CN109563358A - 1k 100%固体的干擦涂料组合物 - Google Patents

1k 100%固体的干擦涂料组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN109563358A
CN109563358A CN201780032892.5A CN201780032892A CN109563358A CN 109563358 A CN109563358 A CN 109563358A CN 201780032892 A CN201780032892 A CN 201780032892A CN 109563358 A CN109563358 A CN 109563358A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aminoalkoxysilane
coating composition
alkyl
method described
alkoxysilane group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780032892.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109563358B (zh
Inventor
弗兰克·F·马尔科维茨二世
布瑞恩·马科夫斯基
杰伊·A·莱曼
谢里什·S·沙赫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Swimc Co Ltd
Swimc LLC
Original Assignee
Swimc Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swimc Co Ltd filed Critical Swimc Co Ltd
Publication of CN109563358A publication Critical patent/CN109563358A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109563358B publication Critical patent/CN109563358B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43L—ARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; WRITING OR DRAWING AIDS; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING
    • B43L1/00—Repeatedly-usable boards or tablets for writing or drawing
    • B43L1/002—Repeatedly-usable boards or tablets for writing or drawing chemical details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43L—ARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; WRITING OR DRAWING AIDS; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING
    • B43L1/00—Repeatedly-usable boards or tablets for writing or drawing
    • B43L1/04—Blackboards
    • B43L1/10—Writing surfaces thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/16—Writing inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/16—Writing inks
    • C09D11/17—Writing inks characterised by colouring agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C09D183/08—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen, and oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/16—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/60—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种涂料组合物，其适于涂覆到墙壁或其他基材上以产生干擦涂层。该组合物可以通过如下来制备：提供氨基烷氧基硅烷，以及在基本上不存在水的情况下，使一部分所述氨基烷氧基硅烷与碳酸酯反应并使一部分所述氨基烷氧基硅烷与环氧化合物反应。这些反应将得到包含烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物的涂料组合物。该涂料组合物还可包括有效量的烷基胺，其是烷氧基催化脱保护以产生硅烷醇基团，促进快速交联。

Description

1K 100％固体的干擦涂料组合物
本发明要求2016年5月27日递交的共同待审美国临时申请No. 62/342,225的优先权，该临时申请公开的内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开一般性涉及适用于许多应用包括涂布内墙表面的干擦涂料组合物。在用涂料组合物涂覆内墙表面时，该组合物将固化以在内墙表面上形成干擦涂层。
背景技术
干擦板(dry-erase board)，也称为白板，已经商业化生产多年。干擦表面提供具有无孔特征的书写表面，防止干擦标记油墨穿透表面。常规的干擦标记油墨配方包括疏水性油性脱模剂，其抑制白板的永久性标记或污染。白板的无孔性质与干擦标记物中的油性快干标记油墨相结合，使得标记油墨可以容易地从疏水涂层顶部的白板上除去，并且可以容易地除去油墨。
为了制造白板，制造商将干擦涂料组合物涂布到基材上，并使基材干燥。许多干擦涂料组合物是已知的。传统的干擦涂料组合物是使用两种组分产生的，这两种组分必须在将组合物涂布到基材上之前立即混合在一起。这种涂料称为“2K”涂料组合物。许多干擦涂料组合物使用有机溶剂配制，其赋予高水平的挥发性有机化合物(“VOC”)，例如乙二醇、甲醛或苯，其中许多是有害的。此外，这些涂料组合物的固化时间可以是几天。鉴于这些属性，这种2K干擦涂料组合物仅用于专业商业应用。另外，一些已知的干擦涂料组合物包括异氰酸酯化合物或环氧树脂。异氰酸酯是危险的，环氧树脂随着时间的推移易于变黄。
期望提供适合于消费者应用的干擦涂料组合物。例如，房主、学校或办公室经理可能希望用这种涂料组合物涂覆内墙表面，从而形成干擦“墙”或墙表面的一部分。理想地，这种干擦涂料组合物具有低VOC浓度(小于 150克/升)，并且是不需要消费者预混合的单组分(或“1K”)组合物。该涂料组合物理想地适用于内部建筑表面，例如木材、干式墙、水泥、金属和石膏、或用于底漆涂层上。干擦涂料组合物应在环境温度下固化，并且没有辅助设备如紫外线灯。固化后，涂料组合物应形成光滑、坚硬的干擦涂层，该涂层耐内部水分和湿度，并且与传统的干擦标记相容。
发明概述
在各种非排他性实施方式中，本申请提供了一种涂料组合物、制备涂料组合物的方法、涂覆涂料组合物的方法、固化涂层、和标记表面的方法。
现在发现了，干擦涂料组合物可以通过如下制备：提供氨基烷氧基硅烷，以及在基本上不存在水的情况下，以任何合适的顺序，使一部分氨基烷氧基硅烷与碳酸酯反应和使一部分氨基烷氧基硅烷与环氧化合物反应。这些反应将产生烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物。烷基胺也可以以有效量提供，其使烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯中的烷氧基催化脱保护以产生硅烷醇基团。
当与烷基胺共混时，烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物可以一起构成涂料组合物，该涂料组合物在通过在空气中暴露于水而固化时形成干擦涂层。可以配制该涂料组合物，使得形成的干擦涂层是光滑、坚硬、防潮、耐用的，并且与常规的干擦油墨配方相容。
在一些实施方式中，氨基烷氧基硅烷可具有由下式(1)表示的结构：
其中A1、A2和A3是相同的或不同的并且包含氢或C1-C4烷基，附加条件是 A1、A2和A3中的至少一个包含C1-C4烷基；其中B1和B2是相同的或不同的并且包含氢或C1-C4烷基，附加条件是B1和B2中的至少一个是氢；并且其中R1是C1-C4烷基。
在一些实施方式中，碳酸酯具有根据下面式(2)的式：
R2和R3各自独立地包括烷基，或R2和R3形成环状结构，所述环状结构可包括烷基、羟烷基和羟基中的任何一个或多个作为取代基。
在一些实施方式中，环氧化合物可以具有下式(8)
其中A4-A6是相同的或不同的并且包含氢或具有1-3个碳原子的含碳基团， A7是含羰基的连接基团，且R19是具有至少四个碳原子的脂族基团。
在一个方面，提供了根据上述方法制备的涂料组合物。在另一方面，并非穷尽，涂料组合物中烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物包含(10)、(11)和(12)中的至少两种：
其中A1、A2和A3是相同的或不同的并且包含氢或C1-C4烷基，附加条件是A1、A2和A3中的至少一个包含C1-C4烷基；其中R1是C1-C4烷基，并且其中R20是羟烷基氨基甲酸酯。该组合物可以是100％固体组合物，即无溶剂或基本上无溶剂。
如下面更详细的描述，该涂料组合物将固化形成涂层组合物，固化的涂层组合物在本申请的另一个方面内。本文还提供了涂覆涂料组合物的方法和标记表面的方法。这些方法分别采用本文提供的新型涂料组合物和固化涂层，其他方面是常规的。
详细说明
当根据本发明的教导制备时，可以提供具有几种所需属性的干擦涂料组合物。该涂料组合物可以是水性1K涂料组合物，其具有低VOC含量(小于150克/升；在一些实施方式中小于125克/升；在一些实施方式中小于100克/升；在一些实施方式中小于75克/升；在一些实施方式中小于50 克/升；在一些实施方式中小于25克/升)，并且在一些情况下具有基本上零VOC含量(小于5克/升)。该组合物可以是100％固体组合物，由此考虑该组合物不含或基本上不含溶剂。该组合物的固化时间可以为24小时或更短。在固化时，固化的涂层可以表现出优异的标记外观和标记去除性能，具有最小的重影。该涂层将耐受丙酮和异丙醇(丙酮和异丙醇是常见的白板清洁溶剂)，并且还具有耐水性。该组合物可配制成具有至少12个月的保质期。值得注意的是，这些属性不是限制性的，可以根据本发明教导配制缺少一些或所有上述属性的涂料组合物。
本文所述的涂料组合物基于烷氧基硅烷技术。当以高水平使用时，烷氧基硅烷可以产生低表面能膜，从而减少异物粘附在表面上的机会。烷氧基硅烷还有利地促进对多种类型表面的粘合，结合显著的交联以抵抗标记油墨的渗透。交联的固化组合物在涂覆有涂层的表面上产生无孔层。
通常，在制备涂料组合物时，提供氨基烷氧基硅烷、碳酸酯和环氧化合物，其中一部分氨基烷氧基硅烷与碳酸酯反应，一部分氨基烷氧基硅烷与环氧化合物反应。这些反应可以以任何合适的顺序进行，产生烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物。这些反应可在基本上不存在水或任何其它溶剂的情况下进行，以产生基于涂料组合物的总量固体含量为80％或更高、85％或更高、90％或更高、95％或更高、97％或更高、98％或更高、99％或更高并且基本上100％的涂料组合物。
这些反应通常可以以任何顺序和/或同时发生。例如，该方法可包括将环氧化合物和氨基烷氧基硅烷组合以形成反应的共混物，然后随后将碳酸酯与共混物组合。或者，该方法可包括将碳酸酯和氨基烷氧基硅烷组合以形成反应的共混物，然后使环氧化合物与共混物组合。在其他情况下，该方法可包括同时组合碳酸酯、氨基烷氧基硅烷和环氧化合物以形成反应的共混物。
在示例性方法中，氨基烷氧基硅烷和碳酸酯之间的反应可以发生45至 180分钟、90至160分钟或110至130分钟，氨基烷氧基硅烷和环氧化合物之间的反应可以发生15至165分钟、60至120分钟、或75至90分钟。反应过程中可以使反应物混合。通常，氨基烷氧基硅烷和碳酸酯之间的反应以及氨基烷氧基硅烷和环氧化合物之间的反应可以在合适的温度和压力下发生，在实践中，理想地发现在室温(20-25℃)和约101kPa下可以获得令人满意的结果。
在示例性涂料组合物中，在反应共混物中相对于彼此，氨基烷氧基硅烷的存在量可以为1.0至3.0份、1.5至2.5份、或1.75至2.25份；环氧化合物的存在量可以为0.25至2.0份、0.5至1.5份、或0.75至1.25份；并且碳酸酯的存在量可以为0.5至2.5份、1.0至2.0份、或1.25至1.75份。
可以使用任何合适的氨基烷氧基硅烷，例如，氨基烷氧基硅烷可以具有由以下通式(1)表示的结构：
其中A1、A2和A3是相同的或不同的并且包含氢或C1-C4烷基，附加条件是 A1、A2和A3中的至少一个包含C1-C4烷基；其中B1和B2是相同的或不同的并且包含氢或C1-C4烷基，附加条件是B1和B2中的至少一个是氢；并且其中R1是C1-C4烷基。在一些方面，A1、A2和A3均包含C1-C4烷基。例如，氨基烷氧基硅烷可包含氨基丙基三烷氧基硅烷，例如氨基丙基三甲氧基硅烷(由Evonik Industries以AMMO销售)。
可以使用任何合适的碳酸酯。在优选的方面，碳酸酯具有根据下式 (2)的通式：
R2和R3各自独立地包括烷基(具有或不具有末端羟基)，或R2和R3形成环状结构，所述环状结构可包含烷基、羟烷基和羟基中的任何一个或多个作为取代基。在一些实施方式中，环状碳酸酯可具有经验式C(3+y)H(4+2y)O4，其中y是至多4的整数。例如，碳酸酯可包括具有下式的碳酸酯：
其中A4表示烷基、羟烷基或羟基。合适的碳酸酯的实例是碳酸甘油酯：
可以使用任何合适的环氧化合物。示例性环氧化合物可具有由以下式 (8)表示的结构：
其中A4-A6是相同的或不同的并且包含氢或具有1-3个碳原子的含碳基团，A7是含羰基的连接基团，且R19是具有至少四个碳原子的脂族基团。
在一些实施方式中，环氧化合物可包含缩水甘油基脂族酯。示例性的缩水甘油基脂族酯可具有以下通式(9)：
其中R19是具有至少四个碳原子的脂族基团。例如，用于制备涂料组合物的缩水甘油基脂族酯具有下式：
其由Hexion,Inc以CarduraTM E10-P销售。
在一些实施方案中，环氧化合物可包含缩水甘油基脂族醚。示例性的缩水甘油基脂族醚具有下式：
其由CVC Thermoset Specialties以GE-5销售。
氨基烷氧基硅烷和碳酸酯之间的反应以及氨基烷氧基硅烷和环氧化合物之间的反应可以产生烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物。在一些情况下，制备涂料组合物的方法可以产生烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物，其包含下列化合物(10)、(11)和( 12)中的至少两种：
其中A1、A2和A3是相同的或不同的并且包含氢或C1-C4烷基，附加条件是 A1、A2和A3中的至少一个包含C1-C4烷基；其中R1是C1-C4烷基，并且 R20是羟烷基氨基甲酸酯。A1、A2和A3可各自包含相同或不同的C1-C4烷基，例如甲基。在一些情况下，R20包含氨基与碳酸甘油酯反应的衍生物。该方法还能够得到这样的涂料组合物，该涂料组合物包含烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物，该混合物包含通式(10)、(11) 和(12)中的所有三种。
在涂料组合物中，相对于彼此，化合物(10)可以以例如0.7至1.3份的量存在，化合物(11)可以以1.0至1.3份的量存在，并且化合物(12) 可以以0.0至0.5份的量存在。在一些实施方式中，涂料组合物基本上由 (10)、(11)和(12)中的两种或更多种组成，任选地包括颜料和其他改性剂，但是没有实质量的水或其他溶剂。
在制备涂料组合物的方法的一个实施方式中，一部分氨丙基三甲氧基硅烷与CarduraTM E10-P反应，并且一部分氨丙基三甲氧基硅烷与碳酸甘油酯反应，以产生烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物，其包含(13)、(14)、(15)中的至少两种：
据信这些组分在1K涂料组合物中起交联剂的作用。
所述涂料组合物是1K技术，其具有长期储存稳定性，但能够有效地形成硅氧烷键。在本申请公开了除制备涂料组合物的方法之外的方面的范围内，应该注意，上述反应不是限制性的，因为存在产生上述交联剂的其他方式。
通常认为，在固化涂料组合物的过程中，交联剂中存在的烷氧基在暴露于空气中的水时至少部分水解。当这些水解反应发生时，烷氧基转化为硅烷醇基。还据信硅烷醇基团中的至少一部分交联在一起形成硅氧烷连接键。该固化过程产生高度交联的固化涂层，其具有干擦性能。水解反应还可以产生水和一种或多种类型的醇，其可以从涂料组合物中蒸发。虽然醇可以被认为是VOC，但通常认为在固化过程中产生的醇的量显著低于在有机溶剂基涂料组合物的固化过程中产生的VOC的量。
通常认为，在一些情况下，交联剂可包含疏水结构，其减缓水和烷氧基之间的水解反应的进程。为了解决这个问题，还可以在涂料组合物中提供有效量的烷基胺，以使烷氧基硅烷基胺和烷氧基氨基甲酸酯中的烷氧基催化脱保护以产生硅烷醇基团。烷基胺可在涂料组合物固化期间加速硅烷醇基团的产生。例如，不希望受任何特定理论的束缚，据信烷基胺可根据以下反应使烷氧基催化脱保护：
可在涂料组合物中提供任何合适的烷基胺。示例性的仲胺和叔胺包括二甲胺和三甲胺、二乙胺和三乙胺、二丙胺和三丙胺、二丁胺和三丁胺、二戊胺和三戊胺、二己胺和三己胺、n-乙基甲胺、n-乙基丙胺、n-乙基丁胺、n-乙基戊胺、n-甲基丙胺、n-丙基丁胺、n-戊基丙胺、n-丁基甲胺、n- 丁基戊胺、n-丁基己胺、n-戊基己胺、n-异丙基甲胺、n-甲基异丁基胺、乙基异丁基胺、二异丁基胺和二异丙基胺。在示例性涂料组合物中，基于涂料组合物的总量，烷基胺的含量可以为0.15wt％。
涂料组合物可包含用于其有效目的的量的其它功能性成分。例如，涂料组合物可含有着色剂，例如颜料。理想地，当涂料组合物用作白板漆料时，颜料可以是二氧化钛。着色剂可以以适于赋予成品涂层颜色和覆盖效果的任何量存在；例如，当颜料是二氧化钛时，它可以以组合物重量的5- 30％的量存在。其它合适的颜料包括任何合适的颜料颗粒，例如偶氮颜料、蓝铜矿(anazurite)、硅酸铝、硅酸铝钾、铝浆、蒽醌颜料、氧化锑、偏硼酸钡、硫酸钡、碳酸钙、偏硼酸钙、偏硅酸钙、炭黑、氧化铬、粘土、氧化铜、氧氯化铜、二恶嗪颜料、长石、汉莎黄、铁氧化物如黄色和红色氧化铁、异吲哚啉颜料、高岭石、立德粉、硅酸镁、金属片、云母、萘酚颜料如萘酚红、亚硝基颜料、霞石正长岩、芘酮橙(perinone)颜料、苝系(perylene)颜料、多环颜料、吡咯(pyrropyrrol)颜料、酞菁如铜酞菁蓝和酞菁铜绿、喹吖啶酮如喹吖啶酮紫、喹酞酮(quinophthalone)颜料、硅酸盐、硫化物、滑石、二氧化钛、群青、铬酸锌、氧化锌和磷酸锌。另外，可以使用珠光剂、荧光增白剂、紫外线稳定剂等。有色颜料通常不用于白板漆料，但可用于其他应用。
该组合物还可包含增塑剂以改善水敏感性。据信，固化涂层暴露于水可能倾向于通过后核漂移(post-core drift)增加交联，因此使膜硬化并使膜易于破裂。可以添加柔性增塑剂或间隔物以至少部分地抑制另外的硅烷醇交联。一种合适的间隔物是聚乙二醇(例如PEG8000)。间隔物可以以涂料组合物重量的至多约10％的任何量使用。高于该量，膜在暴露于水时可能溶解或可能变得不合需要地变软。涂料组合物还可包括分散剂、表面活性剂、润湿剂、增效剂和流变改性剂中的任何一种或多种。任何合适的分散剂，例如阴离子分散剂、阳离子分散剂、两性分散剂或非离子分散剂中的任何一种或多种可以与颜料载体一起使用。认为合适的其它已知分散剂包括购自Elementis Specialties的Nuosperse 657和Nuosperse FA 196、购自Altana AG的Disperbyk 108和购自Lubrizol Corporation的Solsperse TM M387。类似地，可以使用任何合适的润湿剂，例如阴离子润湿剂、阳离子润湿剂、两性润湿剂或非离子润湿剂中的任何一种或多种。示例性增效剂是可从LubrizolCorporation获得的SolsperseTM 5000。示例性流变改性剂包括购自Poly-Resyn，Inc的Suspeno 201-MS和购自Evonik Industries的
一旦形成，涂料组合物可立即施加到基材上，但涂料组合物也可分配到合适的容器例如油漆罐中，并密封。据信涂料组合物的保质期至少为12 个月。
涂覆涂料组合物的方法可包括将涂料组合物涂覆到基材上，并使涂料组合物固化。一旦施加到基材上，涂料组合物将在组合物交联时固化。固化过程不需要额外的设备(例如UV源)，但当涂料组合物暴露于含水的空气时发生固化。
涂料组合物可用于任何合适的目的。在某些实施方式中，可以将涂料组合物施加到表面上以赋予干擦特性。例如，表面可以是墙，其可以具有漆料或具有已经施加到墙表面的底漆，可以将涂料涂覆于其上。涂料组合物可以用刷子、辊子、海绵或喷枪或其他常规涂漆工具涂覆。固化的涂层可具有任何合适的厚度，例如厚度范围为0.05-2mm，优选厚度为约0.1mm。
据信在涂料组合物固化过程中发生的大量交联提供了具有低孔隙率的涂层。低孔隙率增加了涂层的耐久性、涂层对水的抵抗性以及涂层对标记重影的抵抗性。
当将涂料组合物施加到表面上并使其成功固化时，可以使用干擦标记来在涂层的表面上做标记。由于硅氧烷连接键(通过自交联)具有比标记油墨更低的表面能，并且涂层的孔隙率通过交联大大降低了，所以来自干擦标记的油墨不会渗透到固化涂层中。
因此，干擦标记油墨可以通过擦拭被成功地去除，而无需清洁溶液或使用包括化学品(例如，水、丙二醇正丁醚和/或异丙醇)的市售干擦清洁剂。此外，由于低孔隙率，当标记油墨留在表面上长达9天时，涂层可能能够抵抗重影效应。
实施例
实施例1
通过如下方法制备烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物：使48％的AMMO和30％的CarduraTM E10-P在烧瓶中反应，使烧瓶内容物混合并反应120分钟，然后将22％的碳酸甘油酯加入烧瓶中，并使烧瓶内容物进一步混合和反应额外120分钟。加入碳酸甘油酯后，观察到放热反应，烧瓶内容物的粘度在120分钟的反应时间内开始增加。
实施例2
通过如下方法制备烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物：使48％的AMMO和22％的碳酸甘油酯在烧瓶中反应，使烧瓶内容物混合并反应120分钟，然后将30％的CarduraTM E10-P加入烧瓶中并使烧瓶内容物进一步混合和反应额外120分钟。
实施例3和4
重复实施例1和2，不同之处在于，将0.15重量％的二丁胺加入实施例1以形成实施例3，将0.15重量％的二丁胺加入到实施例2中以形成实施例4。
实施例5
通过如下方法制备烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物：使47％的AMMO和22％的碳酸甘油酯在烧瓶中反应，使烧瓶内容物混合并反应120分钟，然后将30％的GE-5加入烧瓶中并使烧瓶内容物进一步混合和反应额外120分钟。随后，将0.15％的二丁胺加入烧瓶中。
固化时间
将实施例1和2的膜涂覆到分开的Leneta测试卡上并使其固化。测试前需要最少3天的固化时间。然而，在测试实施例1和2的固化涂层的水敏感性和干擦性之前，允许7天的最佳固化时间。
耐水性测试1
在实验室温度(环境条件(25℃+/-3度)和湿度为50％+/-5％)下，将水滴到覆盖有实施例1-2的固化涂层的水平Leneta卡上，测试区域用药杯覆盖以防止蒸发并持续1至24小时。实施例1-2的固化膜在暴露于水中长达24小时后没有表现出发白(blushing)或降解。从实施例1-2的膜上移除水之后，薄膜保持坚硬，没有起泡、开裂或分层。
以与实施例1-2相同的方式测试实施例5，但是与实施例1-2相比，实施例5提供了较差的耐水性，这是由于与实施例1-2相比疏水性脂族尾部较短。
耐水性测试2
在实验室温度(环境条件(25℃+/-3度)和湿度为50％+/-5％)下，将水喷洒到覆盖有实施例1-2的固化涂层的垂直表面(Leneta卡)上，然后立即使喷涂的涂料干燥。实施例1-4的固化膜在喷涂后经过24小时后没有显示出发白、降解、起泡、开裂或分层。
以与实施例1-2相同的方式测试实施例5，但是与实施例1-2相比，实施例5提供了较差的耐水性，这是由于与实施例1-2相比疏水性脂族尾部较短。
干擦除性能测试
由Newell Brands Company出售的干擦标记用于标记实施例1-5 的固化涂层。施加到固化膜上的标记可以通过手指触摸或用纸巾擦拭立即除去。然而，在距离施加标记的时刻经过4小时后，从实施例1、2和5的固化膜上除去标记需要用异丙醇和丙酮摩擦。据信，标记被拉到源自 CarduraTM E10-P的结构的软尾部。还观察到，相对于实施例1-4， GE-5提供的线性结构没有增加实施例5的固化膜的干擦性能。
稳定性测试
实施例1、2和5的固化涂层在室温(4周，环境条件(25℃+/-3度) 和湿度为50％+/-5％下，并且在(120F下4周)烘箱中储存后均表现出良好的稳定性。实施例1、2和5的固化涂层保持透明，具有略微黄色的半透明着色。固化的涂层没有显示出沉淀的视觉证据。
尽管以上描述集中于所公开的涂料组合物作为干擦组合物，但预期该组合物具有许多其他用途。例如，涂料组合物可以涂覆到金属表面，特别是铁表面，以在金属表面上形成防锈或其他保护涂层。该组合物可以涂覆于其他表面，例如混凝土、涂漆或未涂漆的干墙或塑料。还预期涂料组合物可用作水基漆料中的聚结助剂。
除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法可以以任何合适的顺序进行。使用任何和所有示例或描述本文提供的示例(例如，“诸如”)的语言旨在阐明本发明，而不是对本发明的范围进行限制。本文关于本发明或优选实施方式的性质或益处的任何陈述不旨在是限制性的。本发明包括适用法律允许的本文所述主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则本发明涵盖上述元件的所有可能变型的任何组合。本文对任何参考文献或专利的描述，即使被标识为“先前的”，也不旨在承认这样的参考或专利可用作针对本发明的现有技术。没有要求保护的语言不应被视为限制本发明的范围。除非在所附权利要求中反映，否则本文中某些特征构成要求保护的发明的组件的任何陈述或建议不旨在是限制性的。对任何产品的专利号的标记和与任何服务相关的专利号的标识都不应被视为表示本文所述的所有实施例都包含在这种产品或服务中。

Claims (18)

1.一种制备涂料组合物的方法，所述方法包括：
提供氨基烷氧基硅烷；
在基本不存在水的情况下，使一部分所述氨基烷氧基硅烷与碳酸酯反应，并且使一部分所述氨基烷氧基硅烷与下式(8)的环氧化合物反应
其中A4-A6是相同的或不同的并且包含氢或具有1-3个碳原子的含碳基团，A7是含羰基的连接基团，且R19是具有至少四个碳原子的脂族基团；并且
所述反应产生烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物；
所述方法包括提供有效量的烷基胺，其使所述烷氧基硅烷基中的烷氧基催化脱保护以得到硅烷醇基团。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括：
将所述环氧化合物加入到所述氨基烷氧基硅烷中以形成反应的共混物；和
随后将所述碳酸酯加入所述共混物中。
3.根据权利要求1的方法，相对于彼此，所述氨基烷氧基硅烷以1.5-2.5份的量存在，所述环氧化合物以0.5-1.5份的量存在，所述碳酸酯以1.0-2.0份的量存在。
4.根据权利要求1的方法，所述环氧化合物包含缩水甘油基脂族酯。
5.根据权利要求4的方法，所述缩水甘油基脂族酯具有下式(9)
其中R19是具有至少4个碳原子的脂族基团。
6.根据权利要求1所述的方法，所述氨基烷氧基硅烷具有由下式(1)表示的结构
其中A1、A2和A3是相同的或不同的并且包含氢或C1-C4烷基，附加条件是A1、A2和A3中的至少一个包含C1-C4烷基；其中B1和B2是相同的或不同的并且包含氢或C1-C4烷基，附加条件是B1和B2中的至少一个是氢；并且其中R1是C1-C4烷基。
7.根据权利要求6所述的方法，所述氨基烷氧基硅烷包含氨基丙基三烷氧基硅烷。
8.根据权利要求2所述的方法，所述氨基烷氧基硅烷包含氨基丙基三甲氧基硅烷。
9.根据权利要求1所述的方法，所述烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物包含(10)、(11)和(12)中的至少两种：
其中A1、A2和A3是相同的或不同的并且包含氢或C1-C4烷基，附加条件是A1、A2和A3中的至少一个包含C1-C4烷基；其中R1是C1-C4烷基，并且其中R20是羟烷基氨基甲酸酯。
10.根据权利要求9所述的方法，所述烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物包含(10)、(11)和(12)中所有三种的混合物。
11.根据权利要求9所述的方法，所述烷氧基硅烷基胺和烷氧基硅烷基氨基甲酸酯的混合物包含(13)、(14)、(15)中的至少两种：
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述碳酸酯具有根据下面式(2)的通式：
R2和R3各自独立地包括烷基，或R2和R3形成环状结构，所述环状结构可包含烷基、羟烷基和羟基中的任何一个或多个作为取代基。
13.根据权利要求12所述的方法，所述碳酸酯包括碳酸甘油酯。
14.根据权利要求1所述的方法，所述烷基胺包括二丁胺。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括添加间隔物。
16.根据权利要求15所述的方法，所述间隔物包括聚乙二醇。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括添加颜料。
18.根据权利要求17所述的方法，所述颜料包括二氧化钛。
CN201780032892.5A 2016-05-27 2017-05-25 1k 100%固体的干擦涂料组合物 Active CN109563358B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662342225P 2016-05-27 2016-05-27
US62/342,225 2016-05-27
PCT/US2017/034367 WO2017205562A1 (en) 2016-05-27 2017-05-25 1k 100% solids dry-erase coating composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109563358A true CN109563358A (zh) 2019-04-02
CN109563358B CN109563358B (zh) 2021-06-11

Family

ID=59054209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780032892.5A Active CN109563358B (zh) 2016-05-27 2017-05-25 1k 100%固体的干擦涂料组合物

Country Status (8)

Country Link
US (2) US10106703B2 (zh)
EP (1) EP3464480B1 (zh)
CN (1) CN109563358B (zh)
AU (1) AU2017271530B2 (zh)
BR (1) BR112018074280B1 (zh)
CA (1) CA3025273C (zh)
MX (1) MX2018014575A (zh)
WO (2) WO2017205562A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2017271530B2 (en) * 2016-05-27 2020-07-16 Swimc Llc 1K 100% solids dry-erase coating composition
DE202018006246U1 (de) * 2017-09-19 2019-10-30 The Sherwin-Williams Company 1K-Beschichtung mit hoher Härte und hoher Schlagfestigkeit
JP7104490B2 (ja) * 2018-03-30 2022-07-21 株式会社松風 ヒドロキシ基とウレタン基を有するシランカップリング化合物およびそれらを含有する医科歯科模型用硬化性組成物
WO2020033686A1 (en) * 2018-08-08 2020-02-13 Nagpal Vidhu J Dry erase coating composition
WO2021136800A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-08 Basf Coatings Gmbh Coatings containing branched polyester polyols as plasticizers
EP3879441A1 (en) * 2020-03-09 2021-09-15 Société BIC Reusable notebook and methods thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4988778A (en) * 1990-01-18 1991-01-29 Ppg Industries, Inc. Polyamine-functional silane resin
US20100234497A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Polymate, Ltd Nanostructured hybrid oligomer composition

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5312952B2 (zh) * 1972-02-17 1978-05-06
US5587502A (en) * 1995-06-02 1996-12-24 Minnesota Mining & Manufacturing Company Hydroxy functional alkoxysilane and alkoxysilane functional polyurethane made therefrom
DE102006044310A1 (de) * 2006-09-18 2008-03-27 Nano-X Gmbh Silanbeschichtungsmaterial und Verfahren zur Herstellung eines Silanbeschichtungsmaterials
US7875318B2 (en) * 2007-04-24 2011-01-25 Momentive Performance Materials Inc. Method of applying an anti-corrosion and/or adhesion promoting coating to a metal and resulting coated metal
RU2520454C2 (ru) * 2009-01-09 2014-06-27 Айдиапэйнт Инк. Отверждающиеся в условиях окружающей среды покрытия на водной основе для поверхностей, допускающих запись и стирание
SG11201404209TA (en) * 2012-01-20 2014-08-28 Ideapaint Inc Low volatile organic component dry erase siloxane-based coatings
EP2828347B1 (en) * 2012-03-19 2020-12-02 IdeaPaint, Inc. Clear siloxane-based write-erase coating with low volatile organic character
EP3023429A1 (de) * 2014-11-24 2016-05-25 Sika Technology AG Hydroxysilan als Haftvermittler oder Vernetzer
AU2017271530B2 (en) * 2016-05-27 2020-07-16 Swimc Llc 1K 100% solids dry-erase coating composition

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4988778A (en) * 1990-01-18 1991-01-29 Ppg Industries, Inc. Polyamine-functional silane resin
US20100234497A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Polymate, Ltd Nanostructured hybrid oligomer composition

Also Published As

Publication number Publication date
EP3464480A1 (en) 2019-04-10
CA3025273C (en) 2021-02-09
US20170342285A1 (en) 2017-11-30
CA3025273A1 (en) 2017-11-30
WO2017205562A1 (en) 2017-11-30
US20170342296A1 (en) 2017-11-30
BR112018074280A2 (pt) 2019-04-09
CN109563358B (zh) 2021-06-11
US10106703B2 (en) 2018-10-23
EP3464480B1 (en) 2020-11-04
AU2017271530B2 (en) 2020-07-16
BR112018074280B1 (pt) 2023-02-14
US10125281B2 (en) 2018-11-13
MX2018014575A (es) 2019-06-06
WO2017205561A1 (en) 2017-11-30
AU2017271530A1 (en) 2018-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109563358A (zh) 1k 100%固体的干擦涂料组合物
EP0964020B1 (en) Polyalkoxysiloxane compounds, process for producing the same, and coating composition containing the same
CN105419535B (zh) 一种底面合一水包水多彩涂料及其制备方法
CN110205032B (zh) 铅笔水性漆及其制备方法
JP6198613B2 (ja) 撥水性コーティング剤
CN101429402A (zh) 水性金属自干防锈漆
AU2017268409B2 (en) Dry-erase compositions and methods of making and using thereof
CN102796430A (zh) 一种底漆涂料
CN106752555A (zh) 一种净味无甲醛的内墙环保涂料及其制备方法
CN102757698A (zh) 一种低voc硝基漆
KR20130081047A (ko) 친환경 기능성 2액형 프라이머 도료 조성물 및 이의 제조 방법
CN105713498B (zh) 一种用于汽车内饰的水性手感漆及其成膜方法
US9944800B2 (en) UV curable hydrophilic coatings
DE60018184T2 (de) Verfahren zur herstellung einer auf eine zylinderkopfdichtung haftmindernder, abdichtender beschichtung auf basis von polysiloxane
JPWO2018151271A1 (ja) コーティング組成物及び表面保護被膜形成方法
EP3519518B1 (en) Primer coating composition
US10767080B2 (en) 1K waterborne dry-erase coating composition
CN109593435A (zh) 一种环氧清漆及其制备方法和家具
US10752803B2 (en) 1K high hardness, high impact resistance coating
CN109321065A (zh) 一种透明画板漆及其制备方法
CN106590382A (zh) 双组分水性纳米改性uv木器漆及其制备方法和使用方法
JP2006036992A (ja) 水性塗料及び塗装方法
CN108003744A (zh) 一种应用于钢材的水性内面漆及其制备方法
CN110511654A (zh) 一种电子束固化的金属包装涂料及其制备方法
CN109593434A (zh) 一种环氧清漆及其制备方法和家具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant