本发明专利技术涉及水性能固化的成膜组合物，其包含：(a)包含二或更高官能的脂族多异氰酸酯的成膜组分；和(b)催化剂添加剂，其包含：(i)包含铁和/或锡的催化有机化合物；和(ii)β‑二酮。本发明专利技术进一步涉及控制水性能固化的成膜组合物的固化速率的方法。该方法包括将上述催化剂添加剂加入该水性能固化的成膜组合物；该水性能固化的成膜组合物包含含有二或更高官能的脂族多异氰酸酯的成膜组分。本发明专利技术另外地涉及涂覆的制品，其包含施加到基材的至少一个表面上的固化的涂层以形成涂覆的基材；其中该固化的涂层由上述水性能固化的成膜组合物沉积。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表现出降低的固化时间以及稳定的适用期的能固化的成膜组合物相关申请的交叉引用本申请要求于2017年5月8日提交的美国临时专利申请序列号：62/502,965且名称为“表现出下降的固化时间以及稳定的适用期的能固化的成膜组合物(CURABLEFILM-FORMINGCOMPOSITIONSDEMONSTRATINGDECREASEDCURETIMEWITHSTABLEPOTLIFE)”的优先权，该临时专利申请通过引用全文并入本申请。关于联邦资助的研究或开发的声明本专利技术是在美国政府的支持下根据美国陆军研究实验室(ARL)授予的合同号W911NF-14-2-0078开发的。美国政府可能对本专利技术享有某些权利。专利
本专利技术涉及水性能固化的成膜组合物，涂覆的制品，以及控制能固化的成膜组合物的固化速率的方法。专利技术背景将催化剂添加到用多异氰酸酯固化的涂料可以通过促进固化来加速干燥过程。某些金属配合物化合物催化活性氢化合物或水与含异氰酸酯的化合物之间的反应以产生聚氨酯聚合物。然而，将某些金属配合物催化剂加入水基(waterborne)组合物会冒该催化剂在水性介质中不稳定或不溶的风险。另外，太活泼的催化剂可以导致水基漆组合物的粘度对于一致性的喷涂来说升高太快。涂料在其适用期末期的性能可能也不同于新鲜混合的漆的性能，并且有时涂料不能达到规格要求，比如附着力、耐化学性和外观。如果适用期太短，涂料在基材的一个区域上的性能和外观可能不能被接受地不同于另一区域。因此，与加速的固化一起，用于维持或延长催化剂添加后的适用期的方法是非常关键的。这样的情况下，添加挥发性螯合剂至配方可以稳定化和抑制水基漆中的催化剂，从而维持适用期，但允许在施涂漆后催化剂通过其蒸发而活化并由此加速固化。期望提供水性多异氰酸酯固化的涂料体系，其具有稳定的适用期，但在施涂到基材后迅速固化。专利技术概述本专利技术涉及水性能固化的成膜组合物，其包含：(a)包含二或更高官能的脂族多异氰酸酯的成膜组分；和(b)催化剂添加剂，其包含：(i)包含铁和/或锡的催化有机化合物；和(ii)β-二酮。本专利技术进一步涉及控制水性能固化的成膜组合物的固化速率的方法。该方法包括将催化剂添加剂加入该水性能固化的成膜组合物，该催化剂添加剂包含：(i)包含铁和/或锡的催化有机化合物；和(ii)β-二酮。该水性能固化的成膜组合物包含包含二或更高官能的脂族多异氰酸酯的成膜组分。本专利技术另外地涉及涂覆的制品，其包含：(A)具有至少一个能涂覆的表面的基材；和(B)施加到该基材的至少一个表面的固化的涂层以形成涂覆的基材；其中该固化的涂层由上述水性能固化的成膜组合物沉积。专利技术详述除了在任何操作示例中或者另外指出的情况，所有说明书和权利要求中使用的表示成分、反应条件等等的量的数字应被理解为在所有情况下都用术语“约”修饰。因此，除非有相反指示，否则在本说明书和所附权利要求中列出的数值参数是可以根据本专利技术将获得的期望性质而变化的近似值。最起码并且不是试图限制等同原则对权利要求范围的应用，每个数字参数应该至少根据所报告的有效数字的数量并通过应用一般舍入技术来解释。尽管阐述本专利技术广泛范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实施例中列出的数值尽可能精确地报道。然而，任何数值固有地包含由它们各自测试测量中存在的标准偏差必然产生的某些误差。另外，应理解，本文引述的任何数值范围意图包括涵盖其中的所有子范围。例如，“1-10”的范围意图包括所引述的最小值1与所引述的最大值10之间的所有子范围(并且包括端点值)，也就是说具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。如用于本说明书和所附权利要求中的，冠词“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非明确且无误地限于一个指示物。用于能固化的成膜组合物的成膜组分(a)可选自一种或多种二或更高官能的脂族多异氰酸酯。脂族多异氰酸酯典型地与芳族多异氰酸酯相比与水性介质是更相容的(例如，更混溶的)。二异氰酸酯包括4,4'-亚甲基-双(环己基异氰酸酯)，异佛尔酮二异氰酸酯，2,2,4-和2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯的异构体混合物，和/或1,6-六亚甲基二异氰酸酯。可使用任何合适的二异氰酸酯(包括1,4-四亚甲基二异氰酸酯和1,6-六亚甲基二异氰酸酯)的缩二脲。此外，可以采用环脂族二异氰酸酯比如异佛尔酮二异氰酸酯和4,4'-亚甲基-双(环己基异氰酸酯)的缩二脲。在本专利技术的某些实例中，多异氰酸酯包括三或更高官能的多异氰酸酯，它们特别适于制备CARC(耐化学试剂涂料)。CARC通常用于飞行器和军用交通工具，因为它们具有优异的耐化学性、耐久性、低温挠性和热稳定性。CARC通常用于可能会暴露于化学和生物试剂中的军用设备、车辆和飞行器。耐化学试剂涂料耐受生物和化学试剂。在暴露于生物和化学试剂后，在去污过程期间，生物和化学试剂则可被从涂料表面洗掉。因此，耐化学试剂涂料也被设计为耐受去污洗涤溶液的破坏。合适的三官能的异氰酸酯可包括二异氰酸酯的三聚体，比如异佛尔酮二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯，三异氰酸基壬烷，三苯基甲烷三异氰酸酯，以及DESMODURN3300，其为六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯，可获自CovestroAG。多异氰酸酯还可为以上披露的那些中的一种或多种，其利用本领域技术人员已知的合适的材料和技术以一种或多种多胺和/或多元醇进行了链增长，以形成具有异氰酸酯官能团的聚氨酯预聚物。多异氰酸酯可包括一种或多种二异氰酸酯与一种或多种更高级的多异氰酸酯的混合物。多异氰酸酯可以100重量％存在于能固化的成膜组合物中，基于组合物中树脂固体的总重量。在这种情况下，能固化的成膜组合物基本上不含任何下述另外的成膜化合物。“基本上不含”一种材料是指，组合物只有痕量或偶然量的给定材料，并且该材料不以足以影响该组合物任何性能的量存在。这些材料对于该组合物来说不是必要的，因此该组合物不含任何可感知或必要量的这些材料。如果它们存在，则只是偶然量，典型地小于0.1重量％，基于该组合物中的固体的总重量。术语“能固化的”，如例如关联能固化的组合物使用的，是指所指出的组合物，例如通过包括，但不限于，热暴露(包括环境固化)和/或催化暴露，通过官能团能聚合的或能交联的。术语“固化”、“固化的”或相似术语，如关联固化的或能固化的组合物使用，例如一些具体描述的“固化的组合物”，是指形成该能固化的组合物的至少一部分该能聚合的和/或能交联的组分聚合了和/或交联了。另外，能聚合的组合物的固化是指使所述组合物经历固化条件，比如但不限于热固化，引起该组合物的反应性官能团反应并造成聚合以及形成聚合产物。当能聚合的组合物经历固化条件时，聚合后以及大多数反应性端基的反应发生后，剩余未反应的反应性端基的反应速率逐渐变慢。能聚合的组合物可以经历固化条件，直到其至少部分地固化。术语“至少部分地固化”是指，使能聚合的组合物经历固化条件，其中发生了组合物的至少一部分反应性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.能固化的水性成膜组合物，其包含：/n(a)包含二或更高官能的脂族多异氰酸酯的成膜组分；和/n(b)催化剂添加剂，其包含：/n(i)包含铁和/或锡的催化有机化合物；和/n(ii)β-二酮。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170508 US 62/502,9651.能固化的水性成膜组合物，其包含：
(a)包含二或更高官能的脂族多异氰酸酯的成膜组分；和
(b)催化剂添加剂，其包含：
(i)包含铁和/或锡的催化有机化合物；和
(ii)β-二酮。
2.权利要求1所述的能固化的成膜组合物，其中该多异氰酸酯的平均异氰酸酯官能度大于2。
3.权利要求1所述的能固化的成膜组合物，其中该成膜组分(a)进一步包含不同于该多异氰酸酯的成膜聚合物，其包含与该多异氰酸酯中的异氰酸酯官能团有反应性的官能团。
4.权利要求3所述的能固化的成膜组合物，其中该成膜聚合物包括丙烯酸类聚合物型多元醇，聚醚聚合物型多元醇，和/或聚酯聚合物型多元醇。
5.权利要求3所述的能固化的成膜组合物，其中该多异氰酸酯中的异氰酸酯基团与该成膜聚合物中的反应性官能团的当量比高于2：1。
6.权利要求5所述的能固化的成膜组合物，其中该多异氰酸酯中的异氰酸酯基团与该成膜聚合物中的反应性官能团的当量比为至少5：1。
7.权利要求1所述的能固化的成膜组合物，其中该催化剂添加剂(b)进一步包含(iii)叔胺。
8.权利要求7所述的能固化的成膜组合物，其中该叔胺(iii)包括二甲基环己胺、二乙基环己胺、二甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺醚、N-甲基哌啶、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷和/或三乙胺。
9.权利要求7所述的能固化的成膜组合物，其中催化有机化合物(i)与叔胺(iii)的摩尔比范围在0.05至0.10。
10.权利要求1所述的能固化的成膜组合物，其中该催化有机化合物(i)包括乙酰丙酮铁和/或二月桂酸二丁基锡。
11.权利要求1所述的能固化的成膜组合物，其中该催化有机化合物(i)存在于该能固化的成膜组合物中的量为0.10至0.8重量％，基于该能固化的成膜组合物中的树脂固体的总重量。
12.权利要求1所述的能固化的成膜组合物，其中该β-二酮(ii)包含2,4-戊二酮和/或3-甲基-2,4-戊二酮。
13.权利要求1所述的能固化的成膜组合物，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·贝泽尔，S·R·佐瓦奇，D·希林格，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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