[发明专利]环氧树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂组合物。本发明还涉及一种包含所述环氧树脂组合物的可固化涂料组合物。

背景技术

环氧树脂广泛用于涂料应用中，如维护和保护性涂料(M&PC)。多层涂料系统一般来说包含面漆和底漆，其中底漆存在于被涂布的衬底和面漆之间。芳香族环氧树脂(例如双酚A环氧树脂)由于其令人满意的对金属粘着力的强度和耐化学性而被广泛用作底漆。然而，由基于芳香族环氧树脂的涂料组合物制成的涂膜在暴露于如日光的要素时遭受粉化。因此，所述基于芳香族环氧树脂的涂料组合物不适合于制备面漆，面漆要求耐紫外线(UV)性和耐候性(也被称作耐候性(weather durability/weatherability))。

目前，广泛使用的面漆是由聚氨基甲酸酯(polyurethane，PU)涂料组合物制成，因为PU具有比芳香族环氧树脂更好的耐UV性和耐候性。然而，相比于环氧面漆，PU面漆可与环氧底漆进行负相互作用，尤其当在冬季期间在低温(例如低于5摄氏度(℃))下涂覆时。所述负相互作用可能导致PU面漆和环氧底漆之间的差粘着力，甚至使PU面漆从环氧底漆分离，尤其当涂料应用是在冬季期间时。

已经尝试提高环氧树脂的耐候性。举例来说，一种方法是在含钌催化剂存在下氢化芳香族环氧树脂中的芳环。不利的是，芳香族环氧树脂中的芳环难以完全氢化。因此，所得产物可能仍含有残余不饱和度，导致不令人满意的面漆的耐候性。此外，适合于制造面漆的环氧树脂需要具有足够的反应性，以使得包含环氧树脂的涂料组合物可快速干燥和固化。举例来说，M&PC涂料在环境温度(即在21℃到25℃范围内的温度)下典型地要求小于5小时的消粘时间和在24小时内的干硬时间，如根据ASTM D 5895中所述的测试方法测定。另外，可挠性和耐冲击性对于面漆来说是合乎需要的特性，足以使涂料在偏转和/或撞击时维持其完整性。

因此，期望提供一种适合于面漆应用的不经受与芳香族环氧树脂组合物相关的挑战的环氧树脂组合物。还期望提供一种满足工业要求的具有先前所述的消粘时间和干硬时间的环氧树脂涂料组合物。

发明内容

本发明通过提供一种用于从其制造具有数种优点的涂膜的环氧树脂涂料组合物来为现有技术问题提供解决方案。举例来说，所述涂膜不含与芳香族环氧树脂组合物相关的风化问题。另外，可固化涂料组合物在环境温度下具有小于5小时的消粘时间和在24小时内的干硬时间。此外，涂料组合物允许形成具有良好可挠性(即如根据ASTM D 522测量不具有开裂)的涂膜。并且，涂膜的冲击强度如根据ASTM 2794测试所测量是至少226.8米*克(m*g)(50厘米*磅(cm*1b))。此外，本发明解决环氧底漆和上覆的PU面漆之间的负相互作用问题，PU面漆由如比较实例A中阐述的广泛使用的高性能工业PU涂料组合物制成、在本文中是在5℃或更低的温度下进行涂覆。

本发明是一种包含至少一种具有下式(I)的环氧树脂的新颖环氧树脂组合物：

式(I)

其中a是0到5的整数，x是3到15的整数，y是5到30的整数、z是0或1，b是3到10的整数，c是1到6的整数，R₁是C₆到C₂₀亚环烷基，以及R₂是饱和C₂到C₂₀脂肪族烃基或饱和C₅到C₂₀脂环族烃基。术语“C_t”是指具有t数目的碳原子的分子片段，其中t是数值。

本发明的新颖环氧树脂组合物出人意料地提供一种可固化涂料组合物，其在环境温度下实现5小时或5小时以下的消粘时间和24小时或24小时以下的干硬时间，如根据ASTM D 5895测定。同时，由这种可固化涂料组合物制成的涂膜展示令人满意的耐候性(即，其中涂膜在至少400小时测试之后展现小于30％之光泽损失，如根据ASTM G154-6所测定)；和与比较实例A中阐述的上覆的PU面漆(“上覆的PU面漆”)相当的耐UV性。本发明的可固化涂料组合物还提供一种当在5℃或更低温度下涂覆时具有比上覆的PU面漆更好的对环氧底漆的粘着力的涂膜。另外，涂膜如根据ASTM D 522所测量不具有开裂，并且如根据ASTM 2794所测量具有至少226.8m*g(50cm*1b)的冲击强度。

在第一方面中，本发明包括一种环氧树脂组合物，其包含至少一种具有下式(I)的环氧树脂：