CN110437403A - 用于粘合剂树脂的交联组分 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于粘合剂树脂的交联组分，所述交联组分特别适合与包含环氧基的粘合剂和/或(多)异氰酸酯例如封端(多)异氰酸酯一起使用，并且所述交联组分的每个分子包含至少两个封端异氰酸酯基团，其中至少两个封端异氰酸酯基团中的至少一者为根据结构单元(I)的基团，其中式(II)的结构单元(如果存在的话)与式(I)的结构单元之比为0.40或更小。所述交联组分也可以是可自交联的。本发明还涉及涂料组合物，例如包含所述交联组分的单组分涂料组合物，及其制备方法。

Description

用于粘合剂树脂的交联组分
技术领域
本发明涉及用于粘合剂树脂的交联组分，所述交联组分特别适合与包含环氧基的粘合剂和/或(多)异氰酸酯例如封端(多)异氰酸酯一起使用。所述交联组分也可以是可自交联的。本发明还涉及涂料组合物，例如包含所述交联组分的单组分涂料组合物，及其制备方法。
背景技术
三聚氰胺作为例如用于醇酸树脂、丙烯酸酯或环氧粘合剂的交联剂是本领域已知的。这样的体系被用于涂料制剂等。然而，在交联(固化)期间和在固化之后，甲醛可能从这样的树脂中释放出来。在与环境接触的三聚氰胺交联树脂例如涂料等的情况下，由于甲醛无法累积而是被大气稀释，所以甲醛排放可能无法被人类识别。此外，由于与大气的永久接触，通常发生低的但持续的甲醛释放。
在不与大气接触而是保持在保护气氛下的三聚氰胺交联树脂的情况下，例如在发电机或电动引擎的工作期间，只要存在保护气氛，就发生低的甲醛释放或者不释放甲醛。然而，在移除保护气氛例如以进行维护等的情况下，将发生甲醛产生，导致维护工作的开始延迟或者必须为维护人员制造特定设备，这导致了更高的成本并且也减慢了维护工作。
此外，由于甲醛的毒性，应尽可能地减少甲醛产生。
在电气设备例如发电机和电动引擎的情况下，将芯板清漆(core sheet varnish，CSV)施加至制成其芯的板。这些芯板清漆通常为基于醇酸树脂、丙烯酸酯或环氧粘合剂以及三聚氰胺交联剂的单组分涂料组合物。
期望用不产生甲醛的树脂替代这些树脂。然而，CSV应以低厚度施加，同时提供良好的耐腐蚀性和涡流减少。此外，不应损害CSV的其他要求，例如外观、流动性、可冲压性、可焊性等。
出乎意料地发现，使用包含特定氨基甲酸酯基的交联组分在没有甲醛排放的同时提供了良好的交联性能。此外，该交联组分适合用于CSV。
因此，本发明提供了交联组分，所述交联组分的每个分子包含至少两个封端异氰酸酯基团，其中至少两个封端异氰酸酯基团中的至少一者为根据以下结构单元(I)的基团，
其中
R1为C2至C10烃基，
其中
下式(II)的结构单元(如果存在的话)与式(I)的结构单元之比为0.40或更小，
基于可通过封端多异氰酸酯交联的粘合剂(特别是羟基官能的粘合剂)和封端多异氰酸酯交联剂的非水性液体涂料组合物是已知的。实例为基于羟基官能的丙烯酸树脂的相应涂料体系(参见European Coatings Handbook，Curt R.Vincentz Verlag，Hannover，2000，第66页)。在这样的情况下，除去封端剂并且获得游离的异氰酸酯，所述游离的异氰酸酯然后用于使包含活性氢(例如多元醇)的粘合剂树脂交联。
本发明的交联组分包含至少一个封端异氰酸酯基团，所述封端异氰酸酯基团通常通过产生包含源自R1的含C-C双键化合物和除该化合物之外的CO2来形成游离胺。至少一个另外的封端异氰酸酯基团也可以为如上所述的形成游离胺的基团或者可以为在除去封端剂后形成异氰酸酯基团的封端异氰酸酯基团。在后一种情况下，形成可以经历自交联的包含至少一个胺基和至少一个异氰酸酯基团的分子。在形成两个或更多个胺基的情况下，交联组分然后可以用于交联反应，例如，与包含环氧基、α-β-不饱和酯基、(封端)异氰酸酯(例如封端(多)异氰酸酯)、酮基、醛基或其混合物的树脂的交联反应。此外，可以形成涂料组合物，其中交联组分部分地自交联并且部分地使如上所述的包含环氧基、α-β-不饱和酯基、(封端)异氰酸酯(例如封端(多)异氰酸酯)、酮基、醛基或其混合物的树脂交联。
此外，不会发生甲醛排放，并且在固化之后的长时间内，含C-C双键化合物和CO2的排放可忽略不计，如果确实存在的话。这使得交联组分特别适合用于CSV，但是当然，交联组分也可以用于其他应用。此外，由于脲基的含量较低，所获得的涂料组合物的粘度将相当低，允许组合物的固体含量更高，并因此，需要蒸发的溶剂更少。此外，本发明的交联组分与其自身或粘合剂树脂在室温下的反应可忽略不计或者甚至在室温下根本不发生，使得交联组分特别适合于单组分涂料组合物。
发明内容
本发明涉及交联组分，所述交联组分的每个分子包含至少两个封端异氰酸酯基团，其中至少两个封端异氰酸酯基团中的至少一者为根据以下结构单元(I)的基团，
其中
R1为C2至C10烃基，
其中
下式(II)的结构单元(如果存在的话)与式(I)的结构单元之比为0.40或更小，
本发明还涉及用于生产根据本发明的交联组分的方法，其包括使包含至少两个异氰酸酯基团的化合物与式R1-OH的醇反应，其中R1为C2至C10烃基，其中醇R1-OH的摩尔量等于或大于包含至少两个异氰酸酯基团的化合物的总摩尔量。因此，包含至少两个异氰酸酯基团的化合物的至少一个异氰酸酯基团反应以形成根据式(I)的结构单元。其余的异氰酸酯基团可以与式R1-OH的醇(其中R1为C2至C10烃基)和/或与另一封端剂反应。
在本上下文中，“另一封端剂”表示本领域已知的这样的封端剂：其产生在除去该封端剂后形成异氰酸酯基团的封端异氰酸酯基团。
本发明还涉及涂料组合物，其包含本发明的交联组分。
本发明涉及根据本发明的交联组分用于自交联和/或用于使粘合剂树脂交联的用途。例如，本发明的交联组分可以用于单组分涂料组合物或双组分涂料组合物，优选单组分涂料组合物。
本发明涉及根据本发明的交联组分在单组分涂料组合物或双组分涂料组合物，优选单组分涂料组合物中的用途。
如以上所说明的，本发明的交联组分可以是可自交联的。
本发明涉及用于使根据本发明的交联组分交联的方法，其包括使所述交联组分固化的步骤。
本发明涉及用于使粘合剂树脂交联的方法，其包括以下步骤：
a)提供粘合剂树脂；
b)提供根据本发明的交联组分；
c)将步骤a)的粘合剂树脂和步骤b)的交联组分和任选的其他组分合并；
c1)通常并优选地将步骤c)中获得的产物施加至基材，以及
d)使步骤c)或步骤c1)(如果存在的话)中获得的产物固化。
具体实施方式
以下将更详细地说明本发明。
应理解，为了清楚起见，以上和以下在单独实施方案的上下文中描述的本发明的某些特征也可以组合地提供在单个实施方案中。相反，为了简洁起见，在单个实施方案的上下文中描述的本发明的多个特征也可以单独地或者以任意子组合提供。此外，除非上下文另外特别说明，否则单数形式也可以包括复数形式(例如，没有明确数量词修饰可以指一个/种或者一个/种或更多个/种)。
除非另外说明，否则本文中提及的所有分子量(数均分子量和重均分子量二者)都通过GPC(凝胶渗透色谱)使用聚苯乙烯作为标准并使用四氢呋喃作为液相洗脱剂来确定。
除非另外明确指出，否则本申请中指定的各种范围内的数值的使用被描述为近似值，如同在所述范围内的最小值和最大值均前接词语“约”一样。以这种方式，可以使用在所述范围之上和之下的轻微变化以实现与在所述范围内的值基本上相同的结果。此外，这些范围的公开旨在作为包括在最小值与最大值之间的每个值的连续范围。
本发明涉及交联组分，所述交联组分的每个分子包含至少两个封端异氰酸酯基团，其中至少两个封端异氰酸酯基团中的至少一者为根据以下结构单元(I)的基团，
其中
R1为C2至C10烃基，
其中
下式(II)的结构单元(如果存在的话)与式(I)的结构单元之比为0.40或更小，
在除去封端剂后形成异氰酸酯基团的封端异氰酸酯基团是本领域已知的。
出于本发明的目的，在除去封端剂后形成异氰酸酯的封端异氰酸酯基团以及根据结构单元(I)的基团被表示为“封端异氰酸酯基团”。
根据式(I)的结构单元的特征在于，其在交联组分或者包含交联组分的涂料组合物固化时形成胺。如上所述，通常由此产生含C-C双键化合物和CO2。以下给出了固化过程的细节。固化通常在100℃至600℃的温度下进行，并且固化时间可以为5秒至180分钟，优选为10秒至120分钟。
在交联组分中，式(II)的结构单元与式(I)的结构单元之比为0.40或更小，优选0.20或更小，更优选0.10或更小，
其中
R1为C2至C10烃基。
在一个优选实施方案中，交联组分基本上不含结构单元(II)。
“基本上不含结构单元(II)”表示在交联组分的合成期间未使用包含结构单元(II)的化合物并且在交联组分的合成期间未产生结构单元(II)。
在一个特别优选的实施方案中，交联组分不含结构单元(II)。
优选地，交联组分不含以下结构单元(III)，
其中
R2、R3、R4和R5均不为氢原子。
因此，在交联组分中，优选地，式(II)的结构单元与式(I)的结构单元之比为0.40或更小，优选0.20或更小，更优选0.10或更小，
其中
R1为C2至C10烃基，
以及
交联组分不含以下结构单元(III)，
其中
R2、R3、R4和R5均不为氢原子。
式(II)的结构单元与式(I)的结构单元之比可以例如通过使用13C-NMR光谱光谱来确定。式(I)和式(II)的羰基中的碳原子引起不同化学位移处的信号，并因此可以在13C-NMR中区分开。从13C-NMR中获得的脲基或氨基甲酸酯基中的羰基官能团的碳原子的信号积分可以计算出式(II)的结构单元与式(I)的结构单元之比。对于该计算，必须将13C-NMR光谱中的信号分配给式(I)的结构单元中所存在的氨基甲酸酯基中的羰基官能团的碳原子和式(II)的结构单元中所存在的脲基中的羰基官能团的碳原子。13C-NMR测量可以在固相中进行(参见例如，D.T.Okamoto等，Macromolecules，1992，25(3)，第1068至1073页)，也可以在液相中进行。
通常，与式(I)的结构单元中所存在的氨基甲酸酯基中的羰基官能团的碳原子的信号相比，式(II)的结构单元中所存在的脲基中的羰基官能团的碳原子的信号位于更高的化学位移处或者相应地位于更低的场中。然而，13C-NMR光谱中脲基或氨基甲酸酯基中的羰基官能团的碳原子的信号的化学位移的绝对值很大程度上取决于周围基团的化学性质；例如，在通过异氰酸酯基团分别与醇或胺的反应产生氨基甲酸酯基和脲基的情况下，13C-NMR光谱中各自羰基官能团的碳原子的信号的化学位移不仅取决于异氰酸酯组分，而且也取决于用于产生氨基甲酸酯基或脲基的醇或胺的类型。如有必要，解释13C-NMR光谱并且借助于已知组成的模型化合物(例如，仅包含脲基或仅包含氨基甲酸酯基并且分别与(I)和式(II)的结构单元类似的模型化合物)的13C-NMR光谱来分配信号可能是有用的。不言而喻，如有必要，技术人员也可以使用如上所述的基于13C-NMR的方法来确定任何式(III)的结构单元的比例。
R1为可以为线性、支化或环状的，优选支化或环状的C2至C10烃基。通常，R1通过碳原子与氧原子结合，所述碳原子与至少一个带有一个或更多个氢原子的另外的碳原子结合。
R1的非限制性实例为丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环戊基、环己基、甲基环戊基、甲基环己基、乙基环戊基、乙基环己基，包括其异构体。因此，例如，术语“丙基”包括正丙基和异丙基，丁基包括正丁基、仲丁基和叔丁基等。
优选地，R1为C2至C10烷基，更优选地，R1为C3至C10烷基，例如丙基、丁基、戊基、己基，包括其异构体。
在一个优选实施方案中，R1为丁基。在一个特别优选的实施方案中，R1为叔丁基。
优选地，交联组分的数均分子量在300g/mol至5000g/mol，优选300g/mol至4000g/mol，最优选为300g/mol至3000g/mol的范围内。
本发明的交联组分通常通过使包含至少两个异氰酸酯基团的化合物与式R1-OH的醇反应产生，其中R1为如上所限定的C2至C10烃基，其中醇R1-OH的摩尔量等于或大于包含至少两个异氰酸酯基团的化合物的总摩尔量。因此，包含至少两个异氰酸酯基团的化合物的至少一个异氰酸酯基团反应以形成根据式(I)的结构单元。其余的异氰酸酯基团可以与式R1-OH的醇和/或与另一封端剂反应，其中R1为如上所限定的C2至C10烃基。
在本上下文中，“另一封端剂”表示本领域已知的这样的封端剂：其产生在除去封端剂后形成异氰酸酯基团的封端异氰酸酯基团。
包含至少两个异氰酸酯基团的化合物可以为通过经验式和结构式限定的通常具有不大于800g/mol的分子量的二异氰酸酯或多异氰酸酯，例如二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷、双(4-异氰酸根合苯基)甲烷、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯和1,4-环己烷二异氰酸酯、双(异氰酸根合环己基)-甲烷及其衍生物、1,1,6,6-四甲基-六亚甲基二异氰酸酯、对四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯或间四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、2,2',5三甲基己烷二异氰酸酯、芳族二异氰酸酯及其加合物，以及它们的混合物和它们的反应产物。
优选二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、以及异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯的三聚体。
包含至少两个异氰酸酯基团的化合物还可以通过使二元醇或多元醇(A)与二异氰酸酯或多异氰酸酯(B)反应来获得。
在一个实施方案中，二异氰酸酯或多异氰酸酯的摩尔量等于或大于二元醇或多元醇(A)中存在的OH-基团的总量。换句话说，对于二元醇或多元醇中存在的每个OH-基团，在反应中存在至少一个分子的二异氰酸酯或多异氰酸酯(B)。
因此，在该实施方案中，各二异氰酸酯或多异氰酸酯(B)仅用其一个异氰酸酯基团与二元醇或多元醇(A)反应，而其余的异氰酸酯基团未改变并且可以在后续步骤中与式R1-OH的醇反应，其中R1为C2至C10烃基。
在另一个实施方案中，当获得包含至少两个异氰酸酯基团的化合物时，二异氰酸酯或多异氰酸酯的多于一个异氰酸酯基团与二元醇或多元醇(A)反应。由此可以形成低聚物或聚合物。
二元醇或多元醇(A)可以包括通过经验式和结构式限定的通常具有高至450g/mol的分子量的低摩尔质量化合物形式的多元醇，而且包括具有如下数均摩尔质量的低聚多元醇或聚合多元醇：例如高至约5000g/mol，特别地约500g/mol至约4500g/mol，优选约500g/mol至约3500g/mol，最优选约500g/mol至约2500g/mol。低聚多元醇或聚合多元醇的实例为相应的羟基官能的聚醚、聚氨酯、聚酯或聚碳酸酯。
在二元醇或多元醇(A)包含通过经验式和结构式限定的具有高至450g/mol的分子量的低摩尔质量化合物形式的多元醇或者由其组成的情况下，该化合物优选每个分子包含2至6个，更优选2至4个，最优选2至3个OH-基团。
合适的二元醇或多元醇(A)的实例为乙二醇、异构丙二醇和丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、双酚A、新戊二醇、丁基乙基丙二醇、异构环己二醇、异构环己烷二甲醇、氢化双酚A、三环癸烷二甲醇、二聚脂肪醇、甘油、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷。
低聚多元醇或聚合多元醇的实例为诸如以下的低聚多元醇或聚合多元醇：遥爪(甲基)丙烯酸聚合物二醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚氨酯多元醇、聚碳酸酯多元醇，各自的数均摩尔质量为例如高至约5000g/mol，特别地约500g/mol至约4500g/mol，优选约500g/mol至约3500g/mol，最优选约500g/mol至约2500g/mol。
在一个实施方案中，二元醇或多元醇(A)包含以下或者由以下组成：通过经验式和结构式限定的具有高至450g/mol的分子量的低摩尔质量化合物形式的多元醇，和/或具有如下数均摩尔质量的低聚聚氨酯多元醇或聚合聚氨酯多元醇：例如高至约5000g/mol，特别地约500g/mol至约4500g/mol，优选约500g/mol至约3500g/mol，最优选约500g/mol至约2500g/mol。
在一个优选实施方案中，二元醇或多元醇(A)包含以下或者由以下组成：通过经验式和结构式限定的具有高至450g/mol的分子量的低摩尔质量化合物形式的多元醇，或者具有如下数均摩尔质量的低聚聚氨酯多元醇或聚合聚氨酯多元醇：例如高至约5000g/mol，特别地约500g/mol至约4500g/mol，优选约500g/mol至约3500g/mol，最优选约500g/mol至约2500g/mol。
低聚多元醇或聚合多元醇的羧基数优选为约5mg KOH/g至约75mg KOH/g，更优选10mg KOH/g至约50mg KOH/g，最优选20mg KOH/g至约45mg KOH/g。
可以转化成离子基团的基团例如羧基的存在使得低聚多元醇或聚合多元醇与二异氰酸酯或多异氰酸酯(B)的反应产物是可水溶或可水分散的。
低聚多元醇或聚合多元醇的OH数优选为约50mg KOH/g至约300mg KOH/g，更优选100mg KOH/g至约250mg KOH/g，最优选150mg KOH/g至约225mg KOH/g。
EP 0 548 727中描述了合适的聚合多元醇。
WO 93/01245中描述了合适的聚氨酯多元醇。
合适的二异氰酸酯或多异氰酸酯(B)为通过经验式和结构式限定的通常具有不大于800g/mol的分子量的二异氰酸酯或多异氰酸酯，例如二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷、双(4-异氰酸根合苯基)甲烷、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯和1,4-环己烷二异氰酸酯、双(异氰酸根合环己基)-甲烷及其衍生物、1,1,6,6-四甲基-六亚甲基二异氰酸酯、对四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯或间四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、2,2',5三甲基己烷二异氰酸酯、芳族二异氰酸酯及其加合物，以及它们的混合物和它们的反应产物。
换句话说，包含至少两个异氰酸酯基团的化合物的一个或更多个异氰酸酯基团可以与式R1-OH的醇反应(其中R1为C2至C10烃基)，或者二异氰酸酯或多异氰酸酯的一个或更多个异氰酸酯基团首先与低聚多元醇或聚合多元醇反应并且随后至少一个剩余的异氰酸酯基团与式R1-OH的醇(其中R1为C2至C10烃基)反应。至少一个另外的封端异氰酸酯基团也可以为如上所述的形成游离胺的基团或者可以为在除去封端剂后形成异氰酸酯基团的封端异氰酸酯基团。在后一种情况下，形成如上所述的可以经历自交联的包含至少一个胺基和至少一个异氰酸酯基团的分子。
此外，本发明涉及包含根据本发明的交联组分的涂料组合物，所述涂料组合物通常还包含粘合剂树脂。或者，本发明的交联组分可以是可自交联的。
作为粘合剂树脂，优选可通过胺基交联的树脂，例如，可以使用包含环氧基、α-β-不饱和酯基、(封端)异氰酸酯(例如封端(多)异氰酸酯)、酮基、醛基或其混合物的粘合剂树脂，其中特别优选包含环氧基的粘合剂树脂和包含封端异氰酸酯基团的粘合剂树脂。
粘合剂树脂优选包含中和的扩链环氧树脂，更优选由中和的扩链环氧树脂组成。合适的环氧树脂包括例如环氧扩链芳族多元醇、环氧官能的丙烯酸聚合物、环氧官能的聚酯或其组合。在一些实施方案中，环氧树脂可以由多元醇与环氧化合物例如表氯醇的反应产物形成。环氧树脂可以具有每个分子平均2至20个环氧基。在一些实施方案中，环氧树脂可以为多元酚例如双酚A的多缩水甘油醚。在另一些实施方案中，环氧树脂可以为脂族多元醇(例如，线性、支化或环状多元醇)的多缩水甘油醚。合适的环氧树脂是本领域已知的并且可以例如通过在碱的存在下用表卤代醇或二卤代醇(例如，表氯醇或二氯丙醇)使多元醇(例如，多元酚和/或脂族多元醇，如线性、支化或环状多元醇)醚化来产生。
合适的多元醇可以包括多元酚，例如2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)甲烷、1,2-双-(4-羟基苯基)乙烷、2-甲基-1,1-双-(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双-(4-羟基-3-叔丁基苯基)丙烷、1,1-双-(4-羟基苯酚)乙烷、双-(2-羟基萘基)甲烷和1,5-二羟基萘。除多元酚之外，还可以使用其他环状多元醇，例如1,2-双(羟基甲基)环己烷、1,3-双-(羟基甲基)环己烷、1,4-双-(羟基甲基)环己烷、1,2环己二醇、1,3环己二醇、1,4-环己二醇和氢化双酚A；和/或脂族多元醇例如己二醇和新戊二醇。
如以每环氧基重量(weight per epoxy group，wpe)测量的，环氧树脂的分子量可以在约300至约5000的范围内。在一些实施方案中，每环氧基重量在约400至约3000，例如约450至约2000的范围内。
合适的环氧树脂是本领域技术人员已知的。
由于根据本发明的交联组分在室温下是稳定的，所述交联组分特别适用于单组分涂料组合物。
本发明的涂料组合物优选为单组分涂料组合物。
基于涂料组合物的固体含量，涂料组合物中粘合剂树脂的浓度可以在约1重量％至约60重量％的范围内。
在涂料组合物中存在粘合剂树脂的情况下，基于涂料组合物的固体含量，交联组分的浓度优选在约10重量％至约50重量％的范围内。
除以上和以下描述的粘合剂树脂和交联组分之外，涂料组合物还可以包含一种或更多种可以以颜料糊的形式并入组合物中的颜料。颜料糊可以通过将颜料研磨或分散到研磨载体和其他任选的成分(例如，防堵孔添加剂、润湿剂、表面活性剂和消泡剂)中来制备。可以使用本领域公知的任何颜料研磨载体。通常，研磨使用本领域已知的常规设备例如Eiger磨机、Dynomill或砂磨机进行。在研磨之后，颜料的颗粒尺寸应尽可能小，通常，使用Hegman研磨仪的颗粒尺寸为约6至8。
可以使用的颜料包括例如二氧化钛、硫酸钡、硅酸铝、二氧化硅和高岭土的混合物、铬酸锶、炭黑、铁氧化物、粘土、或其组合。应该谨慎地使用具有高表面积和吸油性的颜料，因为这些颜料可能对涂料的聚结和流动具有不期望的影响。
颜料与粘合剂树脂和交联组分之和的重量比可以在约5:1至约0.01:1的范围内，在另一些实施方案中，颜料与粘合剂树脂和交联组分之和的重量比可以在约3:1至约0.1:1的范围内，在又一些实施方案中，所述比可以在约2:1至约0.1:1的范围内。
涂料组合物可以包含任选的成分，例如催化剂、润湿剂、表面活性剂、增塑剂和消泡剂。合适的催化剂可以包括例如羧酸二烷基锡，例如二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二羧酸二辛基锡及其组合；铋催化剂，包括例如氧化铋、三氧化铋、氢氧化铋、乙酸铋、乙酰丙酮铋、乳酸铋、甲烷硫酸铋、二甲基丙酸铋、硝酸铋；锌化合物，例如乙酸锌、乙酰丙酮锌或辛酸锌；叔胺，例如三乙胺、二氮杂双环辛烷(DABCO)；脒，例如二氮杂双环十一烯(DBU)或二氮杂双环壬烯(DBN)；及其组合。也可以使用任意催化剂的组合。表面活性剂和润湿剂的实例包括例如烷基咪唑啉，例如作为C得自于Ciba-Geigy IndustrialChemicals的那些；作为104得自于Air Products and Chemicals的炔醇。有用的增塑剂的实例可以为与水不混溶的材料，例如壬基酚或双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加合物。基于涂料组合物的固体含量，这些任选的成分在存在时构成约0.1重量％至约20重量％。在这些任选的成分存在的情况下，基于固体含量，交联组分、粘合剂树脂和颜料(如果存在的加)之和为99.9重量％至80重量％。
基于涂料组合物的固体含量，粘合剂树脂、交联组分、颜料(如果存在的话)和任选的成分(如果存在的话)的总量为100重量％。
涂料组合物优选为电绝缘材料，更优选为芯板清漆(CSV)。
芯板清漆(CSV)用于预期用于马达和发电机的电工钢。电动马达和发电机的转子和/或定子包括金属板(通常为电工钢板)的堆叠体，所述金属板涂覆有组合物，优选涂覆有本发明的涂料组合物。
根据本发明的交联组分的优选实施方案也是根据本发明的涂料组合物的优选实施方案，反之亦然。
此外，本发明涉及根据本发明的交联组分用于使粘合剂树脂交联和/或用于自交联的用途。
粘合剂树脂可以选自以上限定的粘合剂树脂。在一个优选实施方案中，粘合剂树脂选自以上限定的粘合剂树脂。在一个特别优的选实施方案中，粘合剂树脂为包含环氧基和/或封端异氰酸酯基团的粘合剂树脂。
此外，本发明涉及根据本发明的交联组分在双组分涂料组合物或单组分涂料组合物，优选单组分涂料组合物中的用途。
根据本发明的交联组分和涂料组合物的优选实施方案也是根据本发明的用途的优选实施方案，反之亦然。
本发明涉及用于使根据本发明的交联组分或者包含根据本发明的交联组分的涂料组合物交联的方法，其包括使根据本发明的交联组分或者包含根据本发明的交联组分的涂料组合物固化的步骤。通常并且优选地，在固化之前将根据本发明的交联组分或者包含根据本发明的交联组分的涂料组合物施加至基材。
此外，本发明涉及用于使粘合剂树脂交联的方法，其包括以下步骤：
a)提供粘合剂树脂；
b)提供根据本发明的交联组分；
c)将步骤a)的粘合剂树脂和步骤b)的交联组分和任选的其他组分合并；
c1)通常并优选地将步骤c)中获得的产物施加至基材；以及
d)使步骤c)或步骤c1)(如果存在)中获得的产物固化。
粘合剂树脂可以选自以上限定的粘合剂树脂。在一个优选实施方案中，粘合剂树脂选自以上限定的粘合剂树脂。在一个特别优选的实施方案中，粘合剂树脂为包含环氧基和/或封端异氰酸酯基团的粘合剂树脂。
任选的其他组分通常选自以上关于涂料组合物限定的化合物。任选的其他组分通常以基于树脂固体不大于15重量％的量，优选不大于树脂固体的10重量％的量存在。
基材没有特别限制并且可以例如为金属、玻璃或聚合物。优选金属基材，其中特别优选钢板。最优选电工钢板。
通常，固化温度可以为100℃至600℃并且固化时间可以为5秒至180分钟，优选为10秒至120分钟。如技术人员已知的，在较高温度下的固化时间较短，反之亦然。例如，在聚合物基材的情况下，在较低温度下可能需要较长的固化时间。
固化所需的热可以例如在烘箱中、通过感应加热、红外(IR)辐射、近红外(NIR)辐射和/或热空气来供应。
在一个实施方案中，在5秒至1分钟的时间段内，固化温度可以例如在200℃至600℃的范围内，优选在300℃至450℃的范围内。
在另一个实施方案中，例如，在60分钟至180分钟的时间段内，固化温度也可以例如在100℃至300℃的范围内。
钢板上的涂料的交联优选通过在限定的固化条件下进行热固化来发生，优选地，在提供在180℃至260℃，优选230℃至260℃的范围内的PMT(peak metal temperature，峰金属温度)的温度下发生。
用于合并步骤c)中的化合物的手段是本领域已知的。
通常，在步骤c)中在低于80℃，优选低于50℃，更优选在0℃至50℃的范围内的温度下合并组分。在一个优选实施方案中，在步骤c)中在10℃至30℃的温度下合并组分。
交联组分的结构单元(I)经历热分解，释放烯烃和二氧化碳并产生胺。然后通过胺基完成交联。
根据本发明的交联组分、涂料组合物和用途的优选实施方案也是根据本发明的方法的优选实施方案，反之亦然。
本发明包括以下实施方案：
实施方案1.一种交联组分，所述交联组分的每个分子包含至少两个封端异氰酸酯基团，其中所述至少两个封端异氰酸酯基团中的至少一者为根据以下结构单元(I)的基团，
其中
R1为C2至C10烃基，
其中
下式(II)的结构单元(如果存在的话)与式(I)的结构单元之比为0.40或更小，
实施方案2.根据实施方案1所述的交联组分，其中式(II)的结构单元与式(I)的结构单元之比为0.20或更小，
其中
R1为C2至C10烃基。
实施方案3.根据实施方案2所述的交联组分，其中所述交联组分基本上不含结构单元(II)。
实施方案4.根据前述实施方案1至3中任一个所述的交联组分，其中R1为C2至C10烷基。
实施方案5.根据前述实施方案1至4中任一个所述的交联组分，其中R1为叔丁基。
实施方案6.根据前述实施方案1至5中任一个所述的交联组分，其中所述交联组分的数均分子量在350g/mol至5000g/mol的范围内。
实施方案7.一种用于生产根据前述实施方案1至6中任一个所述的交联组分的方法，包括使包含至少两个异氰酸酯基团的化合物与式R1-OH的醇反应，其中R1为C2至C10烃基，其中所述醇R1-OH的摩尔量等于或大于所述包含至少两个异氰酸酯基团的化合物的总摩尔量。
实施方案8.一种涂料组合物，包含根据前述实施方案1至6中任一个所述的交联组分。
实施方案9.根据实施方案8所述的涂料组合物，还包含粘合剂树脂。
实施方案10.根据实施方案9所述的涂料组合物，其中所述粘合剂树脂为包含环氧基和/或封端异氰酸酯基团的粘合剂树脂。
实施方案11.根据前述实施方案8至10中任一个所述的涂料组合物，其为单组分涂料组合物。
实施方案12.根据前述实施方案1至6中任一个所述的交联组分用于使粘合剂树脂交联和/或用于自交联的用途。
实施方案13.根据实施方案12所述的用途，其中所述粘合剂树脂为包含环氧基和/或封端异氰酸酯基团的粘合剂树脂。
实施方案14.根据前述实施方案1至6中任一个所述的交联组分在单组分涂料组合物中的用途。
实施方案15.一种用于使粘合剂树脂交联的方法，包括以下步骤：
a)提供粘合剂树脂；
b)提供根据前述实施方案1至6中任一个所述的交联组分；
c)将步骤a)的粘合剂树脂和步骤b)的交联组分和任选的其他组分合并；
c1)通常并优选地将步骤c)中获得的产物施加至基材，以及
d)使步骤c)或步骤c1)(如果存在的话)中获得的产物固化。

Claims (14)

1.一种交联组分，所述交联组分的每个分子包含至少两个封端异氰酸酯基团，其中所述至少两个封端异氰酸酯基团中的至少一者为根据以下结构单元(I)的基团，
其中
R1为C2至C10烃基，
其中
下式(II)的结构单元——如果存在的话——与式(I)的结构单元之比为0.40或更小，
2.根据权利要求1所述的交联组分，其中式(II)的结构单元与式(I)的结构单元之比为0.20或更小，
其中
R1为C2至C10烃基。
3.根据权利要求2所述的交联组分，其中所述交联组分基本上不含结构单元(II)。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的交联组分，其中R1为C2至C10烷基。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的交联组分，其中R1为叔丁基。
6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的交联组分，其中所述交联组分的数均分子量在350g/mol至5000g/mol的范围内。
7.一种用于生产根据前述权利要求1至6中任一项所述的交联组分的方法，包括使包含至少两个异氰酸酯基团的化合物与式R1-OH的醇反应，其中R1为C2至C10烃基，其中所述醇R1-OH的摩尔量等于或大于所述包含至少两个异氰酸酯基团的化合物的总摩尔量。
8.一种涂料组合物，包含根据前述权利要求1至6中任一项所述的交联组分。
9.根据权利要求8所述的涂料组合物，还包含粘合剂树脂。
10.根据权利要求9所述的涂料组合物，其中所述粘合剂树脂为包含环氧基和/或封端异氰酸酯基团的粘合剂树脂。
11.根据前述权利要求8至10中任一项所述的涂料组合物，其为单组分涂料组合物。
12.根据前述权利要求1至6中任一项所述的交联组分用于使粘合剂树脂交联和/或用于自交联的用途。
13.根据权利要求12所述的用途，其中所述粘合剂树脂为包含环氧基和/或封端异氰酸酯基团的粘合剂树脂。
14.根据前述权利要求1至6中任一项所述的交联组分在单组分涂料组合物中的用途。
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