[发明专利]涂料组合物及控制其交联反应的速度的方法

说明书

本发明提供了涂料组合物及控制其交联反应的速度的方法，该组合物及方法提供了适用于涂料的单组分交联体系，其在兼顾了涂料低温交联需求的同时，特别地能够提供优异的储存稳定性，满足单组分体系储存要求，解决了传统双组分体系混合后施工时限短和传统单组分体系需要高温烘烤交联的问题。

技术领域

本发明涉及涂料领域。具体地说，本发明涉及一种涂料组合物及及控制其交联反应的速 度的方法。

背景技术

根据包装组成，涂料通常可以分为双组分体系和单组分体系。典型的双组分体系的其中 一种组分含有可固化树脂，而另一种组分含有该可固化树脂的交联剂，在使用时将树脂(主 剂)和交联剂充分混合，再进行施工。但是双组分体系存在若干问题，由于每种组分的含量 的不精确性或者反应速率过快，会导致不完全的或者过快的固化，可能会在刚混合时就发生 主剂与交联剂的交联反应，无法长时间储存，适用期非常短。因此双组分体系在使用过程中， 要求尽快用尽所配置的涂料；同时双组分体系本身通常对水分和湿度很敏感，储存和循环需 要格外注意，以防止交联剂的变质失效。

典型的单组分体系可以分为非交联型单组分体系和交联型单组分体系。其中，非交联型 单组分体系主要依靠其中的树脂组分进行干燥和物理成膜，达到一定的机械性能和强度。但 因其仅依靠树脂自身进行物理成膜，交联密度不足，不能提供良好的耐性，尤其是耐溶剂性 很差，因此使用范围比较窄，多用于民用领域，例如外墙漆和乳胶漆等。而交联型单组分体 系需要对施涂后的涂料进行高温烘烤，引发交联剂的交联反应，使得施涂后的涂膜具有良好 的交联密度，提升耐性和抗性。但传统的交联型单组分体系的活化能较高，通常在高于120℃ 至140℃左右才能发生反应。尤其对于汽车涂料和卷材涂料等行业，减少高温步骤的数量以 及处理时间都是有利的。

鉴于交联型单组分体系有着其天然的稳定性(室温储存6个月不变质)和环保性(烘烤 温度≤120℃)的优势，如果可以实现低温下交联型单组分体系的交联效果和稳定性的平衡， 通过采用特定的位阻基团和/或催化剂和/或溶剂，控制交联反应的速率，提高单组分体系的稳 定性和低温交联反应的程度，就可以极大扩展单组分体系所应用的工业领域范围。

发明内容

本发明的目的是实现贮存稳定的单组分涂料组合物，这些组合物可以在60℃至120℃的 温度下以600分钟或者更短的固化时间固化。这些低温固化的涂料组合物可以包括具有位阻 基团的官能树脂、和/或可被封闭的交联剂、和/或金属催化剂、和/或络合溶剂。该涂料组合 物是贮存稳定的，因为带有位阻基团的官能树脂、可被封闭的交联剂、催化剂、溶剂的任一 种或多种组合，可控制官能树脂和交联剂之间的交联反应。

本发明第一方面，提供了一种低温固化的涂料组合物，其包括含羟基、氨基或者异氰酸 酯基的官能树脂、和/或可被封闭的交联剂、和/或金属催化剂、和/或络合溶剂。

进一步，其中，所述官能树脂的结构包括以下基团I：

其中X为官能基团，为羟基、氨基或者异氰酸酯基，R₀、R₁、R₂、R₃、R₄各自分别为C1～C12的直链或支链烷基、或氢，且不同时为氢；

进一步，所述交联剂为封闭的异氰酸酯树脂。

进一步，所述金属催化剂的中心金属离子选自锡、铁、钴、镍、锌、锆、钛或铝；

进一步，所述络合溶剂与所述金属催化剂的中心金属离子M发生络合反应，形成如式II 所示的结构：

其中X₁、X₂各自分别为氧原子、硫原子、磷原子或氮原 子，R₅、R₆各自分别为C1～C4的直链或支链烷基。