涂层组合物 本发明涉及涂层组合物。
从 技 术 文 献 ( 如 :E.Foglianisi, R.Grützmacher, R. Wofür eignen sich Fussbodenbeschichtungen aus Polyurethan-und Epoxy-Harzen ? [ 由聚氨酯树脂和环氧树脂 制成的地板涂料的合适应用是什么? ]Industriebau, Suppl.Industrie-Boden-Technik 43, [2],1997 年 3 月 /4 月,第 18-20 页 ) 中已知溶剂型和无溶剂型的热固性两组分环氧体系 用于液体浇铸树脂的应用、地板流平组合物和混凝土保护体系的用途 ;其中还已提及含 水体系。
相对长期地已知含水环氧体系不但用于汽车工业中的阴极电沉积涂层,而且用 于罐听涂料和耐腐蚀底漆 ( 如 :J.L.Chou, Novel Corrosion-Resistant Waterborne Epoxy Coatings, Polymers Paint Colour Journal,1994(Vol.184),第 413 和 416-417 页 )。
为了制备环氧树脂乳液,理论上可以选择相同的表面活性化合物,其也可以 通过乳液聚合方法制备热塑性聚合物分散体而形成,并且描述在例如 C.Baumann,
D.Feustel , U.Held , R.Stabilisierungssysteme für die Herstellung vonPolymer-Dispersionen[ 用于制备聚合物分散体的稳定体系 ],Welt der Farben,2/1996,第 15-21 页。 尽管如上所述,事实上本领域技术人员知晓溶剂型和含水环氧树脂,并且这样 的树脂已被用于建筑行业的油漆和涂料目的一段时间,但是在有关它们作为隔离和流平 化合物的使用上仍然发现存在缺陷,这些缺陷在于性能如良好的加工性能、耐碱性、耐 水性、早期耐水性、充分的开放时间 (open time) 且在加工性能终止同时的易于识别性、 自流平性质、高抗压强度、储存稳定性的必要组合,并且不能达到沉积稳定性与高填料 粘结容量、环境与毒理学可接受性 (toxicological unobjectionability) 兼备。
本发明的目的是提供隔离和流平化合物,其特征在于与现有技术中的已知体系 相比其具有改进的性能。
在 本 发 明 的 上 下 文 中, “流 平 和 隔 离 化 合 物” 更 具 体 地 是 指 基 于 环 氧 树 脂 的 地 板 涂 覆 化 合 物, 其 被 施 用 于 混 凝 土、 木 头 或 其 它 基 质 时, 快 速 容 易 地 流 平 并 产 生 平 整 的 表 面。 根 据 German state construction regulations, 所 述 化 合 物 可 有 助 于 隔 音 和 保 热 作 用 ( 如 “Die neue Bauordnung für Hessen”, 由 Hessischer and Gemeindebund 出 版, Kommunale Schriften für Hessen 45, 由 H.Klopfer 引 用, Muss man [ 工 业 地 板 需 要 隔 热 么? ],
′ 95,Techn.Akademie Esslingen,Ostfildern,1995)。根据该定义, 流平和隔离化合物明显应包括在涂层组合物中。
本发明提供涂层组合物,其包含
A)5.0 重量%至 50.0 重量%的环氧树脂,其由双酚 A 和 / 或双酚 F 与环氧氯丙烷 的反应产物构成,
B)5.0 重量%至 55.0 重量%的水可稀释的环氧树脂硬化剂,
C)0.1 重量%至 10.0 重量%的纤维,D)0 重 量 % 或 0.1 重 量 % 至 5.0 重 量 % 的 蜡 基 开 放 时 间 延 长 剂 (open-time extenders),
E)0 重量%或 0.1 重量%至 5.0 重量%的流变添加剂,
F)5.0 重量%至 70.0 重量%的填料,
G)0 重量%或 0.1 重量%至 20.0 重量%的水,和
H)0 重量%至 70 重量%的其他添加剂和 / 或加工助剂,
组分 A) 至 H) 的重量%总和为 100 重量%,并用气相法二氧化硅替代所述流变 添加剂 ( 组分 E) 或填料 ( 组分 F),所述气相法二氧化硅已用六甲基二硅氮烷 (HMDS) 进 行疏水化,并随后利用球磨机进行结构改性。
从 DE 19616781A1 中已知该二氧化硅。
优选可使用气相法,HMDS- 疏水化且球磨机 - 结构改性的二氧化硅 AEROSIL R 8200。
该二氧化硅的物理化学参数如下 :
* 出厂值 (ex works)
应注意对于组分 A) 至 F),在各情况中可使用单一类型或所述类型的混合物。 因此,在各情况中可使用环氧树脂 A)、环氧树脂硬化剂 B)、纤维 C)、开放时间延长剂 D)、流变添加剂 E) 和 / 或填料 F) 中的一种或两种或更多种。
可以本领域技术人员已知的任意方法制备所述涂层组合物。 更特别地是将所述 组分连续地与另一组分混合。 但是,也可以首先将两种或更多种组分预处理,并以该形 式使其与其它组分接触,然后由此产生完成的涂层组合物。 后述的方案特别应用于组 分 G)( 即水 ) ;在使用水的情况中,水可在本发明涂层组合物的制备过程中以各种不同 的方式整体加入体系中 ;例如,特别对于商购的 A) 至 F) 类化合物,可将其以它们的含 水供应形式使用。 也就是说,一方面水本身可与必须使用的涂层组合物的其它组分一起 加入,或可选地,水还可通过使用以含水供应形式的 A) 至 F) 的单一组分或所有组分加 入 ;还可以是这两种方法的组合。
在一个优选的实施方案中,采用如下的步骤制备所述涂层组合物 :首先,将组 分 B) 至 H) 全部混合以形成混合物 (I),然后将组分 A) 加入至该混合物 (I) 中。 在该情 况中,优选混合物 (I) 和组分 A) 的比例,以使在 (I) 中存在的硬化剂 B) 和组分 A) 等摩
尔比地存在于所得的涂层组合物中。
顺便提及,对于组分 A) 至 H) 给定的重量百分比总是指各活性物质的含量。 如 果,若通过使用一种或更多种含水供应形式的组分制备涂层组合物,则考虑到涂层组合 物整体的组成特性,单一组分的关键因素在于各情况中存在的活性物质的量,而非是否 使用含水或非含水形式的特定组分制备所述涂层组合物 ;因此,在各情况中得到组分 G) 即水的比例是整体上在所述涂层组合物中存在的水总量。
组分 A)
本发明涂层组合物的组分 A) 包含由双酚 A 和 / 或双酚 F 与环氧氯丙烷的反应 产物构成的环氧树脂。 该反应产物对于本领域技术人员是已知的。 在本发明的上下文 中,可参考如 Julia 和 Udo Führmann 的著作 Epoxidharze-Schlüsselwerkstoffe für die moderne Technik[ 环氧树脂 - 现代科技的关键材料 ], Die Bibliothek der Technik, Volume 51, Verlag moderne Industrie,1990,第 4-7 页。 其中,特别提及了最常用的环氧树脂是 双酚 A 和环氧氯丙烷的缩合产物,其在该反应中形成的分子链长度取决于所采用的初始 组分的摩尔比,并由下标 n 表示。 当链长增大时,分子量增大,同时化合物的粘度也增 大。 该类型非改性树脂在 20℃ ( 室温 ) 下的液体稠度为 0 > n > 1,而在相应固体树脂 的情况中 n 为 2-13 或更大。 在该著作中也对相应的双酚 F 树脂进行了具体描述。
所述液体非改性的双酚 A 和双酚 F 环氧树脂是无溶剂型的、易于加工的、并且 典型地具有 5000 至 15000mPa.s,优选 5000 至 10000mPa.s 范围内的粘度 ( 这里和下面 所述的粘度指使用 Brookfield 粘度计在 20℃下无溶剂地测量 )。 它们可以以例如商品名 Chem-Res E 30(Henkel S.p.A, Milan, I) 商购。
如有需要,例如通过加入反应性稀释剂可实现将该树脂的粘度进一步降低至 200mPa.s。经反应性稀释的树脂也可以以例如商品名 Chem-Res E 97(Henkel S.p.A,Milan I) 商购。 对于本发明,由于反应性稀释剂包含在流变添加剂中,所以这种经反应性稀释 的树脂将是组分 A) 和 E) 的混合物。
在一个实施方案中利用了在 20℃下为液体的上述类型的环氧树脂 ( 双酚 A 和 / 或双酚 F 与环氧氯丙烷的反应产物 ) 作为组分 A)。
对于组分 A),优选使用双酚 A 与环氧氯丙烷的反应产物,其在 20℃下为液体。
在一个实施方案中,组分 A) 的用量为 5 重量%至 30 重量%。
组分 B)
本发明的涂层组合物的组分 B) 包含水可稀释的环氧树脂硬化剂。对于组分 B), 优选使用的化合物是衍生自基于 α, β- 不饱和羧酸酯和单、二或聚氨基聚环氧烷基化 合物的加成物。 化合物 B) 优选自以下更详细描述的 B1) 至 B3) 型化合物。
B1) 型的硬化剂可通过以下方法获得 :
在酯交换反应催化剂的存在下,将 a) 一种或更多种 α,β- 不饱和羧酸酯 (I) 与 b) 一种或更多种羟基化合物进行反应,
R2R3C = C(R4)COOR1 (I)
其中,基团 R1 是具有至多 15 个碳原子的芳基或脂族基,基团 R2、R3 和 R4 彼此 独立地是氢、带支链或不带支链的、在各情况中碳原子数至多为 20 个的脂族基或芳基, 或是基团 -(CH2)n-COOR1,其中 R1 如上所定义,并且 n 是 0 至 10 范围的数,化合物 (a) 和 (b) 的用量使 (b) 中的羟基与 α,β- 不饱和羧酸酯 (a) 中的酯基 COOR 的当量比在 1.5 ∶ 1 至 10 ∶ 1 的范围,
将所得中间体 Z1 与 c) 一种或更多种的单、二或聚氨基聚环氧烷基化合物反 应,将 (c) 的氨基氮原子上的反应性氢原子与中间体化合物 Z1 中的酯基的当量比调节至 10 ∶ 1 至 1 ∶ 10 的范围,
然后将所得中间体 Z2 与 d) 一种或更多种聚环氧化物反应,将聚环氧化物 (d) 中 的环氧乙烷环与每个 (c) 中所使用的单、二或聚氨基聚环氧烷基化合物的反应性氢原子的 当量比值调节至 100 ∶ 1 至 1.5 ∶ 1 的范围,
然后将所得中间体 Z3 与 e) 一种或更多种伯胺和叔胺反应,将中间体 Z3 中的环 氧乙烷环与 (e) 的氨基氮原子上的反应性氢原子的当量比值调节至 1 ∶ 1.5 至 1 ∶ 20 的范 围。
根据它们的分子量,本发明的硬化剂可表现为液体或固体物质。
本领域技术人员熟悉术语 “当量比”。 所述当量理念背后的基本概念是对于在 反应中参与的各物质,考虑目标反应中涉及的反应性基团。 通过指定当量比,然后给出 在所使用的化合物 (x) 和 (y) 的全部反应性基团之间数值比的表达式。 在本发明的上下 文中,应注意反应性基团是最小的可反应性基团,因此,所述反应性基团的概念与官能 团的概念不同。 例如在 H- 酸性化合物的情况中,这表示 OH 基或 NH 基构成所述反应 性基团,但在同一碳原子上有两个反应性氢原子的 NH2 基并不构成所述反应性基团。 在1此,在官能团 NH2 中这两个氢原子被合理地视为反应性基团,因此官能团 NH2 含有两个 反应性基团,即氢原子。
在一个实施方案中,中间体化合物 Z1 和化合物 (c) 的用量使 (c) 的氨基氮原子 上的反应性氢与中间体化合物 Z1 中的酯基的当量比为 4 ∶ 1 至 1 ∶ 4,并且更特别地是 2.5 ∶ 1 至 1.5 ∶ 1。
在一个实施方案中,将聚环氧化物 (d) 中的环氧乙烷环与每个 (c) 中所使用的 单、二或聚氨基聚环氧烷基化合物的反应性氢原子的当量比值调节至 50 ∶ 1 至 10 ∶ 1 范 围内的值。
根据本发明意图使用的上述结构 (I) 中的 α, β- 不饱和羧酸酯 (a) 的实例是 丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、富马酸二甲酯、富马酸二乙 酯、衣康酸二甲酯和衣康酸二乙酯。 特别优选的化合物 (a) 是马来酸二烷基酯,特别是 马来酸二乙酯和马来酸二甲酯。
所述羟基化合物 (b) 可以是脂族或芳族的。 所述化合物 (b) 对酯交换反应催化 剂应是惰性的。
合适的芳族化合物 (b) 的实例如下 :间苯二酚、对苯二酚、2,2- 双 (4- 羟苯 基 ) 丙烷 ( 双酚 A)、二羟基二苯甲烷 ( 双酚 F) 的异构体混合物、四溴双酚 A、4,4′ - 二 羟基联苯环己烷、4,4′ - 二羟基 -3,3- 二甲基二苯基丙烷、4,4′ - 二羟基联苯、4, 4 ′ - 二羟基二苯甲酮、1,1- 双 (4- 羟苯基 ) 乙烷、1,1- 双 (4- 羟苯基 ) 异丁烷、双 (4- 羟苯基 ) 甲烷、双 (4- 羟苯基 ) 醚、双 (4- 羟苯基 ) 砜等,及上述化合物的氯化和溴 化产物。 优选双酚 A 作为芳族化合物 (b)。
在一个优选的实施方案中,羟基化合物 (b) 选自脂肪醇类、链烷二醇类和聚醚二醇类。 如有需要,这些化合物也可以是烷氧化的形式。
所述脂肪醇是碳原子数为 6-36 的伯醇,并且其可以是饱和或烯键式不饱和 的。 合适的脂肪醇的实例是己醇、庚醇、辛醇、壬醇 (pelargoyl alcohol)、癸醇、十一 醇、十二醇、十三醇、十四醇、十五醇、十六醇、十七醇、十八醇、十九醇、二十醇、 二十一醇、二十二醇、二十三醇、二十四醇、10- 十一醇、油醇、反油醇、蓖麻油醇、 亚油醇、亚麻醇、二十碳烯醇 (gadoleyl alcohol)、二十碳四烯醇、瓢儿菜醇和巴惟醇 (brassidyl alcohol)。
链烷二醇是通式 HO-CH2-R5-CH2-OH 的化合物,其中基团 R5 可以是饱和或不 饱和的、直链或带支链的且如需要还可含有芳族结构部分的疏水性烃基。 其实例是 1, 6- 己二醇、1,7- 庚二醇和 1,8- 辛二醇,以及聚氧化四亚甲基二醇 ( 也称为聚四氢呋 喃 ),并且二醇也已知为二聚醇。 在本发明的上下文中特别优选所述二聚醇。
二聚醇已经是可商购的化合物,并长期以来为人所知,通过如二聚脂肪酸酯的 还原可得到二聚醇。 这些二聚脂肪酸酯上的二聚脂肪酸是基于通过不饱和羧酸 ( 通常是 脂肪酸,如油酸、亚油酸、芥酸等 ) 的低聚反应而可得到的羧酸。 所述低聚反应典型地 在高温下,在例如包含氧化铝的催化剂的存在下发生。 所得的物质 - 工业级二聚脂肪酸 是混合物,其主要是二聚化反应产物。 但是,也存在少量的高级低聚物,特别是三聚脂 肪酸。 二聚脂肪酸是商售产品,并且可购得各种组成和等级。 有关二聚脂肪酸已有广 泛的文献报道。 例如,可在此引用以下的文章 :Fette& 26(1994),第 47-51 页 ; Speciality Chemicals 1984(Mai-Heft),第 17,18,22-24 页。 二聚醇在本领域中是已知 的。 对此,可举例引用相对更新的文章 :Fat Sci.Technol.95(1993)No.3,第 91-94 页,除 了其它方面,其还研究了二聚醇的制备、结构和化学性质。 对于本发明,优选二聚体含 量至少为 50%且更特别地是 75%,并且每个二聚体分子的碳原子数主要在 36-44 的范围 内的那些二聚醇。
用于本发明目的的聚醚二醇是通式为 HO-CH2-R6-CH2-OH 的二醇,其中基团 R6 是疏水性烃基,其可以是饱和或不饱和的、直链或带支链的且还可任选地包括芳族结构 部分,并且其中肯定有一个或多个 CH2 单元各自被氧原子取代。
一类特别优选的聚醚二醇是通过链烷二醇 ( 如 1,2- 乙二醇、1,3- 丙二醇、1, 2- 丙二醇、1,4- 丁二醇、1,3- 丁二醇、1,5- 戊二醇、1,6- 己二醇、1,7- 庚二醇和 1,8- 辛二醇、聚氧化四亚甲基二醇 ( 聚四氢呋喃 )) 和二聚醇的烷氧化反应得到的聚醚二 醇。 制备这些烷氧化二醇而采取的典型方法如下 :在第一步骤中,将所需的二醇与环氧 乙烷和 / 或环氧丙烷接触,并且使该混合物在碱性催化剂的存在下,在 20 至 200℃范围 的温度下反应。 通过该方法得到环氧乙烷 (EO) 和 / 或环氧丙烷 (PO) 与所使用的二醇的 加成物。 因此,所述加成产物是各二醇的 EO 加成物或 PO 加成物或 EO/PO 加成物 ;在 EO/PO 加成物的情况中, EO 和 PO 的加成反应可在统计学意义上进行或嵌段进行。
适于化合物 (a) 和 (b) 反应的酯交换反应催化剂包含现有技术中本领域技术人员 已知的所有酯交换反应催化剂。 合适的催化剂实例是甲醇钠、二乙酸二丁基锡和钛酸四 异丙酯。 尽管并非绝对必要,在酯交换反应后,如有需要可将所述催化剂减活。
单、二或聚氨基聚环氧烷基化合物作为氨基组分 (c)。 这意味着这些化合物具 有一个、两个或更多个的氨基官能团 (NH 或 NH2 官能团 ),并且还含有环氧烷单元。 后述单元更特别地是环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷,而环氧乙烷和环氧丙烷是特别优选 的。 所述化合物 (c) 是在 20℃下至少部分可溶于水的物质。
从现有技术中已知化合物 (c) 的制备方法,并且其包括含羟基化合物与环氧烷的 反应,以及后续将所得的末端羟基转化为氨基。
对于含羟基化合物与环氧烷的反应,乙氧化反应和丙氧化反应是特别重要的。 在该情况中,典型的方法如下 :在第一步骤中将所需的含羟基化合物与环氧乙烷和 / 或 环氧丙烷接触,并且将该混合物在碱性催化剂存在下,在 20 至 200 ℃范围的温度下反 应。 这产生了环氧乙烷 (EO) 和环氧丙烷 (PO) 的加成物。 所述加成产物优选地是各含 羟基化合物的 EO 加成物或 PO 加成物或 EO/PO 加成物 ;在 EO/PO 加成物的情况中,EO 和 PO 的加成反应可在统计学意义上进行或嵌段进行。
在一个实施方案中,将通式为 R8-O-R9-CH2-CH(R10)-NH2 的物质用作化合物 (c)。 在该结构式中 :
-R8 是具有 1-12 个碳原子的单价有机基,其可以是脂族、脂环族或芳族的,
-R9 是由 5-200 个聚氧化亚烷基单元,特别是 EO 和 / 或 PO 单元组成的聚氧化 亚烷基, -R10 是氢或碳原子数至多为 4 个的脂族基。
在本发明的上下文中,特别合适的化合物 (c) 的示例是本领域技术人员已知的可 商购物质 “Jeffamines”。在此可提及的实例是 “Jeffamine 2070”,根据 Texaco,其通过 甲醇与环氧乙烷和环氧丙烷的反应,并将初始中间体的末端羟基转化为氨基而制备 ( 对 照 WO 96/20971,第 10 页,第 12-15 行 )。
化合物 (c) 优选的平均分子量 ( 数均 ;Mn) 在 148-5000 的范围内,更特别地是 在 400 至 2000 的范围内。
环氧化合物 (d) 是每分子中平均具有至少两个环氧基的聚环氧化物。 这些环氧 化合物可以是饱和或不饱和的,脂族、脂环族、芳族或杂环的,并且还可含有羟基。 此 外,它们可含有在混合和反应的条件下不产生任何干扰性副反应的组分,如烷基或芳基 组分、醚基等。 这些环氧化合物优选地是基于多元醇 ( 优选二醇 )、酚、这些酚的氢化产 物和 / 或基于酚醛清漆 ( 在酸性催化剂的存在下,单羟基或多羟基酚与醛,特别是甲醛的 反应产物 ) 的聚缩水甘油醚。 这些环氧化合物的环氧化物当量重量优选地在 160-500 之 间,特别地在 170-250 之间。 物质的环氧化物当量重量定义为含有 1mol 环氧乙烷环的该 物质的量 ( 克 )。
合适的多羟基酚优选地是以下的化合物 :间苯二酚、对苯二酚、2,2- 双 (4- 羟 苯基 ) 丙烷 ( 双酚 A)、二羟基联苯甲烷 ( 双酚 F) 的异构体混合物、四溴双酚 A、4, 4′ - 二羟基联苯环己烷、4,4′ - 二羟基 -3,3- 二甲基二苯基丙烷、4,4′ - 二羟基联 苯、4,4′ - 二羟基二苯甲酮、1,1- 双 (4- 羟苯基 ) 乙烷、1,1- 双 (4- 羟苯基 ) 异丁 烷、双 (4- 羟苯基 ) 甲烷、双 (4- 羟苯基 ) 醚、双 (4- 羟苯基 ) 砜等及上述化合物的氯化 和溴化产物 ;特别优选双酚 A。
双酚 A多元醇的聚缩水甘油醚也适于作为化合物 (d)。所述多元醇的实例包括乙二醇、 二甘醇、三甘醇、1,2- 丙二醇、聚氧化亚丙基二醇 (n = 1-20)、1,3- 丙二醇、1, 4- 丁二醇、1,5- 戊二醇、1,6- 己二醇、1,2,6- 己三醇、丙三醇和 2,2- 双 (4- 羟基 环己基 ) 丙烷。
还可使用多元羧酸的聚缩水甘油醚作为化合物 (d),所述多元羧酸的聚缩水甘油 醚通过环氧氯丙烷或相似的环氧化物与脂族、脂环族或芳族多元羧酸 ( 如乙二酸、丁二 酸、己二酸、戊二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、2,6- 萘二羧酸和二 聚化的亚麻酸 ) 的反应得到。 其实例是己二酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯 和六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯。
在下面文献中可以找到合适的环氧化合物 (d) 的综合性示例 :
-A.M.Paquin, “Epoxidverbindungen und Epoxidharze” 手册,Springer-Verlag, Berlin 1958, Chapter V,第 308-461 页 ;和
-Lee, Neville “Handbook of Epoxy Resins”,1967, Chapter 2,第 2-1 至 2-33 页。
还可使用两种或更多种环氧化合物 (d) 的混合物。
在本发明的上下文中所使用的胺 (e) 是伯胺和 / 或仲胺。 对于胺 (e),优选使 用在每分子中具有至少两个氮原子和至少两个活性氨基氢原子的多胺。 可使用脂族、芳 族、脂族 - 芳族、脂环族和杂环的二胺和多胺。
适合的胺 (e) 的实例如下 :聚亚乙基胺 ( 乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四 胺、四亚乙基五胺等 )、1,2- 丙二胺 ;1,3- 丙二胺、1,4- 丁二胺、1,5- 戊二胺、 1,3- 戊二胺、1,6- 己二胺、3,3,5- 三甲基 -1,6- 己二胺、3,5,5- 三甲基 -1, 6- 己二胺、2- 甲基 -1,5- 戊二胺、双 (3- 氨丙基 ) 胺、N,N′ - 双 (3- 氨丙基 )-1,2- 乙 二胺、 N-(3- 氨丙基 )-1,2- 乙二胺、1,2- 二氨基环己烷、1,3- 二氨基环己烷、1, 4- 二氨基环己烷、氨乙基哌嗪、聚 ( 环氧烷 ) 二胺和三胺 ( 如 Jeffamine D-230、Jeffamine D-400、 Jeffamine D-2000、 Jeffamine D-4000、 Jeffamine T-403、 Jeffamine EDR-148、 Jeffamine EDR-192、 Jeffamine C-346、 Jeffamine ED-600、 Jeffamine ED-900、 Jeffamine ED-2001)、间亚二甲苯基二胺、苯二胺、4,4 ′ - 二氨基二苯基甲烷、甲苯二胺、异 佛尔酮二胺、3,3 ′ - 二甲基 -4,4 ′ - 二氨基二环己基甲烷、4,4 ′ - 二氨基二环己 基甲烷、2,4′ - 二氨基二环己基甲烷、亚甲基桥联的聚 ( 环己基 - 芳族 ) 胺 ( 也称为 MBPCAA) 和聚氨基酰胺的混合物。
从前述的胺与上述 α,β- 不饱和羧酸酯 (a) 的反应中得到的反应产物,及前述 胺和上述聚环氧化合物 (d) 的反应中得到的反应产物也适于作为化合物 (e)。
B2) 型硬化剂可通过下述方法得到 :
将 a) 一种或更多种 α,β- 不饱和羧酸酯 (I) 与 c) 一种或更多种单、二或聚氨 基聚环氧烷基化合物反应,
R2R3C = C(R4)COOR1 (I)
其中,基团 R1 是碳原子数至多为 15 的芳基或脂族基,基团 R2、R3 和 R4 彼此独 立地是氢、带支链或不带支链的、在各情况中碳原子数至多为 20 的脂族基或芳族基,或 是基团 -(CH2)n-COOR1,其中 R1 的定义如上,并且 n 是 0-10 范围内的数,化合物 (a) 和 (c) 的用量使 (c) 的氨基氮原子上的反应性 H 原子与式 (I) 中所示 的 C = C 双键的当量比在 10 ∶ 1 至 1 ∶ 10 的范围内,所述 C = C 双键将羧酸酯 (a) 中 的 COOR1 基团定位在 α, β 位,
然后将由此所得的中间体 Z4 与 d) 一种或更多种聚环氧化物反应,将聚环氧化物 (d) 中环氧乙烷环与每个 (c) 中所使用的单、二或聚氨基聚环氧烷基化合物的反应性氢原 子的当量比值调节至 100 ∶ 1 至 1.5 ∶ 1 的范围,
并且然后将由此所得的中间体 Z5 与 e) 一种或更多种伯胺和 / 或仲胺反应,将 在中间体 Z5 中的环氧乙烷环与 (e) 的氨基碳原子上的反应性氢原子的当量比值调节至 1 ∶ 1.5 至 1 ∶ 20 的范围内的值。
对于物质 (a) 和物质 (c) 至 (e) 使用以上对 B 1) 型硬化剂的描述。
B3) 型固化剂可通过下述方法得到 :
将 a) 一种或更多种 α,β- 不饱和羧酸酯 (I) 与 c) 一种或更多种单、二或聚氨 基聚环氧烷基化合物反应,
R2R3C = C(R4)COOR1 (I)
其中,基团 R1 是碳原子数至多为 15 的芳基或脂族基,基团 R2、R3 和 R4 彼此独 立地是氢、带支链或不带支链的、在各情况中碳原子数至多为 20 的脂族基或芳族基,或 是基团 -(CH2)n-COOR1,其中 R1 的定义如上,并且 n 是 0-10 范围的数, 化合物 (a) 和 (c) 的用量使 (c) 的氨基氮原子上的反应性 H 原子与式 (I) 中所 示的 C = C 双键的当量比为 10 ∶ 1 至 1 ∶ 10 的范围,所述 C = C 双键将羧酸酯 (a) 的 COOR1 基团定位在 α, β 位,
然后将由此所得的初始中间体 Z4 与 g) 一种或更多种多羟基化合物反应,将中间 体化合物 Z4 中的酯基与多羟基化合物 (g) 中的羟基的当量比值调节至 1 ∶ 1.1 至 1 ∶ 10 的范围内的值,
并然后将所得的中间体 Z6 与 d) 一种或更多种聚环氧化物反应,将在聚环氧化物 (d) 中的环氧乙烷环与中间体 Z6 中羟基的当量比值调节至 1.5 ∶ 1 至 6 ∶ 1 的范围内的 值,
并然后将由此所得的中间体 Z7 与 e) 一种或更多种伯胺和 / 或仲胺反应,将中间 体 Z7 中的环氧乙烷环与 (e) 的氨基碳原子上的反应性氢原子的当量比值调节为 1 ∶ 1.5 至 1 ∶ 20 的范围内的值。
对于物质 (a) 和物质 (c) 至 (e) 使用以上对 B1) 型硬化剂的描述。
多羟基化合物 (g) 可以是脂族或芳族的。 在一个实施方案中,多羟基化合 物 (g) 选自特定类型的脂族二醇,并且特别是链烷二醇 - 特别是二聚醇、聚醚二醇和 聚酯二醇。 对于链烷二醇,包括二聚醇和聚醚二醇,采用以上对于组分 (b) 的 B1) 型 硬化剂的描述。 对于所述聚酯二醇,采用以下的描述 :用于本发明的聚酯二醇是通式 HOCH2-R7-CH2OH 的聚酯二醇,其中基团 R7 可以是饱和或不饱和的、直链或带支链的 疏水性烃基,并且若合适其还可含有芳族结构部分,并且在各情况中其中的一个或更多 个 CH2 单元肯定被 COO 单元取代。 对于制备,通常将二官能的多元醇与二羧酸或它们的 酸酐反应。 通常使用的多元醇是乙二醇、1,2- 丙二醇、1,4- 丁二醇、1,6- 己二醇。 典型的二羧酸是丁二酸、己二酸、邻苯二甲酸酸酐。 在本发明的上下文中特别优选 1,
6- 己二醇 - 己二酸聚酯。
在一个实施方案中,组分 B) 的用量是 5 重量%至 25 重量%。
组分 C)
本发明的涂层组合物的组分 C) 包含纤维。
如 本 领 域 技 术 人 员 所 知 晓 的, 术 语 “纤 维” 用 作 经 拉 伸 的 组 装 (elongated assembies) 的统称,所述组合物的分子 ( 或晶体 ) 在分子纵向 ( 或晶格的直边 ) 上具有相 同取向。 纤维是以单一形式或成束形式的有限长度的原纤形式结构 ( 整体纤维或毛发 ) 或是表观连续的纤维 ( 丝 )。
以下的纤维或其混合物作为组分 C) 特别合适 :Twaron 1091 和 Twaron1094。
纤维 C) 特别起着影响涂层组合物性质的作用。 不但改进涂层的化学性质、热性 质和机械性质,由于纤维还对生产性能产生关键影响。 此外,本发明的涂层组合物表现 出加工性能上的积极效果。 例如,在所述涂层组合物中纤维 C) 的存在起到例如使所述组 合物中存在的填料仅缓慢沉降或完全不沉降,特别是在固化的过程中不沉降的作用。
对比不含纤维的产物,本发明组合物中纤维 C) 的存在显著地增强了所述涂层组 合物的机械性能。 基于所述涂层组合物所有组分的总量,本发明组合物含有的纤维 C) 的 量为 0.1 重量%至 10 重量%。 优选的用量为 0.1 重量%至 5.0 重量%。 由于其形成自流 平涂层,在此特别优选 0.1 重量%至 2.5 重量%的范围 ;对比没有纤维的涂层组合物,含 有后述纤维含量的涂层组合物产生的涂层显著地更加柔韧,并表现出更高的挠曲强度、 拉伸强度和抗撕裂强度。 相比之下,不加入纤维得到不可延展的脆性涂层,其机械性质 因此而无法确定。
组分 D) 本发明的涂层组合物的组分 D) 包含被称为开放时间延长剂的蜡基组分。 该类体 Lexikon,系是本领域技术人员已知的 ( 对于蜡的概念,参见如 U.Zorll, Ed.,Lacke und Druckfarben,p.615,Georg Thieme Verlag,Stuttgart,New York,1998)。 为了 延长开放时间,提高填充化合物和隔离化合物的一致性和塑性,实际使用含水乳液或矿 物载体材料上的固体供应形式的蜡进行加工。 术语 “蜡” 不但包括狭义的蜡,还包括脂 肪醇。
R.Neumann, H.-G.Schulte, R.Pulver, das Eigenschaften schafft[ 产 生性 质 的 粉 末 ], Bautenschutz and Bausanierung, Vol.3/1999, pp.22-27 和 U.Nagorny, Extension of workability of synthetic resin plasters with additives based on fatty raw materials ; ConChem-Journal, No.1/1994, pp.23-26 给出了该类蜡基加工添加剂的深入描述。 特别 合适的是粉末形式的多种蜡基开放时间延长剂,特别是已施用于固体载体的每分子中碳 原子数为 16-72 的脂肪醇。 在本发明的上下文中,可直接引用 WO 98/49114 的公开内 容。
特 别 合 适 的 蜡 基 开 放 时 间 延 长 剂 是 商 购 自 Cognis Deutschland GmbH, Düsseldorf/DE 的产品 Loxanol TM 842DP( 含水分散液 ) 和 Loxanol TM P( 无水的粉末型 固体 )。
在一个实施方案中,基于所述涂层组合物所有组分的总量,组分 D) 的用量为 0.1 重量%至 2.0 重量%。组分 E)
本发明的涂层组合物的组分 E) 包含流变添加剂。 在此可以使用本领域技术人员 已知的所有相关流变添加剂,优选单独或组合使用层状硅酸盐或聚 ( 甲基 ) 丙烯酸酯或纤 维素醚或被称为缔合型增稠剂的物质。
优 选 层 状 硅 酸 盐 与 疏 水 化 改 性 的 聚 醚 氨 酯 (HEUR) 或 疏 水 化 改 性 的 聚 醚 (HMPE) 的组合。 疏水化改性在此表示在所述类的物质的分子中存在的疏水性基团。 特别优选的 HEUR 是在 G.Schulte, J.Schmitz, R. Additive für Systeme und umweltfreundliche Lacke[ 含水体系和对生态环境友好的油漆助剂 ], Welt der Farben, 28-31(12/1997) 中 所 描 述 的 无 溶 剂 型 HEUR, 和 在 DE-A-4242687 中 描 述 的 假 塑 性 HEUR。
在一个实施方案中,基于所述涂层组合物的所有组分的总重,组分 E) 的用量为 0 重量%或 0.1 重量%至 3.0 重量%。
组分 F)
本发明的涂层组合物的组分 F) 包含填料。 其实例是如石英砂、重晶石、碳酸 钙、硅酸盐、硫酸钙、滑石、高岭土、云母、长石、金属氧化物、氢氧化铝、硅酸铝、 炭黑、石墨、硫酸钡等。 基于所述涂层组合物所有组分的总量,所述填料的用量在 5.0 重 量%至 70 重量%的范围内。 组分 G)
本发明的涂层组合物的组分 G)( 水 ) 的用量为 0 重量%或 0.1 重量%至 12.0 重 量%,优选用量为 0.1 重量%至 10.0 重量%。
组分 H)
对于本发明的涂层组合物的组分 H),可使用其它的加工助剂和 / 或本领域技术 人员已知的添加剂。 其实例是颜料、水泥、砾石、脱气剂、消泡剂、分散助剂、防沉降 剂、加速剂、游离胺、流量控制添加剂和导电增强剂。
本发明还提供上述涂层组合物作为流平和隔离化合物的用途,更特别地是在建 筑行业中。 特别优选地是用于地板的用途。
本发明的环氧树脂基地板涂层组合物表现出以下优点,对比现有技术,其体现 出改进 :
●对比常规的流变添加剂,结构改性的 AEROSIL 产品 AEROSIL R8200 具有低增 稠作用。
●由于 AEROSIL R 8200 的低增稠作用,可以配制地板涂层组合物,使其自流 平。
●由于 AEROSIL R 8200 的低增稠作用,可以实现至多 25%的较高填充度。
●由于 AEROSIL R 8200 可能的更高填充度,改进了地板涂层组合物的机械性 质。
●对比常规的气相法二氧化硅, AEROSIL R 8200 显示出显著更短的加入时间 (incorporation time)。
●此外, AEROSIL R 8200 显示出良好的可分散性。
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