非水性透明分散体形式的涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及非水性透明分散体形式的涂料组合物，其包含活性稀释剂、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒和引发剂，所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒可通过如下方式获得：使多异氰酸酯与多元醇和亲核官能化(甲基)丙烯酸酯在活性稀释剂中反应，以形成具有小于40nm的平均直径的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒。相应的涂料组合物的特征在于其特别有利的性质，特别是在所述涂料组合物固化之后涂料组合物的粘合强度、硬度和抗微划痕性方面，因此在许多情况下优于没有纳米颗粒聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒的常规可用的涂料产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术描述本专利技术涉及非水性透明分散体形式的涂料组合物，其含有活性稀释剂、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒以及有引发剂，所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒可通过使多异氰酸酯与多元醇和亲核官能化(甲基)丙烯酸酯在活性稀释剂中反应获得，并具有小于40nm的平均直径。近年来，非水性聚氨酯分散体已变得日益重要。它们尤其是用作涂料、粘结及粘合剂。DE 32 48 132、DE 35 13 248、EP 0 320 690和EP 0 318 939描述了主要是要用作涂层剂的聚氨酯的非水性分散体。溶剂由烃组成。通过溶剂的蒸发而进行固化，由此形成先前分散的聚氨酯颗粒的薄层。DE 32 48 132的分散体被描述为是不透光的(不透明)。DE 10 2005 035 235 A1描述了聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒在活性稀释剂中的非水性透明分散体，其可通过使多异氰酸酯与至少一种多元醇和亲核官能化(甲基)丙烯酸酯在活性稀释剂中反应获得，并且其特征在于聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒具有小于40nm的平均直径。DE 10 2005 035 235 A1描述了用作粘合剂体系的相应组合物以及浇注复合物，并声称已固化以产生固体的分散体具有优异的冲击韧度特性以及高的组合抗拉剪性。然而，该申请中描述的组合物具有的特性并不令人满意，特别是对于涂料用途来说，例如尤其是不利的粘性。因此，需要开发用于涂料用途的组合物，其在固化后是完全透明的，且同时在使用特性、特别是在粘合强度、硬度和抗微划痕性方面具有改进的特征。当组合物用作涂料时，这些特性特别显著，因为一方面涂料应尽可能透明，而另一方面它们应有效地屏蔽和保护下面的基材或产品免受外部的影响，以使得其不会因日常使用而受损。考虑到现有技术的情况，本专利技术的目的是提供基于聚氨酯分散体的涂料组合物，其具有优于现有技术的改进特性，并且除了固化后具有高透明性之外还具有有利的粘合强度、硬度和抗微划痕性。进一步的目的是提供可由尽可能少的组分获得的分散体，以便简化相应分散体的生产。此外，在尽可能的情况下，应该用能以容易且经济的方式获得的组分来生产根据本专利技术的分散体。本专利技术进一步的目的是还提供基于聚氨酯分散体的粘合剂制剂和涂料制剂，其具有优于现有技术的改进特性，并且除了固化后具有高透明性之外还具有高冲击强度及组合的拉张和剪切强度。因此，特别地，应该可以能够省却添加外部稳定剂而不会不利地影响到分散体的稳定性。先前指出的目的以及其他目的通过非水性透明分散体形式的涂料组合物实现，这些其他目的尽管未明文提到，但可由本文论述的关系及由此而来的必然结果得出，所述涂料组合物包含以下物质：-活性稀释剂-聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒，其可通过如下方式获得：使至少一种多异氰酸酯与至少一种多元醇和至少一种亲核官能化(甲基)丙烯酸酯在活性稀释剂中反应以产生具有小于40nm的平均直径的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒，和-引发剂。因此，本专利技术提供非水性透明分散体形式的涂料组合物，所述涂料组合物一方面含有用甲基丙烯酸酯官能化的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒，另一方面含有活性稀释剂以及引发剂，藉此可将在活性稀释剂的聚合期间官能化的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒共价结合到活性稀释剂的基质当中。该涂料组合物的优点在于它们是透明的，并且在活性稀释剂已固化之后它们也保持透明。根据本专利技术的涂料组合物可直接用作涂料，但也可以将通常用于涂料的其他添加剂混合到该组合物中，或者将该组合物与市售的涂料组合物混合，并将由此获得的制剂用作涂料。在固化分散体的形式下，根据本专利技术的涂料具有对各种基材优异的粘合强度、极佳的硬度以及由含在其中的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒所提供的良好抗微划痕性。所描述的分散体的另一优点在于，它们在相对长的时间内是稳定的，即在室温下至少两个月是稳定的，因此它们可以被存放。在本专利技术的内容中，表述“亲核官能化(甲基)丙烯酸酯”表示在其源自醇的自由基中携带与游离异氰酸酯基团反应的亲核官能团的(甲基)丙烯酸酯。优选的亲核基团是羟基、氨基和巯基基团。羟基基团是特别优选的。具有羟基官能度的特别优选的亲核官能化(甲基)丙烯酸酯被称为“羟基官能(甲基)丙烯酸酯”。在本专利技术的内容中，术语“聚氨酯(甲基)丙烯酸酯”表示其游离末端异氰酸酯基团已经与亲核官能化(甲基)丙烯酸酯酸酯反应的聚氨酯。在这方面，异氰酸酯基团与亲核官能化(甲基)丙烯酸酯的亲核基团(例如羟基、氨基或巯基基团)反应，并形成源于(甲基)丙烯酸酯的末端烯属不饱和官能度。在本文中，术语“(甲基)丙烯酸”表示甲基丙烯酸、丙烯酸以及这些酸的混合物。由于亲核官能化(甲基)丙烯酸酯与聚氨酯的游离异氰酸酯基团反应，即它们将聚氨酯“封端”，因此它们也被称为“封端剂”。根据本专利技术，将术语“活性稀释剂”理解为意指接收至少一个烯双键的物质。活性稀释剂实现以下功能：1)活性稀释剂充当用于多异氰酸酯与至少一种多元醇和亲核官能化(甲基)丙烯酸酯反应的液体反应介质。活性稀释剂不参与所提到的反应。2)在根据1)描述的反应结束时，活性稀释剂作为用于已形成的官能化聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒的液体分散剂。3)在进一步的步骤中，活性稀释剂可通过聚合被固化，并且在反应结束时，先前形成的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒嵌入固化的活性稀释剂中。在本专利技术的内容中，在步骤3)结束时获得的产物也被称为“固化的分散体”。通过将聚合的基质大分子中的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒的末端烯属不饱和官能度聚合，使聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒嵌在固化的分散体中，聚合的活性稀释剂称为“聚合的基质”。在本专利技术的内容中，除了在尽可能的情况下不应具有任何对多异氰酸酯有反应性的官能团外，活性稀释剂不受任何相关限制。在DE 10 2005 035 235 A1的[0031]段中例如提到了合适的活性稀释剂。在本专利技术的内容中，已证明如果活性稀释剂包含多官能(甲基)丙烯酸酯则是有利的。如果此多官能(甲基)丙烯酸酯是双官能(甲基)丙烯酸酯则是优选的。在这一点上，特别合适的二(甲基)丙烯酸酯是丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇和二十烷二醇的二(甲基)丙烯酸酯。其他合适的双官能(甲基)丙烯酸酯是乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、十二乙二醇、十四乙二醇、丙二醇、二丙二醇和十四丙二醇的二(甲基)丙烯酸酯以及丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2'-双[对-(γ-甲基丙烯酰氧基-β-羟丙氧基)苯基丙烷]或双-GMA、双酚A-二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、每个分子具有2至10个乙氧基基团的2,2'-二(4-甲基丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷和1,2-双(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟丙氧基)丁烷。合适的三-或多官能(甲基)丙烯酸酯例如是三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯和季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯。也可以使用极性单体为活性稀释剂(例如具有羟基基团的极性单体)以提高粘性。然而，在这方面，应该考虑到含有例如羟基基团的单体能与异氰酸酯发生反应。因此，可以仅在加聚步骤之后将这类单体添加到分散体中。方便地限制这类极性单体的量，以免不必要地增加易水溶胀性。对于没有共价结合至聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒且因此在其功能上区别于亲核官能化(甲基)丙烯酸酯的极性(特别是含有羟基的)单体来说，基于活性稀释剂的总重量计，其特别优选的用量为至多0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水性透明分散体形式的涂料组合物，其包含‑活性稀释剂‑聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒，其可通过如下方式获得：使至少一种多异氰酸酯与至少一种多元醇和至少一种亲核官能化(甲基)丙烯酸酯在所述活性稀释剂中反应以产生具有小于40nm的平均直径的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒，和‑引发剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.12 DE 102013020915.3;2014.03.20 EP 14160871.一种非水性透明分散体形式的涂料组合物，其包含-活性稀释剂-聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒，其可通过如下方式获得：使至少一种多异氰酸酯与至少一种多元醇和至少一种亲核官能化(甲基)丙烯酸酯在所述活性稀释剂中反应以产生具有小于40nm的平均直径的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒，和-引发剂。2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其特征在于，所述活性稀释剂包含多官能(甲基)丙烯酸酯，优选双官能(甲基)丙烯酸酯。3.根据权利要求1或权利要求2所述的涂料组合物，其特征在于，待包含在所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒中的所述至少一种多异氰酸酯包括脂族多异氰酸酯，优选脂环族多异氰酸酯。4.根据权利要求1至3中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，待包含在所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯颗粒中的所述至少一种多元醇包括至少一种二羟基官能多元醇和至少一种三羟基官能多元醇。5.根据权利要求4所述的涂料组合物，其特征在于，所述三羟基官能多元醇包括聚亚烷基二醇，优选聚丙二醇。6.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物，其特征在于，所述至少一种多元醇包括具有大于500至5000g/mol的重均分子量的聚醚二醇和具大于50至500g/mol的重均分子量的聚醚三醇，具有大于50至500g/mol的重均分子量的所述聚醚三醇的OH基团的摩尔数量占具有大于500至5000g/mol的重均分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯尔斯顿·西贝茨，克劳斯乌维·科赫，乔治·普列托，
申请(专利权)人：第三专利投资有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE