【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)總體上涉及消光劑和包含消光劑的聚氨酯涂層的領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、涂層材料是通常是呈液體、糊料或粉末形式的揮發(fā)性和非揮發(fā)性成分的混合物的產(chǎn)品，當(dāng)施涂到基材上并且在限定條件下固化以去除揮發(fā)性成分時(shí)，涂層材料從非揮發(fā)性成分形成層或涂層。涂層材料可包含至少一種非揮發(fā)性成膜物質(zhì)(通常稱為粘結(jié)劑或樹脂)和其他常規(guī)組分，如溶劑、稀釋劑、增量劑、顏料、染料和/或添加劑。
2、涂層材料可作為單包裝系統(tǒng)(1種組分)或多包裝系統(tǒng)(2種或更多種單獨(dú)的組分)提供。在多包裝系統(tǒng)中，兩種或更多種單獨(dú)的組分必須在施涂前根據(jù)涂層產(chǎn)品規(guī)格進(jìn)行混合。多包裝涂層系統(tǒng)主要是雙組分系統(tǒng)，其中這些組分包括粘結(jié)劑和硬化劑(也稱為固化劑)。
3、在施涂之后，除了經(jīng)歷從固體到液體以及回到固體的變化的粉末涂層之外，涂層材料在限定的環(huán)境條件下通過從液體或糊料狀態(tài)變?yōu)楣腆w狀態(tài)而形成固體層或涂層。此方法產(chǎn)生具有保護(hù)性、裝飾性和/或其他功能性或期望的特性的層或涂層。
4、典型地，該涂層方法至少包括干燥步驟并且可包括固化步驟。在干燥步驟中，涂層材料的揮發(fā)性成分被蒸發(fā)，導(dǎo)致層的固化。在固化步驟中，硬化劑通過化學(xué)反應(yīng)增加樹脂的分子大小。這兩個(gè)步驟可同時(shí)發(fā)生。取決于涂層技術(shù)，將硬化劑在施涂之前添加到樹脂組分中(雙包裝或多包裝產(chǎn)品)，或以其潛伏狀態(tài)混合到樹脂組分中(單包裝)，或在固化步驟期間作為環(huán)境條件的一部分(單包裝)。硬化劑也可為潛伏型硬化劑，其需要在固化步驟期間被活化以確保樹脂和硬化劑化學(xué)反應(yīng)以形成具有期望特性的層。潛伏型硬化劑在儲(chǔ)存條件下不與樹脂
5、單包裝涂層系統(tǒng)可優(yōu)于多包裝系統(tǒng)，因?yàn)閱伟b允許避免混合錯(cuò)誤、易于處理和工藝實(shí)施(不需要混合設(shè)備等)。然而，傳統(tǒng)的單包裝涂層產(chǎn)品通常具有與產(chǎn)品耐久性相關(guān)的限制，例如，如與多包裝系統(tǒng)相比，較低的機(jī)械特性和/或較低的耐化學(xué)性。這是因?yàn)橥繉拥男纬芍饕晌锢砀稍餂Q定，即由于不存在硬化劑，涂層材料的揮發(fā)性部分蒸發(fā)。反應(yīng)速率決定了關(guān)鍵的涂層材料特性，如固化時(shí)間(即，在涂層材料的施涂與其對(duì)于預(yù)見的施涂的準(zhǔn)備之間的時(shí)間)以及多包裝系統(tǒng)的適用壽命。為了將單包裝(易于加工)與多包裝(耐久性)涂層產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，開發(fā)了在涂層材料內(nèi)部使用潛伏型硬化劑(例如，聚氨酯涂層組合物中的封端的異氰酸酯)。
6、通常，聚氨酯涂層組合物包含含有羥基官能團(tuán)(例如，多元醇)的粘結(jié)劑以及含有異氰酸酯官能團(tuán)的硬化劑。這兩種官能團(tuán)在固化步驟期間必須是可接近的，以確保化學(xué)反應(yīng)。硬化劑與粘結(jié)劑之間的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致主要通過氨基甲酸酯鍵(即，尿烷鍵)連接的熱固型聚合物。在存在水的情況下，聚合物可以部分地通過碳酰二胺鍵(即，脲鍵)連接。由于在較低溫度(例如，室溫)下多元醇與異氰酸酯之間的反應(yīng)速率相對(duì)較低，聚異氰酸酯通常被催化以適應(yīng)反應(yīng)速率。最常見的催化劑是金屬絡(luò)合物(包括但不限于基于錫的二月桂酸二丁基錫(dbtl))和/或叔胺。取決于催化劑的化學(xué)性質(zhì)，其可使異氰酸酯官能團(tuán)、羥基官能團(tuán)或兩者活化以提高化學(xué)反應(yīng)速率。
7、封端的異氰酸酯與多元醇型樹脂的組合廣泛用于聚氨酯涂層組合物中并充當(dāng)潛伏型硬化劑。異氰酸酯可通過升高的溫度解封端，之后硬化劑變得有活性并且與多元醇樹脂反應(yīng)以形成涂層。解封端溫度由各種參數(shù)決定，但主要由封端劑的化學(xué)性質(zhì)、催化劑的存在和多元醇的存在決定。
8、因此，使用封端的異氰酸酯的單包裝聚氨酯型產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)多包裝聚氨酯涂層產(chǎn)品類似的耐久性，同時(shí)保持易于處理。然而，在高溫烘烤涂層系統(tǒng)(例如，卷材涂層、罐聽涂層、汽車涂層和電線涂層)中，高度自動(dòng)化以及對(duì)生產(chǎn)速度的高度優(yōu)化需要非常快速的固化涂層系統(tǒng)。在連續(xù)工藝(如卷材涂層生產(chǎn)線)中，如果由于固化響應(yīng)緩慢而不得不降低生產(chǎn)線速率，則可能損失高生產(chǎn)力水平。
9、催化劑在這種聚氨酯涂層系統(tǒng)中也起重要作用。典型地，催化劑是路易斯酸催化劑(lewis?acid?catalyst)。該催化劑通過降低解封端溫度和/或提高多元醇與異氰酸酯之間的反應(yīng)速率來(lái)確保快速固化。降低解封端溫度具有若干個(gè)益處，包括提高連續(xù)工藝的生產(chǎn)線速度和/或降低發(fā)黃趨勢(shì)。因此，與催化劑活性直接相關(guān)的封端的異氰酸酯聚氨酯涂層產(chǎn)品的快速固化響應(yīng)在這種工藝中是最重要的。
10、在需要在最終涂層中提供限定的光澤目標(biāo)的情況下，對(duì)快速固化響應(yīng)的需求往往提出了另外的挑戰(zhàn)。用于降低涂層的光澤(通常稱為消光)的傳統(tǒng)方法是使用固體消光劑。通常已知基于二氧化硅的消光劑是用于降低普通涂層并且尤其是聚氨酯涂層的光澤的最有效消光劑。然而，二氧化硅消光劑的增加可能在涂層材料中引起不期望的副作用。
11、例如，在聚氨酯涂層系統(tǒng)中，二氧化硅消光劑的增加可能導(dǎo)致催化劑失活。這在需要嚴(yán)格的催化劑活性的工藝，如聚氨酯型卷材涂層施涂中尤其成問題。市場(chǎng)趨向于需要更高的消光劑負(fù)載量的更低光澤的聚氨酯卷材涂層系統(tǒng)。在這種情況下，二氧化硅消光劑的增加可能使催化劑失活至這樣的程度，即其導(dǎo)致涂層固化不足或需要顯著增加量的催化劑，從而導(dǎo)致涂層成本增加。
12、為了最小化對(duì)增加二氧化硅消光劑的需要并避免催化劑失活，通常將有機(jī)消光劑與二氧化硅消光劑組合使用。盡管有機(jī)消光劑有助于保持可接受的催化劑活性，但它們往往比傳統(tǒng)的二氧化硅消光劑效率更低且成本更高，從而增加了與涂層系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的成本。
13、因此，需要成本有效并且提供可接受的光澤度，同時(shí)在涂層組合物中，尤其是包含催化劑的聚氨酯涂層組合物中提供高固化響應(yīng)的消光劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)提供了一種用于聚氨酯涂層組合物的消光劑。該消光劑包含多孔二氧化硅顆粒，這些多孔二氧化硅顆粒的bet表面積與孔體積的比率(sa:pv)是160m2/ml或更小。在任何實(shí)施方案中，該消光劑包含多孔二氧化硅顆粒，這些多孔二氧化硅顆粒的bet表面積與孔體積的比率(sa:pv)是150m2/ml或更小。在任何實(shí)施方案中，該sa:pv可為約80m2/ml至約160m2/ml、約80m2/ml至約150m2/ml、或約80m2/ml至約140m2/ml。在實(shí)施方案中，該消光劑在該聚氨酯涂層組合物中提供至少100次、至少200次、至少250次或至少300次雙摩擦的固化響應(yīng)，如通過mek雙摩擦測(cè)試測(cè)定的。
2、在另一方面，該技術(shù)提供了一種聚氨酯涂層組合物，該聚氨酯涂層組合物包含如本文所公開和描述的消光劑。在任何實(shí)施方案中，該聚氨酯涂層組合物可為包含本文所公開和描述的消光劑的聚氨酯卷材涂層組合物。在任何實(shí)施方案中，該聚氨酯涂層組合物提供優(yōu)異的固化響應(yīng)和良好的消光效率，而不需要有害地增加催化劑。在任何實(shí)施方案中，該技術(shù)可提供良好的消光效率而無(wú)需摻入有機(jī)消光劑，從而提供具有優(yōu)異的固化響應(yīng)的更加成本有效的聚氨酯涂層組合物。
3、該技術(shù)還提供了一種包括固化聚氨酯涂層的經(jīng)涂覆的基材，該固化聚氨酯涂層包含本文所公開和描述的消光劑。在任何實(shí)施方案中，該經(jīng)涂覆的基材本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于聚氨酯涂層組合物的消光劑，所述消光劑包含多孔二氧化硅顆粒，所述多孔二氧化硅顆粒的BET表面積與孔體積的比率(SA∶PV)是160m2/mL或更小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消光劑，其中所述消光劑使得能夠在所述聚氨酯涂層組合物中實(shí)現(xiàn)至少100次雙摩擦的固化響應(yīng)，如通過MEK雙摩擦測(cè)試測(cè)定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消光劑，其中所述SA：PV是約150m2/mL或更低。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的消光劑，其中所述SA：PV是約140m2/mL或更低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的消光劑，其中所述SA∶PV是至少約80m2/mL。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的消光劑，其中所述SA：PV是至少約100m2/mL。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的消光劑，其中所述多孔二氧化硅顆粒具有約1μm至約30μm的中值粒度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的消光劑，其中所述多孔二氧化硅顆粒具有約3μm至約15μm的中值粒度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的消光劑，其中所述多孔二氧化硅
10.根據(jù)權(quán)利要求9中任一項(xiàng)所述的消光劑，其中所述多孔二氧化硅顆粒包括沉淀二氧化硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的消光劑，其中所述消光劑在不需要有機(jī)消光劑的情況下提供至少100次雙摩擦的固化響應(yīng)。
12.一種聚氨酯涂層組合物，所述聚氨酯涂層組合物包含根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的消光劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的涂層組合物，其中所述組合物表現(xiàn)出至少100次雙摩擦的固化響應(yīng)，如通過MEK雙摩擦測(cè)試測(cè)定的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的涂層組合物，其中所述組合物表現(xiàn)出至少200次雙摩擦的固化響應(yīng)，如通過MEK雙摩擦測(cè)試測(cè)定的。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的涂層組合物，其中所述固化響應(yīng)是在不需要有機(jī)消光劑的情況下獲得的。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的涂層組合物，所述涂層組合物還包含多元醇、交聯(lián)劑和催化劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的涂層組合物，其中所述催化劑是路易斯酸催化劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的涂層組合物，其中所述路易斯酸催化劑包括錫催化劑、鉍催化劑或鋅催化劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的涂層組合物，其中所述錫催化劑包括二月桂酸二丁基錫(DBTL)、二月桂酸二辛基錫(DOTL)、二硫代乙醇酸二辛基錫、二乙酸二辛基錫(DOTA)、二乙酸二丁基錫(DBTA)、二壬酸二辛基錫、二甲酸二辛基錫、甲酸二辛基錫或它們中的兩種或更多種的組合。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的涂層組合物，其中所述鉍催化劑包括二甲酸鉍。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的涂層組合物，其中所述鋅催化劑包括新癸酸鋅。
22.根據(jù)權(quán)利要求16至21中任一項(xiàng)所述的涂層組合物，其中所述交聯(lián)劑是異氰酸酯。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的涂層組合物，其中所述異氰酸酯是聚異氰酸酯。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的涂層組合物，其中所述交聯(lián)劑是封端的交聯(lián)劑。
25.一種經(jīng)涂覆的基材，所述經(jīng)涂覆的基材包括根據(jù)權(quán)利要求12至24中任一項(xiàng)所述的涂層組合物的固化涂層。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的經(jīng)涂覆的基材，其中所述基材是金屬。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的經(jīng)涂覆的基材，其中所述基材是金屬卷材。
28.根據(jù)權(quán)利要求25至27中任一項(xiàng)所述的經(jīng)涂覆的基材，其中所述固化涂層表現(xiàn)出至少100次雙摩擦的固化響應(yīng)，如通過MEK雙摩擦測(cè)試測(cè)定的。
29.根據(jù)權(quán)利要求25至28中任一項(xiàng)所述的經(jīng)涂覆的基材，其中所述固化涂層具有約1μm至約120μm的厚度。
30.一種用于制備根據(jù)權(quán)利要求12至24中任一項(xiàng)所述的聚氨酯涂層組合物的方法，所述方法包括將根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的消光劑與包含多元醇、交聯(lián)劑和催化劑的組合物組合并且混合，以形成所述聚氨酯涂層組合物。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述催化劑是路易斯酸催化劑。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的方法，其中所述交聯(lián)劑是異氰酸酯。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述異氰酸酯是聚異氰酸酯。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或33中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述交聯(lián)劑是封端的交聯(lián)劑。
35.一種用于制備根據(jù)權(quán)利要求25至...
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
1.一種用于聚氨酯涂層組合物的消光劑，所述消光劑包含多孔二氧化硅顆粒，所述多孔二氧化硅顆粒的bet表面積與孔體積的比率(sa∶pv)是160m2/ml或更小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消光劑，其中所述消光劑使得能夠在所述聚氨酯涂層組合物中實(shí)現(xiàn)至少100次雙摩擦的固化響應(yīng)，如通過mek雙摩擦測(cè)試測(cè)定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消光劑，其中所述sa：pv是約150m2/ml或更低。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的消光劑，其中所述sa：pv是約140m2/ml或更低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的消光劑，其中所述sa∶pv是至少約80m2/ml。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的消光劑，其中所述sa：pv是至少約100m2/ml。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的消光劑，其中所述多孔二氧化硅顆粒具有約1μm至約30μm的中值粒度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的消光劑，其中所述多孔二氧化硅顆粒具有約3μm至約15μm的中值粒度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的消光劑，其中所述多孔二氧化硅顆粒包括硅膠、沉淀二氧化硅、熱解二氧化硅顆粒或它們中的兩種或更多種的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中任一項(xiàng)所述的消光劑，其中所述多孔二氧化硅顆粒包括沉淀二氧化硅。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的消光劑，其中所述消光劑在不需要有機(jī)消光劑的情況下提供至少100次雙摩擦的固化響應(yīng)。
12.一種聚氨酯涂層組合物，所述聚氨酯涂層組合物包含根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的消光劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的涂層組合物，其中所述組合物表現(xiàn)出至少100次雙摩擦的固化響應(yīng)，如通過mek雙摩擦測(cè)試測(cè)定的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的涂層組合物，其中所述組合物表現(xiàn)出至少200次雙摩擦的固化響應(yīng)，如通過mek雙摩擦測(cè)試測(cè)定的。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的涂層組合物，其中所述固化響應(yīng)是在不需要有機(jī)消光劑的情況下獲得的。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的涂層組合物，所述涂層組合物還包含多元醇、交聯(lián)劑和催化劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的涂層組合物，其中所述催化劑是路易斯酸催化劑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的涂層組合物，其中所述路易斯酸催化劑包括錫催化劑、鉍催化劑或鋅催化劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的涂層組合物，其中所述錫催化劑包括二月桂酸二丁基錫(dbtl)、...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M·馬茨，H·赫里格，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：格雷斯有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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