[发明专利]涂料体系

说明书

涂料组合物，所述涂料组合物含有可交联的涂料组合物。涂料体系包含：成分A，所述成分A具有至少两个可以被活化以形成迈克尔碳负离子供体的质子；成分B，所述成分B起迈克尔受体的作用，所述迈克尔受体具有至少两个各自被吸电子基团活化的烯属不饱和官能团；以及催化剂体系。在一个实施方案中，所述催化剂体系包含碳酸二乙酯、氢氧化季铵或季铵醇盐、乙醇和4‑6wt.％水。在另一个实施方案中，所述催化剂体系包含二氧化碳、氢氧化季铵或季铵醇盐、乙醇和2‑4wt.％水。在某些实施方案中，所述涂料组合物任选地还包含氨基甲酸铵(H₂NR₈R₉+‑OC＝ONR₈R₉)，其中R₈、R₉各自独立地选自氢、直链或支链的取代或未取代的具有1个至22个碳原子；1个至8个碳原子；1个至3个碳原子的烷基基团。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月13日提交的第62/518,791号美国临时专利申请的优先权权益，所述申请通过援引整体并入本文。

技术领域

本发明提供了含有碳酸盐催化剂体系与水的涂料组合物。

背景技术

随着装饰性和功能性涂料的性能要求的发展，涂料工业继续发展新的化学。变化的驱动因素多种多样，并且这些可以包括：对减少VOC排放的监管控制、对涂料原材料毒性危害的担忧、对成本降低的期望、对可持续性的承诺以及对提高产品有效性的需求。

使用迈克尔(Michael)加成化学可以实现高度交联的、持久的涂料组合物。迈克尔加成反应涉及诸如碳负离子或另一种亲核试剂的迈克尔供体与诸如α,β-不饱和羰基的迈克尔受体的亲核加成。如此，在涂料应用中已知活化的亚甲基部分与缺电子的C＝C双键的碱催化的加成。可以提供活化的亚甲基或次甲基的合适的材料的代表性实例通常在第4,871,822号美国专利中公开，其中树脂在两个活化基团(例如，羰基、氰基、亚砜和/或硝基)的α位上含有亚甲基和/或单取代的亚甲基。优选的是在两个羰基的α位上含有亚甲基的树脂，例如含有丙二酸酯和/或乙酰乙酸酯基团的材料，丙二酸酯是最优选的。α,β-不饱和羰基通常是丙烯酸酯材料，并且代表性材料已经在第4,602,061号美国专利中公开。迈克尔反应是快速的，可以在环境温度下进行并且产生化学稳定的交联键，而不形成任何反应副产物。

典型的可交联的涂料组合物包含树脂成分A(迈克尔供体)、树脂成分B(迈克尔受体)和用于开始和催化迈克尔加成反应的碱。碱催化剂应足够强以从树脂成分A中提取(即活化)质子以形成迈克尔供体碳负离子物种。由于迈克尔加成固化化学可以是非常快的，因此涂料配方师的挑战是控制反应的速度，以达到适用期、开放时间(open time)、消粘时间和固化时间的可接受的平衡。适用期被定义为混合的反应体系的粘度加倍的时间的量。工作寿命或工作时间告知使用者在达到如此高的粘度状态、或无法适当地使用以产生可接受的应用结果的其他条件前，他们有多少时间来使用反应性两部分体系。胶凝时间是混合的反应性树脂体系胶凝或变得高度粘稠使得其已经失去流动性所耗费的时间的量。涂料的开放时间是干燥或固化涂料达到其中当应用额外的涂料材料时，不会被刷子或滚筒触碰并且不留下干燥或固化涂料和新应用的涂料没有完全流在一起的迹象的阶段所耗费的多少时间的实际测量值。这些迹象通常采用刷子或滚筒痕迹的形式，并且有时是光泽水平的明显差异。消粘时间是固化或干燥涂料对触碰不再是粘性的所耗费的时间的量，即体系对触碰变得坚硬而无粘着性的时间。固化时间是涂料体系达到完全的最终性质所耗费的时间的量。

当涂料树脂成分A和涂料树脂成分B与合适的碱混合在一起时，迈克尔反应就开始了。由于其是快速的反应，因此混合罐中的材料开始交联并且流体粘度开始升高。这限制了适用期、工作时间和作为涂料的一般用途。当涂料材料保持在混合容器中时是基本上被动的，但一旦形成膜则活化迈克尔加成反应的休眠引发剂允许较长的适用期和工作时间，还显示出良好的开放时间、消粘时间和固化时间。因此，休眠引发剂技术的应用可以为配方师提供控制反应速度的工具，以便实现期望的固化特性。