[发明专利]用于双组分可交联组合物的携带叔胺和羧酸基团的有机树脂以及包含其的含水分散体

说明书

本发明涉及携带叔胺和羧酸基团的特定有机树脂、制备含水分散体的方法、和包含所述树脂或所述含水分散体的用于在不使用异氰酸酯的情况下制备交联的涂层的可交联涂料组合物，所述有机树脂特别为丙烯酸类、乙烯系或丙烯酸类‑乙烯系，所述树脂能够形成不含表面活性剂的含水分散体。

技术领域

本发明涉及携带叔胺和羧酸基团的特定有机树脂，特别是丙烯酸类、乙烯基或丙烯酸类-乙烯基树脂，该树脂能够在没有表面活性剂的情况下形成含水分散体，本发明涉及制备该含水分散体的方法、和涉及用于在不使用任何异氰酸酯的情况下制备交联的产物的包含所述树脂或所述含水分散体的双组分可交联组合物。

更特别地，本发明涉及始于含有如下的两种组分的反应性体系获得具有与交联的聚氨酯涂层性能相当的性能的交联的涂层：一种组分为本发明的作为含水介质中的分散体的含有叔胺和羧酸基团的树脂，并且另一种组分为环氧树脂，这不需要通过标准途径为了获得聚氨酯涂层而通常与多元醇结合(缔合，associate)的异氰酸酯。

背景技术

已经公知的是，由在有机溶剂介质中或在含水介质中分散的双组分体系以多元醇树脂通过与多异氰酸酯反应为起点获得交联的聚氨酯涂层。更特别地，对于涂料应用，丙烯酸类多元醇由于其更好的性能(特别是在老化方面)而闻名。这些多元醇为丙烯酸类单体、包括(甲基)丙烯酸羟烷基酯、比如(甲基)丙烯酸羟乙酯(HE(M)A)、(甲基)丙烯酸羟丙酯和(甲基)丙烯酸羟丁酯的混合物的共聚物。

这些体系的实质缺点与异氰酸酯(多异氰酸酯)的使用相关，异氰酸酯(多异氰酸酯)为对于这些基于丙烯酸类多元醇树脂的交联的双组分聚氨酯体系而言必要的交联剂。具体而言，其使用通常引起毒性、安全性以及对人类健康和对环境的危害的问题，这样的问题就其甚至在含水介质中的处理而言施加严格的限制，这因此愈发变得更为复杂和昂贵。由于其毒性和其由同样毒性且对环境有害的原料、比如也对环境有害的释放氢氯酸的光气的制备，这样的基于异氰酸酯的使用的化学组成(chemistry)需要替代为对人和环境的危害性较轻的方案。

进一步地，除了人健康和环境问题之外，可交联的多元醇-异氰酸酯体系的使用对于应用条件、在溶剂介质抑或含水介质(甚至更高的异氰酸酯消耗)中也是高度敏感的，其中异氰酸酯官能团的一些因溶剂介质中的残留水消耗或因含水介质中的水在化学计量难以控制的情况下的消耗对最终性能的再现性具有影响，并且与所需要的化学计量相比，造成异氰酸酯的过度消耗。体系中的异氰酸酯由于环境水分或由于含水介质的水引起的通过次级反应(脱羧和形成多胺，其转化为聚脲)的消耗可影响涂层的结构和最终性能。特别地，通过与水反应而释放的CO₂导致在最终涂层中、特别是在厚涂层的情况中形成CO₂气泡(缺陷)。这是常规的多元醇-异氰酸酯体系在就常规聚氨酯涂层而言在没有所述缺陷(CO₂气泡)的情况下尽可能最大的干厚度方面的显著限制。该在没有所述缺陷情况下的最大干厚度性能称作“针孔极限”，其通过如实施例中(根据ISO 4628-2标准)定义的针孔极限测试而测量。在常规的(基于异氰酸酯的)聚氨酯涂料体系中，该最大厚度为至多70μm。在本发明的交联产物中，这些缺陷不存在，并且因此没有限制。这些涂层中的异氰酸酯的其它缺点为其对成本价格的影响大，特别地因异氰酸酯由于与水的次级反应而引起的过度消耗变得突出。从现有技术中已经知晓不使用多异氰酸酯(称为NIPU：非异氰酸酯PU)的新型双组分体系，用以替代基于多元醇-多异氰酸酯的聚氨酯体系。

特别地，US 2012/0251730描述基于溶剂的双组分组合物，其能够在不使用多异氰酸酯或没有三聚氰胺-甲醛树脂作为交联剂的情况下干燥。其由通过自由基聚合获得并且包含至少一个环状碳酸酯基团的共聚物、具有至少两个伯和仲胺的多胺、任选的至少一种溶剂、颜料和添加剂组成。实施例表明具有有利硬度的膜，但并未使得获得具有低的挥发性有机化合物(VOC)含量成为可能。