[发明专利]烯键式不饱和多异氰酸酯加成化合物及其应用和制备方法

说明书

发明背景

本发明涉及基于赖氨酸三异氰酸酯的烯键式不饱和多异氰酸酯加成化合 物，由这些新颖化合物制备的涂料组合物，以及它们的制备方法。

过去，UV涂料由于100％固体含量而受到吹捧。不幸的是，为了获得 所需的使用性能，开发了具有高粘度的中-高分子量丙烯酸官能低聚物。这些 材料粘度太高，无法单独使用，需要用活性稀释剂调配，这些活性稀释剂是 丙烯酸或甲基丙烯酸的低分子量酯。这些活性稀释剂增加了中毒的危险，因 此不是所希望的。

近来，在致力于减少活性稀释剂含量的过程中，已经使用溶剂来减少配 制物的粘度，从而减少对大量活性稀释剂的需求。当然，为了不超过VOC限 制和调节膜的性质，仍然使用一些活性稀释剂。

市场已经一再要求低粘度低聚物，以便减少活性稀释剂和溶剂的量。为 此，有一些专利文献涉及特定的异氰酸酯，即脲基甲酸酯，它们可以使材料 的粘度降低。参见美国专利5,739,251和5,777,024。

DE 2,914,982揭示了可硬化的组合物，该组合物包含在室温下为液体或 在室温下为固体并且可以在低于60℃下熔融的氨基甲酸酯。这些组合物通过 以下方法制备：含有端羟基的聚酯的酯与二官能和/或多官能异氰酸根合烷基 和/或异氰酸根合芳基化合物，任选地随后与单官能异氰酸根合烷基和/或异氰 酸根合芳基化合物反应。

美国专利5,674,921揭示了可辐射固化的氨基甲酸酯-丙烯酸酯预聚物。 这些氨基甲酸酯-丙烯酸酯预聚物包含a)和b)的反应产物：a)多异氰酸酯官能 异氰酸酯与羟基酸的无水环酯的可水解低聚物的氨基甲酸酯预聚物，b)其量 足够封端(endtipping)的羟基丙烯酸酯或羟基甲基丙烯酸酯。合适的预聚物可 由赖氨酸三异氰酸酯和酯制得，所述酯例如内酯单体，包括丙交酯、乙交 酯、对-二噁烷(para-dioxane)和三亚甲基碳酸酯，优选的混合物是ε-己内酯和 对-二噁烷或丙交酯。这些预聚物用例如(甲基)丙烯酸羟乙酯封端。还可使用 活性稀释剂帮助氨基甲酸酯-丙烯酸酯预聚物的固化和加工，因为随后与丙烯 酸酯反应可以明显提高分子量，因此提高氨基甲酸酯-丙烯酸预聚物的粘度。 尽管含有赖氨酸三异氰酸酯和聚己内酯二醇的例子中报导的粘度小于1000厘 泊，但是报道的这些值是在较高的温度(例如30℃或50℃)下的粘度值，并且 预聚物含有50重量％的活性稀释剂。

我们已经发现在烯键式不饱和多异氰酸酯加成化合物和由这些烯键式不 饱和多异氰酸酯加成化合物制备的涂料组合物中使用赖氨酸三异氰酸酯可以 得到具有低粘度同时又保持使用性能的产物。这些材料可用于形成坚韧柔软 的膜。

本发明的优点包括能够配制不含或仅含有少量有害的低分子量活性稀释 剂和不含或仅含有少量溶剂的涂料。

发明内容

本发明涉及烯键式不饱和多异氰酸酯加成化合物，由这些烯键式不饱 和多异氰酸酯加成化合物制备的涂料组合物，它们的生产方法以及制备有涂 层的产品的方法。

本发明的烯键式不饱和多异氰酸酯加成化合物包括以下物质的反应产 物：

(a)赖氨酸三异氰酸酯，

(b)至少一种羟基官能(甲基)丙烯酸酯，

和任选的

(c)以组分(b)和(c)的总羟基当量为基准计，最多30羟基当量％的不 同于(b)的羟基化合物，其数均分子量为32-400。

制备这些烯键式不饱和多异氰酸酯加成化合物的方法包括使以下物质 反应：

(a)赖氨酸三异氰酸酯，

(b)至少一种羟基官能(甲基)丙烯酸酯，

和任选的

(c)以组分(b)和(c)的总羟基当量为基准计，最多30羟基当量％的不同于(b) 的羟基化合物，其数均分子量为32-400。

本发明还涉及由这些烯键式不饱和多异氰酸酯加成化合物制备的涂料组 合物。该涂料组合物包含：

(1)烯键式不饱和多异氰酸酯加成化合物，其包含以下物质的反应产物：

(a)赖氨酸三异氰酸酯，

(b)至少一种羟基官能(甲基)丙烯酸酯，

和任选的

(c)以组分(b)和(c)的总羟基当量为基准计，最多30羟基当量％的不 同于(b)的羟基化合物，其数均分子量为32-400；

(2)任选的一种或多种活性稀释剂；