[发明专利]基于由3,4－环氧－1－丁烯制备的聚醚醇的涂料组合物

说明书

发明领域

本发明涉及含有聚醚醇的可氧化固化涂料组合物，所述聚醚醇为采用水或醇引发的3，4-环氧-1-丁烯和任选的饱和环氧乙烷的反应产物。本发明还涉及由所述涂料组合物形成的氧化固化膜。

发明背景

由于对环境的关注和政策法规的原因，近来涂料工业的许多研究集中在减少涂料配方中的挥发性有机化合物(VOCs)的方向上。针对这个目的而开发的一个技术是在涂料组合物中使用活性稀释剂。典型的活性稀释剂的粘度足够低使它可以用作有机溶剂，但是在所述涂层固化时它仍保持在膜内。为了达到这一点并且获得最佳涂层性能，活性稀释剂在固化条件下必须是非挥发性的液体，并且具有使其参与固化过程的官能团。因此，具有烯丙基官能团的室温下为非挥发性的液体将是可氧化固化涂料的理想活性稀释剂。

在65th Annual Meeting of the Federation of Societies for CoatingsTechnology(1987年10月)中由Monsanto的J.W.Knapczyk发表并且在Journal of Coatings Technology，60卷，756期，63页，1988上公布的论文中，报导了在低温的空气中和在实际的缺氧条件下聚(烯丙基缩水甘油基醚)树脂明显促进了丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯薄膜的固化。

在J.M.S.-Pure Appl.Chem.，A33(4)，509页(1996)中报导了由含有10-16％重量的甘油烯丙基醚的醇酸树脂得到的清漆显示出较短的干燥时间、良好的涂层硬度和良好的耐水性。在J.Appl.Polym.Sci.，70，2031(1998)中也报导了对于具有掺入聚酯分子中作为端基或作为成对侧基的多官能度的烯丙基醚单体的不饱和聚酯树脂而言，采用光引发剂可以在空气中获得高硬度的固化涂层。

对由多元醇和碳水化合物，尤其烯丙基化的季戊四醇、三羟甲基丙烷衍生的聚(烯丙基醚)以及淀粉和糖类作为适用于保护性涂层的单体进行了广泛的研究。因为这些材料在空气中可自动氧化聚合，因此是吸引人的。但是，由于慢的固化速率，成色性、高成本和较差的底材粘附强度，这些烯丙基醚膜具有有限的工业应用(参见AllylCompounds and Their Polymers，C.E.Schildknecht著，Wiley Interscience，1973)。

因此，本发明的目的是克服上述缺陷并且提供可氧化固化、低成本的烯丙基聚醚，该聚醚能快速固化、具有优异涂层性能并且可提供具有良好硬度和耐化学品浸蚀性强的薄膜。

发明概述

本发明涉及含有EpB聚醚醇或其衍生物的可氧化固化涂料组合物，所述EpB聚醚醇或其衍生物为采用水或醇作为引发剂的3，4-环氧-1-丁烯和任选的饱和环氧乙烷化合物的反应产物。所述涂料组合物可含有其它可固化的树脂，使得EpB聚醚醇可用作活性稀释剂。或者，EpB聚醚醇在可氧化固化涂料组合物中可以用作主要的成膜剂。优选采用商品金属催干剂，使含有EpB聚醚醇的涂料组合物氧化固化。

本发明也涉及EpB聚醚醇或其衍生物，所述聚醚醇为采用水或醇作为引发剂的3，4-环氧-1-丁烯和饱和的环氧乙烷化合物的反应产物。不必如Dougherty等人的美国专利5,200,437中所公开的使1-链烯氧基环氧乙烷反应制备本发明的可氧化固化的EpB聚醚醇。这些1-链烯氧基环氧乙烷的成本高并且不能在酸催化下掺入，因为乙烯醚基团对酸敏感。在可氧化固化涂料组合物中这些EpB聚醚醇可以用作活性稀释剂。另外，这些EpB聚醚醇在无其它可固化树脂的情况下可以单独用作涂料树脂。EpB聚醚醇也适合用作表面活性剂、树脂、扩链剂、单体或作为各种可氧化固化涂料体系的添加剂，所述涂料体系包括醇酸树脂、不饱和聚酯、丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯和乳胶聚合物。采用商品金属催干剂使所述EpB聚醚醇氧化固化。

本发明的一个实施方案提供了一种可氧化固化涂料组合物，该组合物包括：(a)约5-100％重量的可氧化固化的EpB聚醚醇或其衍生物，(b)约0-95％重量的可固化树脂，(c)约0-40％重量的有机溶剂和(d)催化量的金属催干剂。所述EpB聚醚醇为以下物质的反应产物：(i)3，4-环氧-1-丁烯和(ii)选择为水或醇的引发剂。所述EpB聚醚醇含有n单元的残基(I)和m单元的残基(II)。—OCH₂CH＝CHCH₂—                  (II)(n+m)的总值为约1-70，n/(n+m)之比的范围为约0.70-1.00。