[发明专利]聚氨酯改性的水可还原的醇酸树脂组合物

说明书

发明领域

本发明涉及含聚氨酯改性的水可还原(water-reducible)的醇酸树脂的涂料组合物，其制备方法，及其使用方法。

发明背景

通过用烯键式不饱和羧酸，特别是α-不饱和羧酸，例如甲基丙烯酸接枝，或者通过与多羧酸，如四氢邻苯二甲酸，或具有在缩聚条件下通过酯化不反应或者仅仅在小的程度上反应的酸基的羟基羧酸共缩合，可使得醇酸树脂水可还原性，但在用碱化合物中和之后，仍然赋予亲水性，以便在树脂分子中提供足够数量的阴离子基团。

其中脂肪酸带有由丙烯酸单体衍生的接枝点的水可还原的醇酸树脂例如根据EP0267562A2,EP0295403A2,EP0437743A2,WO1995/027762Al,和WO2006/092211Al是已知的。

尤其对于挠性或可变形基底，例如塑料或木材部件来说，充分的表面保护需要高摩尔质量的树脂，所述高摩尔质量的树脂提供弹性、硬度、耐候性和耐化学性的所需组合。由于高摩尔质量的树脂在熔体或溶液中显示出高的粘度，因此，随着粘度增加，反应速度下降，它们不可能容易地制造。尽管可通过添加溶剂降低粘度，但在形成树脂分散体之前或优选之后，这一溶剂必须除去。

发明概述

因此，本发明的目的是提供高摩尔质量的水可还原的聚氨酯改性的醇酸树脂的含水分散体，所述树脂制造简单，且提供弹性、硬度以及耐候性和耐化学性的良好平衡。

通过一种包括高摩尔质量醇酸树脂和反应性稀释剂的结合物的水可分散的醇酸树脂解决了这一问题。

因此，本发明的一个目的是含水涂料组合物，它包括高摩尔质量的聚氨酯改性的醇酸树脂A和反应性稀释剂D的结合物。

醇酸树脂A具有由接枝的脂肪酸A1，脂族多元醇A2，脂肪酸A3，多官能异氰酸酯A4和任选地多元有机酸A5衍生的部分。可以通过由A6和脂族多元醇A2'的酯交换产物部分或全部替代脂族多元醇A2和脂肪酸A3，所述脂族多元醇A2'可以相同或不同于脂族多元醇A2，但选自相同组的化合物。接枝的脂肪酸A1是每一分子平均具有至少一个烯键式不饱和度的脂肪酸A11和优选具有3-10个碳原子的烯键式不饱和直链或优选支链的脂族酸A12的接枝产物，其中这些烯键式不饱和直链或优选支链的脂族酸A12可任选地与下文详述的进一步的烯键式不饱和单体混合。

反应性稀释剂D是酸组分和羟基官能的组分的酯，所述酸组分包括脂族或芳族二-或多羧酸D3或其酸酐，和烯键式不饱和脂肪酸D1中的至少一种，所述烯键式不饱和脂肪酸D1可任选地用烯键式不饱和单体D11接枝，所述烯键式不饱和单体D11包括烯键式不饱和单羧酸D111，和烯键式不饱和二羧酸酐D112，和任选地进一步的烯键式不饱和单体D113中的至少一种，所述羟基官能的组分可以是水或者一元醇D5，以及聚氧亚烷基二元醇D2或它们的单醚，和任选地具有至少两个羟基的脂族多元醇D4。也可使用替代烯键式不饱和脂肪酸D1或者与之一起使用它们与具有至少两个羟基的所述脂族多元醇D4形成的酯。在本发明中，重要的是反应性稀释剂D的羟值最多5mg/g，优选不大于3mg/g，和尤其优选不大于2mg/g。

本发明进一步的目的是制造含水涂料组合物的方法，所述涂料组合物包括高摩尔质量的聚氨酯改性的醇酸树脂A和反应性稀释剂D的结合物。

通过分步法制造醇酸树脂A，所述分步法包括第一步，用优选具有3-10个碳原子的烯键式不饱和直链或优选支链脂族酸A12接枝每一分子平均具有至少一个烯属不饱和度的脂肪酸A11，第二步，将第一步的接枝脂肪酸A1与脂族多元醇A2，脂肪酸A3，多官能的异氰酸酯A4和任选地以及多元有机酸A5一起进行酯化反应，和第三步，混合第二步制造的醇酸树脂A与反应性稀释剂D，所述反应性稀释剂D在独立的步骤中，通过酯化酸组分与羟基官能的组分制造，所述酸组分包括脂族或芳族二-或多羧酸D3或其酸酐，和任选地用烯键式不饱和单体D11接枝的烯键式不饱和脂肪酸D1中的至少一种，所述烯键式不饱和单体D11包括烯键式不饱和单羧酸D111，和烯键式不饱和二羧酸酐D112，和任选地进一步的烯键式不饱和单体D113中的至少一种；所述羟基官能的组分包括聚氧亚烷基二元醇D2或它们的单醚，和任选地一种或更多种一元醇D5，和具有至少两个羟基的脂族多元醇D4。

也可使用天然或改性油A6的酯交换产物，它是甘油与脂肪酸的酯，所述脂肪酸可例如通过用接枝脂肪酸A1，和任选地至少一种多元醇A2，脂肪酸A3，多元有机酸A5氢化，之后与多官能异氰酸酯A4反应，从而改性。