的涂料組合物，其中所述羧酸官能的聚合物包括聚氨酯。7.權利要求I的涂料組合物，其中所述堿以足以為所述組合物提供至少9.5的pH的量存在。8.權利要求7的涂料組合物，其中所述堿以足以為所述組合物提供至少10.O的pH的量存在。9.使用權利要求I的涂料組合物的方法，包括 (a)將所述涂料組合物施涂至要本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：I·G·施溫德曼，V·卡爾薩尼，R·R·安布羅斯，M·A·M·福瑞，S·斯瓦魯普，A·M·沙瑟爾，J·瑪茲，C·L·伯格斯，
申請(專利權)人：PPG工業俄亥俄公司，
類型：
國別省市：