CN105793310A - 聚酯和含有其的涂料 - Google Patents
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Abstract
公开的是一种聚酯，其由包括下面组分的反应物混合物来制备：a)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25?60重量％，基于反应物的总重量计；b)多元酸，其中该多元酸包括小于90mol％的间苯二甲酸；和c)具有至少3个羟基的多元醇。该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且所述聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s?1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的Physica MCR 301流变仪测量的，和所述聚酯的酸值小于15mgKOH/g。该多元酸还可以是脂肪族多元酸。还公开了包含该聚酯的涂料和至少部分地用这样的涂料涂覆的基材。
Description
发明领域
本发明涉及聚酯，包含这样的聚酯的涂料和施涂有这样的涂料的基材。
发明背景
常规的聚酯是通过醇和酸的不同组合来制备的。这些聚酯已经用于形成涂料，其反之可以用于涂覆金属和非金属基材。经常期望的是这些聚酯涂料具有特别的装饰性和/或性能性质。例如令人期望的是涂层表现出良好的耐化学性，耐擦伤性和/或耐候性。另外，还令人期望的是生产具有低量的挥发性有机化合物(VOC)的高固体涂料。
发明内容
在某些实施方案中，本发明涉及一种由反应物混合物制备的聚酯，该反应物混合物包括：a)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25-60重量％，基于反应物的总重量计；b)多元酸，其中该多元酸包含小于90mol％的间苯二甲酸；和c)具有至少3个羟基的多元醇。该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且该聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪测量的，和该聚酯的酸值小于15mgKOH/g。
在某些实施方案中，本发明涉及一种由反应物混合物制备的聚酯，该反应物混合物基本由以下组分组成：a)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25-60重量％，基于反应物的总重量计；b)多元酸，其中该多元酸包含小于90mol％的间苯二甲酸；和c)具有至少3个羟基的多元醇。该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且该聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪测量的，和该聚酯的酸值小于15mgKOH/g。
在某些实施方案中，本发明涉及一种由反应物混合物制备的聚酯，该反应物混合物包括：a)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25-60重量％，基于反应物的总重量计；b)脂肪族多元酸；和c)具有至少3个羟基的多元醇。该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且该聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪测量的，和该聚酯的酸值小于15mgKOH/g。
在某些实施方案中，本发明涉及一种包括聚酯和交联剂的涂料组合物。该聚酯是由反应物混合物制备的，该反应物混合物包括：1)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25-60重量％，基于反应物的总重量计；2)多元酸，其中该多元酸包含小于90mol％的间苯二甲酸；和3)具有至少3个羟基的多元醇。该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且所述聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪测量的，和所述聚酯的酸值小于15mgKOH/g。
在某些实施方案中，本发明涉及一种包括聚酯和交联剂的涂料组合物。该聚酯是由反应物混合物制备的，该反应物混合物包括：1)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25-60重量％，基于反应物的总重量计；2)脂肪族多元酸；和3)具有至少3个羟基的多元醇。该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且该聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪测量的，和该聚酯的酸值小于15mgKOH/g。
在某些实施方案中，一种基材是至少部分地用上述任意涂料组合物涂覆的。
具体实施方式
在下面的具体实施方式中，应当理解本发明可以赋予不同的可选择的变化和步骤次序，除了其中有明确的相反规定之外。此外，除了任何操作实施例或者其中另有指示之外，表示例如说明书和权利要求中所用的成分的量的全部数字被理解为在全部的情况中是用术语“约”修饰的。因此，除非有相反的指示，否则下面的说明书和附加的权利要求中阐明的数字参数是约数，其可以根据本发明所寻求获得的期望的性能而变化。最起码，和并非打算使用等价原则来限制权利要求的范围，每个数字参数应当至少按照所报告的有效数字的位数和通过使用普通的四舍五入技术来解释。
虽然阐明本发明宽的范围的数字范围和参数是约数，但是在具体实施例中所述的数值是尽可能精确来报告的。然而，任何数值本质上包含了由它们各自的测试测量中存在的标准偏差所必然形成的某些误差。
同样，应当理解这里所述的任何数字范围目的是包括处于其中的全部的子范围。例如范围“1-10”目的是包括在所述的最小值1和所述的最大值10之间(并包括端值)的全部子范围，即，具有最小值等于或者大于1和最大值等于或者小于10。
在本申请中，单数的使用包括复数且复数涵盖单数，除非另有明确规定。另外，在本申请中，使用“或者”表示“和/或”，除非另有明确规定，即使在某些情况中可以明确使用“和/或”。此外，在本申请中，使用“一个”或者“一种”表示“至少一种”，除非另有明确规定。例如“一种”芳族一元酸，“一种”多元酸，“一种”多元醇，“一种”脂肪族多元酸等指的是这些项目的任何的一种或多种。
如此处所使用的，过渡术语(transitionalterm)“包含”(和其他相当的术语，例如“含有”和“包括”)是“开放式的”，并且涉及本发明必要的组合物，方法及其各自的组分来使用，且是开放的以包括未指明的物质。术语“基本由……组成”指的是给定的实施方案所需的那些组分，并且允许存在不对该实施方案的性能或功能特性产生实质性影响的组分。术语“由……组成”指的是这样的组合物和方法，其排除了在实施方案的说明中没有提及的任何其他组分。
如所示的，本发明涉及可以用于形成涂料的聚酯聚合物，该涂料包括但不限于可以施涂到基材的至少一部分上的透明涂料和着色涂料。如此处所使用的，术语“聚合物”指的是低聚物以及均聚物和共聚物二者。术语“树脂”是与“聚合物”可互换使用的。
在某些实施方案中，聚酯是由包括芳族一元酸，多元酸和多元醇的反应物混合物来制备的。如此处所使用的，术语“芳族”指的是稳定性(归因于离域)显著大于假定的定域结构的环状共轭烃，和术语“一元酸”指的是这样的化合物，其具有单个酸基团，并且包括该酸的酯和酸酐。同样，“芳族一元酸”指的是这样的化合物，其包括稳定性显著大于假定的定域结构的环状共轭烃，并且其还包括单个酸基团或者该酸的酯和酸酐。可以用于制备该聚酯的芳族一元酸的非限定性例子包括苯甲酸，羟基苯甲酸例如4-羟基苯甲酸，水杨酸，烟酸，萘甲酸，肉桂酸，苯基丙酸及其混合物。
在某些实施方案中，用于制备该聚酯的反应物混合物包含至少25重量％的芳族一元酸，基于反应物的总重量计。在这些实施方案中的一些中，该反应物混合物包含25重量％-60重量％的芳族一元酸，基于反应物的总重量计。在其他实施方案中，该反应物混合物包含30重量％-50重量％的芳族一元酸，基于反应物的总重量计。
在某些实施方案中，用于制备聚酯的反应物混合物可以基本上(substantially)没有，可以实质上(essentially)没有，和可以完全没有非芳族一元酸。术语“基本上没有非芳族一元酸”表示该反应物混合物包含小于1000份/百万份(ppm)的非芳族一元酸，“实质上没有非芳族一元酸”表示该反应物混合物包含小于100ppm的非芳族一元酸，和“完全没有非芳族一元酸”表示该反应物混合物包含小于20份/十亿份(ppb)的非芳族一元酸。
如此处所使用的，术语“非芳族一元酸”指的是包括这些酸的酯和酸酐的脂肪族一元酸。如此处所使用的，术语“脂肪族”指的是这样的有机化合物或者基团，其特征在于直链或者支链结构，或者闭环结构，它们全部包含饱和的碳键，和任选的一个或多个共轭或者非共轭的碳-碳不饱和键，例如碳-碳双键，但是不包括稳定性明显大于假定的定域结构的环状共轭结构。因此，脂肪族一元酸不包含芳族部分。非芳族一元酸的非限定性例子包括脂环族羧酸，包括环己烷羧酸，C1-C18脂肪族羧酸例如乙酸，丙酸，丁酸，己酸，庚酸，辛酸及其混合物。
如上所述，该聚酯还可以用多元酸来制备。如此处所使用的，术语“多元酸”指的是这样的化合物，其具有两个或者更多个酸基团，并且包括该酸的酯和酸酐。用于制备聚酯的多元酸可以包括但不限于芳族多元酸，非芳族多元酸(即，脂肪族多元酸，其包括环状脂肪族多元酸(也称作脂环族多元酸)，直链脂肪族多元酸和支化的脂肪族多元酸)，及其混合物。
可以用于制备聚酯的芳族多元酸的非限定性例子包括对苯二甲酸，间苯二甲酸，邻苯二甲酸，偏苯三酸及其混合物。在其中芳族多元酸用于制备聚酯的这样的实施方案中，该多元酸包含小于90mol％的间苯二甲酸，包括它的酯和酸酐，基于用于制备聚酯的全部多元酸计。例如在某些实施方案中，该多元酸包含0mol％(即，完全没有间苯二甲酸，它的酯和酸酐)-89mol％的间苯二甲酸，包括它的酯和酸酐，基于用于制备聚酯的全部多元酸计。在某些实施方案中，该多元酸包含0mol％-85mol％的间苯二甲酸，包括它的酯和酸酐，例如0％-60％，0％-40％，或者0％-20％，基于用于制备聚酯的全部多元酸计。在某些实施方案中，该多元酸包含0mol％-10mol％的间苯二甲酸，包括它的酯和酸酐，基于用于制备聚酯的全部多元酸计。在其中芳族多元酸用于制备聚酯的这些实施方案中的一些中，该多元酸包含0mol％的间苯二甲酸，包括它的酯和酸酐(即，完全没有间苯二甲酸，包括它的酯和酸酐)，基于用于制备聚酯的全部多元酸计。
如所示的，在某些实施方案中，该多元酸是非芳族多元酸(即脂肪族多元酸)。非芳族(即，脂肪族)多元酸的非限定性例子包括琥珀酸，己二酸，六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)，环己烷二羧酸(CHDA)，氢化的C36二聚体脂肪酸，壬二酸，癸二酸，戊二酸，十二烷二酸，环己烷二酸及其混合物。
在某些实施方案中，该多元酸包含10个或更少的碳。可以用于制备本发明的聚酯的具有10个或更少的碳的多元酸的非限定性例子包括上述具有10个或更少的碳的任何多元酸，其包括但不限于琥珀酸，己二酸，六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)，环己烷二羧酸(CHDA)及其混合物。
在某些实施方案中，用于制备聚酯的反应物混合物包含小于40重量％的多元酸，基于反应物的总重量计。在其他实施方案中，该用于制备聚酯的反应物混合物包含小于30重量％的多元酸，基于反应物的总重量计。在这些实施方案中的一些中，该用于制备聚酯的反应物混合物包含10重量％-30重量％的多元酸，基于反应物的总重量计。
如上所述，可以用于制备聚酯的反应物混合物还可以包括多元醇。如此处所使用的，术语“多元醇”指的是含有两个或更多个羟基的醇。在某些实施方案中，用于制备聚酯的多元醇包括三个或更多个羟基。可以用于制备聚酯的具有三个或更多个羟基的多元醇的非限定性例子包括三羟甲基丙烷，二-三羟甲基丙烷，季戊四醇，二季戊四醇，三羟甲基乙烷，三羟甲基丁烷，甘油，三(2-羟乙基)异氰尿酸酯及其混合物。
在某些实施方案中，可以用于制备聚酯的反应物混合物包括多元醇混合物，其包含具有三个或更多个羟基的第一多元醇和具有两个羟基的第二多元醇。可以用于这样的多元醇混合物中的具有三个或更多个羟基的多元醇的非限定性例子包括上述任何的非限定性例子。可以用于这样的多元醇混合物中的具有两个羟基的多元醇的非限定性例子包括乙二醇，丙二醇，新戊二醇，氢化双酚A，环己二醇；丙二醇，包括1,2-丙二醇，1,3-丙二醇，丁基乙基丙二醇，2-甲基-1,3-丙二醇，和2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇；丁二醇，包括1,4-丁二醇，1,3-丁二醇和2-乙基-1,4-丁二醇；戊二醇，包括三甲基戊二醇和2-甲基戊二醇；2，2，4-三甲基-1,3-戊二醇，环己烷二甲醇；己二醇，包括1,6-己二醇；2-乙基-1,3-己二醇及其混合物。
在某些实施方案中，该多元醇占至少25重量％，基于反应物的总重量计。在这些实施方案中的一些中，该多元醇占25重量％-60重量％，基于反应物的总重量计。在这些实施方案中的某些中，该多元醇占35重量％-60重量％，基于反应物的总重量计。
由上述反应物混合物所制备的聚酯的重均分子量可以小于3000g/mol，例如小于2500g/mol，或者小于2000g/mol，并且重均分子量是通过凝胶渗透色谱法，使用聚苯乙烯标准物来测定的。在某些实施方案中，由上述反应物混合物所制备的聚酯的分子量小于1500g/mol，其是通过凝胶渗透色谱法，使用聚苯乙烯标准物来测定的。
除了分子量之外，该聚酯在40℃的动态粘度可以大于15000厘泊，例如在40℃大于25000厘泊，例如在40℃大于35000厘泊或者在40℃大于45000厘泊。如此处所使用的，术语“动态粘度”指的是当保持在通过流体隔开的一定距离时，将一个水平面相对于另一个以单位速度移动所需的每单位面积的切向力。动态粘度也称作绝对粘度。本发明聚酯的动态粘度是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数在具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪上来测量的。该聚酯的动态粘度是不用溶剂以净相(neat)测定的。
在某些实施方案中，当在110℃测量时，该聚酯在110℃的动态粘度大于6000厘泊，例如在110℃大于7000厘泊，例如在110℃大于9000厘泊，或者在110℃大于11000厘泊。
在测量了动态粘度之后，还可以测定该聚酯的运动粘度。如此处所使用的，术语“运动粘度”指的是聚酯的动态粘度与密度之比。例如在某些实施方案中，该聚酯在40℃的运动粘度可以大于10000厘沱，例如在40℃大于20000厘沱，例如在40℃大于30000厘沱，或者在40℃大于40000厘沱。该聚酯在40℃的密度是使用美国标准重量/加仑杯(U.S.StandardWeightPerGalloncup)来测量的。
在某些实施方案中，本发明的聚酯的玻璃化转变温度(Tg)小于20℃，例如小于10℃，或者小于0℃。在某些实施方案中，该聚酯的玻璃化转变温度小于-5℃。如此处所使用的，“玻璃化转变温度”指的是非晶材料从脆性的玻璃态变成塑料态的温度，这是通过差示扫描量热法来测定的。
此外，在某些实施方案中，本发明的聚酯的羟值是140mgKOH/g-340mgKOH/g。在一些实施方案中，该聚酯的羟值是170mgKOH/g-340mgKOH/g。在某些实施方案中，该聚酯的羟值是190mgKOH/g-300mgKOH/g。
本发明的聚酯的酸值可以小于15mgKOH/g。在某些实施方案中，该聚酯的酸值小于10mgKOH/g，例如小于7mgKOH/g，或者小于5mgKOH/g。在某些实施方案中，该聚酯的酸值小于2mgKOH/g。
已经发现本发明的聚酯不形成凝胶，甚至当反应到接近完全时(>98％反应率，这是通过测量反应混合物的酸值来确定的)也是如此，这一点(形成凝胶)对于其他聚酯来说会发生。同样，本发明的聚酯可经制备，而不使用特殊的装置或者繁重的制备方法来防止凝胶化。
在某些实施方案中，本发明的聚酯的多分散性小于3.5，例如小于3.0，或者小于2.5。在一些实施方案中，该聚酯的多分散性小于2，例如是1.8-2.0。如此处所使用的，“多分散性”指的是聚合物的重均分子量除以该聚合物的数均分子量，并且重均和数均分子量两者都是使用凝胶渗透色谱法和聚苯乙烯标准物来评价的。多分散性反映了聚合物样品中各个分子量的分布。
在某些实施方案中，本发明的聚酯的折射率大于1.4，例如大于1.45，或者大于1.48。在一些实施方案中，该聚酯的折射率是1.48-1.80，例如1.48-1.60，或者1.51-1.54。如此处所使用的，“折射率”指的是光线从一种介质到另一介质的方向改变(即，表观弯曲(apparentbending))。折射率可以使用折射计例如Bausch和Lomb折射计来测量。
在某些实施方案中，本发明的聚酯是由反应物混合物制备的，该混合物基本由以下组分组成：a)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25重量％-60重量％，基于反应物的总重量计；b)多元酸，其中该多元酸包含小于90mol％的间苯二甲酸；和c)具有至少3个羟基的多元醇，其中该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且所述聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊和酸值小于15mgKOH/g。
在某些实施方案中，本发明的聚酯溶解或者分散在溶剂或者溶剂混合物中。典型地，可用于溶解或者分散该聚酯的溶剂包括但不限于水，有机化合物及其混合物。在某些实施方案中，该溶剂可以基本上没有，可以实质上没有和可以完全没有水。术语“基本上没有水”表示溶剂包含小于1000份/百万份(ppm)的水，“实质上没有水”表示溶剂包含小于100ppm的水，和“完全没有水”表示溶剂包含小于20份/十亿份(ppb)的水。
可以用于溶解或者分散该聚酯的有机溶剂的非限定性例子包括二醇，二醇醚醇，醇和酮。有机溶剂的其他非限定性例子包括芳族烃例如二甲苯和甲苯，以及在Solvesso商标名下获自Exxon-MobilChemicalCompany的那些；乙酸酯，包括二醇醚乙酸酯，乙酸乙酯，乙酸正丁酯，乙酸正己酯及其混合物；矿物油精，石脑油和/或其混合物。“乙酸酯”包括二醇醚乙酸酯。
在某些实施方案中，加入以分散或者溶解该聚酯的溶剂的量是这样的，以使得该聚酯是30-95重量％，基于树脂固体计。在某些实施方案中，加入以分散或者溶解支化的聚酯的溶剂的量是这样的，以使得该聚酯是60-95重量％，例如85重量％，基于树脂固体计。结果，可以获得具有极低的VOC的聚酯。
如上所述，本发明还涉及涂料组合物，其包括上述任何的聚酯和交联剂。交联剂可以选择为是与聚酯上的一个或多个官能团有反应性的。应领会的是本发明的涂料可以通过聚酯上的羟基和/或其他官能度与交联剂的反应来固化。
交联剂的非限定性例子包括酚醛树脂，氨基树脂，环氧树脂，β-羟基(烷基)酰胺树脂，烷基化的氨基甲酸酯树脂，异氰酸酯，多元酸，酸酐，有机金属酸官能材料，多胺，聚酰胺，氨基塑料及其混合物。
异氰酸酯的非限定性例子包括多官能异氰酸酯。多官能多异氰酸酯的例子包括脂肪族二异氰酸酯例如六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯，和芳族二异氰酸酯例如甲苯二异氰酸酯和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯。该多异氰酸酯可以是封端的或者未封端的。其他合适的多异氰酸酯的例子包括异氰尿酸酯三聚体，脲基甲酸酯，和二异氰酸酯的脲二酮，和聚碳化二亚胺，例如公开在美国专利No.8389113中的那些，在此以相关部分引入。合适的多异氰酸酯是本领域公知的，并且是广泛市售的。市售异氰酸酯的例子包括DesmodurN3300A，DesmodurZ4470BA，DesmodurN3900和DesmodurN3400，其市售自BayerCorporation。
氨基塑料的非限定性例子包括胺和/或酰胺与醛的缩合物。最常用的胺或者酰胺是三聚氰胺，脲或者苯并胍胺。例如，三聚氰胺和甲醛的缩合物是合适的氨基塑料。但是，可以使用与其他胺或者酰胺的缩合物；例如甘脲的醛缩合物。虽然所用的醛最常用的是甲醛，但是其他醛例如乙醛，巴豆醛和苯甲醛也可以使用。
该氨基塑料包含羟甲基，并且这些基团的至少一部分可以用醇来醚化，来改变固化响应。任何一元醇可以用于这个目的，包括甲醇，乙醇，丁醇和己醇。合适的氨基塑料树脂例如Cymel202或者Cymel303是充当固化剂的可接受的例子，并且可获自CytecIndustries。
在某些实施方案中，为了使用上述聚酯和交联剂制备涂料，该聚酯和交联剂可以溶解或者分散在溶剂或者溶剂混合物中。在某些实施方案中，该溶剂可以基本上没有，可以实质上没有和可以完全没有水。术语“基本上没有水”表示溶剂包含小于1000份/百万份(ppm)的水，“实质上没有水”表示溶剂包含小于100ppm的水，和“完全没有水”表示溶剂包含小于20份/十亿份(ppb)的水。
可以用于溶解或者分散该聚酯和交联剂的溶剂的非限定性例子包括上述任何溶剂。例如在某些实施方案中，该溶剂是有机溶剂，其可以包括但不限于二醇，二醇醚醇，醇和酮；芳族烃例如二甲苯和甲苯，以及在Solvesso商标名下获自Exxon-MobilChemicalCompany的那些；乙酸酯，包括二醇醚乙酸酯，乙酸乙酯，乙酸正丁酯，乙酸正己酯及其混合物；矿物油精，石脑油和/或其混合物。“乙酸酯”包括二醇醚乙酸酯。
在某些实施方案中，本发明的涂料可以包含1-100重量％，例如5-80重量％，或者10-60重量％的此处所述的聚酯，基于该涂料组合物的总重量计。
在某些实施方案中，本发明的涂料包含0-80重量％，例如5-60重量％，或者8-40重量％的交联剂或者交联剂的组合，基于该涂料组合物的总重量计。
应领会本发明的聚酯(和交联剂(若使用))可以形成全部或者部分的该涂料的成膜树脂。在某些实施方案中，一种或多种另外的成膜树脂也用于该涂料中。例如该涂料组合物可以包含本领域已知的任何的多种热塑性和/或热固性组合物。
热固性或者可固化的涂料组合物典型地包含成膜聚合物或者树脂，其具有与它们本身或交联剂有反应性的官能团。该另外的成膜树脂可以选自例如丙烯酸类聚合物，另外的聚酯聚合物(其与上述那些相同或者不同)，聚氨酯聚合物，聚酰胺聚合物，聚醚聚合物，聚硅氧烷聚合物，聚环氧聚合物，环氧树脂，乙烯基类树脂，其共聚物及其混合物。通常，这些聚合物可以是这些类型的任何聚合物，其是通过本领域技术人员已知的任何方法来制造的。成膜树脂上的官能团可以选自任何多种反应性官能团，其包括例如羧酸基团，胺基团，环氧基团，羟基，硫醇基，氨基甲酸酯基团，酰胺基团，脲基团，异氰酸酯基团(包括封端的异氰酸酯基团)，硫醇基团及其组合。合适的成膜树脂的混合物也可以用于制备本发明的涂料组合物。
热固性涂料组合物典型地包含交联剂，其可以选自上述或者本领域已知的与涂料中所用官能度反应的任何交联剂。在某些实施方案中，本发明的涂料包含热固性成膜聚合物或者树脂及其交联剂，并且该交联剂与用于交联此处所述的聚酯的交联剂相同或者不同。在某些其他实施方案中，使用了具有与它们本身有反应性的官能团的热固性成膜聚合物或者树脂；以此方式，这样的热固性涂料是自交联的。
在某些实施方案中，本发明的涂料还包括固化催化剂。可以使用典型地用于催化聚酯树脂和交联剂之间的交联反应的任何固化催化剂，并且对于该催化剂没有具体限制。这样的固化催化剂的非限定性例子包括磷酸，烷基芳基磺酸，十二烷基苯磺酸，二壬基萘磺酸和二壬基萘二磺酸，包括锡、锌或者铋的有机金属化合物的络合物，或者叔胺碱。“固化”指的是在该聚酯和交联剂之间的键形成，这导致形成了交联的涂层。固化可以通过施加外部刺激来发生，包括但不限于热，紫外线辐射，曝露于水分和曝露于大气氧。
在某些实施方案中，本发明的涂料可以包含0-7重量％，例如0.001-5重量％的固化催化剂，基于该涂料组合物的总重量计。
本发明的涂料组合物还可以包括配制涂料领域公知的其他任选的材料。例如本发明的涂料组合物还可以包括着色剂。如此处所使用的，“着色剂”指的是任何赋予组合物以颜色和/或其他不透明度和/或其他视觉效果的物质。着色剂可以以任何合适的形式加入涂料中，例如离散颗粒，分散体，溶液和/或薄片。单种着色剂或者两种或者更多种着色剂的混合物可以用于本发明的涂料中。另一方面，“填料”未必赋予组合物以任何颜色和/或不透明度和/或其他视觉效果。
示例性的着色剂包括颜料(有机或者无机)，染料和调色剂，例如用于油漆工业和/或列于DryColorManufacturersAssociation(DCMA)中的那些，以及特效组合物。着色剂可以包括例如细微分散的固体粉末，其是不溶的，但是在使用条件下可润湿。着色剂可以是有机或者无机的，并且可以是聚集的或者非聚集的。着色剂可以通过使用研磨载体例如丙烯酸类研磨载体而并入涂料中，其的使用是本领域技术人员熟知的。
示例性的颜料和/或颜料组合物包括但不限于咔唑二噁嗪粗颜料，偶氮，单偶氮，双偶氮，萘酚AS，盐类型(薄片(flake))，苯并咪唑酮，异吲哚啉酮，异吲哚啉和多环酞菁，喹吖啶酮，苝，紫环酮(perinone)，二酮吡咯并吡咯，硫靛青，蒽醌，靛蒽醌，蒽嘧啶，黄烷士酮，皮蒽酮，蒽嵌蒽醌，二噁嗪，三芳基碳鎓，喹酞酮颜料，二酮吡咯并吡咯红(“DPPBO红”)，二氧化钛，炭黑及其混合物。术语“颜料”和“着色填料”可以互换地使用。
示例性的染料包括但不限于是溶剂基和/或水基的那些，例如酞菁绿或酞菁蓝，氧化铁，钒酸铋，蒽醌，苝和喹吖啶酮。
示例性的调色剂包括但不限于包括但不限于分散在水基或者水混溶载体中的颜料，例如市售自Degussa，Inc.的AQUA-CHEM896，市售自EastmanChemical，Inc.的AccurateDispersions分公司的CHARISMACOLORANTS和MAXITONERINDUSTRIALCOLORANTS。
如上所述，该着色剂可以处于分散体的形式，包括但不限于纳米颗粒分散体。纳米颗粒分散体可以包括一种或多种高度分散的纳米颗粒着色剂和/或着色剂颗粒，其产生了期望的可见颜色和/或不透明度和/或视觉效果。纳米颗粒分散体可以包括着色剂例如粒度小于150nm，例如小于70nm，或者小于30nm的颜料或染料。纳米颗粒可以通过用粒度小于0.5mm的研磨介质研磨储备的有机或者无机颜料来生产。纳米颗粒分散体的例子以及它们的制造方法在美国专利No.6875800B2中给出，其在此通过引用并入。纳米颗粒分散体也可以通过结晶，沉淀，气相冷凝和化学摩擦(即，部分溶解)来生产。
为了使得组合物和所形成的涂料中纳米颗粒的再聚集最小化，有时候可以使用树脂包覆的纳米颗粒分散体。如此处所使用的，“树脂包覆的纳米颗粒分散体”指的是连续相，在其中分散着离散的“复合微粒”，其包含纳米颗粒和该纳米颗粒上的树脂涂层。示例性的树脂包覆的纳米颗粒分散体和它们的制造方法描述在例如美国专利No.7605194第3栏第56行到第16栏第25行中，其引用部分在此通过引用并入。
可以用于本发明组合物中的示例性的特效组合物包括这样的颜料和/或组合物，其产生了一种或多种的外观效应例如反射，珠光，金属光泽，磷光，荧光，光致变色，光敏性，热致变色，随角异色(goniochromism)和/或变色。另外的特效组合物可以提供其他可感知的性能，例如不透明度或纹理。在非限制性的实施方案中，特效组合物可以产生颜色漂移，以使得涂层的颜色在不同角度观察该涂层时发生变化。示例性的颜色效应组合物在美国专利No.6894086中给出，在此通过引用并入。另外的颜色效应组合物可以包括透明的包覆云母和/或合成云母，包覆二氧化硅，包覆氧化铝，透明的液晶颜料，液晶涂层，和/或任何组合物，其中干涉是由材料内折射率差异产生的，而不是因为材料表面和空气之间的折射率差异产生的。
可以与本发明的涂料组合物一起使用的材料的其他非限定性例子包括增塑剂，耐磨颗粒，耐腐蚀颗粒，腐蚀抑制添加剂，填料，包括但不限于云母，滑石，粘土，和无机矿物，抗氧化剂，受阻胺光稳定剂，UV光吸收剂和稳定剂，表面活性剂，流动和表面控制剂，触变剂，填料，有机助溶剂，反应性稀释剂，催化剂，反应抑制剂和其他常规助剂。
在某些实施方案中，该任选的材料例如着色剂可以占0重量％-80重量％，例如0.01重量％-60重量％，基于该涂料组合物的总重量计。
本发明的涂料可以施用到涂料工业中已知的广泛的基材上。例如，本发明的涂料可以施用到汽车基材，工业基材，包装基材，木地板和家具，服饰，电子件(包括外壳和电路板)，玻璃和透明物(transparency)，运动装备(包括高尔夫球)等。这些基材可以例如是金属或者非金属的。金属基材包括锡，钢，镀锡钢，铬钝化的钢，镀锌钢，铝，铝箔。非金属基材包括聚合物型物质(polymeric)，塑料，聚酯，聚烯烃，聚酰胺，纤维素(cellulosic)，聚苯乙烯，聚丙烯酸类物质，聚(萘二甲酸乙二醇酯)，聚丙烯，聚乙烯，尼龙，EVOH，聚乳酸，其他“生坯(green)”聚合物型基材，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)，聚碳酸酯，聚碳酸酯丙烯腈丁二烯(acrylobutadiene)苯乙烯(PC/ABS)，聚酰胺，木材，胶合板，木材复合物，颗粒板，中密度纤维板，水泥，石头，玻璃，纸，纸板，纺织品，合成和天然皮革二者等。
本发明的涂料可以通过本领域任何常规手段来施涂，例如电涂，喷涂，静电喷涂，浸涂，辊涂，刷涂等。本发明的涂料可以施涂成干膜厚度为0.05密耳-20密耳，例如0.5密耳-5密耳，或者0.8密耳-3密耳。
上述聚酯可以用于多种涂料类型中。例如该聚酯可以用于单组分(1K)，或者多组分组合物例如双组分(2K)或者更多。如此处所使用的，1K涂料组合物指的是这样的组合物，其中全部涂料组分在制造后、储存过程中等保持在同一容器中。在1K涂料中，反应性组分不容易在环境或者稍热的条件下反应，而代之以仅仅通过外部能量源活化时才反应。如此处所使用的，“环境条件”指的是室内温度和湿度条件或者其中涂料组合物施涂到基材的区域中通常存在的温度和湿度条件，而“稍热条件”是这样的温度，其稍高于环境温度，但是通常低于涂料组合物的固化温度。1K涂料可以施涂到基材上，和通过任何常规手段来固化，例如通过加热，强制通风(forcedair)等。相反，多组分组合物例如2K组合物指的是这样的涂料，在其中不同的组分分开保持，直到即将施涂之前。在多组分组合物中，反应性组分容易反应和固化，而无需外部能量源的活化。
本发明的涂料组合物可以用作透明涂料或者着色涂料。透明涂料指的是基本上透明的涂料。透明涂料因此可具有一些程度的颜色，条件是它不使得透明涂料变成不透明的或者不以任何显著的程度影响看到下面的基材的能力。相反，着色涂料将赋予一些种类的颜色和/或其他视觉效果到它施涂到的基材上。
本发明的涂料组合物还可以单独使用或者组合使用，作为底漆，底涂层和/或面漆。“底漆涂料组合物”指的是这样的涂料组合物，由其内涂层(undercoating)可以沉积到基材上，以制备用于施涂保护性或者装饰性涂料体系的表面。这样的组合物经常用保护性和装饰性涂料体系上面漆，例如单涂层面漆或者着色底涂料组合物和透明涂料组合物的组合。
呈现下面的实施例来证实本发明的通用原理。本发明不应当被认为局限于所呈现的具体实施例。实施例中的全部的份数和百分比是以重量计的，除非另有指示。
实施例1
聚酯的制备和评价
根据本发明的聚酯是通过将3543.8g的三羟甲基丙烷，1559.3g的琥珀酸，2897.3g的苯甲酸和8.0g的三苯基亚磷酸酯加入到合适的反应容器中来制备的，该容器装备有搅拌器，温度探针，二醇回收蒸馏装置(填充柱，并且空柱在顶部，和蒸馏头连接到水冷冷凝器上)，和氮气鼓泡器(sparge)。将该反应器的内容物逐渐加热到215℃，并且在约150℃开始连续除水馏出物。将该反应混合物的温度保持在215℃，直到已经收集了约862.4g的水，并且该反应混合物的酸值是1.5mgKOH/g。在倒出之前，将该反应器的内容物冷却到100℃。最终的树脂溶液的所测量的固体百分比(110℃/1小时)是约98.1％，酸值是1.42mgKOH/g和羟值是227.2mgKOH/g。该聚酯的玻璃化转变温度(Tg)是-14℃，其是通过差示扫描量热法(TAIDiscoveryDSC)测量的。使用凝胶渗透色谱法，用四氢呋喃溶剂和聚苯乙烯标准物来测定的重均分子量是1006g/mol。该聚酯的多分散性是1.9。折射率测量是在Bausch％Lomb33-46-10型折射计上根据ASTMD1218-87来进行的。该聚酯的折射率是1.5282。该聚酯的动态粘度是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数在40℃和110℃，在具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪上测量的。该粘度结果显示在表1中。
表1
基于以上显示的数据，该聚酯在40℃的平均动态粘度测定为65433.3厘泊，和该聚酯在110℃的平均动态粘度测定为13933.3厘泊。
使用Gardco所提供的美国标准重量/加仑杯，该聚酯在40℃的密度是1.183g/mL。基于该聚酯的密度和平均动态粘度，该聚酯在40℃的运动粘度测定为55311.3厘沱。
实施例2
制备聚酯
根据本发明的聚酯是通过在氮气氛下，将1550.5g的三羟甲基丙烷，682.5g的琥珀酸，1267.8g的苯甲酸，164.8g的Solvesso100(石脑油(石油)溶剂，市售自Exxon-Mobil)，1.75g的二丁基氧化锡和3.5g的三苯基亚磷酸酯加入到合适的反应容器来制备，该容器装备有搅拌器，温度探针和具有冷凝器的Dean-Stark分水器(trap)。将该反应器的内容物逐渐加热到230℃，并且在约150℃开始连续除水馏出物。将该反应混合物的温度保持在230℃，直到已经收集了约402g的水，并且该反应混合物的酸值是1.3mgKOH/g。在用109.8g的Solvesso100(石脑油(石油)溶剂，市售自Exxon-Mobil)和274.7g的乙酸正丁酯稀释到85％理论固体之前，将该反应器的内容物冷却到120℃。最终的树脂溶液的所测量的固体百分比(110℃/1小时)是约84.5％，Gardner-Holt粘度是Z1-Z2，酸值是0.6mgKOH/g和羟值是190.2mgKOH/g。使用凝胶渗透色谱法，用四氢呋喃溶剂和聚苯乙烯标准物来测定的重均分子量是1000g/mol。
实施例3
制备聚酯
根据本发明的聚酯是通过将808.5g的三羟甲基丙烷，440.3g的己二酸，551.3g的苯甲酸，0.9g的二丁基氧化锡和1.8g的三苯基亚磷酸酯加入合适的反应容器来制备的，该容器装备有搅拌器，温度探针，二醇回收蒸馏装置(填充柱，并且空柱在顶部，和蒸馏头连接到水冷冷凝器上)，和氮气鼓泡器。将该反应器的内容物逐渐加热到215℃，并且在约165℃开始连续除水馏出物。将该反应混合物的温度保持在215℃，直到已经收集了约172g的水并且该反应混合物的酸值是2.0mgKOH/g样品。在用199.4g的Solvesso100(石脑油(石油)溶剂，市售自Exxon-Mobil)和85.5g的乙酸正丁酯稀释到85％理论固体之前，将该反应器的内容物冷却到122℃。最终的树脂溶液的所测量的固体百分比(110℃/1小时)是约82.84％，Gardner-Holt粘度是X-，酸值是1.60mgKOH/g和羟值是222.0mgKOH/g。使用凝胶渗透色谱法，用四氢呋喃溶剂和聚苯乙烯标准物来测定的重均分子量是1225g/mol。
实施例4
2K黄色着色单涂层的制备
根据本发明的黄色着色单涂层是由表2所列的下列成分的混合物来制备的。
表2
| 成分 | 重量(g) |
| 实施例1的聚酯 | 32.9 |
| 乙酸正丁酯 | 5.3 |
| 3-乙氧基丙酸乙酯 | 2.1 |
| Eastman C-11 Ketone1 | 1.7 |
| Oxsol 1002 | 4.4 |
| 乙酸甲酯 | 4.4 |
| Solvesso 100 Fluid3 | 3.2 |
| Disperbyk-1104 | 1.1 |
| Mapico 1050A5 | 13.4 |
| Tiona 5956 | 3.2 |
| Dynoadd F-2017 | 0.3 |
| Tinuvin 2928 | 1.1 |
| Tinuvin 3289 | 0.6 |
| 二月桂酸二丁基锡 | 0.02 |
| 2-乙基己酸 | 1.1 |
| Desmodur N 3300A10 | 25.2 |
1酮溶剂的混合物，市售自EastmanChemicalCo。
2苯，1-氯-4(三氟甲基)，市售自OXSOL。
3石脑油(石油)溶剂，市售自Exxon-Mobil。
4润湿和分散添加剂，市售自BYK。
5氧化铁水合物(颜料)，市售自Rockwood。
6二氧化钛(颜料)，市售自CrystalGlobal。
7流动添加剂，市售自DyneaCorporation。
8光稳定剂，市售自CibaSpecialtyChemicals。
9光稳定剂，市售自CibaSpecialtyChemicals。
10基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的多官能脂肪族异氰酸酯树脂，市售自BayerMaterialscience。
将来自实施例1的聚酯与乙酸正丁酯，3-乙氧基丙酸乙酯，EastmanC-11Ketone，Solvesso100Fluid，Mapico1050A，Tiona595和Disperbyk-110一起加入到合适尺寸化(sized)的容器中。将颜料Mapico1050A和Tiona595在高剪切力下分散，直到获得小于10μm的粒度，其是通过Hegman“FinenessofGrindGauge”，根据ASTMD1210来测定的。将其余溶剂(乙酸甲酯和Oxsol100)和全部其他成分(除了异氰酸酯交联剂(DesmodurN3300A)之外)加入到该颜料研磨浓缩物中，并且在低剪切条件下搅拌，直到所述成分充分并入和观察到均匀的混合物。然后将异氰酸酯交联剂(DesmodurN3300A)加入该涂料的着色部分中。使用GracoAirPro兼容性(compliant)喷枪将混合的涂料在环境温度和湿度条件下施涂到BondriteB-1000磷酸铁(用去离子水冲洗)处理的冷轧钢基材上的溶剂型2K聚氨酯底漆上，并且然后在180℉在烘箱中焙烤30分钟来固化。测试了所得的底漆和面漆组合的各种物理和性能性质。固化的涂层的物理和性能性质显示在下表3中。
表3
1根据ASTMD523测量的镜面光泽度。
2根据ASTMD2697所测量的透明或着色涂层中的非挥发性物质体积。
3根据ASTMD3960所测量的涂层中挥发性有机化合物的量。
4根据ASTMD3363所测试的涂层的膜硬度。
5根据ASTMD5402所测量的使用甲乙酮(MEK)溶剂摩擦的有机涂层的耐溶剂性。
6根据ASTMD3359测量的涂层对基材的附着性。
7根据ASTMD2794所测量的对直接冲击所引起的裂纹的耐受性。
8根据ASTMD2794所测量的对反向冲击所引起的裂纹的耐受性。
9根据ASTMD522所测量的当拉伸时，所附着的涂层的挠性和它的抗裂纹性
10根据SAEJ2527所测量的，在曝露于加速老化条件之后，涂层的光泽度保持率。
如上表3中所示，固化的涂层表现出高的光泽度值，大量的非挥发性物质，非常低量的挥发性有机化合物(VOC)，和良好到优异的膜硬度。该固化的涂层还表现出优异的耐化学性，耐候性和对底漆的附着性以及强的对冲击引起的裂纹的耐受性，同时保持了良好的挠性。
实施例5
2K透明涂料制备
根据本发明的2K透明涂料是由表4所列的下列成分的混合物制备的。
表4
| 成分 | 重量(g) |
| 实施例1的聚酯 | 35.0 |
| 丙二醇单甲醚乙酸酯 | 2.2 |
| 3-乙氧基丙酸乙酯 | 2.0 |
| 乙酸正丁酯 | 7.4 |
| Solvesso 100 Fluid1 | 7.4 |
| 乙酸甲酯 | 4.6 |
| Oxsol 1002 | 4.6 |
| Eastman C-11 Ketone3 | 0.9 |
| 聚(丙烯酸丁酯) | 0.6 |
| BYK-1414 | 0.4 |
| BYK-3065 | 0.2 |
| BYK-4106 | 0.4 |
| Tinuvin 2927 | 1.4 |
| Tinuvin 3288 | 0.7 |
| 2-乙基己酸 | 1.4 |
| 二月桂酸二丁基锡 | 0.02 |
| Desmodur N 3300A9 | 30.8 |
1石脑油(石油)溶剂，市售自Exxon-Mobil。
2苯，1-氯-4(三氟甲基)，市售自OXSOL。
3酮溶剂的混合物，市售自EastmanChemicalCo。
4流动添加剂，市售自BYK。
5流动添加剂，市售自BYK。
6流变添加剂，市售自BYK。
7光稳定剂，市售自CibaSpecialtyChemicals。
8光稳定剂，市售自CibaSpecialtyChemicals。
9基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的多官能脂肪族异氰酸酯树脂，市售自BayerCorporation。
将来自实施例1的聚酯与除了异氰酸酯交联剂(DesmodurN3300A)之外的全部成分一起加入到合适尺寸化的容器中，并且在低剪切条件下搅拌，直到所述成分充分并入和观察到均匀的混合物。然后将异氰酸酯交联剂(DesmodurN3300A)加入。使用GracoAirPro兼容性喷枪将混合的涂料在环境温度和湿度条件下施涂到BondriteB-1000磷酸铁(用去离子水冲洗)处理的冷轧钢基材上的未固化的溶剂型2K聚氨酯底涂层(basecoat)上，并且在180℉在烘箱中焙烤30分钟来固化。该混合的涂料还通过刮涂棒(根据ASTMC4147)施涂到预先焙烤的TedlarPVF膜(由DuPont提供)上，用于随后的拉伸测试。测试了该保护性透明涂层和透明涂层/着色2K聚氨酯底涂层不同的外观性能，其显示在下表5中。
表5
1根据ASTMD523测量的镜面光泽度。
2根据ASTMD2697所测量的透明或着色涂层中的非挥发性物质体积。
3根据ASTMD3960所测量的涂层中挥发性有机化合物的量。
4根据ASTMD5767所测试的和使用获自BYK-Gardner的WavescanDual所测量的涂层反射的图像的清晰度。
5使用获自BYK-Gardner的WavescanDual所测量的涂层的长波表面纹理评价。
6使用获自BYK-Gardner的WavescanDual所测量的涂层的短波表面纹理评价。
7使用获自BYK-Gardner的WavescanDual所测量的光散射的量。
8使用微硬度仪器FischerscopeHM2000(获自德国HelmutFischerGMBH&CompanyofSindelfingen)所测量的微硬度。
9拉伸测量是在MiniInstron44(50N负荷元件，相对湿度～60％，室温～70℃，十字头速度10mm/min，样品尺寸～25.4x12.7x0.052mm)上进行的。
如以上所示的测试结果所说明的，该固化的涂层具有大量的非挥发性物质和非常低量的挥发性有机化合物(VOC)。该涂层还表现出优异的光泽度和外观性能。
实施例6
2K底漆的制备
本发明的底漆是由表6所列的下列成分的混合物来制备的。
表6
| 成分 | 重量(g) |
| 实施例1的聚酯 | 15.0 |
| Epon834-X-801 | 3.1 |
| 乙酸正丁酯 | 1.2 |
| Eastman MAK2 | 15.4 |
| 乙酸甲酯 | 3.0 |
| Solvesso 100 Fluid3 | 1.2 |
| Disperbyk-1104 | 1.0 |
| BYK Anti-Terra U5 | 0.3 |
| Bentone SD-26 | 0.3 |
| Monarch 13007 | 0.1 |
| Inhibisil 758 | 7.5 |
| Bartex 259 | 16。4 |
| Omyacarb F10 | 16。4 |
| Tiona 59511 | 6。7 |
| Hitox12 | 3.3 |
| 二月桂酸二丁基锡 | 0.1 |
| Desmodur N 3300A13 | 9.0 |
180％固体环氧树脂溶液，市售自Momentive。
2甲基正戊基酮，市售自EastmanChemicalCo。
3石脑油(石油)溶剂，市售自Exxon-Mobil。
4润湿和分散添加剂，市售自BYK。
5润湿和分散添加剂，市售自BYK。
6流变添加剂，市售自Elementis。
7黑色颜料，市售自CabotCorporation。
8钙改性的二氧化硅颜料，市售自PPGIndustries，Inc。
9白色硫酸钡体质颜料，市售自TORMineralInternational，Inc。
10碳酸钙，市售自Omya，Inc。
11二氧化钛(颜料)，市售自CrystalGlobal。
12二氧化钛(颜料)，市售自TORMineralInternational，Inc。
13基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的多官能脂肪族异氰酸酯树脂，市售自BayerCorporation。
将来自实施例1的聚酯与除了乙酸甲酯，二月桂酸二丁基锡(催化剂)和异氰酸酯交联剂(DesmodurN3300A)之外的全部成分一起加入到合适尺寸化的容器中。将颜料在高剪切力下分散，直到获得小于10μm的粒度，其是通过Hegman“FinenessofGrindGauge”测定的，如根据ASTMD1210所测量。将乙酸甲酯和二月桂酸二丁基锡(催化剂)加入到该颜料研磨浓缩物中，并且在低剪切条件下搅拌，直到所述成分充分并入和观察到均匀的混合物。然后将异氰酸酯交联剂(DesmodurN3300A)加入该涂料的着色部分中。使用GracoAirPro兼容性喷枪将混合的涂料在环境温度和湿度条件下施涂到BondriteB-1000磷酸铁(用去离子水冲洗)处理的冷轧钢基材上，并且然后在180℉在烘箱中焙烤30分钟来固化。测试了所得的底漆涂层的各种物理和性能属性，其显示在下表7中。
表7
1根据ASTMD2697所测量的透明或着色涂层中的非挥发性物质体积。
2根据ASTMD3960所测量的涂层中挥发性有机化合物的量。
3根据ASTMB117和ASTMD1654所测量的涂层的耐腐蚀性。
4根据ASTMD610，ASTMD716和ASTMD1654所测量的涂层的耐腐蚀性。
5根据ASTMD2794所测量的对反向冲击引起的裂纹的耐受性。
如以上所示的测试结果所说明的，该固化的涂层具有大量的非挥发性物质和非常低量的挥发性有机化合物(VOC)。该涂层还表现出良好的耐腐蚀性和挠性。
实施例7
1K氨基塑料透明涂料制备
根据本发明的1K透明涂料是由表8所列的下列成分的混合物来制备的。
表8
1该丙烯酸类树脂包含30％的丙烯酸2-羟乙酯，22％的苯乙烯，10％的丙烯酸2-乙基己酯，38％的丙烯酸正丁酯；在Solvesso100中的65％固体。
2石脑油(石油)溶剂，市售自Exxon-Mobil。
3受阻胺光稳定剂(HALS)，市售自EverlightChemicalIndustrialCorp。
4紫外光吸收剂，市售自EverlightChemicalIndustrialCorp。
5十二烷基苯磺酸，市售自CytecIndustries。
6高亚氨基混合的三聚氰胺，市售自CytecIndustries。
7流动添加剂，市售自CytecIndustries。
8有机硅流动添加剂，市售自WorleeChemie。
将来自实施例3的聚酯与全部成分一起加入到合适尺寸化的容器中，并且在低剪切条件下搅拌，直到全部成分充分并入和观察到均匀的混合物。使用Binks62型常规喷枪将混合的涂料在环境温度和湿度条件下施涂到预固化的电涂钢基材上，并且在285℉在烘箱中焙烤30分钟来固化。测试了所得的涂层的各种物理和性能性质，其显示在下表9中。
表9
| 物理/性能测试 | 结果 |
| 20°光泽度1 | 96 |
| ％非挥发性物质(体积)2 | 58 |
| Fischer微硬度3 | 153 |
| 9μm刮擦保持率4 | 70 |
| Erickson Chip5 | 2 |
| 耐硫酸性6 | 3 |
| 20°光泽度保持率5000小时加速老化7 | 100％ |
| 雾度保持率5000小时加速老化8 | 54 |
1根据ASTMD523测量的镜面光泽度。
2根据ASTMD2697所测量的透明或着色涂层中的非挥发性物质体积。
3使用获自德国HelmutFischerGMBH&CompanyofSindelfingen的微硬度仪器FischerscopeHM2000所测量的微硬度。
4使用获自AtlasElectricalDevicesCo.的测试仪CM-5型(电动版本)来测试刮擦保持率。将获自3MCorp的9微米湿或者干砂纸切出2英寸乘2英寸的正方形，并且将该纸在面板上受控地来回移动(run)10次。保持率百分比表达为在表面用刮擦测试仪刮擦后所保持的20°光泽度的百分比。耐刮擦性＝(刮擦光泽度/初始光泽度)×100。
5用Erichson石头测试仪(Erichsonstonetestinginstrument)#508型所测量的耐碎片性(chipresistance)。0等级是最佳的。
6酸测试是使用GMOpel(GM60409)测试来进行的，其中将400微升滴的36％硫酸置于每个面板上3天，并且记录所形成的损坏。等级量表(ratingscale)是：0＝OK/1＝亮环/2＝环/3＝亮发白和/或起泡/4＝白色&溶胀，无光泽的，显著起泡/5＝总损坏。
7根据SAEJ2527所测量的在曝露于加速老化条件之后的涂层光泽度保持率。
8根据SAEJ2527，使用BYK/HazeGloss仪器，按照制造商的说明书所测量的，在曝露于加速老化条件之后的涂层中的雾度量。
如以上所示的测试结果所说明的，该固化的涂层包含大量的非挥发性物质，同时表现出优异的耐候性和良好的耐酸性，硬度，耐刮擦性和耐碎片性。
虽然上面出于说明的目的已经描述了本发明的具体实施方案，但是对本领域技术人员来说很显然可以对本发明的细节做出众多的变化，而不脱离附加的权利要求所限定的本发明。
Claims (20)
1.一种由反应物混合物制备的聚酯，该反应物混合物包含：
a)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25-60重量％，基于反应物的总重量计；
b)多元酸，其中该多元酸包含小于90mol％的间苯二甲酸；和
c)包含至少3个羟基的多元醇，
其中该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且所述聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪测量的，和所述聚酯的酸值小于15mgKOH/g。
2.权利要求1的聚酯，其中该多元醇占25-60重量％，基于反应物的总重量计。
3.权利要求1的聚酯，其中该芳族一元酸包括苯甲酸、水杨酸、4-羟基苯甲酸或者其混合物。
4.权利要求1的聚酯，其中该多元酸包括琥珀酸、己二酸、六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、环己烷二羧酸(CHDA)或者其混合物。
5.权利要求1的聚酯，其中该多元醇包括三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇或者其混合物。
6.权利要求1的聚酯，其中该多元酸占10-30重量％，基于反应物的总重量计。
7.权利要求1的聚酯，其中该反应物混合物进一步包含含有2个羟基的第二多元醇。
8.权利要求1的聚酯，其中该反应物混合物完全没有非芳族一元酸。
9.权利要求1的聚酯，其中该聚酯的羟值是140-340mgKOH/g。
10.权利要求1的聚酯，其中该聚酯的重均分子量小于或等于2500g/mol。
11.权利要求1的聚酯，其中该聚酯的玻璃化转变温度小于0℃。
12.权利要求1的聚酯，其中该多元酸包含10个或更少的碳。
13.一种由反应物混合物制备的聚酯，该反应物混合物基本由以下组分组成：
a)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25-60重量％，基于反应物的总重量计；
b)多元酸，其中该多元酸包含小于90mol％的间苯二甲酸；和
c)包含至少3个羟基的多元醇，
其中该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且所述聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪测量的，和所述聚酯的酸值小于15mgKOH/g。
14.一种由反应物混合物制备的聚酯，该反应物混合物包含：
a)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25-60重量％，基于反应物的总重量计；
b)脂肪族多元酸；和
c)包含至少3个羟基的多元醇，
其中该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且所述聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪测量的，和所述聚酯的酸值小于15mgKOH/g。
15.一种涂料组合物，其包含：
a)由反应物混合物制备的聚酯，该反应物混合物包含：
1)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25-60重量％，基于反应物的总重量计；
2)多元酸，其中该多元酸包含小于90mol％的间苯二甲酸；和
3)包含至少3个羟基的多元醇，
其中该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且所述聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪测量的，和所述聚酯的酸值小于15mgKOH/g；和
b)交联剂。
16.权利要求15的涂料组合物，其中该反应物混合物完全没有非芳族一元酸。
17.权利要求15的涂料组合物，其中该涂料组合物基本上没有水。
18.权利要求15的涂料组合物，其中该涂料组合物完全没有水。
19.一种基材，其至少部分地涂覆有权利要求15的涂料组合物。
20.一种涂料组合物，其包含：
a)由反应物混合物制备的聚酯，该反应物混合物包含：
1)芳族一元酸，其中该芳族一元酸占25-60重量％，基于反应物的总重量计；
2)脂肪族多元酸；和
3)包含至少3个羟基的多元醇，
其中该反应物混合物基本上没有非芳族一元酸，并且所述聚酯在40℃的动态粘度大于15000厘泊，其是作为增加的剪切速率(0.1至10s-1)的函数通过具有25mm平行板和0.1mm间隙的PhysicaMCR301流变仪测量的，和所述聚酯的酸值小于15mgKOH/g；和
b)交联剂。
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Application publication date: 20160720 Assignee: PPG coatings (Zhangjiagang) Co., Ltd. Assignor: PPG Industries, Inc. Contract record no.: 2017990000077 Denomination of invention: Polyesters and coatings containing the same License type: Common License Record date: 20170310 Application publication date: 20160720 Assignee: PPG industrial coatings (Suzhou) Co., Ltd. Assignor: PPG Industries, Inc. Contract record no.: 2017990000080 Denomination of invention: Polyesters and coatings containing the same License type: Common License Record date: 20170310 |
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Application publication date: 20160720 Assignee: PPG Ind Ohio Inc. Assignor: PPG Industries, Inc. Contract record no.: 2017990000096 Denomination of invention: Polyesters and coatings containing the same License type: Common License Record date: 20170329 |
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Granted publication date: 20180608 Termination date: 20191014 |
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