[发明专利]无油可氧化固化的聚酯组合物

说明书

                         发明领域

本发明涉及无油可氧化固化的聚酯和含有所述聚酯的涂料组合物。更具体地讲，本发明涉及用3，4-环氧-1-丁烯改性的可氧化固化的无油聚酯和羧基官能的低聚加合物。

                         发明背景

以醇酸树脂为基础的表面涂料是常温固化涂料应用中最常用的技术。一种醇酸树脂是一种掺有植物油或脂肪酸的聚酯。这些油和酸含有不饱和脂肪酸，如油酸、亚油酸和亚麻酸。这些不饱和部分具有不稳定的能被提取的氢原子并继而引发氧化反应。所述氧化反应导致聚酯分子的交联，由此提供具有所需性能的涂层。

本领域已知可通过改性醇酸树脂来改进涂料的性能。例如Rokicki等人，在J.M.S.-Pure Appl.Chem.，A33(4)，第509页(1996)报道了得自含有10-16％重量的甘油丙烯醚的醇酸树脂的大漆显示出短的干燥时间、良好的涂层硬度和良好的耐水性。由于在这些涂料应用中使用的醇酸树脂是从低级着色的油或脂肪酸加工得到的，因此它们通常是高度着色的。一种高级的含有更多所需的不饱和脂肪酸如亚油酸和亚麻酸的油可能较为昂贵。因此需要一种替代该油基醇酸树脂的技术。

Rokicki等，在J.Appl.Polym.Sci.第70卷，2031(1998)报道了对于具有掺入聚酯分子中作为端基或作为成对侧基的多官能度的烯丙基醚单体的不饱和聚酯树脂而言，采用光引发剂可以在空气中获得高硬度的固化涂层。

即使有这种涂料技术，依然存在对不用光引发剂氧化固化的非醇酸聚酯涂料组合物的需求，以求能获得良好的抗溶剂性和足够硬度的涂料。

                         发明概述

本发明涉及可氧化固化的无油3，4-环氧-1-丁烯(EpB)改性聚酯。本发明还涉及EpB改性的羧基官能的低聚加合物。这些EpB改性的聚酯和低聚加合物可在通常容易得到的金属催干剂的存在下氧化固化。结果，本发明的EpB改性的聚酯和低聚加合物已被用作可氧化固化涂料的粘结剂(binder)。

因此，在本发明的一个实施方案中，提供了一种可氧化固化的EpB改性聚酯。所述可氧化固化的EpB改性聚酯是酸值约为25-200毫克KOH/克的无油聚酯与3，4-环氧-1-丁烯的反应产物，其中所述改性聚酯中的烯丙基的数目足以使所述聚酯氧化固化。

在本发明的另一个实施方案中，提供了一种可氧化固化的羧基官能的低聚加合物，所述低聚化合物是多元醇、二羧酸酐和3，4-环氧-1-丁烯的反应产物，其中所述可氧化固化低聚加合物中的烯丙基的数目足以使所述低聚加合物氧化固化。

本发明的第三个实施方案涉及一种可氧化固化的涂料制剂，所述涂料制剂含有：经过改性的可氧化固化的聚酯，所述聚酯是酸值约为25-200毫克KOH/克的无油聚酯和3，4-环氧-1-丁烯的反应产物，其中在所述改性聚酯中烯丙基的数目足以使所述聚酯氧化固化；(b)有机溶剂；和(c)催化量的金属催干剂。

本发明的第四个实施方案包含一种可氧化固化的涂料制剂，所制剂包括：(a)可氧化固化的低聚加合物，所述低聚加合物是多元醇、二羧酸酐和3，4-环氧-1-丁烯的反应产物，其中在所述可氧化固化的低聚加合物中的烯丙基的数目足以使所述低聚加合物氧化固化；(b)有机溶剂；和(c)催化剂量的金属催干剂。

                  本发明的详细描述

如上所述，本发明的一个实施方案涉及一种可氧化固化的聚酯，所述聚酯是以下物质的反应产物：(a)酸值约为25-200毫克KOH/克的无油聚酯，和(b)3，4-环氧-1-丁烯。短语“无油”是指非醇酸聚酯，即不含不饱和脂肪酸或醇的聚酯。短语可氧化固化是指在室温或高温下，改性的聚酯和低聚加合物在存在金属催干剂下可在空气中固化的能力。

无油的聚酯可通过本领域技术人员所熟知的常规方法制备。例如，所述无油聚酯可以通过二醇、二酸和二羧酸酐的反应形成。优选所述聚酯通过约30-70％摩尔的二醇、约0-20％摩尔的多醇、约20-60％摩尔的二酸以及约0-20％摩尔的二羧酸酐的反应制备。所有的摩尔百分数均基于反应组分的总摩尔数计。更优选所述二醇的存在量为约40-60％摩尔，多元醇的存在量为约2-10％摩尔，二酸的存在量为约30-50％摩尔和二羧酸酐的存在量为约3-15％摩尔。最优选所述二醇的存在量为约45-55％摩尔，多元醇的存在量为约3-5％摩尔，二酸的存在量为约35-45％摩尔和二羧酸酐的存在量为约4-10％摩尔。