[发明专利]水分散的聚酯树脂组合物

说明书

发明领域

本发明涉及适合于制备涂料组合物、透明和颜料着色涂料组合物的水分散的聚酯树脂组合物，所述涂料组合物可以施涂于各种基材上，通过辐射和/或暴露到空气中固化，并为这些基材提供具有良好机械性能和耐化学品性的涂膜。

发明背景

聚酯树脂，并且在它们当中，尤其醇酸树脂是用于环境固化溶剂基涂料的最常用的粘结剂类别之一。传统的溶剂基醇酸树脂的耐性经由当经历空气时的自动氧化交联显现。当醇酸树脂的不饱和脂肪酸或油中的活化亚甲基在空气中被氧化成相应的随后分解而产生自由基的氢过氧化物(从而导致氧化交联过程)时，交联发生。这种氧化交联过程通常通过添加所谓的干燥剂，例如钴、锆、钙和锰的各种盐加速。然而，醇酸树脂具有较慢的″干燥″或固化时间，尤其是在环境温度下。已经对醇酸树脂作出了各种改性以解决这样的关注。

一种这样的尝试包括用乙烯基或丙烯酸系聚合物改性聚酯树脂或醇酸树脂(所述乙烯基或丙烯酸系聚合物基于单体例如苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯，经由这些单体在所述醇酸树脂存在下的自由基聚合)，而产生乙烯基-醇酸树脂共聚物或所谓的″乙烯基化醇酸树脂″或″乙烯基化聚酯″。

乙烯基化醇酸树脂一般具有具有较高的摩尔质量和较高的玻璃化转变温度(Tg)，而导致涂层具有减少的消粘时间。然而，此种涂层的所谓的″全面干燥时间″(形成改性树脂的醇酸树脂部分的脂肪酸中的不饱和部分完全氧化)长于未改性的醇酸树脂，这归因于由于与乙烯基单体共聚而引起的醇酸树脂中的不饱和度降低。另外的缺点是含乙烯基化醇酸树脂的漆配方要求更大量的溶剂，这归因于乙烯基化醇酸树脂的提高的摩尔质量和Tg。

水基醇酸树脂呈水性乳液或分散体形式施用，并仅需要少量聚结添加剂。然而，醇酸树脂的水蒸发和氧化干燥按与溶剂基醇酸树脂中相同的时间标度发生。虽然其它树脂体系允许更快的固化，但是醇酸树脂尤其对木材基材的有利性能，例如木材润湿(″Anfeuerung″)使醇酸树脂在这种高度合乎需要的应用领域中使用。

在公开的专利申请WO 2003/087244 A1中，描述了水性丙烯酸酯官能化的醇酸树脂涂料组合物，其包含丙烯酸酯官能化的醇酸树脂、至少一种干燥剂和水。所述丙烯酸酯官能化醇酸树脂包含(a)醇酸树脂、(b)酸酐和(c)丙烯酸缩水甘油酯的反应产物。通过使醇酸树脂与酸酐的反应将所述醇酸树脂的羟端基转化成酸端基而产生羧基官能化树脂，该羧基官能化树脂然后又与所述丙烯酸缩水甘油酯反应。还公开了水性丙烯酸酯官能化的醇酸树脂涂料组合物的制备方法，该方法包括在水存在下使丙烯酸酯官能化醇酸树脂与至少一种干燥剂接触的步骤。这些体系通过辐射的固化在这一文献中没有被提及。

在所述羟基-官能化醇酸树脂与所述酸酐反应期间在反应条件下，在用于合成所述醇酸树脂的催化剂仍存在时，一定量酯交换发生，并且如果使用酸官能化酸酐例如WO 2003/087244 A1的偏苯三酸酐，则还将引起链支化。所述聚合物对两种连续反应的需要也是缺点。通过这种方法导入的不饱和部分可以由对应于所述树脂中3％-12％的质量分数的丙烯酸缩水甘油酯(M＝128.13g/mol)的量计算，是234mmol/kg-936mmol/kg。

在公开的专利申请WO 2004/009 716 A1中，公开了醇酸树脂基自由基可固化组合物，其中所述聚合物包含醇酸树脂部分，和含有烯属不饱和基团的链侧挂的自由基可固化部分。这些基团优选经由异氰酸酯官能化烯属不饱和化合物与所述聚合物链连接，该异氰酸酯官能化烯属不饱和化合物优选是二异氰酸酯与羟基官能化的(甲基)丙烯酸系酯例如甲基丙烯酸羟乙酯的反应产物，或二异氰酸酯与羟烷基乙烯基醚例如4-羟丁基乙烯基醚的反应产物。所述羟基官能化醇酸树脂是如下制备的：通过首先与环氧化物，例如新癸酰基缩水甘油基酯反应将醇酸树脂中的大多数酸基转化成羟基。这里描述的醇酸树脂的改性包括从预形成的醇酸树脂开始的三个步骤：首先，通过与环氧化合物反应将酸基转化成羟基，其次，通过使二异氰酸酯与羟基官能化烯属不饱和化合物反应制备官能化剂，第三，使所述羟基官能的聚酯或醇酸树脂与所述异氰酸酯官能化不饱和化合物反应。这里描述的可固化组合物是溶剂基的。

因此，本发明的一个目的是提供基于具有烯属不饱和部分的聚酯树脂或醇酸树脂的水基可辐射固化组合物。