[发明专利]制备触变性组合物的方法

说明书

本发明涉及一种制备包含聚脲颗粒的触变性组合物的方法，其法包括在液体介质中接触和反应以形成聚脲，并使聚脲沉淀以形成聚脲颗粒，其中将声振动在反应物接触期间、作为后处理、或这二者中施加到形成的聚脲颗粒。本发明还涉及可通过所述方法获得的触变性组合物，特别是包含大量聚脲颗粒和任选的具有高触变功效的聚合物树脂的触变性组合物。所述组合物可特别是作为母料用于制备涂料组合物。

技术领域

本发明涉及一种制备包含聚脲颗粒的触变性组合物的方法、包含聚脲颗粒的触变性组合物、及其用途。

背景技术

触变性组合物被广泛用于给油漆组合物提供有利的流动性。虽然本发明主要涉及油漆组合物，但触变性组合物通常也可用于优选包含树脂的液体组合物，如粘合剂、油墨、凝胶涂料、密封剂、复合材料等。

本文中，触变性组合物也称为流挂控制剂(SCA)。聚脲SCA被广泛用于油漆组合物进行各种改性，以防止在潮湿未固化油漆中形成流挂缺陷(形成泪痕状或帘状流挂)，同时保持良好的油漆流平性。聚脲触变性组合物包含聚脲颗粒，其为多异氰酸酯和单胺的反应产物或多胺和单异氰酸酯的反应产物。典型的聚脲SCA为具有细长针状的固体颗粒。将此SCA颗粒加入油漆组合物可导致假塑性、触变性流变行为。组合物的假塑性是指组合物在低剪切条件下的粘度大于在高剪切条件下的粘度。当应用于非水平涂布时，假塑性行为增加组合物的抗流挂性。触变性行为受样品在进行高剪切处理后得到低剪切平衡粘度所需的有限时间的观察所支配。其意味着在以高剪切施加油漆的同时降低粘度后，粘度在低剪切时在湿涂层中快速增加而足以防止湿油漆滴落。组合物的适当触变性行为确保良好的抗流挂性和保持良好流平性能的优异组合。

触变性组合物中的聚脲颗粒可能对涂层外观产生负面影响。在颗粒对最终固化涂层的光学和机械性能的不利影响最小且显然也使成本最小化的情况下使油漆得到所需的触变性流变性能是一大挑战，这需要高触变功效(下文也称为TE)的触变性组合物，其意味着当触变性组合物被用于涂料组合物时，以低量的SCA产生高触变性效果。以下说明触变功效的精确定义和测量方法。

EP0198519描述了一种触变性组合物，其是通过在可作为SCA母料以提供触变性能的载体树脂中制备聚脲SCA而制备。油漆调配者通常使用SCA母料，因为油漆调配者实际上无法在包含不同树脂的设想油漆组合物中形成SCA颗粒且得到高品质和一致的触变行为。然而，添加此SCA母料的缺点为其将载体树脂引入设想的油漆组合物中。此载体树脂未必为油漆的设想性能所需的最佳树脂。由于不同涂料树脂的差异巨大，实际上不可能在欲在最终涂料组合物中作为粘合剂的树脂中制备SCA母料。此外，由于以高SCA浓度制备时SCA母料的触变功效低，故必须对全部载体树脂使用相对低的SCA浓度，因此将相当大量的载体树脂引入油漆制剂中。如此降低油漆制造者的调配自由度，并可能产生相容性、质量控制等问题。

EP0192304描述一种用于油漆组合物的基于异氰脲酸酯的SCA，其在低固化温度下也具有令人满意的触变性。EP1641887和EP1641888描述基于光学活性的单胺或多胺或者单异氰酸酯或多异氰酸酯的SCA。EP1902081描述一种SCA，其包含第一多异氰酸酯与第一(优选手性)胺的第一聚脲反应产物，和第二多异氰酸酯与第二胺(优选非手性胺)的第二聚脲反应产物，其不同于第一聚脲反应产物且在第一反应产物存在下沉淀。然而，尽管触变功效有所改进，但这些聚脲SCA组合物具有低SCA浓度或低触变功效，且当需要较高的SCA浓度作为母料时，在载体树脂存在下制备。

US2016017158A1描述一种在无载体树脂存在的有机非聚合物溶剂中制备浓度相当高的聚脲SCA组合物的方法，其是通过在乳化器或分散装置(例如转子/定子机或高剪切Cowles叶轮)中使胺与多异氰酸酯反应。所述方法据称生成聚脲SCA组合物，其优点是提供至少60天的储存稳定的产物。该文献中的实施例表明，当将触变性组合物以SCA晶体为组合物总重量的2.2wt％的量用于多元醇树脂时，触变功效非常低，其实际上可容易地从尽管聚脲SCA颗粒浓度高但低剪切粘度仍几乎不大于高剪切粘度看出。