專利名稱：基于多元胺、多元醇和多異氰酸酯的涂料配方和組合物及制備和使用它們的方法
基于多元胺、多元醇和多異氰酸酯的涂料配方和組合物及 制備和使用它們的方法發(fā)明背景 發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及涂料組合物，以及由包括多種組分的配方制備的涂料組合物，所述多 種組分包括包含聚合的異氰酸酯(也被稱為多異氰酸酯)的至少一種組分，和包含至少 一種多元胺和至少一種多元醇的至少一種另一種組分。本發(fā)明還涉及路面標(biāo)記(pavement marking)組合物，以及使用配方和由該配方制備的組合物標(biāo)記路面的方法和設(shè)備。本發(fā)明 通過引入多元醇而提供了控制路面標(biāo)記體系的反應(yīng)性和固化速度的方法并且降低成本。背景信息的論述如Li等的美國專利7，297, 372中所述，將涂料施用于基底上，以保護(hù)基底并且改 進(jìn)基底的性質(zhì)，所述美國專利通過引用以其全部內(nèi)容結(jié)合在本文中。例如，而沒有限制地， 涂料已經(jīng)被開發(fā)用來保護(hù)基底免受各種環(huán)境條件的影響以及在基底與其它物體的接觸過 程中保護(hù)基底。而且，涂料已經(jīng)被開發(fā)用來改進(jìn)基底的性質(zhì)如耐久性、強(qiáng)度、環(huán)境抗性等。在汽車工業(yè)中，將涂料用于保護(hù)機(jī)動車輛的各種零件。作為一個實(shí)例，涂料被用于 保護(hù)車輛零件免受歸因于腐蝕、磨損、沖撞、化學(xué)品、紫外光、熱循環(huán)等的裝飾損傷(例如， 退化、劃痕、凹痕)。雖然期望這樣的涂料保護(hù)免受裝飾損傷，但是也期望提供相對容易操作 并且特別地表現(xiàn)出相對低揮發(fā)性散發(fā)的組合物。因而，本發(fā)明提供一種用于形成具有改進(jìn) 的保護(hù)能力、容易處理以及相對低揮發(fā)性散發(fā)的涂料的組合物。此外，已知液體路面標(biāo)記組合物在施用于表面上并干燥或固化時具有反光性。路 面標(biāo)記組合物可以例如以條紋、柵條(bar)和標(biāo)記的形式施用于道路、公路、停車場和休閑 小道(recreational trail)，比如用于標(biāo)記車道、人行橫道、停車位、符號和圖例上。路面 標(biāo)記組合物可以作為油漆比如通過噴涂而施用于表面上。同樣，組合物可以以預(yù)成型的形 式如片或帶施用于表面上。參見，例如Purgett等的美國專利6，166，106，所述美國專利 6，166，106通過引用以其全部內(nèi)容結(jié)合在本文中。如例如在Purgett等的美國專利6，451，874中所公開的，路面標(biāo)記條紋或其它形 狀的路面標(biāo)記可以包括通過使用粘合劑粘附于路面表面上的反光性光學(xué)元件(elements)， 其中目前的路標(biāo)漆體系典型地使用常規(guī)的1.5η η玻璃微球用于回射，所述美國專利 6，451，874通過引用以其全部內(nèi)容結(jié)合在本文中。更進(jìn)一步地，Posey等的美國專利申請公布US 2007/0208156 Al公開了用于制 備一種聚合物的方法，所述方法包括提供具有至少一種異氰酸酯的第一組分；提供具有 至少一種二級聚醚胺和至少一種仲胺(second amine)的第二組分；并且使該第一組分與 該第二組分接觸，從而形成聚合物以便調(diào)節(jié)最終聚合物的撓性，所述美國專利申請公布US 2007/0208156A1通過引用以其全部內(nèi)容結(jié)合在本文中。而且，此專利公布還公開了在形成 雜化聚合物如聚脲-聚氨酯雜化聚合物時，第一和/或第二組分中可以存在多元醇。還進(jìn)一步地，Posey等的美國專利申請公布US 2007/0208157 Al公開了一種用于通過如下形成聚合物的方法提供具有至少一種異氰酸酯的第一組分和具有至少一種二級 聚醚胺和至少一種天冬氨酸酯胺的第二組分，其中使第一組分與第二組分接觸以便形成聚 合物，所述美國專利申請公布US 2007/0208157 Al通過引用以其全部內(nèi)容結(jié)合在本文中。 而且，此專利申請還公開了在形成雜化聚合物如聚脲-聚氨酯雜化聚合物時，第一和/或第 二組分中可以存在多元醇。Patel等的美國專利7，342，056公開了可用于路面標(biāo)記的組合物，所述組合物包 含粘合劑以及選自填料、增量劑、顏料和它們的組合的物質(zhì)；以及回射元件，所述美國專利 7，342，056通過引用以其全部內(nèi)容結(jié)合在本文中。所述粘合劑被公開為包含第一組分，所 述第一組分包含過量的至少一種多異氰酸酯和至少一種含羥基物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物；以及第二 組分，所述第二組分包含至少一種多元胺。雖然涂料是已知的，但是對于在使用中具有較小收縮率和較少裂紋的涂料存在需 要。還對于特別可用作路面標(biāo)記組合物的具有多種組分的配方存在需要，所述多種組分可 以在使用時混合，并且提供足夠的固化時間和發(fā)粘時間(tack time)。而且，需要取得在使 制備配方中的每種組分所需的反應(yīng)步驟最少化時的涂料，以便可以通過使用已經(jīng)減少了對 于額外可反應(yīng)組分的需要的配方來獲得這些特性，從而提供使用和配制的容易性。發(fā)明概述本發(fā)明涉及包含至少兩個部分的配方以及由這些配方制備的組合物。本發(fā)明還涉及涂料和油漆組合物，以及形成和使用這樣的涂料和油漆組合物的方法。本發(fā)明提供一種配方，所述配方包含至少兩個部分，包括(a)包含至少一種多元 胺和至少一種多元醇的第一部分，所述第一部分基本上不含聚醚胺；和(b)包含至少一種 多異氰酸酯的第二部分。本發(fā)明還提供一種配方，所述配方包含至少兩個部分，包括(a)包含至少一種多 元胺、至少一種多元醇和催化劑的第一部分；和(b)包含至少一種多異氰酸酯的第二部分。所述至少一種多異氰酸酯可以包含下列各項(xiàng)中的至少一種雙(4-異氰酸環(huán)己酯 基)甲烷、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯-2，4-二異氰酸酯、六亞甲基 二異氰酸酯、間-四甲基二甲苯二異氰酸酯和1，3_亞苯基二異氰酸酯，比如六亞甲基二異 氰酸酯。所述至少一種多元醇可以包含至少一種聚酯型多元醇。所述至少一種多元胺可以包含至少一種天冬氨酸酯胺。所述第一部分可以不含聚醚胺。
所述第一部分可以含有催化劑。本發(fā)明還涉及通過將根據(jù)本發(fā)明的配方的第一部分和第二部分合并而制備的組 合物所述組合物可以具有約2至約8分鐘的有效期(pot life)以及約5至約20分鐘 的消粘時間。所述組合物可以包括涂料組合物或油漆組合物。本發(fā)明還涉及通過將根據(jù)本發(fā)明的配方的第一部分和第二部分合并而形成的聚 合物。
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本發(fā)明還涉及標(biāo)記路面的方法，所述方法包括將根據(jù)本發(fā)明的組合物施用于路面 上；并且涉及將反光物質(zhì)施用于該組合物上的方法。發(fā)明詳述本文中所示的細(xì)節(jié)僅僅作為實(shí)例并且僅為了示例性地討論本發(fā)明的實(shí)施方案的 目的。本發(fā)明涉及一種配方及其使用方法。例如，該配方可以用于形成涂料組合物，如 油漆組合物，并且在沒有限制的情況下，涂料可以為反光性涂料組合物，如反光性油漆組合 物，包括路面標(biāo)記組合物。配方至少包括兩部分配方，并因此可以為兩部分或多于兩部分。在使用這些時，將 所述配方的至少兩個部分彼此合并而形成組合物，比如，在沒有限制的情況下，形成為涂料 組合物或路面標(biāo)記組合物。至少兩部分配方中的一個部分，為了非限制性的簡便起見而在本文中被稱為第一 部分、第一組分和/或組分A。第一部分包含至少一種多元胺和至少一種多元醇。當(dāng)在本文中使用時，多元胺是指具有至少兩個各自含有至少一個活性氫的仲胺基 (N-H基)的化合物。因此，配方的第一組分包含至少一種多元胺，所述多元胺包括具有至少 兩個仲胺基的化合物。多元胺優(yōu)選包含一種或多種脂族多元胺，并且可以僅由一種或多種脂族多元胺組 成。為了獲得優(yōu)選的反應(yīng)速率，胺組分優(yōu)選包含并且可以僅含有一種或多種仲胺如在沿主 鏈含有仲胺的天冬氨酸酯胺作為多元胺。而且，在第一組分中僅有的含胺物質(zhì)可以為所述 至少一種多元胺。優(yōu)選地，第一組分基本上不含聚醚胺，從而聚醚胺不對在合并第一部分和 第二部分時的反應(yīng)做出貢獻(xiàn)。更優(yōu)選地，第一部分在其中不含聚醚胺。而且，第一部分可以含有至少一種多元醇。在沒有限制的情況下，所述多元醇可以 包含聚醚型多元醇、聚酯型多元醇、聚碳酸酯型多元醇和其它多元醇、多元醇增鏈劑，如1， 4- 丁二醇。優(yōu)選的實(shí)施方案含有聚酯型多元醇，其產(chǎn)生改進(jìn)的化學(xué)和天氣耐受性質(zhì)。此外，第一組分可以在其中包含催化劑，在沒有限制的情況下比如為至少一種有 機(jī)錫催化劑，以幫助促進(jìn)在混合第一和第二組分時的反應(yīng)。本發(fā)明中可以采用的其它任選 的催化劑包括例如有機(jī)金屬化合物和螯合物、醇鹽、羧酸酯或鹽和叔胺；以及它們的混合 物。錫化合物的實(shí)例包括二(乙基己酸)二丁基錫、二乙酸二甲基錫、二乙酸二丁基錫、二 硫化二丁基錫(dibutyl disulfide)、硫醇二丁錫、二(硫醇)二丁錫、二月桂酸二丁基錫和 它們的混合物。叔胺的實(shí)例包括二氮雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷DABCO L-33 (Air Products)?？?用于本發(fā)明中的催化劑的一些其它實(shí)例可以包括鋅、錫、鈷、錳和鉍的辛酸鹽 ’三O-乙基 己酸)鉍、三O-乙基己酸)鈷、乙酰丙酮化鋅、乙酰丙酮化鋯、乙酰丙酮化鈦、油酸和己酸； 以及它們的混合物?？捎糜诒景l(fā)明中的催化劑的典型濃度可以在約0. 001至約2. 000% w/ w的范圍內(nèi)。配方的另一部分，也為了非限制性的簡便起見，而在本文中被稱為第二部分、第二 組分和/或組分B。配方的第二部分可以包含一種或多種多異氰酸酯，如衍生自六亞甲基二 異氰酸酯的多異氰酸酯。在不希望受到理論限制的情況下，多元胺可以與多異氰酸酯反應(yīng)以產(chǎn)生脲基；多 元醇的羥基官能團(tuán)與異氰酸酯基團(tuán)反應(yīng)以產(chǎn)生氨基甲酸酯基。
配方還可以含有非反應(yīng)性添加劑如稀釋劑、顏料、反光物質(zhì)和/或填料。這些非反 應(yīng)性添加劑可以被包含在第一部分和/或第二部分中，或者可以作為分開的部分添加。同樣，在不希望受到理論限制的情況下，在配方的第一部分中使用至少一種多元 醇(如聚酯型多元醇)允許雜化聚氨酯-聚脲聚合物的形成。組合物中的多異氰酸酯可以包括單一的多異氰酸酯或者兩種以上不同多異氰酸 酯的混合物。配方中可以包含的多異氰酸酯的量可以在5體積％至約85體積％的范圍內(nèi)，并且 更優(yōu)選在約10體積％至約50體積％的范圍內(nèi)。還更優(yōu)選地，多異氰酸酯以約20體積％至 約50體積％并且更優(yōu)選約25體積％至約33體積％存在于配方中。多異氰酸酯可以包括各種多異氰酸酯或者多異氰酸酯的組合，包括二異氰酸酯， 或它們的組合。因此，多異氰酸酯可以包括在一個分子中具有兩個以上反應(yīng)性異氰酸酯 (-NC0)基團(tuán)的各種有機(jī)化合物，并且可以包括，例如，脂族和/或脂環(huán)族多異氰酸酯。因此， 多異氰酸酯可以包括二異氰酸酯、三異氰酸酯、四異氰酸酯等，以及它們的混合物。優(yōu)選地， 多異氰酸酯包含一種或多種脂族多異氰酸酯。在沒有限制的情況下，多異氰酸酯的示例性實(shí)例包括4，4' -二異氰酸根合二苯 基甲烷、對亞苯基二異氰酸酯、1，3_雙(異氰酸甲酯基)-環(huán)己烷、1，4_ 二異氰酸根合環(huán)己 烷、1，5_萘二異氰酸酯、3，3' - 二甲基-4，4'-聯(lián)苯二異氰酸酯、4，4' -二異氰酸根合二 環(huán)己基甲烷和2，4_甲苯二異氰酸酯，或者它們的混合物。更優(yōu)選的實(shí)例包括4，4' -二異 氰酸根合-二環(huán)己基甲烷和4，4' - 二異氰酸根合二苯基甲烷、4，4' -二異氰酸根合二苯 基甲烷、以及甲苯-2，4，6-三異氰酸酯。多異氰酸酯可以包括液體脂族異氰酸酯低聚物或 預(yù)聚物，比如基于二環(huán)己基甲烷4，4' -二異氰酸酯(H12MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、 四甲基-1，3-亞二甲苯基二異氰酸酯(TMXDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)或它們的混合物 的低那些。例如，如美國專利6，451，874中所公開，所述美國專利6，451，874通過引用以其全 部內(nèi)容結(jié)合在本文中，多異氰酸酯可以包括但不限于選自下列各項(xiàng)的那些雙(4-異氰酸 環(huán)己酯基)甲烷(H12MDI,可獲自賓夕法尼亞州，匹茲堡的Bayer Corp. )、二苯基甲烷二異氰 酸酯(MDI，可獲自賓夕法尼亞州，匹茲堡的Bayer Corp.)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI，可 獲自新澤西州，皮斯卡塔韋的Evonik-Degussa)、甲苯-2，4- 二異氰酸酯(TDI，可獲自威斯 康星州，密爾沃基的Aldrich Chemical Co.)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI，可獲自威斯康星 州，密爾沃基的Aldrich Chemical Co.，)、間-四甲基二甲苯二異氰酸酯(TMXDI，可獲自威 斯康星州，密爾沃基的Aldrich Chemical Co.)和1，3-亞苯基二異氰酸酯。此外，雖然單體異氰酸酯可以使用，但是它們是不優(yōu)選的，而是可以用于制備優(yōu)選 的加合物和預(yù)聚物。多異氰酸酯還可以包括單體多異氰酸酯的衍生物。這些衍生物包括但 不限于，含有縮二脲基團(tuán)的多異氰酸酯，如六亞甲基二異氰酸酯(HDI)的縮二脲加合物，其 可在商業(yè)名稱〃 DESMODUR" N-100下獲自賓夕法尼亞州，匹茲堡的Bayer Corp.；含有異氰 脲酸酯基團(tuán)的多異氰酸酯，如可在商業(yè)名稱"DESMODUR" N-3300下獲自賓夕法尼亞州，匹 茲堡的Bayer Corp.的多異氰酸酯；以及含有氨基甲酸酯基、異氰酸酯二聚體基團(tuán)、碳二亞 胺基、脲基甲酸酯(allophonate)基等的多異氰酸酯。這些衍生物是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兪蔷?合的并且具有非常低的蒸氣壓和可忽略的游離異氰酸酯單體。
存在單體異氰酸酯的許多有用的可商購加合物。也存在許多目前不可商購而可以 制備的有用的加合物和預(yù)聚物，比如，例如上述天冬氨酸酯胺與二異氰酸酯如IPDI、TMXDI 等的反應(yīng)產(chǎn)物。參見，例如美國專利6，166，572，其通過引用以其全部內(nèi)容結(jié)合在本文中。優(yōu)選的多異氰酸酯包括來自Iihodia的HDB-LV，和來自Iihodia的HDB。如上所述，所述至少一種多元胺包括具有至少兩個仲胺基的化合物。也可以存在 一個或多個伯胺基(NH2基團(tuán))，只要存在至少兩個仲胺基(NH基團(tuán))即可。多元胺優(yōu)選包 括一種或多種脂族多元胺，并且可以僅包含一種或多種脂族多元胺。優(yōu)選地，多元胺包含天 冬氨酸酯胺。合適的天冬氨酸酯胺可以以商品名稱〃 Desmophen NH 1420〃、“ Desmophen NH 1520〃和〃 Desmophen NH 1220〃商購自Bayer Corp.。其它可以使用的脂族二胺包 括例如低反應(yīng)性的二胺，如可以商品名稱〃 Clearlink IOOODiamines“獲自Dorf Ketal, TX.的二胺，來自新澤西州BASF corporation的PolyClear 136，以及脂環(huán)族雙(仲胺)如 可以商業(yè)名稱"Jefflink 754 Diamine"獲自德克薩斯州，休斯頓的Huntsman。優(yōu)選的天冬氨酸酯胺可以是比如，例如在美國專利7，342，056中公開的具有下式 I結(jié)構(gòu)的那些，所述美國專利7，342，056的公開內(nèi)容通過引用以其全部內(nèi)容結(jié)合在本文中
權(quán)利要求
1.一種配方，所述配方包括至少兩個部分，包括(a)包含至少一種多元胺和至少一種多元醇的第一部分，所述第一部分基本上不含聚 醚胺；和(b)包含至少一種多異氰酸酯的第二部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配方，其中所述第一部分即組分(a)，包含至少一種多元胺、 至少一種多元醇和催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配方，其中所述第一部分含有催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的配方，其中所述至少一種多異氰酸酯包括下列 各項(xiàng)中的至少一種雙(4-異氰酸環(huán)己酯基)甲烷、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異 氰酸酯、甲苯-2，4-二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、間-四甲基二甲苯二異氰酸酯和1， 3-亞苯基二異氰酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配方，其中所述至少一種多異氰酸酯包括六亞甲基二異氰酸
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的配方，其中所述至少一種多元醇包括至少一種聚酯型多元醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的配方，其中所述多元胺包含至少一種天冬氨酸酯胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的配方，其中所述第一部分不含聚醚胺。
9.一種組合物，所述組合物通過將根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的配方的第一部 分和第二部分合并而制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，所述組合物具有約2至約8分鐘的有效期和約5至 約20分鐘的消粘時間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，所述組合物包括涂料組合物或油漆組合物。
12.—種聚合物，所述聚合物通過將根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的配方的第一部 分和第二部分合并而形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的聚合物，所述聚合物具有約2至約8分鐘的有效期和約5 至約20分鐘的消粘時間。
14.一種標(biāo)記路面的方法，所述方法包括將根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物施用于所述 路面上；和將反光物質(zhì)施用于所述組合物上。
全文摘要
本發(fā)明提供了配方，所述配方包含至少兩個部分，如，包含至少一種多元胺和至少一種多元醇的第一部分，所述第一部分基本上不含聚醚胺；和包含至少一種多異氰酸酯的第二部分，或者包含至少一種多元胺、至少一種多元醇和催化劑的第一部分；和包含至少一種多異氰酸酯的第二部分。并且，本發(fā)明提供了組合物如涂料和油漆組合物，和制備和使用包括涂料和油漆組合物的組合物的方法，以及方法。
文檔編號C09D5/00GK102149741SQ200980135770
公開日2011年8月10日 申請日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者王若雷, 赫馬特·奈克 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司