[发明专利]可通过与异氰酸酯基团的加成以及与活化碳碳共价双键的辐射诱导加成而固化的涂层剂

说明书

本发明涉及具有封堵或未封堵的异氰酸酯基团、脲基甲酸酯基团以及可自由基聚合碳碳双键的化合物，该碳碳双键借助直接与之相连的羰基基团或者借助醚官能团中的氧原子而处于活化形式(为简单计以下称作活化双键)，该化合物由多异氰酸酯与醇A衍生而来，其中醇A除了醇基团之外还带有活化双键(化合物I)。

本发明还涉及包含化合物I的可辐射固化制剂和涂料组合物、用该物质涂布的方法以及按此法制备的涂布制品。

基于含异氰酸酯基团化合物的涂料组合物是众所周知的，例如双组分涂料形式的(参见，《塑料手册》，卷7，聚氨酯，第2版，1983，Carl-Hanser出版社，慕尼黑、维也纳，pp.540～561)。涂料体系的工业加工厂，例如涂料工业，期待所述体系满足各种各样的特殊要求。这些要求既涉及加工性能也涉及使用性能。

就加工性能而言，非常重要的一点是，涂料体系兼具非常低的溶剂含量与低粘度。之所以要求低粘度，是为了使涂料可以采用诸如喷涂之类的惯用技术施涂到待涂表面而不出问题。该涂料中含有溶剂所引起的问题在于，在涂料加工期间，必须采取技术上复杂的措施以保证溶剂在涂料施涂期间放出，在干燥期间则不向大气中排放。

再有，还可以使涂布了涂料组合物的制品能够借助紫外辐照来固化。特别是，经过相对低辐射剂量的短时间辐照后，硬度应迅速提高，而不需要较长时间辐照，使硬度进一步显著提高。采取此种先有技术体系，这样的固化只有在非常高的辐射剂量条件下才能达到；换句话说，在现有辐照装置中，要求的停留时间仍然过长。因此，目前需要这样一种体系，它具有的基团一旦暴露于非常低的辐射剂量，即，短时间曝光以后，便接近定量地消耗在聚合反应中。

再者，越来越多的加工厂要求有一种所谓双固化体系。此种体系的特征在于，它们的固化依靠辐射和第二种独立的固化机理共同完成。尤其希望这样的体系，在施涂涂料组合物以后，可首先通过非常短时间地暴露于紫外线而初步固化成为不粘尘的干漆膜，在随后几天的时间内，该漆膜应继续固化，即简单地依靠将其放置在室温空气中或通过加热，直至形成具备最终要求使用性能的硬膜。此种类型的两段固化特别重要，因为它给涂料体系的加工厂提供在第1加工步骤中给制品覆盖上漆膜，然后在第2加工步骤中进一步加工该漆膜的选择；尤其是，在辐照之后，利用压力给涂布的制品提供规定的形状。因此，在第2加工步骤中，当它们变形时，漆膜或薄片必须已经固化，以致在变形期间不再粘附到工具上；而另一方面，它们又不得过分坚硬，以致在伸长和变形时出现裂纹。这样生产的涂布制品必须随后存放一定时间，直至涂层达到其最终使用性能。

就使用性能而言，这里具体的要求如下：

-对诸如张力、伸长、冲击、刮擦(划痕)或磨损之类的机械应力不敏感；

-耐潮湿(例如，水蒸气形式的)、溶剂、汽油和稀料，以及化学环境影响，例如硫酸雨、胰酶、天然树脂(tree resin)；

-耐环境影响如温度波动和紫外辐射；

-涂层表面高光泽；

-对各种基材有良好粘附力，例如对预先涂布底漆、填料、颜色效果层或其他涂层的基材，并且直接对塑料、木材、木基材料、纸、玻璃、陶瓷、纺织品、皮革或金属也是。

-另一个要求是未曝光或非可辐射固化涂料区域也应完全可固化，例如在譬如机动车身之类的三维基材的阴影区域，或者在木材、纸、泡沫体、陶瓷材料中的孔，以及在包含射线吸收成分如颜料、紫外吸收剂、填料的涂料中，以及喷雾沉积物。固化计划在在空气中贮存期间或者借助附加的加热或烘烤继续进行。

申请号DE-A-19741781和DE-A-19814874，在本说明书的优先权日期以前尚未发表，涉及包含氨酯基团，被用作涂料组合物的可辐射固化预聚物。然而，它们不包含游离异氰酸酯基团。

US5300615和US5128432也公开了具有可自由基聚合双键的聚氨酯，但是它们同样不带有游离异氰酸酯基团。

EP-A-549116和DE-A-3819627涉及既包含异氰酸酯基团也包含可自由基聚合碳碳双键的化合物。这些化合物是通过工业上常用的脂族异氰酸酯的二聚或三聚生成其具有脲二酮(uretdione)、异氰脲酸酯或缩二脲基团的对应物，随后这些二聚体和/或三聚体与丙烯酸羟烷基酯起反应而制成的。此种体系的缺点在于，它们具有非常高的粘度，因此只能在加入大量溶剂的情况下才能加工。

US5739251也公开由醇生成的并包含β，γ-烯键不饱和醚基团的氨酯，但是实际上不含游离异氰酸酯基团，还公开了由这些氨酯衍生物的脲基甲酸酯。