[发明专利]氧化可固化的涂料组合物

说明书

本发明涉及氧化可固化的涂料制剂，所述制剂包含氧化可固化的醇酸系树脂和双‑三氮杂环壬烷系螯合剂，所述螯合剂可以任选地与合适的过渡金属离子、尤其是锰络合。所述制剂可以是油漆或其他氧化可固化的涂料组合物。本发明还提供用于制备此种制剂和由此种制剂的固化得到的组合物的方法。

领域

本发明涉及氧化可固化的涂料制剂，所述制剂包含氧化可固化的醇酸系树脂和双-三氮杂环壬烷系螯合剂，所述螯合剂可以任选地与合适的过渡金属离子络合。所述制剂可以是油漆或其他氧化可固化的涂料组合物。本发明还提供用于制备此种制剂和由此种制剂的固化得到的组合物的方法。

背景

醇酸树脂是多种氧化可固化的油漆和其他溶剂基涂料中的被充分了解和主要的粘合剂。醇酸乳胶漆(其中连续相是水性的)也是商业上可广泛获得的。醇酸树脂通过多元醇与羧酸或酸酐的反应制备。为了使其对通常所谓的干燥过程敏感，将一些醇酸树脂与不饱和的甘油三酯或其他不饱和源反应。植物油，如亚麻子油，常被用作甘油三酯源。在这些干燥过程中，不饱和基团，尤其是碳-碳双键，可以与来自空气的氧反应，这使得所述油交联，形成三维网络，并变硬。此氧化固化过程，虽然不是干燥，但是得到干燥的外观并且通常并且在本文中被这样称谓。干燥所需的时间长度取决于多种因素，所述因素包括醇酸树脂制剂的成分和在其中配制所述醇酸树脂的液体连续相(例如溶剂)的量和性质。

薄膜形成是醇酸系树脂的干燥期间发生的自动氧化和聚合化学反应的结果。其将在没有催化的情况下进行。然而，习惯于在可固化树脂的制剂中包含小量，即催化量的任选的有机金属盐，其常被称为金属干燥剂，其催化不饱和物质的聚合以便形成三维网络。

用于溶剂基涂料的干燥剂典型地包括金属如钴，锰，铅，锆，锌，钒，锶，钙和铁的烷基羧酸盐，典型地是C₆-C₁₈羧酸盐。此种金属羧酸盐通常被称为金属皂(metal soap)。氧化还原活性金属，如锰，铁，钴，钒和铜，增强原子团形成，并且因此增强氧化固化过程，而所谓的第二干燥剂(有时被称为辅助干燥剂)，如基于锶，锆和钙的络合物，增强所述氧化还原活性金属的作用。通常，这些皂是基于中等链的烷基羧酸盐如2-乙基-己酸盐。此种皂中的亲脂性单元增强所述干燥剂在溶剂基油漆和其他氧化可固化的涂料组合物中的溶解度。

作为含有有机配体的氧化还原金属络合物的多种金属干燥剂，以及金属皂，可以用作干燥剂，例如包含2,2’-联吡啶的锰络合物。

皮膜(skin)或块状物质的形成是在多种油基(即有机溶剂基)制剂中，并且尤其是在有机溶剂基醇酸树脂中观察到的问题，其是由存储或运输期间的氧化引起的。氧化聚合反应可以因此导致涂覆前的皮膜形成，以及涂覆后的预定的干燥。如以上提及，这些聚合反应可以由通过金属系干燥剂，例如含钴、锰或铁的干燥剂的作用产生的自由基引发。换言之，皮膜形成的原因通常与金属干燥剂的存在相关联。

风干油漆和其他涂料、尤其是醇酸系树脂的制备和存储期间的皮膜形成显然是不希望的。皮膜形成可以导致材料损失和使用问题，如由于皮膜颗粒保留在油漆中所致的涂覆后的表面不平整。

添加猝灭存储或运输过程期间形成的自由基的化合物减小此种制剂形成皮膜的倾向。因此，很多防结皮剂是抗氧化剂。然而，添加此种防结皮的抗氧化剂也可以通过降低金属干燥剂的活性而减慢涂覆后所需的干燥。

已知肟并且尤其是甲基乙基酮肟(MEKO)显著地减少皮膜形成，尤其是在钴系干燥剂的情况下。所了解的是，在树脂的存储期间，肟与金属离子结合，由此防止金属干燥剂与氧和基底反应而形成自由基(否则自由基形成导致聚合和皮膜形成)。在将油漆或其他涂料涂覆成表面上的薄层后，MEKO可以蒸发。以此方式，可以防止或改善结皮，但是钴皂可能在涂覆后充当聚合催化剂(参见J H Bieleman，Additives in Plastics and Paints(塑料和油漆中的添加剂),Chimia,56,184(2002))。