[发明专利]用于可热固化体系中的含羧基聚合物的交联剂

说明书

本发明涉及包括含羧基聚合物，特别是包括羧基封端的聚酯聚合物、含羧基丙烯酸酯聚合物和/或含羧基的甲基丙烯酸酯聚合物的可热固化体系的交联剂(固化剂)。本发明特别涉及一种以含环碳酸酯基团的异氰脲酸酯化合物为基础的交联剂。

已知在包括含羧基聚合物，如羧基封端的聚酯、含羧基的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯聚合物的可固化组合物中，可用含环碳酸酯基团的异氰脲酸酯代替类似的聚缩水甘油基化合物作为交联剂。例如，WO97/24408公开的可固化体系包括至少一种羧基封端的聚酯化合物作为粘合剂，一种含环碳酸酯基团的异氰脲酸酯化合物和一种聚缩水甘油基化合物作为交联剂，一种促进剂(催化剂)以及其它本身已知的添加剂。使用含环碳酸酯基团的异氰脲酸酯化合物被认为是使用相应的聚缩水甘油基化合物的另一选择。作为固化过程的结果，二氧化碳(CO₂)从环碳酸酯基团脱离并逸出，除非组合物中包含一定量的至少一种缩水甘油基化合物，否则可以导致在超过20μm的涂层厚度上形成泡沫。缩水甘油基化合物的存在可使得泡沫的形成减少，因而可生产最高达100μm的涂层厚度而没有任何明显的干扰性泡沫的形成。然而，两种交联剂与粘合剂仍然存在着不同的反应速率，因此有必要在较高的温度下进行固化。其结果，缩水甘油基的固化进行得相当快，从而阻止了二氧化碳的选出而不产生泡沫。如果含环碳酸酯基团的化合物的熔点高于120℃或130℃，而且如果这些化合物少量地溶于或者不溶于粘合剂，那么上述的缺点因两种交联剂与粘合剂反应速率的不同而增加。

令人惊讶的是，现已发现，如果将用来交联环碳酸酯基团的催化剂预先通过一种合适的方法加进含环碳酸酯基团的异氰脲酸酯化合物，并且如果然后才将如此改性的交联剂加到可固化体系中，则上述缺点就会基本上或完全得以克服。以这种方法就可能在较低的温度下，通常低于含环碳酸酯基团化合物的熔点，开始固化该体系。而且只需要较少的催化剂，这样就降低了成本。二氧化碳可在较低温度下，即当固化过程进行程度较低时选出，这就大大降低了泡沫形成的趋势。二氧化碳的逸出能在较低温度下开始并持续较长时间，因此而有可能生产出较厚的涂层，即厚度超过100μm的涂层，必要的话，厚度最高达200μm的涂层，并且没有泡沫的形成。

本发明在本专利要求中作了解释。本发明特别涉及一种用于可热固化含羧基聚合物，特别是用于包括羧基封端的聚酯、含羧基的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯聚合物的交联剂(固化剂)，这种交联剂由至少一种含环碳酸酯基团的异氰脲酸酯化合物组成，其特征在于所述含环碳酸酯基团的异氰脲酸酯化合物包含至少一种以溶解或分散形式存在的催化剂，即此催化剂是在交联反应前独立地加入到异氰脲酸酯化合物中的。

新型交联剂优选通过以下方法制备：将含环碳酸酯基团的异氰脲酸酯化合物溶于合适的溶剂，将至少一种催化剂溶解或分散于其中，然后再将溶剂除去。

因此，本发明涉及此新型交联剂的制备过程，它包括将含环碳酸酯基团的异氰脲酸酯化合物溶于合适的溶剂，将至少一种催化剂溶解或分散于其中，然后再将溶剂除去。本发明也涉及由此方法制备或得到的交联剂。

本发明还涉及该新型交联剂作为硬化剂用于可热固化含羧基聚合物，特别是包括羧基封端的聚酯、含羧基的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯聚合物中，优选用于可热固化涂料体系以及，特别是用于可热固化粉末涂料组合物中的用途。

这样的可热固化体系、涂料体系和粉末涂料组合物优选包含(ⅰ)作为粘合剂的至少一种含羧基聚合物，更优选羧基封端的聚酯和/或含羧基的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯聚合物，(ⅱ)一种新型交联剂，(ⅲ)任选的一种或几种缩水甘油基化合物和至少一种用于所述缩水甘油基化合物与含羧基聚合物的交联反应的催化剂，以及(ⅳ)本身常用的其它添加剂。

包含在交联剂中的环碳酸酯基团可由如下方法制备：在催化剂，优选是一种碱性化合物的存在下，使相应的含缩水甘油基团的异氰脲酸酯化合物与二氧化碳反应，使部分或全部存在于分子中的缩水甘油基团转化为环碳酸酯基团。在与羧基发生交联反应的过程中，即在固化过程中，环碳酸酯基团释放出在合成过程中吸收的二氧化碳。由缩水甘油基团制备环碳酸酯基团的方法本身是已知的，在开始所列举的WO97/24408第六页、第七页及所附的参考文献中也已有描述。

根据本发明可以使用的含环碳酸酯基团的异氰脲酸酯化合物优选其熔点为至少120℃，更优选至少130℃，特别优选至少140℃，并且通常少量溶于或不溶于粘合剂中，即异氰脲酸酯化合物在每100克粘合剂中的溶解度低于20克，通常低于10克。