[发明专利]取代的3-氧代戊酸酯及其在涂料组合物中的用途

说明书

发明领域

本发明涉及烯键式不饱和的、水解稳定的单体，特别涉及水解稳定的、取代的3-氧代戊酸酯及其在涂料组合物中的用途。

发明背景

水性丙烯酸涂料可以提供能与传统溶剂基涂料相比的性能，并满足日益严格的涂料VOC排放法规。涂料领域中已知的是，可以通过在胶乳乳液中混入聚结剂以促进胶乳膜的形成。这些聚结剂（或成膜助剂）通过降低该胶乳聚合物的最低成膜温度（MFFT）以促进单个胶乳粒子聚集在一起以便由此在给定的温度下形成连续膜。由此，如全文中所用那样，本发明的成膜助剂降低了它们用于其中的涂料组合物的最低成膜温度，如下文中进一步描述的那样。

甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯（AAEM）是用于制造自交联型室温固化乳液共聚物的官能单体，所述乳液共聚物可用于制造具有良好的硬度与耐化学品性与抗粘着性的涂料。一旦并入该共聚物，AAEM单体的乙酰乙酰氧基官能可以经“氧化性固化”交联或与加入的交联剂如二胺反应以制造固化的薄膜。

AAEM的乙酰乙酰氧基部分公认的缺点之一在于其已知是水解不稳定的，并且由该单体制备的共聚物的薄膜性能下降与热历史和共聚物老化相关。为了避免这种性能劣化，制造商已经添加挥发性胺以便将该乙酰乙酸酯转化为其烯胺互变异构体并限制水解。这虽然可以减缓但不能完全消除水解。此外，添加挥发性胺组分可以在涂施过程中向涂料产品中引入难闻的气味。

授予Ponticello等的美国专利号4,215,195公开了化合物，包括甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸乙酰乙酰胺基乙酯，其可以彼此或与可聚合的烯键式不饱和单体均聚或共聚以获得可交联聚合物。由具有酰胺官能的单体制得的聚合物据称表现出改善的水解稳定性。

授予Ingle的美国专利号4,855,349和5,073,445公开了永久弹性和非粘性涂料油灰和填缝组合物，其含有一种或多种具有大约-50℃至大约-10℃的T_g和连接到聚合物主链上的具有式-R₁-C=O-CH2-X的侧基官能团的聚合物，其中R₁是长度为至少3个原子的二价有机基团，且X是有机酰基或氰基。例示了甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯。

授予Bors等的美国专利号5,296,530公开了通过提供具有足以提高涂层固化速率的烯胺含量的涂料以便光辅助固化涂料的方法。根据该公开，由具有乙酰乙酰基的聚合物制备快速固化涂料，其中基本上所有乙酰乙酰基已经例如通过用氨或伯胺处理转化为烯胺官能。由此制备的涂料据称在阳光或紫外光下比含有未经转化为烯胺的乙酰乙酰基官能聚合物的涂料更快固化。例示了甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯。

授予Lavoie等的美国专利号5,494,975公开了制备含有官能乙酰乙酸酯基团的聚合物，并且在聚合后令该乙酰乙酸酯基团与官能胺反应形成烯胺。优选的单体是甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯。据称可用于引入乙酰乙酸酯官能的其它单体的实例包括丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯、乙酰乙酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯和甲基丙烯酸2,3-二(乙酰乙酰氧基)丙酯。

授予Bors等的美国专利号5,484,849公开了空气固化聚合物组合物，其含有乙酰乙酸酯官能聚合物和可自动氧化的材料。该组合物在暴露于氧时固化。该乙酰乙酸酯官能聚合物可通过本领域已知手段制备。优选方法是通过合并进行聚合，其包括乙酰乙酸酯官能单体与甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯，且例示了乙酰乙酸烯丙酯。据称可用的其它单体的实例包括丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯和甲基丙烯酸2,3-二(乙酰乙酰氧基)丙酯。

J.Stewart Witzeman等报道了乙酰乙酰基化的聚合物与树脂显示出能够经受多种交联反应，并且单体与聚合材料的乙酰乙酰基化的最佳工业方法是通过与乙酰乙酸叔丁酯的酯交换反应。他们还报道了已经用于实现乙酰乙酰基化聚合材料的交联的方法是与二胺、三聚氰胺、醛、异氰酸酯的反应，与金属螯合和与活化烯烃的迈克尔加成反应。他们进一步报导了乙酰乙酰基化材料可以通过由2,2,6-三甲基-4H-1,3-二噁英-4-酮、TKD、双烯酮-丙酮加合物的热反应用双烯酮处理亲核试剂或通过与另一种乙酰乙酸酯的酯交换反应来制备。参见Comparison of Methods for the Preparation of Acetoacetylated Coating Resins,Witzeman,J.S.;Dell Nottingham,W.;Del Rector,F.J.Coatings Technology;卷62,1990,101。