[发明专利]用于熔融粘结环氧树脂应用的非烧结异氰酸酯改性环氧树脂

说明书

发明背景

发明领域

本发明总体涉及用于熔融粘结环氧树脂涂料应用的基本上没有烧结物的异氰酸酯改性环氧树脂，并且涉及包含这些树脂的粉末涂料组合物。所述组合物尤其可以适合于制备用于通过其在高温(＞110℃)从生产设施向加工设施运输烃的管道的防腐熔融粘结环氧树脂(FBE)涂料或底漆。

背景信息讨论

随着油管和气管的使用温度由于超深储集层和焦油砂的开发而升高，管涂料工业已经开发了高性能防腐涂料和绝缘多层体系以满足工业需要。目前，管涂料工业可以提供成本有效的FBE涂料体系以满足对于在高达约140℃的温度运行的管道的防腐的要求。然而，据预测下一代高使用温度管道将在更高的温度运行。为了满足此要求，管道涂料工艺需要能够保护在更高使用温度运行的管道免受腐蚀的FBE涂料或底漆体系。另外，为了具有成本竞争力，FBE涂料或底漆体系必须可通过使用现有技术粉末涂覆技术涂布。

FBE涂料组合物中的关键成分是固体环氧树脂(SER)，其在很高程度上决定涂料的性质。用于在FBE涂料应用中使用的SER的一个非常适宜的性质是至少为约45℃的起始玻璃化转变温度Tg，以避免树脂粒料在热和潮湿条件下的烧结或熔融，所述热和潮湿条件经常遇到，特别是在夏天，在没有空气调节的仓库中，或在树脂或基于所述树脂的粉末涂料制剂的运输过程中。

一旦配制成粉末涂料组合物，SER还必须向FBE涂料赋予物理性质的良好平衡。完成的FBE涂料的一个重要性质是应当高于基底的使用温度的起始玻璃化转变温度。FBE涂料的另一个适宜性质是与基底的良好粘合。

现在出乎意料地发现，通过使用特定类型的环氧树脂和一种或多种聚异氰酸酯化合物来制备异氰酸酯改性的环氧树脂，可以制备起始玻璃化转变温度至少为约45℃的SER，当将其结合到粉末涂料组合物中时，能够提供具有至少约160℃的起始玻璃化转变温度的FBE涂料。

发明概述

本发明提供热固性的环氧封端的含噁唑烷酮(oxazolidinone)环的聚合物，其可以通过下列方法得到：将(a1)和/或(a2)与(b)反应，所述(a1)为至少一种(优选液体)含羟基的环氧树脂，所述(a2)为至少一种环氧树脂(例如，含羟基的树脂或不包含羟基或仅包含很少羟基的树脂)与至少一种能够在环氧基团之间形成交联键的双官能或多官能亲核化合物的组合，所述(b)为至少一种聚异氰酸酯化合物，所述反应在(c)至少一种能够促进噁唑烷酮环的形成和所述聚合物的支化的催化剂的存在下进行。在未固化状态，这些聚合物具有至少约45℃的起始玻璃化转变温度。另外，在固化状态，这些树脂能够显示至少约160℃的起始玻璃化转变温度。起始玻璃化转变温度可以例如通过差示扫描量热法(DSC)确定。

在本聚合物的一个方面中，所述至少一种聚异氰酸酯化合物可以包含聚合MDI(聚合4，4’-亚甲基双(异氰酸苯酯))或甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚合MDI的共混物。例如，聚合MDI与TDI的重量比可以为约10∶90至约90∶10。

在本聚合物的另一个方面中，所述至少一种含羟基的环氧树脂可以包含含羟基的二环氧甘油醚。例如，至少约10％(并且优选至少约20％)的二环氧甘油醚分子可以为含羟基的低聚物。

在本聚合物的另一个方面中，(a1)可以包含双酚A二环氧甘油醚。

在另一个方面中，重量比(a1)∶(b)可以为约75∶25至约85∶15。例如，其可以为约77∶23至约81∶19，例如约78∶22至约80∶20。

本聚合物还包含至少一种催化剂(c)，例如咪唑，如2-苯基-咪唑，优选基于总体聚合物为约100至约2000ppm的浓度。

在本发明聚合物的再另一个方面中，聚合物中噁唑烷酮环与异氰脲酸酯环的(摩尔)比率可以为约95∶5至约100∶0和/或所述聚合物可以具有至少约400eq/gr的环氧当量。

在本聚合物的又另一个方面中，这些聚合物可以适用于在用于制备熔融粘结环氧树脂(FBE)涂层的粉末涂料组合物中使用。

本发明还提供热固性粉末涂料组合物，其包含(a)一种或多种如上所述根据本发明的热固性聚合物(包括其各个方面)和(b)一种或多种用于所述一种或多种热固性聚合物的固化催化剂。

在一个方面中，基于组合物总重量，这些组合物可以包含约10重量％至约99重量％的(a)。