[发明专利]含四甲基环丁烷二醇的涂料组合物

说明书

详述

丙烯酸系树脂和聚酯是溶剂型热固性涂料制造中所用的常见树脂类型。丙烯酸系树脂以它们优异的硬度、快速干燥时间、耐划伤性、耐沾污性、耐化学性和耐湿性以及室外耐久性著称。但是，丙烯酸涂料常常缺乏挠性并在涂料配制中需要大量溶剂以实现实用的涂施粘度。丙烯酸系树脂的高溶剂要求导致难以符合各种联邦和州空气质量组织规定的涂料VOC（“挥发性有机化合物”）含量规章。

相反，聚酯理想地适合配制低VOC含量或“高固含量”涂料并提供性能的良好平衡。但是，聚酯通常不像丙烯酸树脂那样好地耐气候老化（weather）。丙烯酸和聚酯树脂的共混物可用于实现具有合意性质的高固含量溶剂型热固性涂料。包含丙烯酸和聚酯树脂的共混物的涂料组合物的一些示例性实例是美国专利号4,076,766；4,322,508；4,338,379；4,397,989；4,751,267；和4,716,200的主题。

聚酯树脂可用于替代涂料配方中的一部分丙烯酸树脂以改进某些性能。例如，聚酯的存在有助于降低VOC含量，提高光泽度，改进涂料的挠性或一种或多种这些性质的组合。但是，聚酯也具有减慢干燥时间的不合意作用。该涂料的抗流挂性、硬度和硬度相关性质也可能受损。

例如，含有新戊二醇（在本文中缩写为“NPG”）和高含量间苯二甲酸（在本文中缩写为“IPA”）的聚酯树脂通常表现出良好的光泽、硬度、耐沾污性和耐化学性。但是，具有高IPA含量的聚酯在与丙烯酸树脂共混时表现出差相容性。

聚酯/丙烯酸共混物的不相容性通过相分离、树脂从溶液中沉淀和从不透明到浑浊溶液的各种程度的差透明度而自身表现出来。这些条件非常不合意并造成树脂溶液和由其配制的涂料的差储存稳定性。该涂料可能发生增粘、相分离、成分附聚等，这会造成固化膜的更高的涂施粘度、差外观和差机械性质。

有时可通过在树脂配方中掺入各种改性二醇、二羧酸和酐来改进聚酯的相容性。这些改性二醇和二羧酸的实例包括1,6-己二醇（在本文中缩写为“HD”）、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇（在本文中缩写为“TMPD”）、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇（在本文中缩写为“BEPD”）、己二酸（在本文中缩写为“AD”）、1,4-环己烷二甲酸（在本文中缩写为“CHDA”）和六氢邻苯二甲酸酐（在本文中缩写为“HHPA”）。尽管这些单体可改进相容性，但它们常产生减缓干燥时间、降低抗流挂性（sag resistance）并降低涂层硬度和与较高硬度相关的合意性质的聚酯。

因此需要与丙烯酸树脂形成相容共混物但仍保持丙烯酸树脂独自在高固含量涂料组合物中表现出的合意硬度性质的聚酯树脂。我们已经发现，由2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇制成的聚酯树脂表现出与丙烯酸树脂的良好相容性，即使存在高芳族二羧酸含量。

本发明提供包含由2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇制成的可固化聚酯、丙烯酸共聚物、交联剂和溶剂的溶剂型热固性涂料组合物。因此，在一个实施方案中，我们的发明提供热固性涂料组合物，其包含：

（A）. 占（A）、（B）和（C）的总重量的2至50重量%的可固化聚酯，其包含

i. 二酸残基，其包含占二酸残基总摩尔的20至100摩尔%的间苯二甲酸的残基和80至20摩尔%的己二酸的残基；

ii. 二醇残基，其包含占二醇残基总摩尔的10至100摩尔%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇的残基；和

iii. 占二醇和多元醇残基总摩尔的2至40摩尔%的至少一种多元醇的残基；

其中该可固化聚酯具有500至10,000道尔顿的数均分子量、-35℃至100℃的玻璃化转变温度、20至300 mg KOH/g聚酯的羟值和0至80 mg KOH/g聚酯的酸值；

（B）. 占（A）、（B）和（C）的总重量的25至88重量%的包含至少一个羟基、环氧基、羧基、受阻酚或乙酰乙酰氧基官能团的烯键式不饱和单体的至少一种丙烯酸共聚物；和

（C）. 占（A）、（B）和（C）的总重量的10至50重量%的包含至少一种可与羧酸或羟基反应的化合物的至少一种交联剂；

（D）. 占（A）、（B）、（C）和（D）的总重量的10至60重量%的至少一种非水溶剂。