[发明专利]包含可自氧化醇酸基树脂和催干剂组合物的涂料组合物

说明书

本发明涉及包含可自氧化醇酸基树脂和催干剂组合物的涂料组合物，所述催干剂组合物包含：a)包含铁和至少一个双哌啶配体的铁‑配体配合物；和b)钒化合物，其中钒化合物的量使得涂料组合物包含基于醇酸基树脂的固体重量计0.01重量％至1.0重量％浓度的钒，且其中铁‑配体配合物的量使得涂料组合物包含基于醇酸基树脂的固体重量计0.5·10^‑4重量％至5·10^‑3重量％浓度的铁。

发明领域

本发明涉及包含可自氧化醇酸基树脂和用于干燥此类涂料组合物的催干剂组合物的涂料组合物。

发明背景

醇酸树脂广泛用于涂料组合物，如漆。醇酸树脂为包含不饱和脂肪酸，如油酸、亚油酸或亚麻酸的脂肪酸官能化聚酯树脂。该醇酸树脂的脂肪酸部分与来自大气的氧反应以形成氢过氧化物，其随后分解形成自由基。这些自由基与脂肪酸部分的不饱和碳-碳键的反应导致在醇酸聚合物链之间形成共价键，由此在聚合物链之间形成交联。由此，包含醇酸树脂的液体涂料组合物硬化以形成固体固化涂层。这一过程也被称作自氧化或干燥。

此类组合物的干燥时间取决于用于制备该树脂的不饱和油或脂肪酸的浓度和类型。不饱和油/脂肪酸组分的自氧化和交联可以独立进行，但通常发现干燥时间对许多实际用途而言不可接受地太长。通过常被称作“催干剂”的金属基干燥催化剂的存在显著加速该反应。醇酸树脂涂层在不存在干燥催化剂的情况下可能花费数月干燥，而在此类催化剂存在下，可以在短得多的时间内实现干燥。干燥催化剂内的金属通过与大气氧和该组合物内的不饱和脂肪酸基团的双键形成配合物而催化自氧化。

已知催干剂盐的实例包括含有钴、钙、铜、锌、铁、锆、锰、钡、锶、锂和钾作为阳离子；和卤素离子、硝酸根、硫酸根、羧酸根，如乙酸根、乙基己酸根、辛酸根和环烷酸根或乙酰丙酮酸根作为阴离子的多价盐。在(氢)过氧化物的分解过程中该金属的催化活性依赖于金属离子从较低到较高氧化态并再返回的反复转换，以致氢过氧化物还原和氧化以催化和加速该组合物的不饱和油组分的氧化。由于这一原因，在这样的催干剂中常使用过渡金属，因为过渡金属能在与醇酸组合物中存在的脂肪酸过氧化物的氧化还原反应中从较低价态转换成较高价态。

迄今，基于钴的催干剂由于它们在室温下的良好性能而最广泛用作主催干剂。但是，由于钴盐的疑似致癌性和/或毒性，现在希望找到表现出与钴催干剂相当的干燥性能并可完全替代空气干燥型涂料中的钴基催干剂的替代性催干剂化合物。

基于非钴金属的主催干剂，特别是包含铁或锰和氮给体配体的配合物的主催干剂是已知的。在J.W de Boer等人,The quest for Cobalt-Free Alkyd Paint Driers,Eur.J.Inorg.Chem,2013,3581-3591中，给出此类催干剂的综述。已知无钴催干剂之一是基于五齿Bispidon配体的铁催化剂。这种催化剂具有相对较高的初始干燥活性。在WO2015/082553中公开了可自氧化醇酸基涂料组合物，其包含含有铁-Bispidon配体配合物和锰-氮给体配体配合物的催干剂组合物。但是，Fe-Bispidon催化剂的一个缺点在于由含此类催干剂的涂料组合物制成的涂层表现出差的最终硬度。

钒化合物也已知作为钴催干剂的替代性主催干剂。此类催干剂例如公开在EP 870811 A2中。基于钒的催干剂的一个缺点在于它们表现出比钴基催干剂强的黄化倾向。

在本领域中需要含有兼具良好催干性质和可接受地低的黄化倾向的无钴主催干剂的醇酸基涂料组合物。

发明概述

现在已经发现，如果在可自氧化醇酸基涂料组合物中使用兼有在特定浓度范围内的a)铁和双哌啶(Bispidine)配体的配合物和b)钒化合物的催干剂，获得具有良好的初始硬度和良好的最终硬度、同时具有可接受地低的黄化倾向的干燥涂层。

相应地，本发明提供包含可自氧化醇酸基树脂和催干剂组合物的涂料组合物，所述催干剂组合物包含：