基于层状氢氧化物和聚酯的组合物、所述组合物的制备方法及其用途技术

技术编号:14698280 阅读:150 留言:0更新日期:2017-02-24 04:22
本发明专利技术涉及一种组合物,其包含:(A)至少一种具有20‑250mg KOH/g酸值的羧基官能的聚酯,其使用在官能团之间具有含12‑70个碳原子的脂族基团的至少一种双官能单体(a1)制备,以及(B)至少一种合成层状氢氧化物;其中所述至少一种层状氢氧化物(B)在聚酯(A)存在下制备。本发明专利技术进一步涉及所述组合物的制备和所述组合物作为涂料物质的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及基于层状氢氧化物和聚酯的新型组合物。本专利技术进一步涉及该组合物的制备和该组合物在涂料物质中的用途或作为涂料物质的用途。所述新型组合物包含呈细碎形式且不过度附聚的层状氢氧化物。这意味着可利用层状氢氧化物在涂料物质中的有利性质,例如改进腐蚀控制和/或抗石击性,而不导致其他不利性质,更特别地不在涂膜中导致由附聚引发的非均一性。现有技术层状氢氧化物、这些层状氢氧化物的各种性能及其在涂料物质(例如漆)中的用途是已知的。层状氢氧化物更特别地包括层状双氢氧化物(下文缩写为LDH)以及层状单氢氧化物(下文缩写为LSH)。LDH的一个相关组在文献中通常描述为理想通式[M22+(1-x)M33+x(OH)2]x+[Ay-(x/y)·nH2O]或类似的经验式。其中M2表示二价金属阳离子,M3表示三价金属阳离子,且A表示价态为x的阴离子。在天然存在的LDH的情况下,所述阴离子通常为无机阴离子如碳酸根、氯离子、硝酸根、氢氧根和/或溴离子。最常见的阴离子为碳酸根、硫酸根、氯离子和氢氧根。还已知的是包含硫根和[Sb(OH)6]-的LDH(参见MineralogicalMagazine,2012年10月,第76卷,第1289页)。还可存在各种其他无机以及有机阴离子,尤其是在随后将在下文描述的合成LDH中。此外,在上述通式中,考虑了所存在的结晶水。一种已知的LDH类别是水滑石。在水滑石中,Mg2+作为二价阳离子存在,Al3+作为三价阳离子存在,且基本上碳酸根作为阴离子存在。特别地,在合成水滑石中,碳酸根可至少被氢氧根离子或其他无机和有机阴离子成比例地替代。水滑石或LDH具有类似于水镁石(Mg(OH)2)的层状结构,其中在每种情况下,在因成比例存在的三价金属阳离子而带有正电荷的两个无机金属氢氧化物层之间存在插层阴离子的负电荷层,该层通常进一步包含结晶水。换言之,存在交替存在的带正电荷和负电荷的层,从而由于相应的离子相互作用而形成层结构。在上文所示的式中,借助相应设置的括号而考虑了LDH层结构。制备LDH的方法,例如直接共沉淀法是本领域技术人员所已知的且随后还将在下文描述。例如,同样已知的是合成LDH,其中在金属氢氧化物层中存在一价金属阳离子(例如Li+)和三价金属阳离子(例如Al3+)的组合,而不存在二价和三价金属阳离子的组合。这些LDH也可例如通过上述共沉淀法,尤其是通过在锂盐存在下在含水介质中共沉淀氢氧化铝(三水铝石或三羟铝石)而制备。就带正电荷的金属氢氧化物层和带负电荷的中间层而言,它们的结构类似于上文所述的水滑石。这些LDH的一种已知代表物可由式[LiAl2(OH)6]+[A-·nH2O]描述。在这种情况下,锂阳离子填充了层状氢氧化铝中未被占据的晶格位置。其结果是相应的正电荷层由阴离子补偿。这些阴离子以插层形式位于带正电荷的金属氢氧化物层之间。正如所已知的那样,LSH为与LDH相关,但在无机金属氢氧化物层中不存在具有不同价态的两种金属阳离子,而是仅具有二价金属阳离子作为阳离子组分的层结构组分。此时,上文所述的过量正电荷(在LDH的情况下由三价金属阳离子产生且是交替正-负电荷层顺序所必须的)由金属氢氧化物层(X/Y平面)中的在Z方向上具有两个相邻四面体配位阳离子(层平面的上方和下方)的自由晶格位置配对统计产生。就此而言,这些LSH不同于其他层状、电中性金属氢氧化物如氢氧化镁(水镁石)。实例为Zn、Co、Ni和Cu的氢氧化物,或具有混合二价如Zn/Ni的氢氧化物。因此,层状氢氧化物的重要特性为显著的结构各向异性和如下事实:在每种情况下,在两个相邻的金属氢氧化物层之间存在通过非共价、离子和/或非共价极性相互作用而插入的试剂。这些试剂可例如为上述无机阴离子,更特别地为碳酸根,以及水。然而,同样可能的是其他无机和有机试剂,更特别地阴离子的插层,其中这些试剂在层状氢氧化物的制备期间直接引入和/或通过阴离子交换反应法引入已制得的层状氢氧化物中。层状氢氧化物显示出所述的结构各向异性这一事实以及此外存在将不同阴离子以所述方式集成至层状氢氧化物中的可能性使得这些体系,尤其是LDH具有极宽的使用和应用范围。此处,一个重要的
是涂料物质或漆的领域。例如,存在将LDH掺入基于聚合物基料的涂料物质(实例为底漆、二道底漆和水性底色漆物质)的方法,其中它们导致各种性能,例如提高的腐蚀控制和/或提高的机械抗性,更特别地提高的抗石击性。还已知的是它们用于有意影响光学性能的用途,例如在水性效应底色漆物质中。因此,此处利用了结构各向异性和由此导致的阻隔效果及化学适应性的相互作用。因此,例如将呈阴离子形式的腐蚀防护剂插入水滑石和/或LDH的阴离子层中,因此LDH有助于腐蚀控制。然而,包含典型无机阴离子如碳酸根的LDH也可改善腐蚀控制。因此,WO03/102085描述了包含可置换阴离子的合成水滑石组分或层状双氢氧化物(LDH)及其在涂料物质中改善铝表面的腐蚀控制的用途。其中的层状双氢氧化物由先前在上文中已述的理想通式[M22+(1-x)M33+x(OH)2]x+[Ax-·nH2O]描述。优选的金属阳离子为水滑石阳离子镁(II)和铝(III)。所述的阴离子例如为硝酸根、碳酸根或钼酸根,以及含铬阴离子—铬酸根和重铬酸根。其他水滑石组分或LDH及其在基于有机聚合物基料的涂料物质中作为腐蚀控制剂的用途描述在例如EP0282619A1、WO2005/003408A2或ECSTransactions,24(1)67-76(2010)中。在这些情况下,除上述无机阴离子之外,还使用有机阴离子,例如水杨酸根、草酸根、DMTD(2,4-二巯基-1,3,4-噻二唑)及其衍生物,可由EDTA获得的阴离子,或苯并三唑离子。WO2009/062621A1同样描述了包含有机阴离子的LDH在涂料物质中用于制备汽车涂装中的抗石击性OEM涂层体系的用途。正如所已知的那样,该OEM涂层体系通常由腐蚀控制涂层(更特别地,阴极电涂层)、二道底漆涂层、底色漆和最终的清漆组成。LDH用于二道底漆涂层中。除高抗石击性之外,该二道底漆涂层显示出与下层阴极电涂层和上层底色漆的有效粘合,此外还具有良好的二道底漆性质(遮盖基材的结构)。WO2010/130308A1描述了LDH在基于特定聚酯的水性效应底色漆物质中的用途,其中由它们制得的面层具有有利的光学性质。更特别地,获得了高面层亮度,且保留了随角异色效应。包含LDH的已知涂料物质的一个缺点在于,各向异性的层状氢氧化物通常倾向于附聚—即,在涂料物质中以及在由其产生的涂层中,LDH通常不是均匀分布的,而是倾向于形成附聚物。该附聚物当然可严重干扰均匀涂膜的形成及其性质。附聚物的形成也与LDH在用于涂料物质之前是以粉末形式获得还是相应进行研磨无关。在涂料物质中,LDH结构经历重组,从而例如再次形成扩大的层结构配合物。该附聚特别是在基于碳酸根的LDH中发生,这是因为碳酸根阴离子作为也存在于天然水滑石组分中的阴离子可能对金属氢氧化物层具有最大的结合亲和性,由此促进明显正-负层结构的附聚或形成。的确,通常希望用上文所述的其他阴离子,例如无机或有机腐蚀抑制性阴离子置换碳酸根,因此可同时减轻上文所述的碳酸根的附聚效应。然而,该效应(即使本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种组合物,其包含:(A)至少一种具有20‑250mg KOH/g酸值的羧基官能的聚酯,其使用在官能团之间具有含12‑70个碳原子的脂族基团的至少一种双官能单体(a1)制备,以及(B)至少一种合成层状氢氧化物;其中所述至少一种层状氢氧化物(B)在聚酯(A)存在下制备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 EP 14164991.31.一种组合物,其包含:(A)至少一种具有20-250mgKOH/g酸值的羧基官能的聚酯,其使用在官能团之间具有含12-70个碳原子的脂族基团的至少一种双官能单体(a1)制备,以及(B)至少一种合成层状氢氧化物;其中所述至少一种层状氢氧化物(B)在聚酯(A)存在下制备。2.如权利要求1所述的组合物,其中用于制备聚酯(A)中的所述至少一种单体(a1)的脂族基团具有13-50个碳原子。3.如权利要求1或2所述的组合物,其中单体(a1)选自全氢化双酚、二聚脂族脂肪醇和二聚脂族脂肪酸。4.如权利要求1-3中任一项所述的组合物,其中聚酯(A)的酸值为25-150mgKOH/g。5.如权利要求1-4中任一项所述的组合物,其中层状氢氧化物(B)选自层状双氢氧化物和层状单氢氧化物。6.如权利要求5所述的组合物,其中存在于所述层状氢氧化物中的金属阳离子选自Li+、Zn2+、Mg2+、Ca2+、Cu2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Cd2+、Pb2+、Sr2+、Al3+、Bi3+、Fe3+、Cr3+、Ga3+、Ni3+、Co3+和/或Mn3+。7.如权利要求1-6中任一项所述的组合物,其中在制备聚酯(A)中,使用至少5m...

【专利技术属性】
技术研发人员:H·欣策布鲁宁E·奥斯特鲁普F·勒鲁T·斯蒂姆菲林C·斯旺森A·朗格里A·柯尼格
申请(专利权)人:巴斯夫涂料有限公司布莱兹·巴斯卡尔克莱蒙费朗第二大学
类型:发明
国别省市:德国;DE

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