CN113939551A - 溶剂型热固性聚酰胺氨酯和/或脲基涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热固性聚合物溶液,诸如包括足够的聚酰胺以赋予聚酰胺强度、附着力和耐久性的聚氨酯和/或聚脲,其中所述聚合物溶液可以制备为单组分或双组分溶剂型涂层组合物。与类似的富含聚酰胺的水性聚氨酯相比,聚酰胺得到更硬、更耐化学性且通常更坚韧的热固性材料。本公开的组合物不同于其他聚酰胺,因为它们已被配制成适当的粘度以用作涂层,然后具有交联技术以形成硬的热固性膜。
Description
技术领域
本发明涉及基于富含羟基、胺或羧酸封端的聚酰胺的低聚物与聚异氰酸酯(任选封闭的)或聚环氧化物反应以制备热固性溶剂型油墨和涂层组合物的聚合物体系。这些体系可以是单组分体系或两组分体系。
背景技术
由于与酰胺键相关的氢键合,通常在熔融阶段对聚酰胺进行加工或对于一些非常刚性的芳香族聚酰胺链,通过在加工过程中对链取向的过程对聚酰胺进行加工。聚酰胺可以具有非常高的强度和良好的阻隔性能。
WO 2014/126739 A1和WO 2014/126741 A2由同一申请人提交并且公开了遥爪N-烷基化聚酰胺聚合物和那些遥爪聚酰胺在水性聚酰胺-脲分散体中的使用。
发明内容
一个目标是制备新的改进的富含聚酰胺的可交联(热固性)聚合物体系,所述体系可以用于具有比基于水性聚酰胺的早期WO 2014/126741 A2公布更高的性能水平的涂层组合物中。水性体系因包括表面活性部分以促进形成水性分散体而固有地存在问题。表面活性物质倾向于在界面处结合到最终涂层中,在所述界面处,聚酰胺分散体的单个颗粒试图融合在一起形成内聚阻隔膜(coherent barrier film)。在某种程度上,最终涂层中富含表面活性剂的相可降低最终膜强度,并导致水和其他极性物质更容易渗透最终的膜。对来自水性分散体的涂层进行退火可以更好地融合单个颗粒,并且可以促进表面活性物质迁移远离颗粒之间的界面。
预期如果可以用少量溶剂和/或涂层行业可接受的溶剂开发富含聚酰胺的溶剂型组合物,则这些溶剂型组合物将相对于水性聚合物分散体具有改进的机械和阻隔性能。但是,制备用于涂层或油墨的富含聚酰胺的溶剂型组合物存在若干固有问题。首先,许多常用溶剂对聚酰胺不利。由于氢键合,聚酰胺在室温和最高至约130℃下往往是固体。有利于涂层的溶剂通常在15℃或稍高的温度下快速蒸发,使得在使用这些溶剂时无需加热即可将涂层从湿膜转变为干膜,但这些溶剂在高于100℃的温度下难以掺入聚酰胺中。随着聚酰胺分子量的增加,它们与溶剂的相容性变得更低。
另一个目标是在室温(例如,20-25℃,优选地24℃)下,以有害有机溶剂的最少使用或释放(尝试使用最少量的有机溶剂和涂层行业最可接受且危害程度最低的那些溶剂)由液体聚合物组合物制备用于多种基材的富含交联聚酰胺的涂层。
据发现,二羧酸优选用于形成具有4至50(任选地10至50)个之间的碳原子的聚酰胺并且它们产生更易加工的聚酰胺。二羧酸的实例包括癸二酸和二聚脂肪酸。我们发现期望具有包含仲胺端基和/或弯曲结构的二胺,使得形成聚酰胺(衍生自二胺组分)的酰胺键的两个氮原子相对于彼此刚性定位并且通常可以防止聚酰胺中酰胺键的有效或强氢键合,或在伯氮基团的相邻碳原子上具有空间庞大的(sterically bulky)取代基的二胺,其可以防止氮或酰胺键与聚酰胺相的其他酰胺键形成强氢键。此类破坏酰胺键附近的氢键合的二胺使所得聚酰胺更易加工为熔体和溶剂型组合物。例如,此类二胺可选自环状二胺,诸如哌嗪、4,4’-三亚甲基哌啶、亚苯基的某些二胺、来自二苯基亚甲基的某些二胺等。出乎意料的是,柔性和羧酸部分与双烃链或环之间的单烃链在二胺组分中是更期望的,以实现在25℃或仅仅略高的温度下可加工的聚酰胺。
我们已经开发了增加组合物的富含聚酰胺的聚合物的分子量,从而将组合物交联成热固性材料的方法。我们还开发了其他较软的聚合物链段以及将较软的聚合物链段掺入组合物中,以有利于使原本坚硬的蜡状聚酰胺溶剂可溶胀成具有适合作为涂层应用的粘度的液体涂层组合物的方法。
溶剂的挥发性问题通过在必要时使用溶剂的共混物以允许将聚酰胺和溶剂加热至它们可以共混的温度来部分解决。通过使用非常富含聚合物的组合物来部分控制溶剂的挥发性。溶剂可溶胀的富含聚酰胺的组合物以高聚合物固体配制,以在成膜过程中最大限度地减少溶剂回收和溶剂在环境中的释放。
设想了本发明主题的以下实施方案:
1.一种可热固化组合物,其包含:
a)10重量%至75重量%的聚酰胺低聚物,其主要具有至少两个酰胺键和两个选自胺、羟基或羧酸端基的组的末端端基,
b)10重量%至约40重量%或50重量%的二异氰酸酯或聚异氰酸酯组分(任选地,其中异氰酸酯反应性被暂时封闭),其与胺、羧酸和/或羟基具有反应性,以形成共价化学键,
c)任选地一种或多种非反应性有机稀释剂,以及
d)最多至50重量%,更理想地仅最多至40重量%或25重量%的一种或多种分子量小于500g/mol的化合物(不是聚酰胺),其具有三个或更多个选自胺和羟基的组的与异氰酸酯具有反应性的基团;
其中在所述异氰酸酯基团与选自胺、羟基或羧酸端基的所述端基的反应之前,a)、b)、c)和d)的所述可热固化组合物具有每分子2.1或更多的所有异氰酸酯、胺、羟基和羧酸端基的平均官能度;
其中所述重量百分比是基于所述可热固化组合物的总组分;并且
其中在所述二异氰酸酯或聚异氰酸酯的反应之前,所述组合物当处于或稀释至50%固体时具有使用5rpm的转速和#6转子,通过Brookfield Rotating Disc粘度计测得的在25℃下小于10,000cps(更理想地小于5,000cps或2,000cps,并且优选地约100至5,000cps)的粘度。
2.根据实施方案1所述的可热固化组合物,其中所述聚酰胺低聚物是由以下两项的聚合衍生的聚酰胺重复单元:
a)具有能够与羧酸的羰基形成共价键的两个胺基团的二胺,其选自由以下组成的组:具有两个仲末端胺基团的具有4至60个碳原子(任选地包括一个其他杂原子)的二胺和/或具有一个或两个伯胺基团的具有4至60个碳原子(任选地包括一个其他杂原子)的二胺,(理想地,其中具有一个或两个伯胺基团的二胺被表征为二胺,其中a)与伯胺氮相邻的碳原子上的取代基阻止所述氮与附近的酰胺键形成强氢键合和/或伯胺氮悬垂于脂族或芳香族环结构的环的位置,使得伯胺氮不可与附近的酰胺键形成强氢键),与
b)内酯和或羧酸单体,其中所述内酯或羧酸单元来自选自由C5至C8内酯、C5至C8羟基羧酸以及4至50个碳原子的脂族二羧酸组成的组的酸组分,其中所述内酯和/或羧酸单体用来自与伯胺或仲胺氮反应形成酰胺键的所述内酯、羟基羧酸和脂族二羧酸的羰基形成重复单元,并从而形成聚酰胺低聚物。
3.根据实施方案2所述的可热固化组合物,其中至少40摩尔%、理想地至少50摩尔%、更理想地至少80摩尔%,并且优选地至少90摩尔%的所述二胺是环状二胺,其中所述氮原子处于仲胺基团中并且是一个或多个环的一部分并且具有4至15个(更理想地4至13个)碳原子,诸如哌嗪和4,4’-三亚甲基二哌啶。
4.根据实施方案2或实施方案3所述的可热固化组合物,其中至少50摩尔%、更理想地至少80摩尔%,并且优选地至少90摩尔%的所述二胺是具有两个伯胺基团的二胺,具有两个伯胺基团的所述二胺具有以下结构
5.根据实施方案2至4中任一项所述的可热固化组合物,其中所述聚酰胺低聚物包含来自与胺基团反应的二羧酸的重复单元,其中处于酰胺重复单元中的所述二羧酸组分的至少50摩尔%、更理想地至少80摩尔%,并且优选地至少90摩尔%是10至50个碳原子、更理想地25至50个碳原子的二羧酸。
6.根据实施方案2至5中任一项所述的可热固化组合物,其中至少50重量%(更理想地至少60重量%、70重量%、80重量%或90重量%)的来自羧酸的所述重复单元衍生自任选氢化的二聚脂肪酸。
7.根据前述实施方案2-6所述的可热固化组合物,其中在聚合成所述聚酰胺期间形成至少一个酰胺键的二胺和内酯和/或羧酸单体的组合重复单元为所述可热固化组合物的20重量%至约60重量%。
8.根据实施方案2至7中任一项所述的可热固化组合物,其中在聚合成所述聚酰胺期间形成至少一个酰胺键的二胺和内酯和/或羧酸单体的组合重复单元为所述可热固化组合物的25重量%至约50重量%。
9.根据实施方案2至8中任一项所述的可热固化组合物,其中至少90重量%的来自二胺的所述重复单元衍生自4至15个(更理想地4至13个)碳原子的环状和/或二环二胺,其中所述二胺的氮原子是环结构的一部分,诸如哌嗪或4,4’-三亚甲基哌啶。
10.根据实施方案1至9中任一项所述的可热固化组合物,其中所述反应性聚异氰酸酯或封闭异氰酸酯,如果两者都存在的话则组合,以所述溶液的约10重量%至50重量%的量存在于所述溶液中(基于所述组合物的所有组分的重量计)。
11.根据实施方案1至10中任一项所述的可热固化组合物,其中所述有机稀释剂以所述组合物的约10重量%至约50重量%存在。
12.根据实施方案11所述的可热固化组合物,其中所述有机稀释剂选自由以下组成的组:异丙醇、丙酮、碳酸二甲酯和乙酸丁酯。
13.根据实施方案1至12中任一项所述的可热固化组合物,其中所述溶剂蒸发后的所述溶液是热固性的。
14.根据实施方案1至13,或15至16(下文)中任一项所述的可热固化组合物,其形成为自支撑膜、涂层或粘合剂。
15.根据实施方案1至13中任一项所述的可热固化组合物,其中所述聚异氰酸酯组分每个聚异氰酸酯具有两个或更多个异氰酸酯基团,并且所述聚异氰酸酯的异氰酸酯基团与组合的羟基、氨基和/或羧酸基团的比率为2:1至1:1。
16.根据实施方案1至13或15中任一项所述的可热固化组合物,其中当所述有机稀释剂蒸发时,所述聚酰胺低聚物通过和与羟基、羧酸和/或氨基具有反应性以形成共价化学键的所述聚异氰酸酯组分的反应而交联,以产生数均分子量为至少1,000,000g/mol的聚合物。
17.一种用于形成可热固化涂层或膜的方法,其包括:
a)使与羧酸基团反应的二胺聚合,所述二胺选自由以下组成的组:具有4至60个碳原子(任选地包括一个其他杂原子)并且具有两个仲末端胺基团的二胺和具有两个伯胺基团的二胺,(其中具有两个伯胺基团的所述二胺优选地具有以下结构
其中所述羧酸单元来自选自由C5至C8内酯、C5至C8羟基羧酸以及4至50个碳原子的脂族二羧酸组成的组的内酯和/或羧酸组分;用羰基或氮作为酰胺键的一部分形成重复单元并从而形成聚酰胺低聚物;并且其中所述聚酰胺低聚物具有至少两个选自胺、羧酸或羟基的末端基团,
b)任选地将所述聚酰胺低聚物加热至100至150℃的温度以使其成为更易加工的液体,
c)添加一种或多种非反应性有机稀释剂,
d)向所述聚酰胺低聚物中添加约10重量%至约40重量%的聚异氰酸酯组分(任选地具有一个或多个封闭的异氰酸酯基团),所述聚异氰酸酯组分与羟基、羧酸和/或氨基具有反应性以与所述氨基的氮或所述羟基的氧形成共价化学键,或所述羧酸基团与异氰酸酯、羟基或胺基团的反应,其中所述溶液中二胺和羧酸重复单元的重量百分比为约10重量%至约75重量%,有机稀释剂的量为所述溶液的最多至50重量%,并且与羟基、羧酸和/或氨基具有反应性的所述组分的量为所述溶液的约10重量%至约40重量%,并且其中所述溶液处于50%固体并且在所述聚异氰酸酯的反应之前具有使用5rpm的转速和#6转子通过Brookfield Rotating Disc粘度计测得的在25℃下小于10,000cps(更理想地小于2,000cps,并且优选地小于500cps)的粘度。
18.根据实施方案17所述的方法,其中将有机稀释剂从所述溶液中蒸发并且所述异氰酸酯基团与所述羟基、羧酸和/或氨基反应以形成共价键。
19.根据实施方案18所述的方法,其中至少50摩尔%、更理想地至少80摩尔%,并且优选地至少90摩尔%的所述二胺是环状二胺,其中氮原子是仲氮原子和环的一部分并且具有4至15个(更理想地4至13个)碳原子,诸如哌嗪或4,4’-三亚甲基二哌啶。
20.根据实施方案18所述的方法,其中至少50摩尔%、更理想地至少80摩尔%,并且优选地至少90摩尔%的所述二胺是具有两个伯胺基团的二胺,具有两个伯胺基团的所述二胺具有以下结构
21.根据实施方案17至20中任一项所述的方法,其中至少50重量%(更理想地至少60重量%、70重量%、80重量%或90重量%)的来自羧酸的所述重复单元衍生自10至50个碳原子、更理想地25至50个碳原子的二羧酸。
22.根据实施方案21所述的方法,其中至少50重量%(更理想地至少60重量%、70重量%、80重量%或90重量%)的来自羧酸的所述重复单元衍生自任选氢化的二聚脂肪酸。
23.根据实施方案17至20中任一项所述的方法,其中与羟基、羧酸和/或氨基具有反应性的所述组分是具有两个或更多个化学封闭形式的异氰酸酯基团的封闭聚异氰酸酯,其可以通过加热解封闭,并且所述封闭聚异氰酸酯可以添加到所述聚酰胺低聚物中而无需担心化学反应,直到所述封闭的异氰酸酯基团非封闭的时间为止。
24.根据实施方案17至23中任一项所述的方法,还包括以下工艺步骤:其中将最多至25重量%的一种或多种分子量小于500g/mol的具有三个或更多个选自由胺、羧酸和羟基组成的组的与异氰酸酯具有反应性的基团的化合物(不是聚酰胺)添加到所述组合物中以促进最终组合物的交联。
25.根据实施方案17所述的方法,其中在所述组合物准备用于形成涂层或膜之前不添加所述聚异氰酸酯,并且在将所述聚异氰酸酯添加到所述聚酰胺低聚物中时,所述聚异氰酸酯通过其异氰酸酯基团开始与所述聚酰胺低聚物反应。
26.一种可热固化组合物,其包含:
a)10重量%至75重量%的聚酰胺低聚物,其主要具有选自胺端基、羧酸端基和羟基端基的组的两个末端基团,
b)10重量%至约40重量%的具有与胺、羧酸和/或羟基具有反应性以形成共价化学键的两个或更多个反应性环氧乙烷环(环氧基)的组分,
其中在具有两个或更多个反应性环氧乙烷环的所述组分的反应之前,所述组合物在处于或稀释至50%固体时具有使用5rpm(每分钟转数)的转速和#6转子通过BrookfieldRotating Disc粘度计测得的在25℃下小于10,000cps(更理想地小于5,000cps,并且优选地约100至5,000cps)的粘度,
c)任选地一种或多种非反应性有机稀释剂,以及
d)最多至25重量%的一种或多种分子量小于500g/mol的化合物(不是聚酰胺),其具有三个或更多个与具有两个或更多个反应性环氧乙烷环的组分具有反应性的基团,所述基团选自由胺、羧酸和羟基组成的组;
其中在具有两个或更多个反应性环氧乙烷环的所述组分与选自胺、羧酸和羟基端基的所述端基的反应之前,a)、b)、c)和d)的所述可热固化组合物具有每分子2.1或更多的所有环氧乙烷环比组合的胺、羧酸和羟基的平均官能度;并且
其中所述重量百分比是基于所述可热固化组合物的总组分。
27.根据实施方案26所述的可热固化组合物,其中所述聚酰胺低聚物是由以下两项的聚合衍生的聚酰胺重复单元:
a)具有能够与羧酸的羰基形成共价键的两个胺基团的二胺,其选自由以下组成的组:具有两个仲末端胺基团的具有4至60个碳原子(任选地包括一个其他杂原子)的二胺和/或具有一个或两个伯胺基团的具有4至60个碳原子(任选地包括一个其他杂原子)的二胺,其中具有一个或两个伯胺基团的二胺被表征为二胺,其中a)与伯胺氮相邻的碳原子上的取代基阻止所述氮与附近的酰胺键形成强氢键合和/或伯胺氮悬垂于脂族或芳香族环结构的环的位置,使得伯胺氮不可与附近的酰胺键形成强氢键,与
b)内酯和或羧酸单体,其中所述内酯和/或羧酸单元来自选自由C5至C8内酯、C5至C8羟基羧酸以及4至50个碳原子的脂族二羧酸组成的组的酸组分,其中所述内酯和/或羧酸单体用来自与伯胺或仲胺氮反应形成酰胺键的所述内酯、羟基羧酸和脂族二羧酸的羰基形成重复单元,并从而形成聚酰胺低聚物。
28.根据实施方案27所述的可热固化组合物,其中至少40摩尔%、理想地至少50摩尔%、更理想地至少80摩尔%,并且优选地至少90摩尔%的所述二胺是环状二胺,其中所述氮原子是仲氮原子并且是一个或多个环的一部分并且具有4至15个(更理想地4至13个)碳原子,诸如哌嗪和4,4’-三亚甲基二哌啶。
29.根据实施方案27所述的可热固化组合物,其中至少50摩尔%、更理想地至少80摩尔%,并且优选地至少90摩尔%的所述二胺是具有两个伯胺基团的二胺,具有两个伯胺基团的所述二胺具有以下结构
30.根据实施方案27至29中任一项所述的可热固化组合物,其中所述聚酰胺低聚物包含来自与胺基团反应的二羧酸的重复单元,其中为酰胺重复单元的所述二羧酸组分的至少50摩尔%、更理想地至少80摩尔%,并且优选地至少90摩尔%是10至50个碳原子的二羧酸。
31.根据实施方案27至30中任一项所述的可热固化组合物,其中至少50重量%(更理想地至少60重量%、70重量%、80重量%或90重量%)的来自羧酸的所述重复单元衍生自任选氢化的二聚脂肪酸。
32.根据实施方案27至30中任一项所述的可热固化组合物,其中在聚合成所述聚酰胺期间形成至少一个酰胺键的二胺和酸单体的所述组合重复单元为所述可热固化组合物的20重量%至约60重量%。
33.根据实施方案27至30中任一项所述的可热固化组合物,其中在聚合成所述聚酰胺期间形成至少一个酰胺键的二胺和酸单体的所述组合重复单元为所述可热固化组合物的25重量%至约50重量%。
34.根据实施方案27至30中任一项所述的可热固化组合物,其中至少90重量%的来自二胺的所述重复单元衍生自4至15个(更理想地4至13个)碳原子的环状二胺,其中所述二胺的氮原子是环结构的一部分,诸如哌嗪或4,4’-三亚甲基哌啶。
35.根据实施方案27至30中任一项所述的可热固化组合物,其中所述有机稀释剂以所述组合物的约10重量%至约50重量%存在。
36.根据实施方案27至30中任一项所述的可热固化组合物,其中所述有机稀释剂选自由以下组成的组:异丙醇、丙酮、碳酸二甲酯和乙酸丁酯。
37.根据实施方案26至30中任一项所述的可热固化组合物,其中当所述溶液通过所述有机稀释剂的蒸发形成膜或涂层时,所述聚酰胺低聚物通过与具有与选自羟基、羧酸和氨基的反应性基团具有反应性以形成共价化学键的两个或更多个环氧乙烷环的所述组分的反应而交联,以产生数均分子量为至少1,000,000g/mol的聚合物。
38.一种用于形成可热固化涂层或膜的方法,其包括:
a)使与羧酸基团反应的二胺聚合,所述二胺选自由以下组成的组:具有两个仲末端胺基团的具有4至60个碳原子(任选地包括一个其他杂原子)的二胺和具有两个伯胺基团的二胺(理想地,具有两个伯胺基团的所述二胺具有以下结构
其中所述羧酸单元来自选自由C5至C8内酯、C5至C8羟基羧酸以及4至50个碳原子的脂族二羧酸组成的组的内酯和/或羧酸组分,用羰基或氮作为酰胺键的一部分形成重复单元并从而形成聚酰胺低聚物;并且其中所述聚酰胺低聚物具有至少两个选自胺、羧酸和羟基的末端基团,
b)任选地将所述聚酰胺低聚物加热至100至150℃的温度以使其成为更易加工的液体,
c)添加一种或多种非反应性有机稀释剂,以及
d)向所述聚酰胺低聚物中添加约10重量%至约40重量%的组分以获得在25℃下可倾倒的溶液,所述组分具有两个或更多个反应性环氧乙烷环,所述反应性环氧乙烷环与羟基、羧酸或氨基具有反应性,以与所述氨基的氮、所述羧酸基团的羧基或所述羟基的氧形成共价化学键,其中所述溶液中二胺和羧酸重复单元的重量百分比为约10重量%至约75重量%,有机稀释剂的量为所述溶液的最多至50重量%,并且具有两个或更多个与羟基、羧酸和/或氨基具有反应性的反应性环氧乙烷环的所述组分的量为所述溶液的约10重量%至约40重量%,并且其中所述溶液处于50%固体并且在具有两个或更多个环氧乙烷环的所述组分的反应之前具有使用5rpm的转速和#6转子,通过Brookfield Rotating Disc粘度计测得的在25℃下小于10,000cps(更理想地小于2,000cps,并且优选地小于500cps)的粘度。
39.根据实施方案38所述的方法,其中从溶液中蒸发所述有机稀释剂并且具有两个或更多个反应性环氧乙烷环的所述组分与所述羟基、羧酸基团和/或氨基反应以形成共价键。
40.根据实施方案38所述的方法,其中至少50摩尔%、更理想地至少80摩尔%,并且优选地至少90摩尔%的所述二胺是环状和/或二环二胺,其中氮原子是仲氮原子和环的一部分并且具有4至15个(更理想地4至13个)碳原子,诸如哌嗪或4,4’-三亚甲基二哌啶。
41.根据实施方案38所述的方法,其中至少50摩尔%、更理想地至少80摩尔%,并且优选地至少90摩尔%的所述二胺是具有两个伯胺基团的二胺,理想地,具有两个伯胺基团的所述二胺具有以下结构
42.根据实施方案38所述的方法,其中至少50重量%(更理想地至少60重量%、70重量%、80重量%或90重量%)的来自羧酸的所述重复单元衍生自10至50个碳原子、更理想地25至50个碳原子的二羧酸。
43.根据实施方案38所述的方法,其中至少50重量%(更理想地至少60重量%、70重量%、80重量%或90重量%)的来自羧酸的所述重复单元衍生自任选氢化的二聚脂肪酸。
44.根据实施方案38所述的方法,还包括以下工艺步骤:其中将最多至25重量%的一种或多种分子量小于500g/mol的具有三个或更多个与具有两个或更多个反应性环氧乙烷环的组分具有反应性的基团的化合物(不是聚酰胺)添加到所述组合物中以促进最终组合物的交联。
具体实施方式
具有较高聚酰胺链段百分比的热固性膜或热固性聚合物溶液被公开用于其中具有聚醚、聚酯或聚碳酸酯链段的聚合物的强度和/或耐化学性不足的多种用途。这些溶液是有用的,因为聚酰胺被配制成在其分子量下足够软,以形成在20-50℃下可从烧杯中倾倒的溶液,其具有高于30重量%、40重量%、50重量%、60重量%、70重量%或80重量%聚合物组分(聚合物组分被定义为非挥发性或聚合物形成组分)的固体含量与补充量(构成100重量%或总量所需的非挥发性组分的量)的挥发性溶剂。
此技术的第一个好处是具有富含聚酰胺含量的热固性组合物。酰胺键,特别是在热固性组合物中,具有良好的抗变形性、抗紫外线性、防潮性等。因为更常规的聚酰胺由于分子间氢键而需要相对高的温度进行加工(不包括其他聚合物和溶剂),因此难以开发热固性聚酰胺。通过使用低分子量聚酰胺,我们可以改善溶剂相互作用并促进与其他聚合物的相容性。
本发明的第一部分(用低玻璃化转变点(Tg)聚酰胺链段取代聚醚或聚酯链段)的第二个好处是与聚酯或聚醚基聚氨酯相比,聚酰胺链段倾向于促进对多种极性基材(诸如玻璃、尼龙和金属)的更好润湿和附着。聚酰胺的疏水/亲水性质可以通过在聚酰胺中使用不同的烃基部分与酰胺键比率来调整。碳氮比率大的二酸、二胺、氨基羧酸和内酯往往是疏水性的。当聚酰胺中的碳氮比率变得较小时,聚酰胺变得更具亲水性。
因此,由聚酰胺链段制备的聚合物可以具有良好的耐溶剂性。耐溶剂性对于涂层或油墨是合乎需要的。溶剂可以通过溶胀使聚合物变形和产生应力,从而导致聚合物或来自聚合物的部分过早失效。溶剂可以导致涂层溶胀并且在两者之间的界面处从基材上分层剥落。将聚酰胺添加到聚合物中可以增加对具有与聚酰胺相似或相容的极性表面的基材的附着。
当前专利申请的一个目标是在聚合物链段中使用高百分比的酰胺键,所述聚合物链段通过与聚异氰酸酯或具有两个或更多个环氧乙烷环的化合物反应而掺入到热固性共聚物中,任选地弹性体特性,以提供对由水解和紫外线激活的断链导致断链的抗性。一些实施方案可允许重复单元之间存在一些不同于酰胺键的键。在一些实施方案中,聚酰胺低聚物与聚异氰酸酯的异氰酸酯基团之间的键将具有很大部分的脲键。脲键往往比氨酯键具有更高的熔融温度,并且因此提供更高的使用温度。当防止断链不是当务之急时,一些实施方案可允许在聚酰胺低聚物与聚异氰酸酯组分的异氰酸酯基团之间存在氨酯键。
为获得低Tg聚酰胺软链段,由常规聚酰胺进行的一个重要改良是使用以下中的一种或多种:1)具有仲胺末端基团的二胺单体,2)具有环状环和空间因子,从而防止酰胺键的紧密堆积和强氢键合的二胺,以及3)被表征为二胺的具有一个或两个伯胺基团的二胺,其中a)与伯胺氮相邻的碳原子上的取代基阻止酰胺的氮与附近的酰胺键形成强氢键合。由仲胺和羧酸型基团形成的酰胺键被称为叔酰胺键。伯胺与羧酸型基团反应形成仲酰胺。如果不存在某种类型的空间位阻,则仲酰胺的氮原子具有通常与附近酰胺的羰基氢键合的附接氢原子。分子内H键诱导结晶度与高熔点,并且充当交联物,从而降低链运动性。对于叔酰胺基团,酰胺键的氮上的氢与氢键合一起被消除。当聚合物以本体聚合物(bulk polymer)样品的形式存在时,与附接有氢的仲酰胺基团相比,附接有一个另外的烷基的叔酰胺键与附近酰胺基团的极性相互作用降低。降低的极性相互作用意味着包括酰胺键的玻璃相或结晶相通常在比为仲酰胺基团的类似酰胺基团更低的温度下熔融。一种获得仲胺反应物(叔酰胺键的前体)的方法是用烷基取代含胺单体的一个或多个氮原子。另一种获得仲胺反应物的方法是使用杂环分子,其中胺的氮是环结构的一部分。哌嗪是一种常见的环状二胺,其中两个氮均属于仲型并且是杂环的一部分。
本公开的可交联或热固性组合物是期望的,因为它们在其聚酰胺低聚物中具有高重量百分比的聚酰胺重复单元、合理量的能够与聚酰胺低聚物的末端基团发生化学反应以形成热固性组合物的组分(通常是聚异氰酸酯或具有两个或更多个能够与Zerewitinoff基团反应的环氧乙烷环的类型的环氧化合物),以及在需要时,量足以将可热固化组合物的粘度降低至在20-30℃下可倾倒的组合物并且能够在20℃、25℃或30℃下毫无困难地形成涂层或膜的溶剂。
在一个实施方案中,酰胺型重复单元包括二胺(其中胺末端基团与羧酸反应形成酰胺键,如后文所述,以及与胺反应形成酰胺的羧酸组分)。聚酰胺低聚物可以包括除酰胺型重复单元之外的其他重复单元,但其预期在聚酰胺低聚物中使用大部分形成酰胺的重复单元。
可热固化组合物(包括溶剂,如果存在)中形成酰胺的重复单元的量为可热固化组合物的约10重量%或15重量%至约75重量%,更理想地约15重量%或20重量%至约60重量%,并且优选地约15重量%、20重量%或25重量%至约50重量%。与聚酰胺低聚物具有反应性的组分(通常是聚异氰酸酯,并且有时是封闭的异氰酸酯化合物)的量为可热固化组合物的约10重量%至约50重量%,更理想地约10重量%至约40重量%,并且优选地约15重量%至约35重量%。溶剂的量理想地为可热固化组合物的最多至60重量%,更理想地为组合物的10重量%至60重量%,更理想地为组合物的10重量%至50重量%,并且优选地为约10重量%至30重量%。存在任选存在的低分子量组分,其为二或三官能或更高(优选地三官能或更高,可以可热固化组合物的最多至15重量%存在)。可热固化组合物还可以包括常规量的颜料、常规量的聚结剂、填料、杀生物剂、膜增强剂、膜表面改性剂(例如,减光剂)以及涂层、油墨和膜中常规使用的其他组分。
因为我们想要热固性材料,所以聚酰胺将通常在两个末端都具有反应性末端基团。反应性基团可以是Zerewitinoff基团,诸如羟基和/或胺基团。此外,在一些实施方案中,聚酰胺可以是羧酸封端的。羧酸可以与聚环氧化物直接反应以形成较高分子量的反应产物(用聚环氧化物扩链)。羧酸封端的聚酰胺可以促进异氰酸酯基团(来自聚异氰酸酯组分)的降解,以释放一分子CO2和胺基团(异氰酸酯基团与羧酸基团的众所周知的反应)。此后,由异氰酸酯基团生成的胺可以与聚酰胺上的羧酸基团或与另外的异氰酸酯基团(如果存在)反应。总体结果是羧酸封端的聚酰胺可以反应成更高分子量或交联的反应产物。在优选实施方案中,聚酰胺的末端基团是胺或羟基末端基团,因为它们避免了CO2的生成。胺(伯或仲)末端基团可以通过在制备聚酰胺时相对于羧酸组分使用摩尔过量的二胺组分来实现。羟基末端基团可以多种方法引入。一种方法是首先形成胺封端的聚酰胺,然后使所述聚酰胺与3至30个碳原子的羟基羧酸或2至10个(或4至10个)碳原子的内酯反应。如果羟基羧酸和/或内酯中羧基官能团的摩尔量等于末端胺基团的数量,则从羟基羧酸或内酯得到单个单元。如果使用摩尔过量的羟基羧酸和/或内酯,则开发短的聚酯链段作为聚酰胺的一部分。还可以生成羧酸封端的聚酰胺,并通过与2至20个碳原子的氨基醇反应将羧酸基团转化为羟基。
有时通过与诸如N-甲基氨基乙醇或HN(Rα)(Rβ)等氨基醇反应将羧酸封端的遥爪聚酰胺链段官能化,其中Rα是C1至C4烷基,并且Rβ包括醇基团和C2至C12亚烷基,可替代地,Rα和Rβ可以相互连接以形成C3至C16亚烷基,所述亚烷基包括环状结构和侧羟基(诸如在2-羟甲基哌啶中),其中任一个都可以产生具有末端羟基的遥爪聚酰胺。通过使用100%摩尔过量的氨基醇并在160℃+/-10℃或20℃下进行反应,可以促进仲胺(与羟基相反)与羧酸的反应。反应后,可以通过蒸馏去除过量的氨基醇。
在使用封闭的异氰酸酯基团的实施方案中,可以将聚异氰酸酯添加至其他组分(例如,溶剂、聚酰胺和具有3个或更多个Zerewitinoff基团的任选的交联化合物)并包装以装运至最终用户。如果常规的非封闭聚异氰酸酯与聚酰胺和溶剂一起使用,则非封闭聚异氰酸酯直到即将使用涂层、粘合剂或油墨之前才添加。非封闭的异氰酸酯基团与存在的Zerewitinoff基团快速反应(取决于温度和任何用于氨酯形成的催化剂的存在)。任选的氨酯形成催化剂也可以与封闭或非封闭的聚异氰酸酯一起存在于调配物中。这些用于氨酯形成的催化剂是本领域众所周知的。
聚酰胺、溶剂和其他聚合物形成组分(通常以50%固体或更高存在)将具有使用在25℃和5rpm下旋转的#6圆盘通过Brookfield Circular Disc粘度计(诸如LV、RV、HA或HB型,其中名称表示四个基本弹簧扭矩)测得的小于10,000cps,更理想地小于5,000cps,并且在一些实施方案中小于2,000或500cps,更理想地约100至5,000cps(当在50重量%固体下测量时)的粘度。为了测量粘度并确定粘度是否在所需范围内,如果组合物最初大于50%固体,则可以用更多的溶剂稀释所述组合物。这些类型的粘度将有利于在25℃下从一加仑油漆罐或其他容器中倾倒溶剂中的聚酰胺,以有利于将材料施涂于基材。
术语聚酰胺低聚物将指具有两个或更多个酰胺键的低聚物,或者有时将规定酰胺键的量。通常,聚酰胺低聚物将具有至少一种二胺组分和至少一种二酸组分或至少两种羟基羧酸和/或内酯组分(以生成至少两个酰胺键)。如实施例中所示,通常聚酰胺具有每个聚酰胺低聚物1至20,更理想地1至10个二胺。
我们将把聚酰胺低聚物定义为数均分子量低于5,000g/mol的物质(例如,通常低于2,500或2,000g/mol),其在每个低聚物中具有两个或更多个酰胺键。通常,聚酰胺将具有至少300并且更理想地至少400g/mol的数均分子量。
通常,由羧酸基团与胺基团的反应或内酯的开环聚合形成酰胺键(例如,其中环状结构中的酯键转化为具有末端羟基的聚合物中的酰胺键)。如先前所述,可以通过内酯的开环聚合将来自内酯的多个重复单元添加到聚酰胺中。由羧酸基团与胺基团的反应形成酰胺可以由硼酸、硼酸酯、硼烷、亚磷酸、磷酸盐、磷酸酯、胺、酸、碱、硅酸盐和倍半硅氧烷催化。另外的催化剂、条件等可以从教科书中获得,诸如Larock的《综合有机转化(ComprehensiveOrganic Transformations)》。
如果用于形成这些键的另外的单体可用于聚合物的预期用途,则本公开的聚酰胺可以含有少量酯键、醚键、氨酯键、脲键等。这允许将其他单体和低聚物包括在聚酰胺中以提供特定的特性,这可能是必需的,而使用100%的聚酰胺链段低聚物则无法实现。有时添加的聚醚、聚酯或聚碳酸酯提供较软(较低Tg)的链段。有时期望将聚酰胺的羧酸端基或伯胺或仲胺端基转化为能够缩聚的其他官能端基。
优选的酰胺或叔酰胺形成单体包括二羧酸、羟基羧酸、内酯、二胺、氨基羧酸和内酰胺。
优选的二羧酸是二羧酸的亚烷基部分是2至48个碳原子,任选地每2个碳原子包括最多至1个杂原子(或每10个碳原子1个杂原子),更优选地8至38个碳原子的环状、直链或支链(任选地包括芳香族基团)亚烷基(二酸将比亚烷基部分多包括2个碳原子或4-50个碳原子并且更优选地10至40个或10至50个碳原子并且在一些实施方案中25至50个碳原子)。这些包括二聚脂肪酸、氢化二聚酸、癸二酸等。通常,我们优选具有较大亚烷基的二酸,因为这通常提供具有较低Tg值的聚酰胺重复单元。二聚脂肪酸的氢化通过利用氢化消除碳-碳双键而使其在后期反应性降低。
优选的羟基羧酸将具有3至30个碳原子,并且更优选地5至8个碳原子。优选的内酯将具有2至10个(或4至10个)碳原子并且优选地5至8个碳原子。
优选的二胺包括具有最多至60个碳原子的那些二胺,其任选地每3个二胺碳原子包括1个杂原子(两个氮原子除外)(或每10个二胺碳原子包括1个杂原子(两个氮原子除外)),并且任选地包括各种环状、芳香族或杂环基团,前提是其中一个或两个胺基团是仲胺;优选的式为
其中Rb是2至36个碳原子,并且更优选地2至12个(或4至12个)碳原子的直接键或直链或支链(任选地是或包括环状、杂环或芳香族部分)亚烷基(任选地二胺的每10个碳原子含有最多至1个杂原子(或每10个碳原子3个杂原子)),并且Rc和Rd分别是1至8个碳原子,更优选地1至4个(或2至4个)碳原子的直链或支链烷基;或Rc和Rd连接在一起形成1至8个碳原子的单个直链或支链亚烷基,或者任选地Rc和Rd中的一个在碳原子处连接至Rb,并且更理想地,Rc和Rd是1至4个(或2至4个)碳原子。此类二胺包括来自Albermarle的EthacureTM90(N,N’-双(1,2,2-三甲基丙基)-1,6-己二胺);来自Huntsman的ClearlinkTM 1000或JefflinkTM754;N-甲基氨基乙醇;二羟基封端、羟基和胺封端或二胺封端的聚(亚烷基氧化物),其中亚烷基具有2至4个碳原子,并且具有100至2000的分子量;N,N’-二异丙基-1,6-己二胺;N,N’-二(仲丁基)苯二胺;哌嗪;高哌嗪;以及甲基哌嗪。JefflinkTM754具有结构
并且ClearlinkTM 1000具有结构
在一个实施方案中,二胺是HNR1-CHR2-X-CHR3-NR4H,其中X是烃或具有0至34个碳原子的直接键,R1、R2、R3和R4是H、下文的烷基或下文的亚烷基桥基,并且四个取代基R1、R2、R3和R4中的至少2个是具有1-4个碳的烷基,或是选自R1、R2、R3和R4的两个取代基的连接点之间的亚烷基桥基的一部分,从而形成5至7元烃环。
另一个具有芳香族基团的二胺是:N,N’-二(仲丁基)苯二胺,参见以下结构:
在一个实施方案中,优选的二胺是其中两个胺基团都是仲胺的二胺。
优选的内酰胺包括其中具有4至12个碳原子的直链或支链亚烷基链段,使得内酰胺的氮上没有取代基的环结构总共具有5至13个碳原子(当其包括羰基时),并且内酰胺的氮上的取代基(如果内酰胺是叔酰胺的话)是1至8个碳原子的烷基,并且更理想地是1至4个碳原子的烷基。十二烷基内酰胺、烷基取代的十二烷基内酰胺、己内酰胺、烷基取代的己内酰胺和其他具有较大亚烷基的内酰胺是优选的内酰胺,因为它们提供具有较低Tg值的重复单元。氨基羧酸与内酰胺具有相同数量的碳原子。理想地,氨基羧酸的胺基团与羧酸基团之间的直链或支链亚烷基中的碳原子数是4至12,并且胺基团(如果是仲胺基团)的氮上的取代基是具有1至8个碳原子,更优选地1至4个(或2至4个)碳原子的烷基。优选具有仲胺基团的氨基羧酸。
在一个实施方案中,理想地,所述聚酰胺低聚物的至少50重量%,更理想地至少60重量%、70重量%、80重量%或90重量%包含如下重复单元结构的来自二酸和二胺的重复单元:
其中Ra是二羧酸的亚烷基部分,并且是2至48个碳原子、更理想地8至38个碳原子的环状、直链或支链(任选地包括芳香族基团)亚烷基,任选地每3个二酸碳原子包括最多至1个杂原子(或每10个二酸碳原子1个杂原子)(二酸将比二酸的亚烷基部分多包括2个碳原子);并且其中Rb是2至36个或2至60个碳原子并且更优选地2至12个或4至12个碳原子的直接键或直链或支链(任选地是或包括环状、杂环或芳香族部分)亚烷基(任选地每10个碳原子含有最多至1个杂原子(或每10个碳原子3个杂原子)),并且Rc和Rd分别是1至8个碳原子,更优选地1至4(或2至4)个碳原子的直链或支链烷基;或Rc和Rd连接在一起以形成1至8个碳原子的单个直链或支链亚烷基;或任选地Rc和Rd中的一个连接至碳原子上的Rb,更理想地是Rc和Rd一起是1至4个(或2至4个)碳原子的亚烷基。
在一个实施方案中,理想地,所述聚酰胺低聚物或遥爪聚酰胺的至少50重量%,更理想地至少60重量%、70重量%、80重量%或90重量%包含以下结构的内酰胺或氨基羧酸的重复单元:
其中在衍生自内酰胺或氨基羧酸的低聚物中,重复单元可以处于多种取向上,这取决于引发剂的类型,其中每个Re独立地为4至12个碳原子的直链或支链亚烷基,并且每个Rf独立地为1至8个(更理想地1至4个)碳原子的直链或支链烷基。
上文所述的聚酰胺可用于制备具有聚异氰酸酯的溶液。聚异氰酸酯将在本说明书中用于指含有异氰酸酯的物质,每个分子具有两个或更多个异氰酸酯基团。理想地,聚酰胺具有与异氰酸酯具有反应性以形成脲键和/或氨酯键的末端基团。与异氰酸酯具有化学反应性以形成化学键的基团称为Zerewitinoff基团,并且包括伯胺和仲胺以及伯醇和仲醇。伯胺或仲胺的氮与异氰酸酯的羰基键合,并且来自伯胺或仲胺的氢从胺中移动并键合至异氰酸酯的NH基团。伯醇或仲醇的氧与异氰酸酯的羰基键合,并且来自醇的羟基的氢移动并键合至异氰酸酯的NH基团。
在第二实施方案中,优选的二胺是具有如下所示的特定结构的特定二胺,其在20-30℃下产生可溶性聚酰胺,所述可溶性聚酰胺可以是在20-30℃和合理的溶剂含量下可倾倒的热固性液体组合物的基础。在第三实施方案中,优选的二胺是具有仲胺末端基团的二胺与以下特定伯二胺的组合,其也产生可以是可倾倒热固性组合物的基础的20-30℃下的可溶性聚酰胺。
以下是具有伯胺末端基团的脂族、脂环族和芳香族二胺的实例,其在与脂族二酸诸如癸二酸和/或二聚脂肪酸反应时,确实产生可溶性聚酰胺。虽然不希望受理论的束缚,但据信,当被绘制成具有适当的键角和键长以及空间庞大的环结构时,它们的基本上非线性的结构导致聚酰胺是相当非线性的并且不可紧密堆积在一起并容易重新排列以加强与相邻或附近酰胺键的氢键合,因此这些多胺和类似的多胺为相容的极性溶剂提供在10℃与150℃之间的温度下提供增溶的机会。
此外,已经发现两种其他二胺倾向于形成可用作本公开中的组分的溶剂相容性聚酰胺。
它们是1,5-二氨基-2-甲基戊烷和4,4’-三亚甲基二哌啶。这些分子的结构在下文示出。
以下是在与脂族二酸诸如癸二酸和/或二聚脂肪酸反应时不产生可溶性聚酰胺的脂族、脂环族和芳香族二胺的实例。虽然不希望受理论的束缚,但据信,当被绘制成具有适当的键角和键长时,它们基本上线性的结构导致聚酰胺是相当线性的并且可紧密堆积在一起并与相邻或附近聚酰胺氢键合,并且相容的极性溶剂在10℃与150℃之间的温度下提供增溶的机会极小。
同样承认的是,聚酰胺部分的分子量通常通过使用过量的一种组分来形成过量使用的组分的末端基团来控制,诸如二胺组分(相对于二酸组分)可以过量使用以形成受控的或比使用胺基团与羧酸基团之间的1:1化学计量时将实现的更低的分子量的胺封端的聚酰胺部分。胺封端的聚酰胺与聚异氰酸酯反应形成脲键(其软化温度通常高于羟基与聚异氰酸酯之间形成的键)。因此,在一些实例中,我们使胺封端的低聚物与己内酯反应以形成羟基封端的聚酰胺(软化温度略低)。可以将另外的己内酯单元添加至羟基末端基团,以由开环己内酯重复单元到聚酰胺低聚物上形成低聚物。具有聚己内酯链段有助于软化组合物并降低富含聚酰胺的低聚物的软化温度。
用于制备聚酰胺的方法经过优化以在室温下产生蜡状固体的富含遥爪聚酰胺的聚合物,其可以在没有溶剂的情况下在100℃与140℃之间,更理想地110℃至130℃并且优选地120℃至130℃的温度下熔融,以形成液体的富含遥爪聚酰胺的低聚物,可以将所述低聚物和与遥爪低聚物的端基(Zerewitinoff基团,并且优选地羟基或胺基团(优选仲胺基团)以形成共价键)具有反应性的化合物共混。然后,当遥爪低聚物在升高的温度下(以及在添加与遥爪端基具有反应性的化合物之前、期间或之后)为液体时,添加溶剂以将富含聚酰胺的组合物转化为易于搅拌的液体(在50重量%固体下使用5rpm的转速和#6转子,利用Brookfield Rotating Disc/spindle粘度计测得在25℃下小于10,000或5,000cps,在一些实施方案中小于2,000或小于500cps,更理想地约100至5,000cps的粘度)。
可用于本公开的溶剂是在一个大气压下沸点在40℃与120℃之间并且具有2至10个碳原子和一个或多个氧原子和一个或多个氢原子的那些。在实施例中用作溶剂的化合物包括异丙醇、丙酮、碳酸二甲酯和乙酸丁酯。
合适的聚异氰酸酯平均具有约两个或更多个异氰酸酯基团,优选地每个分子平均具有约两个至约四个异氰酸酯基团,并且包括单独使用或以两种或更多种的混合物使用的脂族、脂环族、芳脂族、芳香族和杂环聚异氰酸酯以及其低聚化的产物。二异氰酸酯是更优选的。
合适的脂族聚异氰酸酯的具体实例包括具有5至20个碳原子的α,ω-亚烷基二异氰酸酯,诸如六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、1,12-十二烷二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯、2-甲基-1,5-五亚甲基二异氰酸酯等。可以使用具有少于5个碳原子的聚异氰酸酯,但是由于它们的高挥发性和毒性而不太优选。优选的脂族聚异氰酸酯包括六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、2,2,4-三甲基-六亚甲基-二异氰酸酯和2,4,4-三甲基-六亚甲基二异氰酸酯。
合适的脂环族聚异氰酸酯的具体实例包括二环己基甲烷二异氰酸酯(可从拜耳公司(Bayer Corporation)作为DesmodurTM W商购获得)、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、1,3-双-(异氰酸基甲基)环己烷等。优选的脂环族聚异氰酸酯包括二环己基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。
合适的芳脂族聚异氰酸酯的具体实例包括间四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、对四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯、1,3-亚二甲苯基二异氰酸酯等。优选的芳脂族聚异氰酸酯为四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯。
合适的芳香族聚异氰酸酯的实例包括4,4'-二苯基亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、其异构体、萘二异氰酸酯等。优选的芳香族聚异氰酸酯包括4,4'-二苯基亚甲基二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯。
合适的杂环异氰酸酯的实例包括5,5’-亚甲基双糠基异氰酸酯和5,5’-亚异丙基双糠基异氰酸酯。
在本发明的一些实施方案中,可以使用封闭异氰酸酯反应物来最小化异氰酸酯基团的反应和固有粘度增加,直到允许反应物的分子量增加的正确时间。封闭的异氰酸酯基团是本领域众所周知的并且具有封闭的异氰酸酯基团的化合物是可商购获得的,并且至少一种封闭的异氰酸酯化合物在实施例中示出。通常,通过加热反应物使封闭的异氰酸酯基团热解封闭。一些封闭的异氰酸酯化合物使用文献中描述和已知的酮肟化学。
在一些实施方案中,使用低分子量多元醇和/或多胺来提供异氰酸酯封端的反应物或包括聚异氰酸酯的反应混合物的“扩链”和/或“交联”。实例包括数均分子量小于约500道尔顿的低分子量多元醇和多胺。在此上下文中,“多元醇”是指每个分子平均具有约两个或更多个羟基的任何产物。在此上下文中,多胺用于描述具有能够与异氰酸酯基团反应形成脲键的两个或更多个伯胺或仲胺基团的化合物。具体实例包括脂族、脂环族和芳香族多元醇,尤其是二醇,具有2-20个碳原子,更典型地2-10个碳原子,诸如1,4-丁二醇。多胺的具体实例包括脂族、脂环族和芳香族多胺,尤其是二胺和三胺,具有2-20个碳原子,更典型地2-10个碳原子,诸如乙二胺和类似的亚烷基二胺和三胺。多胺可以包括肼和由二酸与肼反应构建的化合物,诸如己二酸二酰肼。较低分子量的化合物是优选的,因为较低分子量的化合物比低聚或聚合物质更快地迁移通过组合物。也可以使用已知在聚酯多元醇和聚酰胺中用作扩链剂的任何其他化合物。
在一些实施方案中,可以使用三官能异氰酸酯化合物和更高异氰酸酯官能的聚异氰酸酯。有时这些是通过将低官能度的二异氰酸酯三聚化而形成的,或者有时它们是通过使二异氰酸酯和/或三异氰酸酯与三醇、四元醇和更高官能度的醇反应形成的。它们也可以通过使三胺和更高官能度的胺与二异氰酸酯和/或三异氰酸酯反应来制备。其他多官能异氰酸酯化合物可以由三官能度和更高官能度的胺和将胺基团转化为异氰酸酯基团的传统反应制备。
优选的环氧树脂是基于双酚化合物的液体树脂,尤其是双酚A、双酚F或双酚A/F,诸如可购自Dow、Huntsman和Hexion的那些。这些液体树脂对环氧树脂来说具有低粘度,并且在完全硬化的状态下,作为涂层具有良好的性能。它们可以任选地与双酚A固体树脂或双酚F酚醛环氧树脂组合存在。
还适合作为环氧树脂的是脂族或脂环族聚环氧化物,诸如饱和或不饱和、支链或非支链、环状或开链C2至C30二醇诸如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、聚丙二醇、二羟甲基环己烷、新戊二醇或二溴新戊二醇的缩水甘油醚;三或四官能、饱和或不饱和、支链或非支链、环状或开链多元醇诸如蓖麻油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、山梨糖醇或甘油,以及烷氧基化甘油或烷氧基化三羟甲基丙烷的缩水甘油醚;氢化双酚A、F或A/F液体树脂,或氢化双酚A、F或A/F的缩水甘油基化产物;酰胺或杂环氮碱的N-缩水甘油基衍生物,诸如氰尿酸三缩水甘油酯和异氰尿酸三缩水甘油酯,以及表氯醇和乙内酰脲的反应产物。
最后,其他合适的环氧树脂是来自烯烃的氧化的环氧树脂,例如来自乙烯基环己烯、二环戊二烯、环己二烯、环十二碳二烯、环十二碳三烯、异戊二烯、1,5-己二烯、丁二烯、聚丁二烯或二乙烯基苯的氧化。
环氧树脂可以包含反应性稀释剂,尤其是具有至少一个环氧基团的反应性稀释剂。合适的反应性稀释剂是,例如,一价或多价酚和脂族或脂环族醇的缩水甘油醚。
本领域技术人员熟知的其他添加剂可以用于帮助制备本发明的可热固化组合物。此类添加剂包括表面活性剂、稳定剂、消泡剂、闪锈抑制剂、附着促进剂、聚结剂、表面张力调节剂、增塑剂、增稠剂、流平剂、抗微生物剂、杀真菌剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、滑动改性剂(slip modifier)、阻燃剂、颜料、填料、染料等。这些添加剂是本领域众所周知的并且可以在制造过程的任何阶段添加。这些都将出于常规目的以常规量用于涂层和粘合剂中。
作为涂层组合物或粘合剂,本公开的组合物可通过任何常规方法(包括刷涂、浸涂、流涂、喷涂等)施涂到任何基材(包括木材、金属、玻璃、布料、皮革、纸张、塑料、泡沫等)上。它们将保护基材免受如水、化学品、腐蚀性材料、灰尘、臭氧、烟尘等各种环境物质的影响,并提供易于清洁的表面。
本发明的组合物及其调配物可用作自支撑膜、各种基材上的涂层,或具有比类似的聚氨酯组合物更长的有效寿命或其他改进性能的粘合剂。
实施例:
反应物的定义
H-二聚脂肪酸-(通常是由常规脂肪酸形成的氢化二聚体(分子量大约565g/mol)
哌嗪-哌嗪(分子量大约86g/mol)
己内酯-己内酯(大约114g/mol)
癸二酸-1,8-辛烷二羧酸(大约202g/mol)
MPDA-4,4’-亚甲基双(2-甲基环己胺),(分子量大约238.4g/mol)
mPDA-间苯二胺(分子量大约86g/mol)
VerstanatTM B 1186A-封闭的异氰酸酯,60重量%,在石脑油中,7.1NCO含量,脂族,来自Evonik,封闭剂可以是ε-己内酰胺。
DesmodurTM 5375-4,4’-亚甲基二环己基二异氰酸酯(分子量大约262.35g/mol,可购自Covestro。
DesmodurTM N3600-六甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体,可购自Covestro。
三羟甲基丙烷-三羟甲基丙烷
DBE-己二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和琥珀酸二甲酯的混合物;CH3O2C(CH2)nCO2CH3(n=2、3、4),可购自Sigma Aldrich。
DMC-碳酸二甲酯
二甲苯-二甲苯
丙酮-丙酮
乙酸丁酯-乙酸丁酯
聚酰胺合成
将二胺和二酸单体添加到反应器中。反应器用氮气冲洗并保持在惰性气氛下。将反应器加热至160℃并在该温度下保持2小时,然后进一步加热至200℃并在该温度下保持48小时或直到反应器中的酸值下降至低于1(mgKOH/g)。在反应过程中形成水,将其从反应器中蒸馏出来。然后使反应器冷却至180℃,添加其他单体。反应器温度在180℃下保持10小时。最终的聚酰胺在室温下为蜡状固体,熔点接近或高于100℃。
表1-聚酰胺的合成
程序(单组分,烘烤的,使用封闭异氰酸酯聚酰胺涂层):
将聚酰胺多元醇在130℃下熔融,并且将高沸点溶剂(DBE和乙酸丁酯)添加到熔体中以稀释多元醇。然后将溶液冷却至60℃,并添加其他成分。然后将溶液进一步冷却至室温。所得溶剂型涂覆溶液是低粘度液体。涂层是通过首先在基材上浇铸膜,然后使膜在中等温度(80℃)下干燥10分钟,并且接着在150℃下烘烤30分钟产生的。
表2-用于具有封闭异氰酸酯的烘烤单组分涂层的溶剂
表3-用于具有封闭异氰酸酯的烘烤单组分涂层的聚合物
表3a-表3中组分的重量和百分比
用于二组分(聚酰胺多元醇和聚异氰酸酯)溶剂型涂层的程序:
将聚酰胺多元醇在130℃下熔融,并且将高沸点溶剂(DBE和乙酸丁酯)添加到熔体中以稀释多元醇。然后将溶液冷却至60℃,并将扩链剂和DBTL催化剂也添加到溶液中。然后将溶液进一步冷却至室温。所得溶剂型多元醇溶液是低粘度液体。涂层是通过首先在室温下将多元醇溶液组分与异氰酸酯组分混合,然后在基材上浇铸膜产生的。测试前7天使膜在室温下干燥。
表4-用于在24℃下干燥7天的两组分涂层的溶剂
涂层 | DBE g | DMC | 二甲苯 | 丙酮 | 乙酸丁酯 | 总计 |
3 | - | 55.26 | - | - | - | 55.3 |
4 | - | - | - | 25.56 | - | 25.6 |
5 | - | - | 23.06 | - | - | 23.1 |
表5-用于在24℃下干燥7天的两组分涂层的聚合物
表5a–表5中组分的百分比
在以下实施例中:羟基(OH)数量使用TSI方法(ASTM E1899)测定;酸值使用NaOH滴定剂和亚甲蓝指示剂通过滴定测定;并且粘度通过Brookfield DV-E粘度计使用LV转子在60rpm或30rpm下测定,这取决于材料的粘度,如熟悉使用粘度计仪器的人员所知道的那样。
实施例1(聚酰胺合成):在氮气气氛中将750份氢化二聚酸与221份间苯二胺混合,并且加热至180℃。当单体开始反应时,形成水并使其从反应器中蒸发。48h后,混合物的酸值小于1mg KOH/g。然后将166份ε-己内酯添加到反应器中并在180℃下反应12h。所得聚酰胺为深黄色产物,OH值为74.5并且在100℃下的熔体粘度为25,000cP。
实施例2(聚酰胺合成):在氮气气氛中将750份氢化二聚酸与164份哌嗪混合,并且加热至180℃。当单体开始反应时,形成水并使其从反应器中蒸发。48h后,混合物的酸值小于1mg KOH/g。然后将134份ε-己内酯添加到反应器中并在180℃下反应12h。所得聚合物为浅黄色产物,OH值为65.9并且在100℃下的熔体粘度为3,100cP。
实施例3(聚酰胺合成):将299份癸二酸和291.7份十二烷二酸(dodecadioicacid)与465.4份的250g/mol聚四亚甲基氧化物和42.2份哌嗪在氮气气氛中混合并加热至180℃。当单体开始反应时,形成水并使其从反应器中蒸发。48h后,混合物的酸值小于1mgKOH/g。所得聚合物为浅黄色产物,OH值为65.8并且在100℃下的熔体粘度为650cP。
实施例4(聚酰胺合成):在氮气气氛中将620.5份氢化二聚酸与285.5份异佛尔酮二胺混合,并且加热至180℃。当单体开始反应时,形成水并使其从反应器中蒸发。48h后,混合物的酸值小于1mg KOH/g。然后将134份ε-己内酯添加到反应器中并在180℃下反应12h。所得聚合物为浅黄色产物,OH值为65.9并且在100℃下的熔体粘度为19,000cP。
实施例5(聚酰胺合成):在氮气气氛中将509.2份氢化二聚酸与371.9份4,4'-亚甲基双(2-甲基环己胺)混合,并且加热至180℃。当单体开始反应时,形成水并使其从反应器中蒸发。48h后,混合物的酸值小于1mg KOH/g。然后将152.1份ε-己内酯添加到反应器中并在180℃下反应12h。所得聚合物为浅黄色产物,OH值为74.5并且在100℃下的熔体粘度为15,000cP。
实施例6:将128g丙二醇单甲醚乙酸酯与10.5g的LubrizolM387聚合物分散剂和30g的BASFA81醛树脂合并,然后以500RPM混合直到均匀。添加392g金红石二氧化钛并使用Cowles刀片以1500RPM混合直到获得使用赫格曼细度计(Hegman gauge)得到的7+赫格曼的研磨细度。将127.4g实施例1的聚酰胺与34.3g二丙二醇二甲醚、34.3g碳酸二甲酯、140g甲基乙基酮和0.45g二月桂酸二丁基锡一起添加,然后以500RPM混合15分钟。添加98g CovestroN-3600脂族聚异氰酸酯并以500RPM混合10分钟。
实施例7:将73g丙二醇单甲醚乙酸酯与6g的LubrizolM387聚合物分散剂、17g的BASFA81醛树脂以及2.5g的BYK-052N无硅酮消泡剂合并,然后以500RPM混合直到均匀。添加224g金红石二氧化钛并使用Cowles刀片以1500RPM混合直到获得使用赫格曼细度计得到的7+赫格曼的研磨细度。将320g实施例2的聚酰胺与96g甲基乙基酮、96g的2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和1.6g二月桂酸二丁基锡一起添加,然后在500RPM下混合15分钟。添加192g CovestroN-3600脂族聚异氰酸酯并混合10分钟。
实施例8:将128g丙二醇单甲醚乙酸酯与10.5g的LubrizolM387聚合物分散剂和30g的BASFA81醛树脂合并,然后以500RPM混合直到均匀。添加392g金红石二氧化钛并使用Cowles刀片以1500RPM混合直到获得7+赫格曼的研磨细度。将196g实施例3的聚酰胺与140g甲基乙基酮和0.45g二月桂酸二丁基锡一起添加,然后在500RPM下混合15分钟。添加98g CovestroN-3600脂族聚异氰酸酯并混合10分钟。
实施例9:将128g丙二醇单甲醚乙酸酯与10.5g的LubrizolM387聚合物分散剂和30g的BASFA81醛树脂合并,然后以500RPM混合直到均匀。添加392g金红石二氧化钛并使用Cowles刀片以1500RPM混合直到获得7+赫格曼的研磨细度。将196g的Asahi MaseiT5652聚碳酸酯多元醇与140g甲基乙基酮和0.45g二月桂酸二丁基锡一起添加,然后在500RPM下混合15分钟。添加98g CovestroN-3600脂族聚异氰酸酯并混合10分钟。
实施例10:将128g丙二醇单甲醚乙酸酯与10.5g的LubrizolM387聚合物分散剂和30g的BASFA81醛树脂合并,然后以500RPM混合直到均匀。添加392g金红石二氧化钛并使用Cowles刀片以1500RPM混合直到获得7+赫格曼的研磨细度。将196g的Panolam67-2000HNA聚酯多元醇与140g甲基乙基酮和0.45g二月桂酸二丁基锡一起添加,然后在500RPM下混合15分钟。添加98g CovestroN-3600脂族聚异氰酸酯并混合10分钟。
根据ASTM D523-08将实施例6至10的组合物涂覆到冷轧钢上。在下表6中描述的实施例中,初始粘度(“IV”)使用ASTM D4287-10、转子#3在100RPM下测定,平均60°光泽度(“光泽度”)使用ASTM D523-08测定,平均60°雾度(“雾度”)和平均60°影像清晰度(“DOI”)使用ASTM D4039-09测定,平均7天科尼格硬度(Koenig Hardness)(“硬度”)使用ASTM D4366测定,柔韧性(“柔韧性”)使用ASTM D522-13测定,冲击(直接/反向)(“冲击”)使用ASTMD2794-93测定,并且平均1天湿划格附着力(“附着力”)使用ASTM D3359-17测定。
表6
实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | |
化学 | 聚酰胺 | 聚酰胺 | 聚酰胺 | 聚碳酸酯 | 聚酯 |
IV(cps) | 535 | 320 | 290 | 212 | 230 |
光泽度(GU) | 108.20 | 105.70 | 29.30 | 109.10 | 太粘 |
浊度(HU) | 32.10 | 40.70 | 28.00 | 35.50 | 太粘 |
DOI | 56.20 | 49.40 | 0.60 | 97.90 | 太粘 |
硬度(#OSC) | 98 | 23 | 23 | 58 | 1 |
柔韧性 | 不开裂 | 不开裂 | 不开裂 | 不开裂 | 涂层脱落 |
冲击(英寸*磅) | 160/160 | 160/160 | 160/160 | 160/160 | 涂层脱落 |
附着力 | 0B | 0B | 0B | 0B | N/A |
除了在实施例中外或无论是否以其他方式明确指出,本说明书中指定量、反应条件、分子量、碳原子数等的所有数值应理解为由词语“约”修饰。除非以其他方式指出,否则所有百分比和调配物值均以摩尔计。
除非另外指出,否则所有分子量均为数均分子量。除非另外指示,否则本文提及的每种化学物质或组合物都应解释为可以含有异构体、副产物、衍生物的商业级材料以及通常理解为以商业级形式存在的其他这种材料。
如本文所使用的,表达“基本上由……组成”允许包含对所考虑的组合物的基本和新颖特征没有实质性影响的物质。本文所描述的本发明的所有实施方案都可以从开放式和包容性视图(即,使用“包含”语言)和封闭式和排他性视图(即,使用“由……组成”语言)中构思和读取。
如本文所使用的,使用括号来指定1)任选地存在的东西,使得一个或多个单体表示一个单体或多个单体或者(甲基)丙烯酸酯表示甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯;2)限定或进一步定义先前所提及的术语;或者3)列出更窄的实施方案。
尽管出于说明本发明的目的已经示出了某些代表性实施方案和细节,但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的范围的情况下,可以在其中进行各种变更和修改。
Claims (25)
1.一种可热固化组合物,其包含:
a)10重量%至75重量%的聚酰胺低聚物,其主要具有至少两个酰胺键和两个选自胺、羟基或羧酸端基的组的末端端基;
b)10重量%至50重量%的二异氰酸酯或聚异氰酸酯组分(任选地,其中异氰酸酯反应性被暂时封闭),其与胺、羧酸和/或羟基具有反应性,以形成共价化学键;
c)任选地一种或多种非反应性有机稀释剂;以及
d)最多至50重量%的一种或多种分子量小于500g/mol的化合物,其具有三个或更多个选自胺和羟基的组的与异氰酸酯具有反应性的基团;
其中在所述异氰酸酯基团与选自胺、羟基或羧酸端基的所述端基的反应之前,a)、b)、c)和d)的所述可热固化组合物具有每分子2.1或更多的所有异氰酸酯、胺、羟基和羧酸端基的平均官能度;
其中所述重量百分比是基于所述可热固化组合物的总组分;并且
其中在所述二异氰酸酯或聚异氰酸酯的反应之前,所述组合物当处于或稀释至50%固体时具有使用5rpm的转速和#6转子,通过Brookfield Rotating Disc粘度计测得的在25℃下小于10,000cps的粘度。
2.根据权利要求1所述的可热固化组合物,其中所述聚酰胺低聚物是由以下两项的聚合衍生的聚酰胺重复单元:
a)具有能够与羧酸的羰基形成共价键的两个胺基团的二胺,其选自由以下组成的组:具有两个仲末端胺基团的具有4至60个碳原子的二胺和/或具有一个或两个伯胺基团的具有4至60个碳原子的二胺,与
b)内酯和或羧酸单体,其中所述内酯或羧酸单元来自选自由C5至C8内酯、C5至C8羟基羧酸以及4至50个碳原子的脂族二羧酸组成的组的酸组分,其中所述内酯和/或羧酸单体用来自与伯胺或仲胺氮反应形成酰胺键的所述内酯、羟基羧酸和脂族二羧酸的羰基形成重复单元,并从而形成聚酰胺低聚物。
3.根据权利要求2所述的可热固化组合物,其中至少40摩尔%的所述二胺是环状二胺,其中所述氮原子处于仲胺基团中并且是一个或多个环的一部分并且具有4至15个碳原子。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的可热固化组合物,其中所述聚酰胺低聚物包含来自与胺基团反应的二羧酸的重复单元,其中处于酰胺重复单元中的所述二羧酸组分的至少50摩尔%是10至50个碳原子的二羧酸。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的可热固化组合物,其中至少50重量%的来自羧酸的所述重复单元衍生自二聚脂肪酸。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的可热固化组合物,其中在聚合成所述聚酰胺期间形成至少一个酰胺键的二胺和内酯和/或羧酸单体的组合重复单元为所述可热固化组合物的20重量%至约60重量%。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的可热固化组合物,其中在聚合成所述聚酰胺期间形成至少一个酰胺键的二胺和内酯和/或羧酸单体的组合重复单元为所述可热固化组合物的25重量%至约50重量%。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的可热固化组合物,其中至少90重量%的来自二胺的所述重复单元衍生自4至15个碳原子的环状和/或二环二胺,其中所述二胺的氮原子是环结构的一部分。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的可热固化组合物,其中所述反应性聚异氰酸酯或封闭异氰酸酯,如果两者都存在的话则组合,以所述溶液的约10重量%至50重量%的量存在于所述溶液中,基于所述组合物的所有组分的重量计。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的可热固化组合物,其中所述有机稀释剂以所述组合物的约10重量%至约50重量%存在。
12.根据权利要求11所述的可热固化组合物,其中所述有机稀释剂选自由以下组成的组:异丙醇、丙酮、碳酸二甲酯和乙酸丁酯。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的可热固化组合物,其中所述溶剂蒸发后的所述溶液是热固性的。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的可热固化组合物,其中所述聚异氰酸酯组分每个聚异氰酸酯具有两个或更多个异氰酸酯基团,并且所述聚异氰酸酯的异氰酸酯基团与组合的羟基、氨基和/或羧酸基团的比率为2:1至1:1。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的可热固化组合物,其中当所述有机稀释剂蒸发时,所述聚酰胺低聚物通过和与羟基、羧酸和/或氨基具有反应性以形成共价化学键的所述聚异氰酸酯组分的反应而交联,以产生数均分子量为至少1,000,000g/mol的聚合物。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的可热固化组合物,其形成为自支撑膜、涂层或粘合剂。
17.一种用于形成可热固化涂层或膜的方法,其包括:
a)使与羧酸基团反应的二胺聚合,所述二胺选自由以下组成的组:具有4至60个碳原子并且具有两个仲末端胺基团的二胺和具有两个伯胺基团的二胺,其中具有两个伯胺基团的所述二胺任选地具有以下结构
其中所述羧酸单元来自选自由C5至C8内酯、C5至C8羟基羧酸以及4至50个碳原子的脂族二羧酸组成的组的内酯和/或羧酸组分;用羰基或氮作为酰胺键的一部分形成重复单元并从而形成聚酰胺低聚物;并且其中所述聚酰胺低聚物具有至少两个选自胺、羧酸或羟基的末端基团;
b)任选地将所述聚酰胺低聚物加热至100至150℃的温度以使其成为更易加工的液体;
c)添加一种或多种非反应性有机稀释剂;以及
d)向所述聚酰胺低聚物中添加10重量%至40重量%的聚异氰酸酯组分(任选地具有一个或多个封闭的异氰酸酯基团),所述聚异氰酸酯组分与羟基、羧酸和/或氨基具有反应性以与所述氨基的氮或所述羟基的氧形成共价化学键,或所述羧酸基团与异氰酸酯、羟基或胺基团的反应,其中所述溶液中二胺和羧酸重复单元的重量百分比为10重量%至75重量%,有机稀释剂的量为所述溶液的最多至50重量%,并且与羟基、羧酸和/或氨基具有反应性的所述组分的量为所述溶液的10重量%至40重量%,并且其中所述溶液处于50%固体并且在所述聚异氰酸酯的反应之前具有使用5rpm的转速和#6转子通过BrookfieldRotating Disc粘度计测得的在25℃下小于10,000cps的粘度。
18.根据权利要求17所述的方法,其中将有机稀释剂从所述溶液中蒸发并且所述异氰酸酯基团与所述羟基、羧酸和/或氨基反应以形成共价键。
19.根据权利要求18所述的方法,其中至少50摩尔%的所述二胺是环状二胺,其中所述氮原子是仲氮原子和环的一部分并且具有4至15个碳原子。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法,其中至少50重量%的来自羧酸的所述重复单元衍生自10至50个碳原子的二羧酸。
22.根据权利要求21所述的方法,其中至少50重量%的来自羧酸的所述重复单元衍生自二聚脂肪酸。
23.根据权利要求17至20中任一项所述的方法,其中与羟基、羧酸和/或氨基具有反应性的所述组分是具有两个或更多个化学封闭形式的异氰酸酯基团的封闭聚异氰酸酯,其可以通过加热解封闭,并且所述封闭聚异氰酸酯可以添加到所述聚酰胺低聚物中而无需担心化学反应,直到所述封闭的异氰酸酯基团非封闭的时间为止。
24.根据权利要求17至23中任一项所述的方法,还包括以下工艺步骤:其中将最多至25重量%的一种或多种分子量小于500g/mol的具有三个或更多个选自由胺、羧酸和羟基组成的组的与异氰酸酯具有反应性的基团的化合物添加到所述组合物中以促进最终组合物的交联。
25.根据权利要求17所述的方法,其中在所述组合物准备用于形成涂层或膜之前不添加所述聚异氰酸酯,并且在将所述聚异氰酸酯添加到所述聚酰胺低聚物中时,所述聚异氰酸酯通过其异氰酸酯基团开始与所述聚酰胺低聚物反应。
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