[发明专利]N-酰氨基亚甲基膦酸酯及其在水性涂料组合物中的用途

说明书

本发明涉及含有通常与水或湿气反应从而释放出氢气的金属颜料的水性涂料组合物，该组合物通过加入特定N-酰氨基亚甲基膦酸酯而完成为防止其出现放气进行的稳定化处理，本发明还涉及N-酰氨基亚甲基膦酸酯放气抑制剂。

含有金属颜料如片状铝粉的汽车漆通常被用于获得目前汽车市场需要的光亮的外观。汽车工业致力于在不破坏涂料体系的外观的条件下降低由于上漆过程中逃逸出的挥放性溶剂对大气造成的污染。为达到这目的的方法之一是开发水性涂料组合物。然而，水性涂料组合物并非毫无缺陷。例如，用于金属漆的片状铝粉会与水反应和释放出氢气，形成不稳定的组合物。

先有技术致力于最大限度地抑制这一铝-水反应，其中包括使铝表面基本上呈惰性的处理方法如溶剂与铬处理法。经过铬处理的铝粉颜料由Obron Atlantic公司以商标Stapa Hydrolux出售。由经过铬处理的片状铝粉颜料制得的涂料不易产生放气现象。但是经过处理的铝粉颜料却非常昂贵。

US5034556与5091451披露了α-氨基亚甲基膦酸与环氧化合物的反应产物及其在含金属颜料的含水涂料组合物中作为放气抑制剂的用途。然而，尽管这些涂料组合物基本上不放气，但是仅呈现出勉强说得过去的泵送稳定性，也就是说，在被泵送经过设备期间，该组合物承受的高剪切应力导致该组合物在一定程度上分水，使其流变特性有所减弱。得到的涂料的外观变差。

U.S.4621112披露了正磷酸及其单酯与环氧化合物的反应产物及其在含金属颜料的涂料组合物中作为放气抑制剂的用途。然而，该组合物仅呈现出勉强合格的放气抑制作用。

英国专利1380675披露了N-酰氨基亚甲基膦酸酯及其作为阻燃剂的用途。该文献既未披露也未暗示这种化合物在水性涂料组合物中作为放气抑制剂的用途。

需要提供一种含金属颜料的水性涂料组合物，该组合物通过含有一种不使其易受剪切力影响从而使其具备良好的泵送稳定性的廉价有相添加剂而得到目的在于防止放气现象发生的稳定化处理。

按照本发明，N-酰氨基亚甲基膦酸酯如下式所示：式中R₁为氢、C_1-25脂族基团或C_6-25芳基；R₂为氢、C_1-25脂肪基团，或C_6-25芳基。脂族的是指饱和与不饱和脂族的与脂环的。优选地，脂族基团为烷基。芳基优选为苯基。此外，脂族与芳族基团代表未被取代的脂族与芳族基团和其中取代基对前体化合物生成N-酰氨基亚甲基膦酸酯的反应不会产生不利影响也不会破坏N-酰氨基亚甲基膦酸酯在水性涂料组合物中作为稳定剂的性能的被取代脂族与芳族基团。取代基实例包括羟基、羧基、烷氧基、羟基烷氧基、氨基和氰基。其它取代基的实例包括芳基的烷基和被取代的烷基取代基即R₁和/或R₂为芳烷基以及烷基的芳基和被取代芳基取代基即R₁和/或R₂为烷芳基。R₃为氢或于含羟基或含环氧基的聚合物与下式所示基团中酸性氢反应之后形成的基团。典型地，N-酰氨基亚甲基膦酸酯如下列通式所示：其中R₁、R₂和R₃如上所述，R₄为选自酐、内酯或单异氰酸酯、包括其混合物在内的一种物质与下式所示基团中氨基氢反应之后形成的基团

本发明还提供含有金属颜料与具有上述结构的N-酰氨基亚甲基膦酸酯的水性涂料组合物。

本发明的N-酰氨基亚甲基膦酸酯优选如下列通式所示：式中R₁、R₂和R₃如上定义，R₅为C_1-25脂族基团或C_6-25芳基，或者其中脂族基含有至少1个、优选1-25个碳原子以及芳基含至少6个、优选6-25个碳原子的脂族或芳族取代氨基。脂族一词代表饱和与不饱和脂族与脂环族。此外，脂族与芳基代表未被取代的脂族与芳族基团和其中取代基对前体化合物生成N-酰氨基亚甲基膦酸酯的反应不会产生不利影响也不会破坏N-酰氨基亚甲基膦酸酯在水性涂料组合物中作为稳定剂的性能的被取代脂族与芳族基团。取代基的实例包括羟基与羧基。