[发明专利]用于金属涂料应用的聚碳酰胺树脂

说明书

公开了用于生产涂料组合物的聚碳酰胺涂料组合物和仲二胺固化剂。还公开了固化剂组合物，其包含：(a)双(4‑氨基环己基)甲烷和2‑丁烯二酸乙酯的反应产物；和(b)双(4‑氨基‑3‑甲基环己基)甲烷和2‑丁烯二酸乙酯的反应产物；和(c)至少一种多元醇。本发明的一方面涉及一种非水性涂料组合物，其包含所公开的胺固化剂和多异氰酸酯树脂。该涂料组合物适于用作直接用于金属的涂料或者顶涂层。还公开了生产该固化剂和该涂料组合物的方法。

发明领域

本发明的主题涉及聚碳酰胺树脂涂料组合物，用于生产该涂料组合物的固化剂，和直接用于金属的涂料(direct to metal coating)。

背景

金属和它们的合金(例如钢)是优异的结构材料，这归因于它们的高强度和卓越的机械性能。因此，它们几个世纪以来已经用于结构应用。然而，当金属暴露于腐蚀性环境时，所述表面将氧化和因此对于整个钢结构具有潜在的危险并降低它的使用寿命。据美国腐蚀工程师协会(NACE)估计，在美国，金属结构的腐蚀的潜在经济影响是惊人的$276十亿/年。

涂料工业已经开发了各种组合物，其可以施涂到各种金属结构表面上来防止腐蚀和延长使用寿命。配制组合物来生产对于特定用途来说具有期望的所需特性的涂料。例如，在一些应用中，抗冲击性对于涂层来说会是最重要的性能，而在用于可弯曲金属结构的涂层中，挠性将是重要的考虑。需要组合物生产这样的涂层，其使得这些物理性能差异最大化。

环境条件例如日光暴露，盐暴露，温度变化和大气污染也影响涂层的选择。国际标准化组织(ISO)基于腐蚀风险制定了大气腐蚀性分类，来帮助设备拥有者寻求对于它们结构的正确保护。ISO已经将风险分类为从C1(非常低)到C5(非常高)。C3环境条件定义为工业和城市环境，其具有中等二氧化硫污染水平，或者低盐度的岸上区域(ISO12944)。

今天，在C3中等腐蚀环境中的金属表面的腐蚀保护经常是通过多层体系来获得的，所述多层体系包括至少底漆和顶涂层。这两种涂层经常基于不同的技术，这意味着将需要具有几种溶剂性和水性组分的组合物。这在涂料的施涂和装置的干燥中引入了复杂性、昂贵性和低效率。

供选择地，直接用于金属的涂层(DTM)为它施用到其上的金属提供了装饰性以及保护性，并且使用更简单，这是因为它们可以以一个涂层来施用。DTM涂覆技术作为室内施涂和室外施涂体系二者获得了市场认可，这归因于它容易施涂，减少的停机时间和增加的生产率特性。

常规的DTM涂料体系包括双组分聚氨酯(2K PUR)DTM涂料，其是使用脂肪族多异氰酸酯和聚酯或者丙烯酸多元醇配制的。这些聚氨酯DTM涂料是有利的，因为它们在户外应用中提供了可接受的耐候性能。然而，聚酯和聚丙烯酸多元醇二者倾向于是粘性的和因此需要溶剂，其为涂料配制剂提供了高水平的挥发性有机化合物(VOC)并经常导致较慢的固化，差的挠性和折衷的腐蚀保护。全部的这些因素限制了聚氨酯技术在DTM涂料市场中的使用。

仍然需要涂料，优选DTM涂料，其在C3中等腐蚀性环境中为金属表面提供了良好的腐蚀保护，并且其提供了与基于聚氨酯的DTM涂料一样好或者更好的物理特性，但是没有相关的VOC排放。

概述

在一些方面，本发明通过提供包含聚碳酰胺树脂的涂料而解决了与常规涂料相关的问题。这些涂料组合物包含两种组分：多异氰酸酯树脂组分和固化剂。该两种组分是分别存储的，并且在即将使用之前进行混合。本发明的聚碳酰胺树脂和包含这样的树脂的涂料与基于聚氨酯的涂料相比具有有利的物理特性。它们适于DTM应用，并且是低VOC的。用“低VOC”表示小于225g/l，其是如目前的美国环境保护署(USEPA)规定所定义的。