[发明专利]用于涂料的可固化组合物

说明书

本发明涉及制备氨基甲酸酯或脲官能化合物的方法和其在可固化涂料组合物中的用途，本发明特别涉及使用氨基甲酸酯或脲官能化合物作为该组合物的组分之一的可固化组合物。

可固化涂料组合物如热固性涂料广泛用于涂料领域中。已公开氨基甲酸酯或脲官能组合物用作可固化组合物，特别是可固化的涂料组合物。它们常常在汽车和工业涂料中用于面漆。彩色且透明的复合涂料特别适用作需要极好光泽度、色浓度、图像的清晰度或特殊金属效果的面漆。汽车工业中，这些涂料被广泛用于汽车主体面板。然而，彩色且透明的复合涂料在该透明涂层中要求特别高的透明度以达到所需的视觉效果。高光泽涂料还要求在涂层表面视觉偏差程度低以达到所需的视觉效果如高图像清晰度(DOI)。

这些涂料对于所谓环境侵蚀现象特别敏感。环境侵蚀本身在最终涂层上或涂层中表现为斑点或划痕，它们通常不能擦去。

为提供耐侵蚀的涂层，现有技术，例如US5,356,669和WO94/10211中已公开了基于具有氨基甲酸酯或脲官能度可固化组分的可固化涂料组合物。

除耐环境侵蚀外，还需要许多其它特性。例如，需要提供具有高度柔韧性的涂层。若在其上涂有涂料的基材本身是柔韧的(如塑料、皮革或织物基材)，则特别有利。

还需要减少涂料组合物中所需的溶剂量以减少挥发性有机物含量(VOC)，这对环境更为有利。

此外，为了得到具有良好综合性能如耐久性、硬度和耐擦伤、划痕、溶剂和酸的涂料，需要提供各种氨基甲酸酯或脲官能物质。

根据本发明第一方面，提供一种制备能够提供一种或多种上述性能的氨基甲酸酯或脲官能化合物的方法。此方法包括一种制备含氨基甲酸酯或脲官能酯的化合物的方法，它包括将内酯或羟基羧酸与含有氨基甲酸酯或脲基团或能够转化为氨基甲酸酯或脲基团的基团和能够与羟基羧酸反应或在开环反应中与内酯反应的活泼氢基团的化合物(A)反应的步骤。

根据本发明制备的化合物可提供具有良好综合性能如耐久性、硬度和耐擦伤、划痕、溶剂和酸的涂料，这些涂料组合物还可提供低VOC含量，并可用于制备在柔韧基材上使用的具有良好柔韧性的涂层。

本发明第二方面提供一种涂料组合物，它包含

(A)一种包含许多官能交联基团的化合物，其中至少一个是氨基甲酸酯或脲官能基团，所述化合物还包括至少一个衍生自活泼氢基团与内酯环或羟基羧酸反应的酯或酰胺基团，和

(B)一种包含许多可与化合物(A)上的官能基团反应的基团的固化剂。

本发明提供具有良好综合性能如耐久性、硬度和耐擦伤、划痕、溶剂和酸的涂料。本发明的涂料组合物还可提供低VOC含量，并可用于制备在柔韧基材上使用的具有良好柔韧性的涂层。

根据本发明，化合物(A)具有氨基甲酸酯或脲官能度，并可以多种方式形成。在一个实施方案中，化合物(A)通过具有至少一个氨基甲酸酯或脲基团(或能够转化为氨基甲酸酯或脲的基团)和一个活泼氢基团的化合物(A)(1)与内酯或羟基羧酸(A)(2)反应形成。

通常氨基甲酸酯基团可由下式表征：其中R为H或烷基，优选1至4个碳原子的烷基。R优选为H或甲基，R更优选为H。通常脲基团可由下式表征：其中R′和R″各自独立地表示H或烷基，优选1至4个碳原子的烷基，或R′和R″一起形成杂环结构(例如，其中R′和R″形成一个亚乙基桥)。

化合物(A)可通过内酯或羟基羧酸(A)(2)与具有能够使内酯开环(例如羟基、伯氨、酸)或能够与羟基羧酸进行缩合反应的活泼氢基团和氨基甲酸酯或脲基团或能够转化为氨基甲酸酯或脲的基团的化合物(A)(1)反应制备。当将具有一个活泼氢基团和一个能够转化为氨基甲酸酯或脲的基团的化合物用于与内酯或羟基羧酸反应时，该基团向氨基甲酸酯或脲的转化可在此反应期间或之后完成。

具有一个氨基甲酸酯或脲基团和一个活泼氢基团的化合物在本领域是已知的。例如氨基甲酸羟丙基酯和羟乙基亚乙基脲是公知的并可市购。氨基氨基甲酸酯公开于US2,842,523中。羟基脲也可以通过噁唑烷酮与氨或伯胺反应或通过环氧乙烷与氨反应形成氨基醇，然后将该化合物或任何其它氨基醇的胺基与盐酸反应，再与脲反应形成羟基脲而制备。氨基脲例如可通过酮与具有一个保护不反应的胺基(例如通过位阻)的二胺反应，接着与HNCO(即脲的热分解产物)反应，然后与水反应制备。此外，可通过从具有一个活泼氢基团和一个如下所述能够转化为氨基甲酸酯或脲的基团的化合物起始，然后在与内酯或羟基羧酸反应之前将此基团转化为氨基甲酸酯或脲来制备这些化合物。