[发明专利]胺-环氧加合物及其用于制备聚脲和聚脲-聚氨酯涂料的用途

说明书

本发明涉及胺-环氧加合物并且涉及它们用于制备聚脲和聚氨酯涂料的用途。

更具体地，本发明涉及具有对称和不对称结构的聚合的胺-环氧加合物和加合物掺混物，以及它们用于可喷涂的无溶剂(无VOC)的聚脲(PU)和聚脲-聚氨酯(PU-PUR)涂料中的应用。

背景技术

可喷涂的无VOC的PU和PU-PUR混合体系广泛用于不同基底(如金属、聚合物、混凝土等)的涂覆。这些涂料的一个有利特征是涂料硬化较快。

但是，在现有技术中，双组分热喷涂PU涂料对于金属表面展现出中等的粘附。因此，在大多数情况下，首先将一种环氧底漆层施用至金属上，在其硬化后进行涂覆。但是，环氧底漆的固化通常相当缓慢。在10℃以下，如果不对待涂覆的基底进行加热，此过程甚至不会发生。这样的话，快速固化——PU体系的一个主要优点——将会失去或显著地降低。

另外的问题是PU涂料的固化时间无法自由调节，大多数已知的伯二胺和多胺与异氰酸酯反应过快，并且这些化合物通常也含有大量的对自然环境以及工人有害的芳香族二胺增链剂。这些物质属于中度至高度危险的材料。(其中一些材料(例如具有N50/53级别的材料)的制造和应用将会被新的欧洲关于化学物质的规章[REACH]严格限制)。

美国专利6,723,821建议使用某种多胺-环氧化物加合物以改进聚脲涂料的粘附。根据其说明书，这些加合物是通过将多胺与含有一个环氧基团的化合物反应同时环氧环打开而形成。在环氧化合物中，首先提到的是基于双酚A、双酚F和环氧酚醛清漆的产物，这些化合物本身是极好的成膜材料，并且成功地应用于漆工业。在胺组分中，几乎全部商业产品种类都可列入，但在实施例中仅显示出脂肪族和芳香族伯二胺。这样，制备的加合物经常含有至少两个伯氨基。

在混凝土表面，与不含加合物的聚脲相比，产物可达到更好的粘附，但是未在其他表面上测试过。

根据本发明的试验，用上述文献的加合物制备的涂料未显示出对金属表面的令人满意的粘附(见下文表6/4)。

本发明的目的是提供液态聚合物胺-环氧加合物，其适于制备可喷涂的无溶剂的聚脲和聚脲-聚氨酯涂料，所述涂料具有极好的粘附以及可调节的贮存期，即，具有可在一个宽的范围内调节的与异氰酸酯的反应性。

本发明的另一个目的是提供胺-环氧加合物，其中特别危险的起始胺的残留量低于0.1％m/m。

发明内容

本发明涉及胺-环氧加合物和加合物掺混物，其在70℃时的最大粘度为300mPas以及具有在300至8000之间的平均分子量本发明的胺-环氧加合物含有至少一个在胺-环氧加成过程中形成的羟基和至少两个能够与异氰酸酯基团反应的氨基。在分子中最多有一个伯氨基。本发明还涉及制备上述加合物的方法。本发明的加合物是通过以合适的比例混合起始氨基和环氧化合物，并加热该混合物直至环氧基团完全消耗来制备。优选地，聚合的氨基和/或环氧化合物用作起始化合物。

本发明的加合物可用于制备可喷涂的PU和PU-PUR涂料。因此，本发明涉及本发明的胺-环氧加合物在PU和PU-PUR涂料制备中的用途，并且还涉及制备的涂料。

通过使用本发明的加合物，PU和PU-PUR涂料的贮存期可在一个宽的范围内调节，并且以这种方式制备的涂料的性质(如在金属表面的粘合强度和抗腐蚀性)比已知涂料的性质更好。

本发明的加合物和加合物掺混物是根据以下方法用于制备PU或PU-PUR加合物：本发明的胺-环氧加合物或加合物掺混物部分或完全地取代了胺掺混物的一种或多种组分(即其“A”组分)。

本发明还涉及热喷涂PU底漆的制备，其中在70℃时具有小于100mPas的粘度的一种或多种本发明的胺-环氧加合物取代了PU的胺组分的一部分。

具体实施方式

本发明在一方面涉及胺-环氧加合物和加合物掺混物。通过适当选择起始胺和环氧化合物，本发明能够制备具有多种结构和特性的加合物。本发明的胺-环氧加合物的平均分子量在300至8000之间，优选在300至6000之间。本发明的胺-环氧加合物含有至少一个、优选多于一个在胺-环氧加成过程中形成的醇羟基。本发明的胺-环氧加合物表征如下：

·其每分子含有至少两个可与异氰酸酯基团反应的氨基，并且这些氨基中最多一个为伯氨基，

·其为根据OECD定义(即REACH分类，参见http://www.oecd.org/document/54/0，3343，en 2649 34365 35056054_1_1_1_1，00.html)的聚合物，