RU2789029C2 - Covering composition of powder material - Google Patents
Covering composition of powder material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789029C2 RU2789029C2 RU2020127552A RU2020127552A RU2789029C2 RU 2789029 C2 RU2789029 C2 RU 2789029C2 RU 2020127552 A RU2020127552 A RU 2020127552A RU 2020127552 A RU2020127552 A RU 2020127552A RU 2789029 C2 RU2789029 C2 RU 2789029C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- groups
- acid
- powder
- polymer
- component
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 190
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 171
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 110
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 100
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 88
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 claims abstract description 87
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 64
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 61
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 32
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 31
- 101710039997 LCC2 Proteins 0.000 claims abstract description 27
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 25
- 101710013753 ARB_05828 Proteins 0.000 claims abstract description 23
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 23
- 101710013755 IRX12 Proteins 0.000 claims abstract description 23
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000006957 Michael reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N fumaric acid Chemical compound OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-L itaconate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CC(=C)C([O-])=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-L maleate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)\C=C/C([O-])=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-L 0.000 claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 125000001434 methanylylidene group Chemical group [H]C#[*] 0.000 claims abstract description 8
- IMSODMZESSGVBE-UHFFFAOYSA-N 2-oxazoline Chemical compound C1CN=CO1 IMSODMZESSGVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 claims abstract 4
- AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N Oxetane Chemical compound C1COC1 AHHWIHXENZJRFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 94
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 50
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 44
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-L propanedioate Chemical compound [O-]C(=O)CC([O-])=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 43
- -1 phenolate anions Chemical class 0.000 claims description 39
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 36
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 36
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N propionic acid Chemical compound CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N DABCO Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 125000003647 acryloyl group Chemical group O=C([*])C([H])=C([H])[H] 0.000 claims description 22
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 20
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 18
- YIMQCDZDWXUDCA-UHFFFAOYSA-N [4-(hydroxymethyl)cyclohexyl]methanol Chemical compound OCC1CCC(CO)CC1 YIMQCDZDWXUDCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 17
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 claims description 15
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims description 15
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 claims description 14
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 13
- 230000000269 nucleophilic Effects 0.000 claims description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 10
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 claims description 10
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims description 10
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 9
- KLDXJTOLSGUMSJ-JGWLITMVSA-N Isosorbide Chemical compound O[C@@H]1CO[C@@H]2[C@@H](O)CO[C@@H]21 KLDXJTOLSGUMSJ-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 8
- 229960002479 Isosorbide Drugs 0.000 claims description 8
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 claims description 8
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 8
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 8
- 230000036961 partial Effects 0.000 claims description 8
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 claims description 8
- WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-M acetoacetate Chemical compound CC(=O)CC([O-])=O WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- ONJNHSZRRFHSPJ-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4-tetramethylcyclobutane-1,1-diol Chemical compound CC1(C)CC(C)(C)C1(O)O ONJNHSZRRFHSPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CDBAMNGURPMUTG-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-hydroxycyclohexyl)propan-2-yl]cyclohexan-1-ol Chemical compound C1CC(O)CCC1C(C)(C)C1CCC(O)CC1 CDBAMNGURPMUTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 6
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000006575 electron-withdrawing group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 claims description 5
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-L fumarate(2-) Chemical group [O-]C(=O)\C=C\C([O-])=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-L 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Chemical group 0.000 claims description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L Sulphite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 4
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 claims description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- 125000000468 ketone group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000012038 nucleophile Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000003107 substituted aryl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GQHTUMJGOHRCHB-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,6,7,8,9,10-octahydropyrimido[1,2-a]azepine Chemical compound C1CCCCN2CCCN=C21 GQHTUMJGOHRCHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MLIREBYILWEBDM-UHFFFAOYSA-M 2-cyanoacetate Chemical group [O-]C(=O)CC#N MLIREBYILWEBDM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- GCPWJFKTWGFEHH-UHFFFAOYSA-N acetoacetamide Chemical compound CC(=O)CC(N)=O GCPWJFKTWGFEHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001409 amidines Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 150000004707 phenolate Chemical class 0.000 claims description 3
- 229940031826 phenolate Drugs 0.000 claims description 3
- 150000003003 phosphines Chemical class 0.000 claims description 3
- NJRWNWYFPOFDFN-UHFFFAOYSA-L phosphonate(2-) Chemical compound [O-][P]([O-])=O NJRWNWYFPOFDFN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- WRIRWRKPLXCTFD-UHFFFAOYSA-N propanediamide Chemical compound NC(=O)CC(N)=O WRIRWRKPLXCTFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 claims description 3
- KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylguanidine Chemical compound CN(C)C(=N)N(C)C KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N 4H-1,2,4-triazol-3-amine Chemical compound NC1=NC=NN1 KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000002357 guanidines Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 2
- 125000002944 cyanoaryl group Chemical group 0.000 claims 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 claims 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 14
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 230000003111 delayed Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000006845 Michael addition reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 45
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 239000010408 film Substances 0.000 description 33
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N Benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 30
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N t-BuOH Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 17
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 16
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 16
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 15
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 15
- UHESRSKEBRADOO-UHFFFAOYSA-N ethyl carbamate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.CCOC(N)=O UHESRSKEBRADOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229920003319 Araldite® Polymers 0.000 description 14
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-M benzoate Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N Isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 description 10
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N Carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M Tetrabutylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 9
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 9
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 7
- HXHWSAZORRCQMX-UHFFFAOYSA-N albendazole Chemical compound CCCSC1=CC=C2NC(NC(=O)OC)=NC2=C1 HXHWSAZORRCQMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 241000894007 species Species 0.000 description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 6
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- OUPZKGBUJRBPGC-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-tris(oxiran-2-ylmethyl)-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound O=C1N(CC2OC2)C(=O)N(CC2OC2)C(=O)N1CC1CO1 OUPZKGBUJRBPGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NSPMIYGKQJPBQR-UHFFFAOYSA-N 1H-1,2,4-triazole Chemical compound C=1N=CNN=1 NSPMIYGKQJPBQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LTMRRSWNXVJMBA-UHFFFAOYSA-L 2,2-diethylpropanedioate Chemical compound CCC(CC)(C([O-])=O)C([O-])=O LTMRRSWNXVJMBA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- QOSSAOTZNIDXMA-UHFFFAOYSA-N Carbodicyclohexylimide Chemical compound C1CCCCC1N=C=NC1CCCCC1 QOSSAOTZNIDXMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KZNICNPSHKQLFF-UHFFFAOYSA-N Succinimide Chemical compound O=C1CCC(=O)N1 KZNICNPSHKQLFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 5
- 229920001002 functional polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 5
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 229960002317 succinimide Drugs 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 4
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 4
- 229920001225 Polyester resin Polymers 0.000 description 4
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000010354 butylated hydroxytoluene Nutrition 0.000 description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 4
- 150000002688 maleic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- NWVVVBRKAWDGAB-UHFFFAOYSA-N p-methoxyphenol Chemical compound COC1=CC=C(O)C=C1 NWVVVBRKAWDGAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 4
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 4
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 4
- QZPSOSOOLFHYRR-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl prop-2-enoate Chemical compound OCCCOC(=O)C=C QZPSOSOOLFHYRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940095259 Butylated Hydroxytoluene Drugs 0.000 description 3
- 239000004322 Butylated hydroxytoluene Substances 0.000 description 3
- 101700054265 CYP3 Proteins 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 3
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N Glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005057 Hexamethylene diisocyanate Substances 0.000 description 3
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HJSLFCCWAKVHIW-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,3-dione Chemical compound O=C1CCCC(=O)C1 HJSLFCCWAKVHIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N formic acid Chemical compound OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxyl anion Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229920000406 phosphotungstic acid polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 3
- WGYONVRJGWHMKV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylazanium;benzoate Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC WGYONVRJGWHMKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N (E)-but-2-enedioate;hydron Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- YIROYDNZEPTFOL-UHFFFAOYSA-N 5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound CC1(C)NC(=O)NC1=O YIROYDNZEPTFOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 101710003347 BQ2027_MB2006C Proteins 0.000 description 2
- LCFVJGUPQDGYKZ-UHFFFAOYSA-N Bisphenol A diglycidyl ether Chemical compound C=1C=C(OCC2OC2)C=CC=1C(C)(C)C(C=C1)=CC=C1OCC1CO1 LCFVJGUPQDGYKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000025380 C-Reactive Protein Human genes 0.000 description 2
- 108010074051 C-Reactive Protein Proteins 0.000 description 2
- 101710041907 CCP1 Proteins 0.000 description 2
- 101710041908 CCP2 Proteins 0.000 description 2
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N Diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BADXJIPKFRBFOT-UHFFFAOYSA-N Dimedone Chemical compound CC1(C)CC(=O)CC(=O)C1 BADXJIPKFRBFOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JXDYKVIHCLTXOP-UHFFFAOYSA-N Isatin Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C(=O)NC2=C1 JXDYKVIHCLTXOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100004336 LCP1 Human genes 0.000 description 2
- 101700057588 LCP1 Proteins 0.000 description 2
- 101700036603 LCP2 Proteins 0.000 description 2
- 102100016713 LCP2 Human genes 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N Lauric acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GXHFUVWIGNLZSC-UHFFFAOYSA-N Meldrum's acid Chemical compound CC1(C)OC(=O)CC(=O)O1 GXHFUVWIGNLZSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Chemical compound C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- 101700035155 TOX4 Proteins 0.000 description 2
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical compound O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 2
- WOLHOYHSEKDWQH-UHFFFAOYSA-N amantadine hydrochloride Chemical compound [Cl-].C1C(C2)CC3CC2CC1([NH3+])C3 WOLHOYHSEKDWQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N benzohydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVFSYZFXJYAPQJ-UHFFFAOYSA-N butyl(oxo)tin Chemical compound CCCC[Sn]=O BVFSYZFXJYAPQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- OCJKUQIPRNZDTK-UHFFFAOYSA-N ethyl 4,4,4-trifluoro-3-oxobutanoate Chemical compound CCOC(=O)CC(=O)C(F)(F)F OCJKUQIPRNZDTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 150000004714 phosphonium salts Chemical class 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003211 photoinitiator Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 238000010944 pre-mature reactiony Methods 0.000 description 2
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000004032 superbase Substances 0.000 description 2
- 150000007525 superbases Chemical class 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 2
- QWENRTYMTSOGBR-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazole Chemical compound C=1C=NNN=1 QWENRTYMTSOGBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N 1,6-Hexanediol Chemical compound OCCCCCCO XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVOIQBFMTVCINR-WWMZEODYSA-N 11-deoxycorticosterone pivalate Chemical compound C1CC2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H](C(=O)COC(=O)C(C)(C)C)[C@@]1(C)CC2 VVOIQBFMTVCINR-WWMZEODYSA-N 0.000 description 1
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylpropane-1,3-diol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBDVWXAVKPRHCU-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethyl 3-oxobutanoate Chemical compound CC(=O)CC(=O)OCCOC(=O)C(C)=C IBDVWXAVKPRHCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FGLBSLMDCBOPQK-UHFFFAOYSA-N 2-Nitropropane Chemical compound CC(C)[N+]([O-])=O FGLBSLMDCBOPQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SFJRUJUEMVAZLM-UHFFFAOYSA-N 2-[(2-methylpropan-2-yl)oxymethyl]oxirane Chemical compound CC(C)(C)OCC1CO1 SFJRUJUEMVAZLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNBDXQTMPYBAT-UHFFFAOYSA-N 2-butyloxirane Chemical compound CCCCC1CO1 WHNBDXQTMPYBAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNINAOUGJUYOQX-UHFFFAOYSA-M 2-cyanobutanoate Chemical compound CCC(C#N)C([O-])=O XNINAOUGJUYOQX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRXPNWXSFCODDY-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-phenyloxirane Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1(C)CO1 MRXPNWXSFCODDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YVCOJTATJWDGEU-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-3-phenyloxirane Chemical compound CC1OC1C1=CC=CC=C1 YVCOJTATJWDGEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FFYTTYVSDVWNMY-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-5-nitro-1H-imidazole Chemical compound CC1=NC=C([N+]([O-])=O)N1 FFYTTYVSDVWNMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBPWGAPGJXFEJQ-UHFFFAOYSA-M 5,5-dimethyl-3-oxohexanoate Chemical compound CC(C)(C)CC(=O)CC([O-])=O XBPWGAPGJXFEJQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004483 ATR-FTIR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N Acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000180 Alkyd Polymers 0.000 description 1
- 102100015807 BTG4 Human genes 0.000 description 1
- 101700086895 BTG4 Proteins 0.000 description 1
- HNYOPLTXPVRDBG-UHFFFAOYSA-N Barbituric acid Chemical compound O=C1CC(=O)NC(=O)N1 HNYOPLTXPVRDBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N Bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KQZCRAPJTKGUMI-UHFFFAOYSA-L C(C)(=O)[O-].C(C)[N+](CC)(CC)CC.C(C)[N+](CC)(CC)CC.C(C)(=O)[O-] Chemical compound C(C)(=O)[O-].C(C)[N+](CC)(CC)CC.C(C)[N+](CC)(CC)CC.C(C)(=O)[O-] KQZCRAPJTKGUMI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N Citraconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C\C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- HAPOVYFOVVWLRS-UHFFFAOYSA-N Ethosuximide Chemical compound CCC1(C)CC(=O)NC1=O HAPOVYFOVVWLRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002767 Ethosuximide Drugs 0.000 description 1
- XYIBRDXRRQCHLP-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetoacetate Chemical compound CCOC(=O)CC(C)=O XYIBRDXRRQCHLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N Hexamethylene diisocyanate Chemical compound O=C=NCCCCCCN=C=O RRAMGCGOFNQTLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N Isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- 229940117969 NEOPENTYL GLYCOL Drugs 0.000 description 1
- MCSAJNNLRCFZED-UHFFFAOYSA-N Nitroethane Chemical compound CC[N+]([O-])=O MCSAJNNLRCFZED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N Nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOCXFNHXGGRRPP-UHFFFAOYSA-N OC(=O)C1=CC=CC=C1.CCCCCCCCCCCC(O)=O Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1.CCCCCCCCCCCC(O)=O IOCXFNHXGGRRPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N Phenothiazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3SC2=C1 WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950000688 Phenothiazine Drugs 0.000 description 1
- FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N Phenyl glycidyl ether Chemical compound C1OC1COC1=CC=CC=C1 FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKJCHHZQLQNZHY-UHFFFAOYSA-N Phthalimide Chemical compound C1=CC=C2C(=O)NC(=O)C2=C1 XKJCHHZQLQNZHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001228 Polyisocyanate Polymers 0.000 description 1
- 229910020019 S1 Can Inorganic materials 0.000 description 1
- CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N Saccharin Chemical compound C1=CC=C2C(=O)NS(=O)(=O)C2=C1 CVHZOJJKTDOEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940081974 Saccharin Drugs 0.000 description 1
- 102100012293 TENM4 Human genes 0.000 description 1
- 101710036347 TENM4 Proteins 0.000 description 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane trimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(CC)(COC(=O)C(C)=C)COC(=O)C(C)=C OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940035893 Uracil Drugs 0.000 description 1
- AUDKQFNMEHTSEW-UHFFFAOYSA-L [OH-].[OH-].[Sn++].[CH2]CCCCl Chemical compound [OH-].[OH-].[Sn++].[CH2]CCCCl AUDKQFNMEHTSEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004729 acetoacetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- KBWLNCUTNDKMPN-UHFFFAOYSA-N bis(oxiran-2-ylmethyl) hexanedioate Chemical compound C1OC1COC(=O)CCCCC(=O)OCC1CO1 KBWLNCUTNDKMPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940114081 cinnamate Drugs 0.000 description 1
- 229940018560 citraconate Drugs 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 201000002574 conversion disease Diseases 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-M crotonate Chemical compound C\C=C\C([O-])=O LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-M 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- OQOCQBJWOCRPQY-UHFFFAOYSA-N diethyl 2-methyl-3-oxosuccinate Chemical compound CCOC(=O)C(C)C(=O)C(=O)OCC OQOCQBJWOCRPQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 229940093858 ethyl acetoacetate Drugs 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- HZZUMXSLPJFMCB-UHFFFAOYSA-M ethyl(triphenyl)phosphanium;acetate Chemical compound CC([O-])=O.C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CC)C1=CC=CC=C1 HZZUMXSLPJFMCB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JHYNXXDQQHTCHJ-UHFFFAOYSA-M ethyl(triphenyl)phosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CC)C1=CC=CC=C1 JHYNXXDQQHTCHJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-O ethylaminium Chemical compound CC[NH3+] QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 150000002194 fatty esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic Effects 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 150000002690 malonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000004200 microcrystalline wax Substances 0.000 description 1
- 235000019808 microcrystalline wax Nutrition 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 1
- 238000010397 one-hybrid screening Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- QQWAKSKPSOFJFF-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl 2,2-dimethyloctanoate Chemical compound CCCCCCC(C)(C)C(=O)OCC1CO1 QQWAKSKPSOFJFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKXONPYJVWEAEL-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCC1CO1 JKXONPYJVWEAEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XRQKARZTFMEBBY-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl benzoate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OCC1CO1 XRQKARZTFMEBBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 235000019809 paraffin wax Nutrition 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000003847 radiation curing Methods 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000000979 retarding Effects 0.000 description 1
- 235000019204 saccharin Nutrition 0.000 description 1
- 239000000901 saccharin and its Na,K and Ca salt Substances 0.000 description 1
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M salicylate Chemical compound OC1=CC=CC=C1C([O-])=O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960001860 salicylate Drugs 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 150000005622 tetraalkylammonium hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000005497 tetraalkylphosphonium group Chemical group 0.000 description 1
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical group CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 description 1
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LMYRWZFENFIFIT-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonamide Chemical compound CC1=CC=C(S(N)(=O)=O)C=C1 LMYRWZFENFIFIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M trans-cinnamate Chemical compound [O-]C(=O)\C=C\C1=CC=CC=C1 WBYWAXJHAXSJNI-VOTSOKGWSA-M 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 150000003673 urethanes Chemical class 0.000 description 1
- CNOPDZWOYFOHGN-BQYQJAHWSA-N β-Ionol Chemical compound CC(O)\C=C\C1=C(C)CCCC1(C)C CNOPDZWOYFOHGN-BQYQJAHWSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
[0001] Настоящее изобретение относится к кроющим композициям из порошкового материала, которые могут отверждаться при низких температурах, к способам изготовления таких композиций, к способам покрытия изделий с использования упомянутых композиций, и к получаемым покрытым изделиям. Настоящее изобретение также относится к конкретным полимерам и системам катализатора для использования в композициях покрытия из порошкового материала.[0001] The present invention relates to powder material coating compositions that can be cured at low temperatures, to methods for making such compositions, to methods for coating articles using said compositions, and to resulting coated articles. The present invention also relates to specific polymers and catalyst systems for use in powder coating compositions.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИDESCRIPTION OF THE PRIOR ART
[0002] Покрытия из порошкового материала представляют собой сухие тонкоизмельченные сыпучие твердые материалы при комнатной температуре, которые в последние годы приобрели более высокую популярность, чем жидкие покрытия. Покрытия из порошкового материала обычно отверждаются при повышенных температурах между 120°C и 200°C, чаще всего между 140°C и 180°C. Высокие температуры требуются для обеспечения достаточного потока связующего, чтобы обеспечить формирование пленки и достичь хорошего внешнего вида поверхности покрытия, а также для достижения высокой реакционной способности для реакции сшивания. При низких температурах отверждения можно столкнуться с такой кинетикой реакции, которая не позволит достичь короткого времени отверждения, когда требуется полное развитие механических свойств и свойств стойкости; с другой стороны, для тех систем, в которых может быть создана высокая реакционная способность компонентов, покрытия могут иметь плохой внешний вид из-за относительно высокой вязкости таких систем при таких более низких температурах, которая быстро увеличивается по мере прохождения реакции отверждения: интегрированная по времени текучесть таких систем является слишком низкой для того, чтобы достичь достаточного выравнивания (см., например, публикацию Progress in Organic Coatings, 72 page 26-33 (2011)). Особенно при получении тонких пленок внешний вид может быть ограничивающим. Кроме того, очень высокая реакционная способность может приводить к проблемам вследствие преждевременной реакции при формировании порошковых красок в экструдере.[0002] Powder material coatings are dry, finely divided, free-flowing solid materials at room temperature that have gained higher popularity than liquid coatings in recent years. Powder coatings are typically cured at elevated temperatures between 120°C and 200°C, most commonly between 140°C and 180°C. High temperatures are required to ensure sufficient binder flow to allow film formation and good surface appearance of the coating, as well as to achieve high reactivity for the crosslinking reaction. At low curing temperatures, reaction kinetics can be encountered that do not allow short curing times to be achieved when full development of mechanical and resistance properties is required; on the other hand, for those systems in which high reactivity of the components can be created, the coatings may have a poor appearance due to the relatively high viscosity of such systems at these lower temperatures, which increases rapidly as the curing reaction progresses: integrated over time the fluidity of such systems is too low to achieve sufficient alignment (see, for example, Progress in Organic Coatings, 72 page 26-33 (2011)). Especially when making thin films, the appearance can be limiting. In addition, very high reactivity can lead to problems due to premature reaction during the formation of powder paints in the extruder.
[0003] Вследствие этого температурного ограничения порошковые покрытия нелегко использовать при нанесении покрытий на термочувствительные подложки, такие как древесноволокнистые плиты средней плотности (MDF), дерево, пластмассы и некоторые металлические сплавы. Продолжаются разработки для снижения температуры отверждения с акцентом на экологичные технологии и соответствующее снижение затрат на электроэнергию и возможность нанесения покрытий на чувствительные к температуре подложки. У покрытий из порошкового материала, отверждаемых при низкой температуре, имеется также преимущество при нанесении на массивные металлические компоненты, поскольку такие компоненты медленно нагреваются.[0003] Because of this temperature limitation, powder coatings are not easily used when coating heat sensitive substrates such as medium density fibreboard (MDF), wood, plastics, and some metal alloys. Development continues to lower cure temperatures with a focus on green technologies and the associated reduction in energy costs and the ability to coat temperature sensitive substrates. Low temperature curing powder coatings also have an advantage when applied to heavy metal components because such components heat up slowly.
[0004] В последнее время было предпринято много усилий для поиска порошковых покрытий, которые отверждаются при более низкой температуре. Соответственно, термин «более низкие» температуры в области порошковых покрытий обычно подразумевает температуру, значительно превышающую комнатную температуру, но ниже чем 160°C, предпочтительно ниже чем 150°C, более предпочтительно ниже чем 140°C, и еще более предпочтительно ниже чем 130°C или даже ниже 120°C. В целом было найдено, что трудно достичь достаточной высокой реакционной способности, чтобы получить плотность сшивания пленки, требуемую для ее эффективности, внутри приемлемого окна времени отверждения при использовании низких температур отверждения, обычно ниже 150°C, и особенно при или ниже 140°C, чтобы достичь подходящей химической стойкости, механических свойств, таких как ударопрочность, гибкость, твердость поверхности и атмосферостойкость, и в то же время также достичь хорошей текучести и внешнего вида покрытия.[0004] Recently, many efforts have been made to find powder coatings that cure at a lower temperature. Accordingly, the term "lower" temperatures in the field of powder coatings usually means a temperature well above room temperature, but less than 160°C, preferably less than 150°C, more preferably less than 140°C, and even more preferably less than 130 °C or even below 120°C. In general, it has been found difficult to achieve high enough reactivity to obtain the film crosslink density required for its effectiveness within an acceptable cure time window when using low cure temperatures, typically below 150°C, and especially at or below 140°C. so as to achieve suitable chemical resistance, mechanical properties such as impact resistance, flexibility, surface hardness and weather resistance, and at the same time also achieve good fluidity and coating appearance.
[0005] Существуют системы, которые отверждаются при очень низких температурах в диапазоне 120-130°C. Это, как правило, эпоксидно-отверждаемые полиэфирные системы (например триглицидилизоцианурат (TGIC)). Обычно такие системы страдают неудовлетворительным внешним видом и используются только для создания текстурированных покрытий. Внешний вид может быть улучшен путем использования порошков с более низкой Tg (требующих хранения в холодильнике) или разработки порошковых красок с кристаллическими компонентами, которые плавятся между Tg и температурой отверждения, но оба подхода создают сложности.[0005] There are systems that cure at very low temperatures in the range of 120-130°C. These are typically epoxy cured polyester systems (eg triglycidyl isocyanurate (TGIC)). Typically, such systems suffer from unsatisfactory appearance and are used only to create textured coatings. Appearance can be improved by using lower Tg powders (requiring refrigeration) or developing powder coatings with crystalline components that melt between Tg and cure temperature, but both approaches present challenges.
[0006] Другим подходом, обеспечивающим низкотемпературное отверждение порошковых покрытий, является использование для сшивки радикального отверждения, инициируемого ультрафиолетом. Это дает возможность комбинировать низкотемпературное отверждение и хороший внешний вид при ограниченном времени отверждения; тем не менее этот подход страдает недостатками, такими как необходимость в установке для радиационного отверждения, неоднородное облучение подложек сложной формы, потенциальные проблемы с ограниченной глубиной проникновения в пигментированные системы и относительно высокие затраты, связанные со связующими веществами и фотоинициаторами.[0006] Another approach to achieve low temperature curing of powder coatings is to use ultraviolet initiated radical curing for crosslinking. This makes it possible to combine low temperature curing and good appearance with limited curing time; however, this approach suffers from disadvantages such as the need for a radiation curing facility, non-uniform irradiation of complexly shaped substrates, potential problems with limited penetration depth into pigmented systems, and relatively high costs associated with binders and photoinitiators.
[0007] Общая проблема с описанными сшиваемыми низкотемпературными отверждаемыми композициями предшествующего уровня техники состоит в том, что скорость отверждения является низкой, или в том, что если скорость отверждения является более высокой, получаемый внешний вид покрытия является неудовлетворительным и может создавать осложнения во время формования экструзией, или в том, что используются компоненты, которые являются дорогими или менее желательными с экологической точки зрения. Для объединения всех требований требуется система, которая по своей природе имеет требуемый уровень реакционной способности, и кинетику отверждения которой можно контролировать с высокой степенью детализации, чтобы обеспечить хороший внешний вид в сочетании с полным повышением химической и механической стойкости при сложных комбинациях времени отверждения, температуры отверждения и толщины пленки.[0007] A common problem with the prior art crosslinkable low temperature curable compositions described is that the cure rate is slow, or that if the cure rate is higher, the resulting coating appearance is unsatisfactory and can create complications during extrusion molding. , or that components are used that are expensive or less environmentally desirable. Combining all requirements requires a system that inherently has the required level of reactivity and whose curing kinetics can be controlled to a high degree of detail to provide good appearance combined with a full improvement in chemical and mechanical resistance at complex combinations of cure time, cure temperature. and film thickness.
[0008] Следовательно, все еще существует потребность в композиции порошкового покрытия, которая могла бы отверждаться при низких температурах с высокой скоростью отверждения, чтобы получить приемлемые короткие времена отверждения, но тем не менее с достаточно длительным временем схватывания пленки по краям, чтобы обеспечить текучесть и коалесценцию, а также достичь хорошего формирования пленки с хорошим внешним видом покрытия. Время схватывания пленки по краям относится в настоящем документе ко времени при температуре отверждения до того, как ход реакции повысит вязкость до такой степени, что дальнейшее течение краски станет незначительным.[0008] Therefore, there is still a need for a powder coating composition that can be cured at low temperatures at a high cure rate to give acceptable short cure times, but still with a sufficiently long set time at the edges to allow flow and coalescence, as well as to achieve good film formation with a good coating appearance. The film setting time at the edges refers herein to the time at the curing temperature before the course of the reaction increases the viscosity to such an extent that further ink flow becomes negligible.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0009] Настоящее изобретение решает одну или несколько из этих проблем, предлагая кроющую композицию из порошкового материала, содержащую один или более сшиваемых компонентов и катализатор, отличающуюся тем, что один или более сшиваемых компонентов сшиваются с помощью реакции Михаэля (реакции присоединения по Михаэлю) (RMA), причем эта композиция содержит[0009] The present invention solves one or more of these problems by providing a coating composition of powder material containing one or more crosslinkable components and a catalyst, characterized in that one or more crosslinkable components are crosslinked using a Michael reaction (Michael addition reaction) ( RMA), and this composition contains
а. сшиваемый компонент А, имеющий по меньшей мере 2 кислотные донорные группы C-H в активированном метилене или метине,a. a crosslinkable component A having at least 2 C-H acid donor groups in activated methylene or methine,
b. сшиваемый компонент B, имеющий по меньшей мере 2 активированные ненасыщенные акцепторные группы C=C, которые реагируют с компонентом А реакции Михаэля (RMA), образуя сшитую сетку,b. a crosslinkable component B having at least 2 activated unsaturated C=C acceptor groups that react with component A of the Michael reaction (RMA) to form a crosslinked network,
с. латентную систему С катализатора, содержащую сильное основание или прекурсор сильного основания для катализа реакции сшивки RMA с некоторой задержкой при температуре отверждения ниже 200°C, предпочтительно ниже 175°C, более предпочтительно ниже 150°C, 140, 130 или даже 120°C, и предпочтительно по меньшей мере 70°C, более предпочтительно по меньшей мере 80, 90 или 100°C,With. a latent catalyst system C containing a strong base or a strong base precursor to catalyze the RMA crosslinking reaction with some delay at a curing temperature below 200°C, preferably below 175°C, more preferably below 150°C, 140, 130 or even 120°C, and preferably at least 70°C, more preferably at least 80, 90 or 100°C,
в которой система C катализатора является латентной системой LC катализатора, выбираемой из группы, состоящей изwherein catalyst system C is a latent catalyst system LC selected from the group consisting of
а. латентной каталитической системы LCC, имеющей химическую латентность, содержащей компоненты, которые реагируют при температуре отверждения, чтобы инициировать реакцию между сшиваемыми компонентами A и B с задержкой, причем упомянутая латентная каталитическая система LCC содержитa. a latent LCC catalyst system having a chemical latency containing components that react at a curing temperature to initiate a delayed reaction between crosslinkable components A and B, said latent LCC catalyst system comprising
в варианте осуществления LCC1:in the LCC1 embodiment:
a) слабое основание C2,a) weak base C2,
b) активатор C1, реагирующий с C2 или протонированным C2 при температуре отверждения,b) C1 activator reacting with C2 or protonated C2 at curing temperature,
c) необязательно кислоту C3, предпочтительно протонированный C2;c) optionally a C3 acid, preferably a protonated C2;
в варианте осуществления LCC2:in the LCC2 embodiment:
a) слабое основание C2, являющееся донором S2 в реакции Михаэля, иa) a weak base C2, which is an S2 donor in the Michael reaction, and
b) активатор C1, являющийся акцептором S1 Михаэля и содержащий активированную ненасыщенную группу C=C, реагирующий с S2 при температуре отверждения,b) C1 activator, which is an S1 Michael acceptor and contains an activated unsaturated group C=C, reacting with S2 at the curing temperature,
c) необязательно кислоту C3, являющуюся кислотой S3, у которой соответствующее основание также является донором реакции Михаэля, предпочтительно протонированный S2,c) optionally a C3 acid which is an S3 acid in which the corresponding base is also a Michael reaction donor, preferably a protonated S2,
причемand
в том случае, когда S1 представляет собой акрилат, S2 имеет pKa сопряженной кислоты ниже 8, предпочтительно ниже 7, и более предпочтительно ниже 6, причем pKa определяется как значение в водной среде, иwhen S1 is an acrylate, S2 has a conjugate acid pKa below 8, preferably below 7, and more preferably below 6, pKa being defined as a value in an aqueous medium, and
в том случае, когда S1 представляет собой метакрилат, фумарат, итаконат или малеат, S2 имеет pKa сопряженной кислоты ниже 10,5, предпочтительно ниже 9, и более предпочтительно ниже 8;when S1 is methacrylate, fumarate, itaconate or maleate, S2 has a pKa of the conjugate acid below 10.5, preferably below 9, and more preferably below 8;
или комбинации вариантов осуществления LCC1 и LCC2,or combinations of embodiments LCC1 and LCC2,
b. латентной системы LCE катализатора, имеющей испарительную латентность, содержащей основание, блокированное летучей кислотой или слабым основанием, которое при протонировании образует летучую кислоту, которая испаряется при температуре отверждения, и предпочтительно дополнительную свободную летучую кислоту.b. a latent LCE catalyst system having an evaporative latency, comprising a base blocked by a volatile acid or a weak base which, when protonated, produces a volatile acid that evaporates at the curing temperature, and preferably additional free volatile acid.
c. латентной системы LCP катализатора, имеющей физическую латентность, в которой присутствует каталитическая система, предпочтительно сильное основание или латентная система катализатора, которая является физически разделенной и недоступной для химической реакции в порошке при или ниже температуры компаундирования, и которая доступна для химической реакции при температуре отверждения, причем эта система предпочтительно выбирается изc. a latent LCP catalyst system having a physical latency in which a catalyst system, preferably a strong base or a latent catalyst system, is present that is physically separated and not available for chemical reaction in the powder at or below the compounding temperature, and that is available for chemical reaction at the curing temperature, and this system is preferably selected from
a) латентной системы LCP1 катализатора, содержащей катализатор сильного основания, имеющий температуру плавления ниже температуры отверждения и выше температуры компаундирования, предпочтительно выше 70, 80, 90 или 100°C, илиa) a latent catalyst system LCP1 comprising a strong base catalyst having a melting point below the curing temperature and above the compounding temperature, preferably above 70, 80, 90 or 100°C, or
b) латентной системы LCP2 катализатора, содержащей активный катализатор сильного основания, который инкапсулирован или смешан с материалом, который высвобождает катализатор при температуре ниже температуры отверждения и выше температуры компаундирования, причем предпочтительно этот материал имеет температуру плавления или, в случае аморфного материала, температуру стеклования ниже температуры отверждения и выше температуры компаундирования,b) a latent LCP2 catalyst system containing an active strong base catalyst that is encapsulated or mixed with a material that releases the catalyst at a temperature below the curing temperature and above the compounding temperature, which material preferably has a melting temperature or, in the case of an amorphous material, a glass transition temperature below curing temperature and above the compounding temperature,
c) латентной системы LCP3 катализатора, содержащей фотогенерирующий основание компонент, который высвобождает основание при облучении подходящей длиной волны,c) a latent LCP3 catalyst system containing a photogenerating base component that releases base when irradiated with a suitable wavelength,
или комбинации систем катализатора LCC, LCE и LCP.or combinations of LCC, LCE and LCP catalyst systems.
[0010] Авторы настоящего изобретения нашли, что композиция RMA покрытия из порошкового материала является весьма подходящей для покрытий из порошкового материала, которые могут отверждаться при низких температурах с относительно высокой скоростью отверждения, приемлемыми короткими временами отверждения, но тем не менее с достаточно длительным временем схватывания пленки по краям, чтобы обеспечить формирование пленки и достичь хорошей сшивки с хорошим внешним видом покрытия, используя любую из латентных систем основного катализатора, более подробно описываемых ниже.[0010] The present inventors have found that the RMA powder coating composition is highly suitable for powder coatings that can be cured at low temperatures with a relatively high cure rate, acceptable short cure times, but still with a sufficiently long setting time. films around the edges to ensure film formation and achieve good crosslinking with good coating appearance using any of the latent base catalyst systems described in more detail below.
[0011] В другом аспекте настоящее изобретение относится к процессу для приготовления кроющей композиции из порошкового материала в соответствии с настоящим изобретением и к способу для покрытия подложки порошковым материалом. В этом способе температура отверждения Tcur выбирается между 75 и 200°C, предпочтительно между 80 и 180°C и более предпочтительно между 80 и 160, 150, 140, 130 или даже 120°C, и предпочтительно также использует нагрев инфракрасным излучением. Отверждение предпочтительно характеризуется профилем отверждения, определяемым путем измерения преобразования ненасыщенных связей C=C компонента B в зависимости от времени FTIR, в котором отношение времени для изменения степени преобразования C=C от 20% до 60% ко времени для достижения 20% преобразования составляет меньше чем 1, предпочтительно меньше чем 0,8, 0,6, 0,4 или 0,3, причем предпочтительно время для достижения 60% преобразования составляет меньше чем 30, 20, 10 или 5 мин, и предпочтительно время для достижения 20% преобразования составляет по меньшей мере 1, предпочтительно по меньшей мере 2, 3, 5, 8 или 12 мин при отверждении при температуре 100°C. Предпочтительно вязкость расплава при температуре отверждения составляет меньше чем 60 Па·с, более предпочтительно меньше чем 40, 30, 20, 10 или даже 5 Па·с. Вязкость расплава может быть измерена, например, с помощью конического реометра Брукфилда CAP 2000 в соответствии со стандартом ASTM D4287 с использованием шпинделя #5, и должна измеряться в самом начале реакции или на кроющей композиции из порошкового материала без активности катализатора.[0011] In another aspect, the present invention relates to a process for preparing a coating composition from a powder material in accordance with the present invention and to a method for coating a substrate with a powder material. In this method, the curing temperature Tcur is selected between 75 and 200°C, preferably between 80 and 180°C, and more preferably between 80 and 160, 150, 140, 130 or even 120°C, and preferably also uses infrared heating. Cure is preferably characterized by a cure profile determined by measuring the C=C unsaturated bond conversion of component B versus FTIR time, in which the ratio of time to change the degree of C=C conversion from 20% to 60% to the time to achieve 20% conversion is less than 1, preferably less than 0.8, 0.6, 0.4 or 0.3, with preferably the time to reach 60% conversion is less than 30, 20, 10 or 5 minutes, and preferably the time to reach 20% conversion is at least 1, preferably at least 2, 3, 5, 8 or 12 minutes when cured at 100°C. Preferably the melt viscosity at the curing temperature is less than 60 Pa·s, more preferably less than 40, 30, 20, 10 or even 5 Pa·s. Melt viscosity can be measured, for example, with a Brookfield CAP 2000 cone rheometer according to ASTM D4287 using a #5 spindle, and should be measured at the very beginning of the reaction or on a coating composition of powder material without catalyst activity.
[0012] Кроющая композиция из порошкового материала имеет особое преимущество в том, что ее можно использовать при низких температурах отверждения, и поэтому в способе порошкового покрытия подложки, предпочтительно чувствительной к температуре подложки, предпочтительно используется температура отверждения от 75 до 140°C, предпочтительно от 80 до 130 или 120°C, и наиболее предпочтительно от 100 до 120°C. Это позволяет использовать способ порошкового покрытия для подложек, чувствительных к температуре, предпочтительно MDF, дерева, пластика, или для чувствительных к температуре металлических подложек, таких как сплавы. Настоящее изобретение поэтому также относится в частности к таким изделиям, покрытым порошковой композицией в соответствии с настоящим изобретением. Было найдено, что хорошие свойства покрытия могут быть получены с хорошей плотностью сшивки XLD.[0012] The coating composition of the powder material has the particular advantage that it can be used at low curing temperatures, and therefore, in the method of powder coating a substrate, preferably a temperature sensitive substrate, a curing temperature of 75 to 140°C is preferably used, preferably from 80 to 130 or 120°C, and most preferably 100 to 120°C. This allows the powder coating process to be used for temperature sensitive substrates, preferably MDF, wood, plastic, or for temperature sensitive metal substrates such as alloys. The present invention therefore also relates in particular to such articles coated with the powder composition according to the present invention. It has been found that good coating properties can be obtained with good XLD crosslink density.
[0013] В другом аспекте настоящее изобретение относится к использованию описанных в настоящем документе систем скрытого катализатора для приготовления сшиваемых RMA композиций покрытий из порошкового материала для катализа реакции сшивки в сшиваемых RMA композициях покрытий из порошкового материала при температурах отверждения ниже 200°C, предпочтительно ниже 180°C, более предпочтительно ниже 160, 140, или даже 120°C, и выше 75, 80, 90 или 100°C.[0013] In another aspect, the present invention relates to the use of the latent catalyst systems described herein for preparing crosslinkable RMA powder coating compositions to catalyze the crosslinking reaction in crosslinkable RMA powder coating compositions at cure temperatures below 200°C, preferably below 180 °C, more preferably below 160, 140, or even 120°C, and above 75, 80, 90 or 100°C.
[0014] В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к сшиваемому RMA полимеру и к использованию упомянутого сшиваемого RMA полимера в сшиваемых RMA покрытиях из порошкового материала. Этот сшиваемый RMA полимер представляет собой сшиваемый RMA полимер-донор. Этот сшиваемый RMA полимер предпочтительно выбирается из группы, состоящей из акриловых, полиэстерных, полиамидоэфирных и полиэфируретановых полимеров, содержащих[0014] In yet another aspect, the present invention relates to a crosslinkable RMA polymer and to the use of said crosslinkable RMA polymer in crosslinkable RMA powder coatings. This crosslinkable RMA polymer is a crosslinkable RMA donor polymer. This crosslinkable RMA polymer is preferably selected from the group consisting of acrylic, polyester, polyamide ether and polyether urethane polymers containing
а. один или более компонентов А, содержащих по меньшей мере 2 кислотные донорные группы C-H в активированном метилене или метине в структуре Z1(-C(-H)(-R)-)Z2, где R является водородом, углеводородом, олигомером или полимером, а Z1 и Z2 - одинаковые или различные отбирающие электрон группы, предпочтительно выбираемые из кето-, сложноэфирных, циано- или арильных групп, предпочтительно активированные производные C-H, имеющие структуру в соответствии с формулой 1:a. one or more components A containing at least 2 acid donor groups C-H in activated methylene or methine in the structure Z1(-C(-H)(-R)-)Z2, where R is hydrogen, hydrocarbon, oligomer or polymer, and Z1 and Z2 are the same or different electron withdrawing groups, preferably selected from keto, ester, cyano or aryl groups, preferably activated C-H derivatives having the structure according to formula 1:
Формула 1 Formula 1
где R - водород или необязательно замещенный алкил или арил, а Y и Y’ являются идентичными или различными группами заместителей, предпочтительно алкила, аралкила, арила или алкокси, или где в формуле 1 группа -C(=O)-Y и/или -C(=O)-Y’ замещаются группой CN или арилом, не более чем одним арилом, или где Y или Y’ могут быть группой -NRR’ (R и R’ являются водородом или необязательно замещенным алкилом), но предпочтительно не оба, упомянутый компонент А предпочтительно является малонатной, ацетоацетатной, малонамидной, ацетоацетамидной или цианоацетатной группами, и наиболее предпочтительно малонатной группой, обеспечивающей по меньшей мере 50, предпочтительно 60, 70 или даже 80% от общего количества кислотных групп C-H в сшиваемом компоненте A, в котором R, Y или Y’ обеспечивают соединение с полимером,where R is hydrogen or optionally substituted alkyl or aryl, and Y and Y' are identical or different groups of substituents, preferably alkyl, aralkyl, aryl or alkoxy, or where in formula 1 the group -C(=O)-Y and/or - C(=O)-Y' are substituted by CN or aryl, not more than one aryl, or where Y or Y' may be -NRR' (R and R' are hydrogen or optionally substituted alkyl), but preferably not both, said component A is preferably a malonate, acetoacetate, malonamide, acetoacetamide or cyanoacetate group, and most preferably a malonate group providing at least 50%, preferably 60%, 70% or even 80% of the total C-H acid groups in the crosslinkable component A in which R , Y or Y' provide bonding to the polymer,
b. необязательно один или более компонентов B, содержащих по меньшей мере 2 активированные ненасыщенные RMA-акцепторные группы, предпочтительно акрилоильные, метакрилоильные, итаконатные, цитраконатные, кротонатные, циннаматные, малеатные или фумаратные функциональные группы, формирующие гибридный полимер A/B, иb. optionally one or more components B containing at least 2 activated unsaturated RMA acceptor groups, preferably acryloyl, methacryloyl, itaconate, citraconate, crotonate, cinnamate, maleate or fumarate functional groups forming an A/B hybrid polymer, and
с. необязательно один или более компонентов каталитической системы C,With. optionally one or more components of catalyst system C,
в которой полимерin which the polymer
a. имеет среднечисловую молекулярную массу Mn, определяемую с помощью GPC, по меньшей мере 450 г/моль, предпочтительно по меньшей мере 1000, более предпочтительно по меньшей мере 1500, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 2000 г/моль,a. has a GPC number average molecular weight Mn of at least 450 g/mol, preferably at least 1000, more preferably at least 1500, and most preferably at least 2000 g/mol,
b. имеет средневесовую молекулярную массу Mw, определяемую с помощью GPC, самое большее 20000 г/моль, предпочтительно самое большее 15000, более предпочтительно самое большее 10000, и наиболее предпочтительно самое большее 7500 г/моль,b. has a weight average molecular weight Mw determined by GPC of at most 20,000 g/mol, preferably at most 15,000, more preferably at most 10,000, and most preferably at most 7500 g/mol,
c. предпочтительно имеет распределение молекулярной массы Mw/Mn менее 4, и более предпочтительно менее 3,c. preferably has a molecular weight distribution Mw/Mn less than 4, and more preferably less than 3,
d. имеет эквивалентный вес EQW в C-H по меньшей мере 150, 250, 350, 450 или 550 г/моль, и предпочтительно самое большее 2500, 2000, 1500, 1250 или 1000 г/моль, и среднечисловую функциональность реакционноспособных групп C-H 1-25, более предпочтительно 1,5-15, еще более предпочтительно 2-15, и наиболее предпочтительно 2,5-10 групп C-H на молекулу,d. has an equivalent weight EQW in C-H of at least 150, 250, 350, 450 or 550 g/mol, and preferably at most 2500, 2000, 1500, 1250 or 1000 g/mol, and a number average functionality of C-H reactive groups of 1-25, more preferably 1.5-15, even more preferably 2-15, and most preferably 2.5-10 C-H groups per molecule,
e. предпочтительно имеет вязкость расплава при температуре в диапазоне 100-140°C меньше чем 60 Па·с, и более предпочтительно меньше чем 40, 30, 20, 10 или даже 5 Па·с,e. preferably has a melt viscosity at a temperature in the range of 100-140°C less than 60 Pa·s, and more preferably less than 40, 30, 20, 10 or even 5 Pa·s,
f. предпочтительно содержит амидные, мочевинные или уретановые связи и/или содержит мономеры с высоким значением Tg, предпочтительно циклоалифатические или ароматические мономеры, в частности полиэстерные мономеры, выбираемые из группы, состоящей из 1,4-диметилолциклогексана (CHDM), трициклодекандиметанола (TCD-диола), изосорбида, пента-спирогликоля или гидрированного бисфенола А и тетраметилциклобутандиола,f. preferably contains amide, urea or urethane linkages and/or contains monomers with a high Tg value, preferably cycloaliphatic or aromatic monomers, in particular polyester monomers selected from the group consisting of 1,4-dimethylolcyclohexane (CHDM), tricyclodecane dimethanol (TCD-diol) , isosorbide, penta-spiroglycol or hydrogenated bisphenol A and tetramethylcyclobutanediol,
g. имеет Tg выше 25°C, предпочтительно выше 35°C, более предпочтительно выше 40, 50 или даже 60°C, которая определяется с помощью DSC при скорости нагревания 10°C/мин, или является кристаллическим полимером с температурой плавления 40-150°C, предпочтительно 130°C, предпочтительно по меньшей мере 50 или даже 70°C, и предпочтительно ниже чем 150, 130 или даже ниже чем 120°C (которая определяется с помощью DSC при скорости нагревания 10°C/мин).g. has a Tg above 25°C, preferably above 35°C, more preferably above 40, 50 or even 60°C, which is determined by DSC at a heating rate of 10°C/min, or is a crystalline polymer with a melting point of 40-150° C, preferably 130°C, preferably at least 50 or even 70°C, and preferably lower than 150, 130 or even lower than 120°C (which is determined by DSC at a heating rate of 10°C/min).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0015] Авторы настоящего изобретения обнаружили, что кроющая композиция из порошкового материала RMA по настоящему изобретению, по сравнению с обычными кроющими композициями из порошкового материала, может отверждаться при относительно низких температурах с высокой скоростью отверждения. Латентная система основного катализатора обеспечивает время схватывания пленки по краям и хорошее выравнивание при низких температурах. Латентная система катализатора представляет собой систему катализатора, которая обеспечивает задержку начальных стадий отверждения при температуре отверждения. Эта задержка контролируется выбором компонентов каталитической системы и выбирается для конкретной выбранной комбинации сшиваемых компонентов RMA A и B с целью обеспечения предпочтительного профиля отверждения, как будет описано ниже. Реакция сшивки RMA между компонентами A и B требует присутствия основания, обычно определяемого в настоящем документе как «сильное основание». Это сильное основание является основанием, способным катализировать RMA при Tcur. В настоящем изобретении, как будет более подробно объяснено ниже, такое сильное основание создается посредством латентной системы C катализатора. Эта латентная система С катализатора может быть химической латентной системой LCC (LCC1 и/или LCC2), испарительной латентной системой LCE или физической латентной системой LCP, или комбинацией по меньшей мере двух из упомянутых систем.[0015] The present inventors have found that the RMA powder material coating composition of the present invention, compared to conventional powder material coating compositions, can be cured at relatively low temperatures with a high cure rate. The latent system of the main catalyst ensures the film setting time at the edges and good leveling at low temperatures. A latent catalyst system is a catalyst system that delays the initial stages of curing at the curing temperature. This delay is controlled by the choice of catalyst system components and selected for the specific combination of crosslinkable RMA A and B components chosen to provide the preferred cure profile as will be described below. The RMA crosslinking reaction between components A and B requires the presence of a base, commonly referred to herein as a "strong base". This strong base is a base capable of catalyzing RMA at Tcur. In the present invention, as will be explained in more detail below, such a strong base is created by means of a latent catalyst system C. This latent catalyst system C may be an LCC chemical latent system (LCC1 and/or LCC2), an LCE evaporative latent system, or an LCP physical latent system, or a combination of at least two of these systems.
[0016] В одном предпочтительном варианте осуществления кроющая композиция из порошкового материала имеет систему катализатора LCC с химической латентностью. Подходящая система катализатора LCC1 содержит[0016] In one preferred embodiment, the powder material coating composition has an LCC catalyst system with chemical latency. A suitable LCC1 catalyst system contains
в варианте осуществления LCC1:in the LCC1 embodiment:
a) слабое основание C2,a) weak base C2,
b) активатор C1, реагирующий с C2 или протонированным C2 при температуре отверждения,b) C1 activator reacting with C2 or protonated C2 at curing temperature,
c) необязательно кислоту C3, предпочтительно протонированный C2;c) optionally a C3 acid, preferably a protonated C2;
[0017] Химическая латентность определяется временем, необходимым для химической реакции слабого основания С2 с активатором С1 или S1 и, предпочтительно, с включением кислоты С3 для дальнейшего увеличения латентности.[0017] Chemical latency is determined by the time required for the chemical reaction of the weak base C2 with the activator C1 or S1 and preferably with the inclusion of acid C3 to further increase the latency.
[0018] В одном предпочтительном варианте осуществления кроющая композиция из порошкового материала содержит химически латентную систему катализатора LCC1, в которой[0018] In one preferred embodiment, the powder material coating composition comprises a chemically latent LCC1 catalyst system in which
- активатор C1 выбирается из группы, содержащей эпоксидные, карбодиимидные, окситановые, оксазолиновые или азиридиновые функциональные компоненты, предпочтительно эпоксидные или карбодиимидные, и в которой- the C1 activator is selected from the group containing epoxy, carbodiimide, oxitane, oxazoline or aziridine functional components, preferably epoxy or carbodiimide, and in which
- слабое основание C2 предпочтительно имеет pKa сопряженной кислоты больше чем на 1, предпочтительно на 1,5, более предпочтительно на 2 и еще более предпочтительно по меньшей мере на 3 единицы ниже, чем pKa кислотных групп C-H главного компонента A, и в которой C2 предпочтительно представляет собой нуклеофильный анион слабого основания, выбираемый из группы, состоящей из анионов карбоксилата, фосфоната, сульфоната, галогенида или фенолята, или их солей, или неионный нуклеофил, предпочтительно третичный амин, и более предпочтительно слабое основание C2 представляет собой нуклеофильный анион слабого основания, выбираемый из группы, состоящей из карбоксилатных, галогенидных или фенолятных солей или 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана (DABCO), и- the weak base C2 preferably has a pKa of the conjugate acid greater than 1, preferably 1.5, more preferably 2, and even more preferably at least 3 units lower than the pKa of the C-H acid groups of the main component A, and in which C2 is preferred is a weak base nucleophilic anion selected from the group consisting of carboxylate, phosphonate, sulfonate, halide or phenolate anions, or salts thereof, or a nonionic nucleophile, preferably a tertiary amine, and more preferably a weak base C2 is a weak base nucleophilic anion selected from the group consisting of carboxylate, halide or phenolate salts or 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO), and
- латентная система катализатора предпочтительно содержит также кислоту C3, имеющую pKa больше чем на 1, предпочтительно на 1,5, более предпочтительно на 2 и еще более предпочтительно по меньшей мере на 3 единицы ниже, чем pKa кислотных групп C-H главного компонента A, причем кислота C3 предпочтительно является протонированным C2.- the latent catalyst system preferably also contains a C3 acid having a pKa greater than 1, preferably 1.5, more preferably 2 and even more preferably at least 3 units lower than the pKa of the C-H acid groups of the main component A, wherein the acid C3 is preferably protonated C2.
[0019] В одном альтернативном варианте осуществления кроющая композиция из порошкового материала содержит химически латентную систему катализатора LCC2, содержащую:[0019] In one alternative embodiment, the powder material coating composition comprises a chemically latent LCC2 catalyst system comprising:
a) слабое основание C2, являющееся донором S2 в реакции Михаэля, иa) a weak base C2, which is an S2 donor in the Michael reaction, and
b) активатор C1, являющийся акцептором S1 Михаэля и содержащий активированную ненасыщенную группу C=C, реагирующий с S2 при температуре отверждения,b) C1 activator, which is an S1 Michael acceptor and contains an activated unsaturated group C=C, reacting with S2 at the curing temperature,
c) необязательно кислоту C3, являющуюся кислотой S3, у которой соответствующее основание также является донором реакции Михаэля, предпочтительно протонированный S2,c) optionally a C3 acid which is an S3 acid in which the corresponding base is also a Michael reaction donor, preferably a protonated S2,
причемand
в том случае, когда S1 представляет собой акрилат, S2 имеет pKa сопряженной кислоты ниже 8, предпочтительно ниже 7, и более предпочтительно ниже 6, причем pKa определяется как значение в водной среде, иwhen S1 is an acrylate, S2 has a conjugate acid pKa below 8, preferably below 7, and more preferably below 6, pKa being defined as a value in an aqueous medium, and
в том случае, когда S1 представляет собой метакрилат, фумарат, итаконат или малеат, S2 имеет pKa сопряженной кислоты ниже 10,5, предпочтительно ниже 9, и более предпочтительно ниже 8.when S1 is methacrylate, fumarate, itaconate or maleate, S2 has a pKa of the conjugate acid below 10.5, preferably below 9, and more preferably below 8.
[0020] Также возможны комбинации вариантов осуществления LCC1 и LCC2. Предпочтительно кроющая композиция из порошкового материала содержит вариант осуществления LCC2 латентной системы катализатора, в котором[0020] Combinations of LCC1 and LCC2 embodiments are also possible. Preferably, the powder material coating composition comprises an LCC2 latent catalyst system embodiment wherein
- слабое основание S2 предпочтительно выбирается из группы фосфинов, N-алкилимидазолов и фторидов, или является нуклеофильным анионом слабого основания X- из содержащего кислотную группу X-H соединения, в котором X представляет собой N, P, O, S или C, в котором анион X- является донором реакции Михаэля, реагирующим с активатором S1 и характеризующимся значением pKa соответствующей сопряженной кислоты X-H меньше чем 8, которое дополнительно больше чем на 1, предпочтительно на 1,5, более предпочтительно на 2 и еще более предпочтительно по меньшей мере на 3 единицы ниже, чем значения pKa кислотных групп C-H главного компонента A, и- the weak base S2 is preferably selected from the group of phosphines, N-alkylimidazoles and fluorides, or is the nucleophilic anion of the weak base X - from a compound containing an acidic XH group, in which X is N, P, O, S or C, in which the anion X - is a Michael reaction donor reactive with the S1 activator and characterized by a pKa value of the corresponding conjugated acid XH of less than 8, which is further greater than 1, preferably 1.5, more preferably 2, and even more preferably at least 3 units lower than the pKa values of the acid groups CH of the main component A, and
- латентная система катализатора предпочтительно содержит также кислоту S3, имеющую значение pKa, которое больше чем на 1, предпочтительно на 1,5, более предпочтительно на 2 и еще более предпочтительно по меньшей мере на 3 единицы ниже, чем значения pKa кислотных групп C-H главного компонента A, причем кислота S3 предпочтительно является протонированным S2.- the latent catalyst system preferably also contains an acid S3 having a pKa value that is greater than 1, preferably 1.5, more preferably 2 and even more preferably at least 3 units lower than the pKa values of the C-H acid groups of the main component A, wherein the acid S3 is preferably the protonated S2.
[0021] Для компонентов S3 или их депротонированных версий S2 в варианте осуществления LCC2 для того, чтобы можно было обеспечить подходящий кинетический профиль, важно, чтобы реакция этих компонентов с акцепторными группами реакции Михаэля могла протекать с подходящей скоростью, чтобы избежать слишком быстрой реакции и обеспечить значительную задержку отверждения в тепловых условиях, релевантных для порошковых красок. Нахождение подходящего окна реакционной способности требует выбора подходящей комбинации компонентов S3 XH (или S2 X-) и акцепторных функциональных групп, используемых в порошковых композициях краски.[0021] For the S3 components or their deprotonated S2 versions in the LCC2 embodiment, in order to be able to provide a suitable kinetic profile, it is important that the reaction of these components with the Michael acceptor groups can proceed at a suitable rate to avoid too rapid a reaction and to provide a significant curing delay under thermal conditions relevant for powder coatings. Finding an appropriate reactivity window requires selecting the appropriate combination of S3 XH (or S2 X - ) components and acceptor functional groups used in powder paint formulations.
[0022] патентный документ WO2014/16680 описывает композиции, которые являются сшиваемыми RMA с использованием в качестве катализатора C комбинации кислоты X-H и аниона X- кислоты, причем анион X- также является донором реакции Михаэля, реагирующим с компонентом B. Этот документ упоминает использование в порошках, однако он фокусируется на композициях, отверждаемых растворителем при комнатной температуре (22°C согласно примерам), и не описывает кроющей композиции из порошкового материала, отверждаемые при высокой температуре (то есть при температуре выше комнатной температуры или температуры окружающей среды). Для таких отверждаемых растворителем композиций, отверждаемых растворителем при комнатной температуре, сообщалось о комбинациях акрилатных акцепторных групп с компонентами X-H с использованием в качестве катализатора компонентов X-H/X-, таких как сукцинимид, 1,2,4-триазол и бензотриазол. Однако было найдено, что такие комбинации не работают для порошковых композиций краски, отверждаемых при высокой температуре, потому что они не обеспечивают желаемую величину задержки, поскольку способность анионов X- к реакции с акрилатами является слишком высокой.[0022] Patent document WO2014/16680 describes compositions that are RMA crosslinkable using a combination of XH acid and an X - acid anion as catalyst C, the X- anion also being a Michael reaction donor reactive with component B. This document mentions the use in powders, however, it focuses on compositions solvent-cured at room temperature (22° C. according to the examples) and does not describe powder material coating compositions cured at high temperature (i.e. above room temperature or ambient temperature). For such solvent-cured room temperature solvent-cured compositions, combinations of acrylate acceptor groups with XH components have been reported using XH/X- components such as succinimide, 1,2,4-triazole and benzotriazole as a catalyst. However, it has been found that such combinations do not work for high temperature curing powder paint compositions because they do not provide the desired amount of delay because the ability of X - anions to react with acrylates is too high.
[0023] Было найдено, что для порошковых композиций краски, содержащих акрилатные акцепторные группы, можно использовать каталитическую систему LCC2, в которой компоненты S1 представляют собой акрилатные акцепторные группы, а компоненты S2 и S3 представляют собой компоненты X-/X-H, имеющие кислотность pKa ниже 8, более предпочтительно ниже 7, 6, или даже 5,5. Примеры полезных компонентов X-H для порошковых композиций краски, содержащих акрилатный акцептор, включают в себя циклические 1,3-дионы в виде 1,3-циклогександиона (pKa 5,26) и димедона (5,5-диметил-1,3-циклогександиона, pKa 5,15), этилтрифторацетоацетата (7,6) и кислоты Мелдрума (4,97). Предпочтительно используются компоненты X-H, которые имеют температуру кипения по меньшей мере 175°C, более предпочтительно по меньшей мере 200°C.[0023] It has been found that for powder paint compositions containing acrylate acceptor groups, an LCC2 catalyst system can be used in which the S1 components are acrylate acceptor groups and the S2 and S3 components are X - /XH components having a pKa lower than 8, more preferably below 7, 6, or even 5.5. Examples of useful XH components for powder paint compositions containing an acrylate scavenger include cyclic 1,3-diones as 1,3-cyclohexanedione (pKa 5.26) and dimedone (5,5-dimethyl-1,3-cyclohexanedione, pKa 5.15), ethyltrifluoroacetoacetate (7.6) and Meldrum's acid (4.97). Preferably, XH components are used which have a boiling point of at least 175°C, more preferably at least 200°C.
[0024] Дополнительно было найдено, что для порошковых композиций краски, содержащих метакрилатные, фумаратные, малеатные или итаконатные акцепторные группы, может использоваться система катализатора LCC2, в которой компоненты S1 являются акцепторными группами, перечисленными выше, предпочтительно метакрилатными, итаконатными или фумаратными группами, а компоненты S2 и S3 являются X-/X-H компонентами, имеющими кислотный pKa ниже 10,5, более предпочтительно ниже 9,5, 8, или даже ниже 7.[0024] Additionally, it has been found that for powder paint compositions containing methacrylate, fumarate, maleate, or itaconate acceptor groups, an LCC2 catalyst system can be used in which the S1 components are the acceptor groups listed above, preferably methacrylate, taconate, or fumarate groups, and components S2 and S3 are X - /XH components having an acid pKa below 10.5, more preferably below 9.5, 8, or even below 7.
[0025] Упомянутые значения pKa являются водными значениями pKa при условиях окружающей среды (21°C). Они могут быть легко найдены в литературе, и при необходимости определены в водном растворе с помощью процедур, известных специалисту в данной области техники. Список значений pKa соответствующих компонентов приводится ниже.[0025] Mentioned pKa values are water pKa values at ambient conditions (21°C). They can be easily found in the literature, and if necessary, determined in aqueous solution using procedures known to the person skilled in the art. The pKa values of the respective components are listed below.
[0026] Наиболее предпочтительным активатором C1 в варианте осуществления LCC1 является эпоксигруппа. Подходящим выбором для эпоксида как предпочтительного активатора C1 являются циклоалифатические эпоксиды, эпоксидированные масла и эпоксиды глицидилового типа. Подходящие компоненты C1 описываются в патентном документе US4749728, столбец 3, строки 21-56, и включают в себя алкиленоксиды C2-18 и олигомеры и/или полимеры, имеющие эпоксидную функциональность, включая множественную эпоксидную функциональность. Особенно подходящие алкиленоксиды включают в себя 1,2-гексиленоксид, трет-бутилглицидиловый эфир, фенилглицидиловый эфир, глицидилацетат, глицидиловые сложные эфиры версатиковых эфиров, глицидилметакрилат и глицидилбензоат. Полезные многофункциональные эпоксиды включают в себя диглицидиловый эфир бисфенола А, а также высшие гомологи таких эпоксидных смол BPA, диглицидиладипат, 1,4-диглицидилбутиловый эфир, глицидиловые эфиры новолачных смол, глицидиловые сложные эфиры двухосновных кислот, такие как Araldite PT910 и PT912 (Huntsman), TGIC и другие коммерческие эпоксидные смолы. Диглицидиловый эфир бисфенола А, а также его твердые гомологи с более высокой молекулярной массой являются предпочтительными эпоксидами. Также полезными являются акриловые (со)полимеры, имеющие эпоксидную функциональность, производные от глицидилметакрилата. В одном предпочтительном варианте осуществления эпоксидные компоненты являются олигомерными или полимерными компонентами с Mn по меньшей мере 400 (750, 1000, 1500). Другие эпоксидные соединения включают в себя 2-метил-1,2-гексеноксид, 2-фенил-1,2-пропеноксид (альфа-метилстиролоксид), 2-феноксиметил-1,2-пропеноксид, эпоксидированные ненасыщенные масла или жирные сложные эфиры, а также 1-фенилпропеноксид. Полезными и предпочтительными эпоксидами являются глицидиловые сложные эфиры карбоновой кислоты, которая может быть на полимере с функционалом карбоновой кислоты или предпочтительно на чрезвычайно разветвленной гидрофобной карбоновой кислоте, такой как Cardura E10P (глицидиловый сложный эфир кислоты Versatic™ Acid 10). Наиболее предпочтительными являются типичные порошковые сшивающие эпоксидные компоненты: триглицидилизоцианурат (TGIC), Araldite PT910 и PT912, а также фенольные глицидиловые эфиры, которые являются твердыми по природе при температуре окружающей среды.[0026] The most preferred C1 activator in the LCC1 embodiment is an epoxy group. Suitable choices for epoxide as the preferred C1 activator are cycloaliphatic epoxides, epoxidized oils and glycidyl type epoxides. Suitable C1 components are described in US4749728 column 3 lines 21-56 and include C2-18 alkylene oxides and oligomers and/or polymers having epoxy functionality, including multiple epoxy functionality. Particularly suitable alkylene oxides include 1,2-hexylene oxide, t-butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, glycidyl acetate, versatic esters of glycidyl esters, glycidyl methacrylate, and glycidyl benzoate. Useful multifunctional epoxides include bisphenol A diglycidyl ether, as well as higher homologues of BPA epoxy resins, diglycidyl adipate, 1,4-diglycidyl butyl ether, novolac glycidyl esters, dibasic acid glycidyl esters such as Araldite PT910 and PT912 (Huntsman), TGIC and other commercial epoxy resins. Bisphenol A diglycidyl ether, as well as its higher molecular weight solid homologues, are the preferred epoxides. Also useful are acrylic (co)polymers having epoxy functionality derived from glycidyl methacrylate. In one preferred embodiment, the epoxy components are oligomeric or polymeric components with a Mn of at least 400 (750, 1000, 1500). Other epoxy compounds include 2-methyl-1,2-hexene oxide, 2-phenyl-1,2-propene oxide (alpha-methylstyrene oxide), 2-phenoxymethyl-1,2-propene oxide, epoxidized unsaturated oils or fatty esters, and also 1-phenylpropene oxide. Useful and preferred epoxides are carboxylic acid glycidyl esters, which can be on a carboxylic acid functional polymer or preferably on a highly branched hydrophobic carboxylic acid such as Cardura E10P (Versatic™ Acid 10 glycidyl ester). Most preferred are typical powdered epoxy crosslinkers: triglycidyl isocyanurate (TGIC), Araldite PT910 and PT912, as well as phenolic glycidyl ethers, which are solid in nature at ambient temperature.
[0027] Подходящими примерами слабого основания C2 в варианте осуществления LCC1 являются нуклеофильные анионы слабого основания, выбираемые из группы, состоящей из анионов карбоксилата, фосфоната, сульфоната, галогенида или фенолята или их солей, или неионный нуклеофил, предпочтительно третичный амин, и для системы катализатора LCC в соответствии с вариантом осуществления I C2 предпочтительно является нуклеофильным анионом слабого основания, выбираемым из группы, содержащей карбоксилатные, галогенидные или фенолятные соли, и наиболее предпочтительно карбоксилатные соли, или 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан (DABCO). Компонент C2 может реагировать с группой C1, предпочтительно эпоксигруппой, образуя сильно основной анионный аддукт, который может в принципе запускать реакцию сшиваемых компонентов. Альтернативно он может реагировать через свою сопряженную кислотную форму, образуя некислотный аддукт. Предпочтительно группа C2 слабого основания не имеет существенной основности относительно кислотных групп C-H сшиваемого компонента A, но может реагировать с эпоксидом при низкотемпературных условиях сшивки (например, обычно имеет половинное значение менее 30, предпочтительно 15 мин при намеченной температуре отверждения).[0027] Suitable examples of the weak base C2 in embodiment LCC1 are weak base nucleophilic anions selected from the group consisting of carboxylate, phosphonate, sulfonate, halide or phenolate anions, or salts thereof, or a non-ionic nucleophile, preferably a tertiary amine, and for the catalyst system The LCC according to Embodiment IC2 is preferably a weak base nucleophilic anion selected from the group consisting of carboxylate, halide or phenolate salts, and most preferably carboxylate salts, or 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO). The C2 component can react with the C1 group, preferably the epoxy group, to form a strongly basic anionic adduct which can in principle start the reaction of the crosslinkable components. Alternatively, it can react through its conjugated acid form to form a non-acid adduct. Preferably, the C2 group of the weak base has no significant basicity relative to the acidic C-H groups of the crosslinkable component A, but can react with the epoxide under low temperature crosslinking conditions (e.g. typically less than 30, preferably 15 minutes at half at the intended cure temperature).
[0028] Другим подходящим примером слабого основания C2 является нуклеофильный анион слабого основания, выбираемый из группы аниона слабого основания X-, содержащего кислотную группу X-H соединения, в котором X представляет собой N, P, O, S или C, в котором анион X- является донором реакции Михаэля, реагирующим с активатором C1 и характеризующимся значением pKa соответствующей сопряженной кислоты X-H, которое больше чем на 1, предпочтительно на 1,5, более предпочтительно на 2 и еще более предпочтительно по меньшей мере на 3 единицы ниже, чем значения pKa кислотных групп C-H главного компонента A. Эти компоненты C2 определяются как S2 для реакции с C=C акцепторными группами S1 в варианте осуществления LCC2, но могут также действовать как нуклеофил C2 в реакции с компонентами активатора C1 в варианте осуществления LCC1, например, с эпоксигруппой, которая может обеспечить 2 пути для реакции в соответствии с вариантом осуществления LCC1 и LCC2.[0028] Another suitable example of a weak base C2 is a weak base nucleophilic anion selected from the group of a weak base anion X - containing an acid group XH of the compound, in which X is N, P, O, S or C, in which the anion X - is a Michael reaction donor reactive with a C1 activator and characterized by a pKa value of the corresponding conjugate acid XH that is greater than 1, preferably 1.5, more preferably 2, and even more preferably at least 3 units lower than the pKa values of the acidic CH groups of the main component A. These C2 components are defined as S2 for reaction with C=C acceptor groups S1 in the LCC2 embodiment, but can also act as a C2 nucleophile in the reaction with the C1 activator components in the LCC1 embodiment, for example, with an epoxy group, which can provide 2 pathways for the reaction according to the embodiment of LCC1 and LCC2.
[0029] Группа C2 предпочтительно реагирует с группами C1 при температурах ниже 150°C, предпочтительно 140, 130, 120, и предпочтительно по меньшей мере 70, 80 или 90°C в масштабе времени окна отверждения. Скорость реакции группы C2 с группой C1 при температуре отверждения является в достаточной степени низкой для того, чтобы обеспечить полезное время схватывания пленки по краям, и в достаточной степени высокой для того, чтобы обеспечить достаточное отверждение в намеченном временном окне.[0029] The C2 group preferably reacts with the C1 groups at temperatures below 150°C, preferably 140, 130, 120, and preferably at least 70, 80, or 90°C on the curing window timescale. The rate of reaction of the C2 group with the C1 group at the cure temperature is slow enough to provide a useful edge film setting time and fast enough to provide sufficient cure within the intended time window.
[0030] Слабое основание C2, если оно является анионом, предпочтительно добавляется в виде соли, содержащей катион, который не является кислотным. Некислотный означает не имеющий водорода, который конкурирует за основание с компонентом A, и таким образом не ингибирующий реакцию сшивки при намеченной температуре отверждения. Этот катион предпочтительно является по существу нереакционноспособным с любыми компонентами в сшиваемой композиции. Эти катионы могут быть, например, щелочными металлами, четвертичным аммонием или фосфонием, а также протонированными «супероснованиями», которые являются нереакционноспособными с любым из компонентов A, B или C в сшиваемой композиции. Подходящие супероснования известны в данной области техники.[0030] The weak base C2, if an anion, is preferably added as a salt containing a cation that is not acidic. Non-acidic means having no hydrogen which competes for base with component A and thus does not inhibit the crosslinking reaction at the intended curing temperature. This cation is preferably substantially non-reactive with any components in the crosslinkable composition. These cations may be, for example, alkali metals, quaternary ammonium or phosphonium, as well as protonated "superbases" which are non-reactive with any of the components A, B or C in the crosslinkable composition. Suitable superbases are known in the art.
[0031] Предпочтительно соль содержит катион щелочного или щелочноземельного металла, в частности лития, натрия или калия, или предпочтительно катион четвертичного аммония или фосфония в соответствии с формулой Y(R’)4, в которой Y представляет N или P, и в которой каждый из R’ может быть той же самой или отличающейся алкильной, арильной или аралкильной группой, возможно связанной с полимером, или катион является амином протонированного очень сильного основания, который предпочтительно выбирается из группы амидинов; предпочтительно 1,8-диазабицикло(5.4.0)ундец-7-еном (DBU), или гуанидинами; предпочтительно 1,1,3,3-тетраметилгуанидином (TMG). R’ может быть замещен заместителями, которые не мешают или по существу не мешают химии RMA-сшивки, как это известно специалисту в данной области техники. Наиболее предпочтительно R’ представляет собой алкил, имеющий 1-12, наиболее предпочтительно 1-4 атома углерода.[0031] Preferably, the salt contains an alkali or alkaline earth metal cation, in particular lithium, sodium or potassium, or preferably a quaternary ammonium or phosphonium cation in accordance with the formula Y(R') 4 in which Y represents N or P, and in which each from R' may be the same or different alkyl, aryl or aralkyl group, optionally linked to the polymer, or the cation is the amine of a protonated very strong base which is preferably selected from the group of amidines; preferably 1,8-diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene (DBU), or guanidines; preferably 1,1,3,3-tetramethylguanidine (TMG). R' may be substituted with substituents that do not or substantially do not interfere with the chemistry of the RMA crosslink, as is known to those skilled in the art. Most preferably R' is alkyl having 1-12, most preferably 1-4 carbon atoms.
[0032] Патентный документ EP0651023 описывает систему катализатора для сшиваемых RMA композиций на основе растворителя, содержащую катализатор C, содержащий четвертичноаммониевую или фосфониевую соль хлора, брома, йода, салицилата, многоосновного карбоксилата, нитрата, сульфоната, сульфата, сульфита, фосфата или аниона кислотного эфира фосфата в комбинации с эпоксисоединением.[0032] Patent document EP0651023 describes a catalyst system for solvent-based crosslinkable RMA compositions containing Catalyst C containing a quaternary ammonium or phosphonium salt of chlorine, bromine, iodine, salicylate, polybasic carboxylate, nitrate, sulfonate, sulfate, sulfite, phosphate, or acid ester anion phosphate in combination with an epoxy compound.
[0033] Наиболее предпочтительно кроющая композиция из порошкового материала содержит систему катализатора LCC, дополнительно содержащую кислоту C3, имеющую pKa больше чем на 1, предпочтительно на 1,5, более предпочтительно на 2 и еще более предпочтительно по меньшей мере на 3 единицы ниже, чем pKa кислотных групп C-H главного компонента A, причем кислота C3 предпочтительно является протонированным C2. Предпочтительно кислота C3 и сопряженная кислота C2 имеют температуру кипения по меньшей мере 120°C, предпочтительно 130°C, 150, 175, 200 или даже 250°C. Предпочтительно C3 является карбоновой кислотой.[0033] Most preferably, the powder material coating composition comprises an LCC catalyst system further comprising a C3 acid having a pKa greater than 1, preferably 1.5, more preferably 2, and even more preferably at least 3 units lower than pKa of the C-H acid groups of the main component A, the C3 acid being preferably the protonated C2. Preferably the C3 acid and the C2 conjugate acid have a boiling point of at least 120°C, preferably 130°C, 150, 175, 200 or even 250°C. Preferably C3 is a carboxylic acid.
[0034] Предпочтительной системой катализатора является система катализатора LCC1, которая содержит эпоксидные группы C1, группы нуклеофильного аниона слабого основания C2, которые реагируют с эпоксидной группой C1, образуя сильно основной анионный аддукт C1/2, и наиболее предпочтительно также кислотные группы C3. В подходящей системе катализатора LCC1 C2 представляет собой карбоксилатную соль, а C1 представляет собой эпоксид, карбодиимид, окситан или оксазолин, более предпочтительно эпоксид или карбодиимид, или альтернативно C2 представляет собой DABCO, а C1 представляет собой эпоксигруппу.[0034] A preferred catalyst system is an LCC1 catalyst system that contains C1 epoxy groups, C2 weak base nucleophilic anion groups that react with a C1 epoxy group to form a C1/2 strongly basic anionic adduct, and most preferably also C3 acid groups. In a suitable LCC1 catalyst system, C2 is a carboxylate salt and C1 is an epoxide, carbodiimide, oxytane or oxazoline, more preferably an epoxide or carbodiimide, or alternatively C2 is DABCO and C1 is an epoxy group.
[0035] Без привязки к какой-либо конкретной теории считается, что нуклеофильный анион C2 реагирует с эпоксидом C1 активатора, образуя сильное основание, но это сильное основание протонируется кислотой C3, образуя соль (подобную по функции C2), которая не будет напрямую сильно катализировать реакцию сшивки. Эта схема реакции имеет место по существу до полного истощения кислоты C3, которая обеспечивает время схватывания пленки по краям, потому что никакого существенного количества сильного основания не присутствует в течение этого времени для того, чтобы значительно катализировать реакцию сшиваемых компонентов. Когда кислота C3 исчерпается, сформируется и останется сильное основание для того, чтобы эффективно катализировать быструю реакцию сшивки RMA. Альтернативно этот цикл может также работать аналогично, когда реакция активации с C1 имеет место с протонированными разновидностями C2 (протонированными в результате кислотно-основного равновесия с компонентом A); также эта схема будет приводить к потреблению избыточной кислоты C3, и к появлению депротонированных разновидностей А, когда этот цикл будет развиваться дальше.[0035] Without wishing to be bound by any particular theory, it is believed that the C2 nucleophilic anion reacts with the activator C1 epoxide to form a strong base, but this strong base is protonated by the C3 acid to form a salt (similar in function to C2) that will not directly strongly catalyze crosslinking reaction. This reaction scheme proceeds to substantially complete depletion of the C3 acid, which provides the edge setting time of the film because no significant amount of strong base is present during this time to significantly catalyze the reaction of the crosslinkable components. When the C3 acid is depleted, a strong base will form and remain in order to effectively catalyze the fast RMA crosslinking reaction. Alternatively, this cycle can also work similarly when an activation reaction with C1 takes place with protonated C2 species (protonated as a result of acid-base balance with the A component); also this pattern will result in the consumption of excess C3 acid, and the appearance of deprotonated A species as this cycle progresses further.
[0036] Особенности и преимущества настоящего изобретения станут понятными при рассмотрении следующей примерной схемы реакции.[0036] the Features and advantages of the present invention will become clear when considering the following exemplary reaction scheme.
В частности, для случая карбоксилатов, эпоксидов и карбоновых кислот в качестве разновидностей C2, C1 и C3, это может выглядеть так:In particular, for the case of carboxylates, epoxides and carboxylic acids as species C2, C1 and C3, this might look like this:
Схема реакции, если бы активатор реагировал через протонированную форму C2, была бы проиллюстрирована следующей схемой:The reaction scheme, if the activator were to react via the protonated C2 form, would be illustrated by the following scheme:
[0037] Время схватывания пленки по краям может регулироваться за счет количества кислоты (C3), а также выбора количеств и реакционной способности реагентов C1 и C2. Эпоксид C1 должен быть доступным для начала реакции, и предпочтительно, чтобы молярное количество эпоксида было больше, чем молярное количество кислоты C3.[0037] The setting time of the film at the edges can be controlled by the amount of acid (C3), as well as the choice of amounts and reactivity of reagents C1 and C2. The C1 epoxide must be available to start the reaction, and preferably the molar amount of the epoxide is greater than the molar amount of the C3 acid.
[0038] В одном варианте осуществления кислотная группа C3 представляет собой протонированную группу аниона C2, предпочтительно карбоновую кислоту C3 и карбоксилат C2, который, например, может быть сформирован путем частичной нейтрализации кислотного функционального компонента, предпочтительно полимер, содержащий кислотные группы C3 для частичного преобразования в анионные группы C2, причем эта частичная нейтрализация предпочтительно выполняется катионом гидроксида, предпочтительно гидроксида тетраалкиламмония или тетраалкилфосфония. В другом варианте осуществления связывающий полимер компонент C2 может быть получен путем гидролиза сложноэфирной группы в полиэстере вышеупомянутыми гидроксидами.[0038] In one embodiment, the C3 acid group is a protonated C2 anion group, preferably a C3 carboxylic acid and a C2 carboxylate, which, for example, can be formed by partial neutralization of an acid functional component, preferably a polymer containing acidic C3 groups for partial conversion to C2 anionic groups, this partial neutralization being preferably carried out with a hydroxide cation, preferably tetraalkylammonium hydroxide or tetraalkylphosphonium hydroxide. In another embodiment, the polymer-binding component C2 can be obtained by hydrolysis of the ester group in the polyester with the aforementioned hydroxides.
[0039] Ацетат этилтрифенилфосфониевой кислоты известен в качестве катализатора сшивки эпокси-функциональных полимеров, как описано в работе «ETPPAAc Solutions Ethyl triphenyl-phosphonium Acid Acetate», 20 April 2007 (2007-04-20), pages 1-2, XP055319211. Однако ничего не известно об использовании этого соединения в качестве компонента C2 и C3 в сшиваемых RMA композициях покрытия из порошкового материала. Кроме того, предпочтительно, чтобы температура кипения компонента C3 и кислоты, сопряженной с основанием C2, была выше предусматриваемой температуры отверждения кроющей композиции из порошкового материала, чтобы предотвратить плохо контролируемое испарение этих компонентов системы катализатора при условиях отверждения. Муравьиная кислота и уксусная кислота являются менее предпочтительными кислотами C3, поскольку они могут испариться во время отверждения. Предпочтительно для системы типа LCC компонент C3 и кислота, сопряженная с основанием C2, имеют температуру кипения выше чем 120°C.[0039] Ethyltriphenylphosphonic acid acetate is known as a catalyst for crosslinking epoxy functional polymers, as described in "ETPPAAc Solutions Ethyl triphenyl-phosphonium Acid Acetate", 20 April 2007 (2007-04-20), pages 1-2, XP055319211. However, nothing is known about the use of this compound as the C2 and C3 component in crosslinkable RMA powder coating compositions. It is further preferred that the boiling point of the C3 component and the acid conjugated with the C2 base be above the intended curing temperature of the powder material coating composition to prevent poorly controlled evaporation of these catalyst system components under curing conditions. Formic acid and acetic acid are less preferred C3 acids because they can evaporate during curing. Preferably, for an LCC type system, the C3 component and the C2 base conjugate acid have a boiling point higher than 120°C.
[0040] Система катализатора LCC1 предпочтительно является композицией катализатора, содержащей индивидуальные компоненты C1, C2 и необязательно C3. Это является наиболее удобным для смешивания с конкретной комбинацией предпочтительных донорных и акцепторных полимеров. Альтернативно по меньшей мере один из компонентов C1, C2 или C3 системы катализатора LCC1 является группой на сшиваемых компонентах A или B, или на А и В. В этом случае, если одна или более, но не все группы C1, C2 и C3 находятся на сшиваемых компонентах A или B, или на А и В, оставшийся компонент добавляется отдельно. В этом случае обычно и предпочтительно как C2, так и C3 находятся на полимере, а C1 добавляется отдельно, или C1 и C3 находятся на полимере, а C2 добавляется отдельно. Преимуществом этого является гибкость в оптимизации параметров реакционной способности путем простой регулировки состава катализатора. В одном удобном варианте осуществления и C2, и C3 находятся на сшиваемом полимерном компоненте A и/или B, а C2 предпочтительно формируется путем частичной нейтрализации кислотно-функционального полимера, содержащего кислотную группу C3 с основой, содержащей описанный выше катион для частичного преобразования кислотных групп C3 в анионные группы C2. Другой вариант осуществления имеет компонент C2, формируемый путем гидролиза полиэстера, например полиэстера компонента A, и присутствующий в виде полимера.[0040] The LCC1 catalyst system is preferably a catalyst composition containing individual components C1, C2 and optionally C3. This is most convenient for blending with a particular combination of preferred donor and acceptor polymers. Alternatively, at least one of the components C1, C2, or C3 of the LCC1 catalyst system is a group on the crosslinkable components A or B, or on A and B. In this case, if one or more, but not all, groups C1, C2, and C3 are on stitched components A or B, or on A and B, the remaining component is added separately. In this case, usually and preferably both C2 and C3 are on the polymer and C1 is added separately, or C1 and C3 are on the polymer and C2 is added separately. This has the advantage of being flexible in optimizing reactivity parameters by simply adjusting the catalyst composition. In one convenient embodiment, both C2 and C3 are on the crosslinkable polymer component A and/or B, and C2 is preferably formed by partial neutralization of an acid-functional polymer containing an acidic C3 group with a backbone containing the cation described above to partially convert the acidic C3 groups into anionic groups C2. Another embodiment has a C2 component formed by hydrolysis of a polyester, such as component A polyester, and present as a polymer.
[0041] В одном альтернативном варианте осуществления кроющая композиция из порошкового материала содержит латентную каталитическую систему LCC2, в которой слабое основание C2 выбирается из группы фосфинов, N-алкилимидазолов, фторидов и аниона X- слабого основания из содержащего кислотную группу X-H соединения, в котором X представляет собой N, P, O, S или C, причем анион X- является донором реакции Михаэля, способным реагировать с активатором S1, и характеризуется значением pKa соответствующей сопряженной кислоты X-H, которое больше чем на 1, предпочтительно на 1,5, более предпочтительно на 2 и еще более предпочтительно по меньшей мере на 3 единицы ниже, чем значение pKa кислотных групп C-H главного компонента A. В этом варианте осуществления реакция слабого основания C2 с ненасыщенной группой с характеристиками акцептора Михаэля (S1, который может быть равным B, но также может быть другим видом акцептора реакции Михаэля) вызывает образование более каталитически активной разновидности сильного основания, ускоряя реакцию между компонентами A и B.[0041] In one alternative embodiment, the coating composition of powder material contains a latent LCC2 catalyst system, in which the weak base C2 is selected from the group of phosphines, N-alkylimidazoles, fluorides and an anion X - a weak base from a compound containing an acidic XH group, in which X represents N, P, O, S or C, and the anion X - is a donor of the Michael reaction, capable of reacting with the activator S1, and is characterized by a pKa value of the corresponding conjugate acid XH, which is greater than 1, preferably 1.5, more preferably 2 and more preferably at least 3 units lower than the pKa value of the acid CH groups of the main component A. In this embodiment, the reaction of the weak base C2 with an unsaturated group with Michael acceptor characteristics (S1, which can be equal to B, but also may be another type of Michael reaction acceptor) causes the formation of a more catalytically active species with strong base, speeding up the reaction between components A and B.
[0042] В еще одном варианте осуществления покрытие из порошкового материала содержит латентную систему катализатора LCE, имеющую испарительную латентность, в которой реакция задерживается за счет стадии медленного испарения разновидностей кислоты. В этом варианте осуществления, содержащем 1) основание, предпочтительно сильное основание, блокированное летучей кислотой, или альтернативно 2) слабое основание C2, которое при протонировании избытком слабо кислотной разновидности А образует летучую кислоту, и в котором латентная система катализатора необязательно дополнительно содержит дополнительную летучую кислоту C3, причем эти летучие кислоты испаряются при температуре отверждения Tcur, и температура кипения кислоты составляет менее 300°C, предпочтительно менее 250°C, 225, 200 или 150°C, и предпочтительно выше 100°C или 120°C. Предпочтительными являются соли четвертичного аммония или фосфония и карбоновых кислот, имеющие указанную выше температуру кипения.[0042] In yet another embodiment, the powder material coating comprises a latent LCE catalyst system having an evaporative latency in which the reaction is delayed by a slow evaporation step of the acid species. In this embodiment, containing 1) a base, preferably a strong base blocked with a volatile acid, or alternatively 2) a weak base C2 which, when protonated with an excess of the weakly acid species A, forms a volatile acid, and in which the latent catalyst system optionally additionally contains additional volatile acid C3, wherein these volatile acids evaporate at the curing temperature Tcur and the boiling point of the acid is less than 300°C, preferably less than 250°C, 225, 200 or 150°C, and preferably above 100°C or 120°C. Quaternary ammonium or phosphonium salts of carboxylic acids having the above boiling point are preferred.
[0043] Кроющая композиция из порошкового материала предпочтительно содержит[0043] The powder material coating composition preferably contains
a. В случае системы катализатора LCC1 активатор C1 в количестве 1-600 мкэкв/г, предпочтительно 10-400, более предпочтительно 20-200 мкэкв/г, где мкэкв/г представляет собой количество мкэкв относительно общей массы связующих компонентов A и B и системы катализатора LCC, или, в случае системы катализатора LCC2, активатор S1 в количестве по меньшей мере 1 мкэкв/г, предпочтительно по меньшей мере 10, более предпочтительно по меньшей мере 20, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 40 мкэкв/г,a. In the case of an LCC1 catalyst system, activator C1 in an amount of 1-600 µeq/g, preferably 10-400, more preferably 20-200 µeq/g, where µeq/g is the number of µeq relative to the total mass of binders A and B and the LCC catalyst system , or, in the case of an LCC2 catalyst system, S1 activator in an amount of at least 1 µeq/g, preferably at least 10, more preferably at least 20, and most preferably at least 40 µeq/g,
b. слабое основание C2 в количестве 1-300 мкэкв/г, предпочтительно 10-200, более предпочтительно 20-100 мкэкв/г относительно общей массы связующих компонентов A и B и системы катализатора LC,b. weak base C2 in an amount of 1-300 µeq/g, preferably 10-200, more preferably 20-100 µeq/g, relative to the total weight of binder components A and B and the LC catalyst system,
с. необязательно кислоту C3 в количестве 1-500, предпочтительно 10-400, более предпочтительно 20-300 мкэкв/г, и наиболее предпочтительно 30-200 мкэкв/г,With. optional C3 acid in an amount of 1-500, preferably 10-400, more preferably 20-300 µeq/g, and most preferably 30-200 µeq/g,
d. причем предпочтительно количество C1 или соответственно S1d. moreover, preferably the amount of C1 or respectively S1
i. является более высоким, чем количество C3, предпочтительно на величину 1-300 мкэкв/г, предпочтительно 10-200, и более предпочтительно 20-100 мкэкв/г, иi. is higher than the amount of C3, preferably by 1-300 µeq/g, preferably 10-200, and more preferably 20-100 µeq/g, and
ii. предпочтительно является более высоким, чем количество C2, иii. preferably is higher than the amount of C2, and
iii. предпочтительно является более высоким, чем сумма количеств C2 и C3.iii. preferably higher than the sum of the amounts of C2 and C3.
[0044] В случае системы катализатора LCC2 для S1 нет никакого верхнего предела концентрации, поскольку S1 также может быть компонентом B. Катализатор также работает с количеством C1, меньшим, чем количество C2. Однако это менее предпочтительно, поскольку это может означать потери C2. В том случае, когда количество C1, в частности эпоксида, является более высоким, чем количество C2, эти недостатки ограничиваются, поскольку он может реагировать с C2 и C3 или другими нуклеофильными остатками, но при этом сохранять основность после реакции, или он может быть оставлен в сети без особых проблем. Тем не менее избыток C1 может быть невыгодным с точки зрения стоимости С1, отличающегося от эпоксигруппы. Следует отметить, что возможна комбинация вариантов осуществления LCC1 и LCE, и в этом случае C2 может быть выше, чем C1, если C2 также образует испаряющуюся кислоту и, следовательно, также осуществляет катализ в качестве катализатора типа LCE. Кроме того, в том случае, когда кислота C3 является летучей кислотой, она обеспечивает дополнительную начальную задержку за счет испарения замедляющей кислоты C3. Это является комбинацией латентных систем катализатора LCC и LCE. В этом случае вышеописанное требование d.i не применяется.[0044] In the case of an LCC2 catalyst system, there is no upper concentration limit for S1, since S1 can also be a B component. The catalyst also operates with less C1 than C2. However, this is less preferred as it may mean loss of C2. When the amount of C1, in particular epoxide, is higher than the amount of C2, these disadvantages are limited, since it can react with C2 and C3 or other nucleophilic residues, but still remain basic after the reaction, or it can be left online without any problems. However, an excess of C1 may be disadvantageous in terms of cost of C1 other than the epoxy group. It should be noted that a combination of LCC1 and LCE embodiments is possible, in which case C2 may be higher than C1 if C2 also forms a volatilizing acid and therefore also catalyzes as an LCE type catalyst. In addition, when the C3 acid is a volatile acid, it provides additional initial delay by evaporating the C3 retarding acid. This is a combination of LCC and LCE latent catalyst systems. In this case, requirement d.i above does not apply.
[0045] Кроме того, предпочтительно, чтобы в кроющей композиции из порошкового материала[0045] In addition, it is preferable that in the coating composition of the powder material
а. слабое основание C2 составляло 10-100 мольн.% от суммы C2 и C3,a. the weak base C2 was 10-100 mol.% of the sum of C2 and C3,
b. количество кислоты C3 составляло 20-400 мольн.%, предпочтительно 30-300 мольн.% от количества C2,b. the amount of acid C3 was 20-400 mol.%, preferably 30-300 mol.% of the amount of C2,
с. причем предпочтительно отношение молярного количества C1 к сумме количеств C2 и C3 составляет по меньшей мере 0,5, предпочтительно по меньшей мере 0,8, более предпочтительно по меньшей мере 1, и предпочтительно самое большее 3, и более предпочтительно самое большее 2,With. and preferably the ratio of the molar amount of C1 to the sum of the amounts of C2 and C3 is at least 0.5, preferably at least 0.8, more preferably at least 1, and preferably at most 3, and more preferably at most 2,
d. отношение C1 к C3 предпочтительно составляет по меньшей мере 1, более предпочтительно по меньшей мере 1,5, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 2.d. the ratio of C1 to C3 is preferably at least 1, more preferably at least 1.5, and most preferably at least 2.
[0046] В одном альтернативном варианте осуществления кроющая композиция из порошкового материала содержит латентную систему катализатора LCP, имеющую физическую латентность, в которой присутствует каталитическая система, предпочтительно сильное основание или латентная система катализатора, которая физически отделена и недоступна для химической реакции в порошке при температуре компаундирования Tcomp или ниже, и которая доступна для химической реакции при температуре отверждения, предпочтительно выбираемая из[0046] In one alternative embodiment, the powder material coating composition comprises an LCP latent catalyst system having a physical latency in which a catalyst system, preferably a strong base or a latent catalyst system, is present that is physically separated and inaccessible to chemical reaction in the powder at the compounding temperature Tcomp or lower, and which is available for chemical reaction at a curing temperature, preferably selected from
a) латентной системы LCP1 катализатора, содержащей катализатор, имеющий температуру плавления ниже температуры отверждения и выше температуры компаундирования, предпочтительно выше 70, 80, 90 или 100°C, илиa) a latent catalyst system LCP1 comprising a catalyst having a melting point below the curing temperature and above the compounding temperature, preferably above 70, 80, 90 or 100°C, or
b) латентной системы LCP2 катализатора, содержащей активный катализатор, который инкапсулирован или смешан с материалом, который высвобождает катализатор при температуре ниже температуры отверждения и выше температуры компаундирования, причем предпочтительно этот материал имеет температуру плавления или, в случае аморфного материала, температуру стеклования ниже температуры отверждения и выше температуры компаундирования, илиb) a latent LCP2 catalyst system containing an active catalyst that is encapsulated or mixed with a material that releases the catalyst at a temperature below the curing temperature and above the compounding temperature, which material preferably has a melting temperature or, in the case of an amorphous material, a glass transition temperature below the curing temperature and above the compounding temperature, or
c) латентной системы LCP3 катализатора, содержащей фотогенерирующий основание компонент, который высвобождает основание при облучении подходящей длиной волны.c) a latent LCP3 catalyst system containing a photogenerating base component that releases base when irradiated with a suitable wavelength.
[0047] Следует отметить, что возможны комбинации систем катализатора LCC, LCE и LCP.[0047] It should be noted that combinations of LCC, LCE and LCP catalyst systems are possible.
[0048] Патентный документ EP1813630 описывает инкапсулированные основные катализаторы и процессы для их приготовления для сшиваемых RMA клейких веществ, которые включаются в настоящий документ посредством ссылки. Эти капсулы могут быть сделаны из основных катализаторов с использованием парафина и микрокристаллических восков для обеспечения оболочки или матрицы. Патентный документ EP6224793 раскрывает активный компонент, инкапсулированный в кристаллизуемом или термопластичном полимере. Температура плавления или стеклования при инкапсуляции здесь выбирается между Tcomp и Tcur.[0048] Patent document EP1813630 describes encapsulated base catalysts and processes for their preparation for crosslinkable RMA adhesives, which are incorporated herein by reference. These capsules can be made from base catalysts using paraffin and microcrystalline waxes to provide a shell or matrix. Patent document EP6224793 discloses an active ingredient encapsulated in a crystallizable or thermoplastic polymer. The melting or glass transition temperature for encapsulation is here selected between Tcomp and Tcur.
[0049] В альтернативном варианте осуществления LCP3 латентность системы катализатора для высокотемпературного отверждения порошковых покрытий RMA-отверждения может быть обеспечена компонентами фотогенератора (PBG), которые высвобождают основание при облучении подходящей длиной волны. Генерируемое основание предпочтительно представляет собой сильное основание, то есть достаточно сильное для того, чтобы катализировать реакцию RMA между A и B, или может быть слабым основанием, которое используется в качестве компонента C2 в комбинации с химически латентной каталитической системой LCC.[0049] In an alternative embodiment of the LCP3, the latency of the catalyst system for high temperature curing of RMA curing powder coatings can be provided by photo generator (PBG) components that release base when irradiated with a suitable wavelength. The base generated is preferably a strong base, i.e. strong enough to catalyze the RMA reaction between A and B, or may be a weak base which is used as the C2 component in combination with the chemically latent LCC catalyst system.
PBG для реакционных систем реакции Михаэля описываются, например, в патентном документе EP3395800 и в публикациях Progr. Org. Coat. (2019) 127, 222-230, Polymer (2017) 113 193-199, а также React. Funct. Polym. (2018) 122 60-67. Фотогенераторы основания предлагают высокие уровни управления реакционной способностью, подобные радикальным фотоинициаторам; они также сталкиваются с аналогичными осложнениями, такими как потенциальные проблемы с однородным облучением подложек сложной формы, проблемы проникновения излучения для пигментированных покрытий, а также необходимость в специальных дорогих установках. Описанные в настоящем документе PBG могут использоваться в том случае, если генерируемое основание имеет требуемые значения pKa и нуклеофильности для предусматриваемой латентной системы катализатора. Предпочтительно генерируются разновидности с высокой основностью, такие как амидин, гуанидин или карбанион.PBGs for Michael reaction systems are described, for example, in patent document EP3395800 and in Progr. Org. Coat. (2019) 127, 222-230, Polymer (2017) 113 193-199, and React. Funct. Polym. (2018) 122 60-67. Base photogenerators offer high levels of reactivity control similar to radical photoinitiators; they also face similar complications, such as potential problems with uniform irradiation of complex shaped substrates, radiation penetration problems for pigmented coatings, and the need for special, expensive setups. The PBGs described herein may be used if the generated base has the required pKa and nucleophilicity values for the envisioned latent catalyst system. Preferably, highly basic species such as amidine, guanidine or carbanion are generated.
[0050] Кроющая композиция из порошкового материала с RMA-сшиваемыми компонентами A и B и латентная система катализатора LC, предпочтительно система катализатора LCC, и наиболее предпочтительно система катализатора LCC1, описанные выше, позволяют достичь заданных температур отверждения, являющихся низкими по сравнению с конкурирующими порошковыми системами. Низкие температуры отверждения обычно составляют 75-150°C, предпочтительно 80-130°C, более предпочтительно 80-120°C или 80-110°C, и температура отверждения выбирается в пределах этого диапазона, например с учетом температурной чувствительности подложек. Время отверждения зависит от выбранной температуры отверждения. Время отверждения - это время, в течение которого тепло подводится при температуре отверждения, например, в печи, для достижения достаточного отверждения перед охлаждением до комнатной температуры. В указанных диапазонах температуры отверждения это время отверждения обычно составляет от 1 или 2 до 50 мин, предпочтительно от 2 или 5 до 40 мин, и обычно и наиболее предпочтительно от 5 или 10 до 30 мин. Отверждение может происходить в сушильном шкафу и предпочтительно также может сопровождаться нагревом инфракрасным излучением.[0050] A powder coating composition with RMA-crosslinkable A and B components and a latent LC catalyst system, preferably an LCC catalyst system, and most preferably an LCC1 catalyst system, as described above, achieve target cure temperatures that are low compared to competing powder coatings. systems. Low curing temperatures are typically 75-150°C, preferably 80-130°C, more preferably 80-120°C or 80-110°C, and the curing temperature is chosen within this range, for example taking into account the temperature sensitivity of the substrates. Curing time depends on the selected curing temperature. Curing time is the time during which heat is applied at a curing temperature, such as in an oven, to achieve sufficient curing before cooling to room temperature. Within the above curing temperature ranges, this curing time is typically 1 or 2 to 50 minutes, preferably 2 or 5 to 40 minutes, and usually and most preferably 5 or 10 to 30 minutes. Curing may take place in an oven and preferably may also be accompanied by infrared heating.
[0051] Кроющая композиция из порошкового материала в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно имеет кинетический профиль отверждения, который может быть определен с помощью FTIR-измерения преобразования ненасыщенных связей C=C компонента B в зависимости от времени при температуре отверждения, выбираемой между 80, 90, 100°C и 200, 150, 135 или 120°C, где отношение времени для преобразования C=C от 20% до 60% ко времени достижения 20% преобразования (определяемого с помощью FTIR) составляет менее 1, предпочтительно менее 0,8, 0,6, 0,4 или 0,3, и предпочтительно время достижения 60% преобразования составляет менее 30, или 20, или 10 мин. Предпочтительно порошковая краска имеет такой кинетический профиль отверждения, что время достижения 20% преобразования при 100°C составляет по меньшей мере 1 мин, предпочтительно по меньшей мере 2, 3, 5, 8 или 12 мин. Профиль отверждения задается выбором компонентов каталитической системы для выбранной комбинации реагентов A и B и температуры отверждения.[0051] The coating composition of the powder material according to the present invention preferably has a curing kinetic profile that can be determined by FTIR measurement of the conversion of the C=C unsaturated bonds of component B as a function of time at a curing temperature selected between 80, 90, 100°C and 200, 150, 135 or 120°C, where the ratio of time for C=C conversion from 20% to 60% to time to reach 20% conversion (determined by FTIR) is less than 1, preferably less than 0.8, 0.6, 0.4 or 0.3, and preferably the time to reach 60% conversion is less than 30 or 20 or 10 minutes. Preferably the powder paint has a curing kinetic profile such that the time to reach 20% conversion at 100°C is at least 1 minute, preferably at least 2, 3, 5, 8 or 12 minutes. The cure profile is set by the choice of catalyst system components for the selected combination of reagents A and B and cure temperature.
[0052] Процесс покрытия порошковым материалом включает нагрев подложек до температуры отверждения, что означает значительные затраты энергии. Процесс нанесения покрытия с использованием композиции порошкового покрытия по настоящему изобретению является более энергоэффективным, поскольку он работает при низких температурах, в то же время обеспечивая достаточное отверждение, предпочтительно в течение 50, 30, 20 или даже 15 минут времени отверждения, и с настолько продолжительным временем схватывания по краям (до образования структуры) нанесенной пленки покрытия, насколько это возможно. Эта композиция предпочтительно характеризуется сигмоидным профилем отверждения с первоначальным периодом максимальной текучести и низкого преобразования реакции (время схватывания пленки по краям), с последующим крутым увеличением для того, чтобы достаточное окончательное преобразование происходило за ограниченное время отверждения. Длительное время схватывания пленки по краям обеспечивает максимизацию текучести до структурообразования, что позволяет обеспечить хороший внешний вид покрытия. Помимо свойств покрытия, композиция порошкового покрытия может быть особенно выгодной для использования в порошке низкотемпературного отверждения, где благодаря кинетическому профилю системы катализатора преждевременная реакция сшивки или увеличения молекулярной массы и вязкости во время компаундирования и смешивания компонентов в экструдере ограничивается.[0052] The powder coating process involves heating the substrates to a curing temperature, which means a significant expenditure of energy. The coating process using the powder coating composition of the present invention is more energy efficient because it operates at low temperatures while still providing sufficient curing, preferably within 50, 30, 20 or even 15 minutes of curing time, and with such a long time setting at the edges (before the formation of the structure) of the applied film of the coating, as far as possible. This composition preferably has a sigmoid cure profile with an initial period of maximum flow and low reaction conversion (edge film setting time), followed by a steep increase so that sufficient final conversion occurs within a limited cure time. The long film setting time at the edges maximizes the flow to structure formation, which allows for a good appearance of the coating. In addition to coating properties, the powder coating composition can be particularly advantageous for use in low temperature curing powder where, due to the kinetic profile of the catalyst system, premature crosslinking reaction or increase in molecular weight and viscosity during compounding and mixing of the components in the extruder is limited.
[0053] Кроме того, кроющая композиция из порошкового материала в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно характеризуется тем, что[0053] In addition, the powder material coating composition according to the present invention is preferably characterized in that
а. сшиваемый компонент A содержит по меньшей мере 2 кислотные донорные группы C-H в активированном метилене или метине в структуре Z1(-C(-H)(-R)-)Z2, где R является водородом, углеводородом, олигомером или полимером, а Z1 и Z2 - одинаковые или различные отбирающие электрон группы, предпочтительно выбираемые из кето-, сложноэфирных, циано- или арильных групп, и предпочтительно содержит активированные производные C-H, имеющие структуру в соответствии с формулой 1:a. the crosslinkable component A contains at least 2 acid donor groups C-H in activated methylene or methine in the structure Z1(-C(-H)(-R)-)Z2, where R is hydrogen, hydrocarbon, oligomer or polymer, and Z1 and Z2 - the same or different electron-withdrawing groups, preferably selected from keto, ester, cyano or aryl groups, and preferably contains activated C-H derivatives having a structure according to formula 1:
Формула 1 Formula 1
где R - водород или необязательно замещенный алкил или арил, а Y и Y’ являются идентичными или различными группами заместителей, предпочтительно алкила, аралкила, арила или алкокси, или где в формуле 1 группа -C(=O)-Y и/или -C(=O)-Y’ замещаются группой CN или арилом, не более чем одним арилом, или где Y или Y’ могут быть группой -NRR’ (R и R’ являются водородом или необязательно замещенным алкилом), но предпочтительно не оба, причем R, Y или Y’ необязательно обеспечивают соединение с олигомером или полимером, а упомянутый компонент А предпочтительно является малонатной, ацетоацетатной, малонамидной, ацетоацетамидной или цианоацетатной группами, предпочтительно обеспечивающей по меньшей мере 50, предпочтительно 60, 70 или даже 80% от общего количества кислотных групп C-H в сшиваемом компоненте A,where R is hydrogen or optionally substituted alkyl or aryl, and Y and Y' are identical or different groups of substituents, preferably alkyl, aralkyl, aryl or alkoxy, or where in formula 1 the group -C(=O)-Y and/or - C(=O)-Y' are substituted by CN or aryl, not more than one aryl, or where Y or Y' may be -NRR' (R and R' are hydrogen or optionally substituted alkyl), but preferably not both, moreover, R, Y or Y' optionally provide connection with an oligomer or polymer, and said component A is preferably a malonate, acetoacetate, malonamide, acetoacetamide or cyanoacetate group, preferably providing at least 50, preferably 60, 70 or even 80% of the total acid groups C-H in the cross-linked component A,
b. Компонент B, содержащий по меньшей мере 2 активированные ненасыщенные акцепторные группы RMA, предпочтительно происходит из функциональных групп акрилоила, метакрилоила, итаконатов, малеата или фумарата,b. Component B containing at least 2 activated unsaturated RMA acceptor groups preferably comes from acryloyl, methacryloyl, itaconate, maleate or fumarate functional groups,
причем предпочтительно по меньшей мере один, и более предпочтительно оба компонента A или B представляют собой полимер, иand preferably at least one, and more preferably both components A or B is a polymer, and
причем предпочтительно композиция содержит общее количество донорных групп C-H и акцепторных групп C=C на грамм твердых связующих веществ от 0,05 до 6 мэкв/г, и предпочтительно отношение акцепторных групп C=C к донорным группам C-H составляет больше чем 0,1 и меньше чем 10.moreover, preferably the composition contains a total amount of C-H donor groups and C=C acceptor groups per gram of solid binders from 0.05 to 6 meq/g, and preferably the ratio of C=C acceptor groups to C-H donor groups is greater than 0.1 and less than 10.
[0054] Сшиваемые с помощью реакции Михаэля (RMA) кроющие композиции, содержащие сшиваемые компоненты A и B, в целом описаны для использования в системах на основе растворителя в патентных документах EP2556108, EP0808860 или EP1593727, конкретное описание которых для сшиваемых компонентов A и B рассматривается как включенное в настоящий документ.[0054] Crosslinkable by Michael reaction (RMA) coating compositions containing crosslinkable components A and B are generally described for use in solvent-based systems in patent documents EP2556108, EP0808860 or EP1593727, the specific description of which for crosslinkable components A and B is considered as included in this document.
[0055] Компоненты A и B соответственно содержат реакционноспособные донорные и акцепторные и акцепторные функциональные группы RMA, которые при отверждении реагируют с образованием сшитой сетки в покрытии. Компоненты A и B могут присутствовать на разных молекулах, но могут также присутствовать на одной молекуле, называемой гибридным компонентом A/B, или могут использоваться их комбинации. Предпочтительно компоненты A и B являются разными молекулами, и каждый из них независимо имеет форму полимеров, олигомеров, димеров или мономеров. Для приложений покрытия предпочтительно, чтобы по меньшей мере один из компонентов A и B представлял собой олигомеры или полимеры. Следует отметить, что активированная метиленовая группа CH2 содержит 2 кислотные группы C-H. Даже если после реакции первой кислотной группы C-H реакция второй кислотной группы C-H является более трудной, например для реакции с метакрилатами по сравнению с акрилатами, функциональность такой активированной метиленовой группы считается равной 2. Реакционноспособные компоненты A и B могут также быть объединены в одной гибридной молекуле A/B. В этом варианте осуществления кроющей композиции из порошкового материала обе реакционноспособные группы C-H и C=C присутствуют в одной молекуле A-B.[0055] Components A and B, respectively, contain reactive donor and acceptor and acceptor functional groups RMA, which, upon curing, react to form a cross-linked network in the coating. The A and B components may be present on different molecules, but may also be present on the same molecule, referred to as an A/B hybrid component, or combinations thereof may be used. Preferably, components A and B are different molecules and are each independently in the form of polymers, oligomers, dimers or monomers. For coating applications, it is preferred that at least one of components A and B are oligomers or polymers. It should be noted that the activated methylene group CH2 contains 2 acid groups C-H. Even if, after the reaction of the first acid group C-H, the reaction of the second acid group C-H is more difficult, for example for the reaction with methacrylates compared to acrylates, the functionality of such an activated methylene group is considered to be 2. Reactive components A and B can also be combined in one hybrid molecule A /B. In this embodiment of the powder coating composition, both C-H and C=C reactive groups are present in one A-B molecule.
[0056] Предусматривается, что один или более компонентов системы C катализатора также могут быть объединены в одной молекуле, необязательно в комбинации с компонентом A и/или B, хотя этот компонент не должен быть активным компонентом катализатора или комбинацией двух компонентов, которая может формировать каталитически активный компонент для предотвращения преждевременной реакции на стадии синтеза, формулирования и образования порошка. Например, этот полимер может содержать группы C1, C2 и/или C3, но не комбинацию C1 и C2. С точки зрения гибкости формулирования композиции компоненты системы C катализатора наиболее предпочтительно добавляются как отдельные компоненты.[0056] It is envisaged that one or more components of catalyst system C may also be combined in one molecule, optionally in combination with component A and/or B, although this component does not need to be an active catalyst component or a combination of two components that can catalytically form an active ingredient to prevent premature reaction at the stages of synthesis, formulation and powder formation. For example, this polymer may contain groups C1, C2 and/or C3, but not a combination of C1 and C2. From a formulation flexibility point of view, the components of Catalyst System C are most preferably added as separate components.
[0057] Предпочтительно компонент A является полимером, предпочтительно полиэстером, полиуретаном, акрилом, эпоксидом или поликарбонатом, имеющим в качестве функциональной группы компонент A и необязательно один или более компонентов B, или компоненты из каталитической системы C. Также возможны смеси или гибриды этих типов полимеров. Подходящим компонентом A является полимер, выбираемый из группы, состоящей из акрила, полиэстера, полиэстерамида и полиэстеруретана.[0057] Preferably component A is a polymer, preferably polyester, polyurethane, acrylic, epoxy, or polycarbonate, having component A as a functional group and optionally one or more components B, or components from catalyst system C. Mixtures or hybrids of these types of polymers are also possible. . Suitable component A is a polymer selected from the group consisting of acrylic, polyester, polyesteramide and polyesterurethane.
[0058] Малонаты или ацетоацетаты являются предпочтительными типами доноров в компоненте A. Принимая во внимание высокую реакционную способность и долговечность в наиболее предпочтительном варианте осуществления сшиваемой композиции, компонентом A является содержащее малонатную группу C-H соединение. Предпочтительно, чтобы в кроющей композиции из порошкового материала большинство активированных групп C-H были из малоната, то есть больше чем 50%, предпочтительно больше чем 60%, более предпочтительно больше чем 70%, и наиболее предпочтительно больше чем 80% от всех активированных групп C-H в кроющей композиции из порошкового материала были из малоната.[0058] Malonates or acetoacetates are the preferred types of donors in component A. Considering the high reactivity and durability in the most preferred embodiment of the crosslinkable composition, component A is a C-H malonate group-containing compound. Preferably, in the coating composition of the powder material, the majority of activated C-H groups are from malonate, i.e. greater than 50%, preferably greater than 60%, more preferably greater than 70%, and most preferably greater than 80% of all activated C-H groups in the coating compositions of the powder material were of malonate.
[0059] Преимущества настоящего изобретения особенно проявляются в критически сложных композициях с относительно высокими концентрациями и функциональностью функциональных групп, например в том случае, когда компонент A является соединением, в частности олигомером или полимером, содержащим в среднем 2-30, предпочтительно 3-20 и более предпочтительно 4-10 активированных групп C-H на полимерную цепь. Предпочтительными являются компоненты, содержащие олигомерные и/или полимерные малонатные группы, такие как, например, сложные полиэфиры, полиуретаны, полиакрилаты, эпоксидные смолы, полиамиды и поливиниловые смолы или их гибриды, содержащие группы типа малоната в главной цепи, в боковой цепи, или в обеих из них.[0059] The advantages of the present invention are especially evident in critically complex compositions with relatively high concentrations and functionality of functional groups, for example, when component A is a compound, in particular an oligomer or polymer containing an average of 2-30, preferably 3-20 and more preferably 4-10 activated C-H groups per polymer chain. Preferred are components containing oligomeric and/or polymeric malonate groups, such as, for example, polyesters, polyurethanes, polyacrylates, epoxy resins, polyamides and polyvinyl resins or hybrids thereof, containing groups of the malonate type in the main chain, in the side chain, or in both of them.
[0060] Общее количество донорных групп C-H и акцепторных групп C=C на грамм твердых связующих веществ, независимо от того, как они распределяются по различным сшиваемым компонентам, предпочтительно составляет 0,05-6 мэкв/г, более типично 0,10-4 мэкв/г, еще более предпочтительно 0,25-3 мэкв/г, и наиболее предпочтительно 0,5-2 мэкв/г. Предпочтительно стехиометрия между компонентами A и B выбирается таким образом, чтобы отношение реакционноспособных групп C=C к реакционноспособным группам C-H составляло больше чем 0,1, предпочтительно больше чем 0,2, более предпочтительно больше чем 0,3, и наиболее предпочтительно больше чем 0,4, и в случае акрилатных функциональных групп B предпочтительно больше чем 0,5 и наиболее предпочтительно больше чем 0,75, и предпочтительно меньше чем 10, предпочтительно 5, и более предпочтительно меньше чем 3, 2 или 1,5.[0060] The total amount of C-H donor groups and C=C acceptor groups per gram of solid binders, regardless of how they are distributed among the various crosslinkable components, is preferably 0.05-6 meq/g, more typically 0.10-4 meq/g, even more preferably 0.25-3 meq/g, and most preferably 0.5-2 meq/g. Preferably, the stoichiometry between components A and B is chosen such that the ratio of C=C reactive groups to C-H reactive groups is greater than 0.1, preferably greater than 0.2, more preferably greater than 0.3, and most preferably greater than 0 ,4, and in the case of acrylate functionality, B is preferably greater than 0.5 and most preferably greater than 0.75, and preferably less than 10, preferably 5, and more preferably less than 3, 2 or 1.5.
[0061] Содержащие малонатную группу полиэстеры могут быть получены предпочтительно путем переэтерификации метилового или этилового диэфира малоновой кислоты с многофункциональными спиртами, которые могут иметь полимерную или олигомерную природу, но могут также быть включены посредством реакции Михаэля с другими компонентами. Особенно предпочтительными содержащими малонатную группу компонентами для использования с настоящим изобретением являются содержащие малонатную группу олигомерные или полимерные сложные эфиры, эфиры, уретаны и эпоксиэфиры, а также их гибриды, например полиэстеруретаны, содержащие 1-50, более предпочтительно 2-10 малонатных групп на молекулу. Полимерные компоненты A также могут быть получены известным образом, например путем радикальной полимеризации этиленненасыщенных мономеров, например (мет)акрилата, функционализированного функциональной группой, содержащей активированные кислотные C-H (донорные) группы, предпочтительно ацетоацетатную или малонатную группу, в частности 2-(метакрилоилокси)этилацетоацетат или -малонат. На практике предпочтительными являются полиэстеры, полиамиды и полиуретаны (а также их гибриды). Также предпочтительно, чтобы такие содержащие малонатную группу компоненты имели среднечисловую молекулярную массу (Mn) в диапазоне от приблизительно 100 до приблизительно 10000, предпочтительно 500-5000, наиболее предпочтительно 1000-4000; и Mw меньше чем 20000, предпочтительно меньше чем 10000, наиболее предпочтительно меньше чем 6000 (выраженную в полистироловых эквивалентах с помощью GPC).[0061] Malonate-containing polyesters can be obtained preferably by transesterification of methyl or ethyl diester of malonic acid with polyfunctional alcohols, which may be polymeric or oligomeric in nature, but may also be incorporated by Michael reaction with other components. Particularly preferred malonate-containing components for use with the present invention are malonate-containing oligomeric or polymeric esters, esters, urethanes and epoxy esters, as well as hybrids thereof, for example polyesterurethanes, containing 1-50, more preferably 2-10 malonate groups per molecule. The polymer components A can also be prepared in a known manner, for example by radical polymerization of ethylenically unsaturated monomers, for example (meth)acrylate functionalized with a functional group containing activated acidic C-H (donor) groups, preferably an acetoacetate or malonate group, in particular 2-(methacryloyloxy)ethylacetoacetate or -malonate. In practice, polyesters, polyamides and polyurethanes (as well as their hybrids) are preferred. It is also preferred that such malonate-containing components have a number average molecular weight (Mn) in the range of from about 100 to about 10000, preferably 500-5000, most preferably 1000-4000; and Mw less than 20000, preferably less than 10000, most preferably less than 6000 (expressed in polystyrene equivalents using GPC).
[0062] Подходящие сшиваемые компоненты B вообще могут быть этиленненасыщенными компонентами, в которых двойная связь углерод-углерод активируется отбирающей электрон группой, например карбонильной группой в альфа-положении. Представительные примеры таких компонентов раскрываются в патентных документах US2759913 (со столбца 6, строка 35 по столбец 7, строка 45), DE-PS-835809 (столбец 3, строка 16-41), US4871822 (со столбца 2, строка 14 по столбец 4, строка 14), US4602061 (со столбца 3, строка 14 по столбец 4, строка 14), US4408018 (столбец 2, строка 19-68) и US4217396 (со столбца 1, строка 60 по столбец 2, строка 64).[0062] Suitable crosslinkable B components can generally be ethylenically unsaturated components in which the carbon-carbon double bond is activated by an electron withdrawing group, such as a carbonyl group at the alpha position. Representative examples of such components are disclosed in patent documents US2759913 (column 6, line 35 to column 7, line 45), DE-PS-835809 (column 3, line 16-41), US4871822 (column 2, line 14 to column 4 , line 14), US4602061 (col 3, line 14 to col 4, line 14), US4408018 (col 2, lines 19-68), and US4217396 (col 1, line 60 to col 2, line 64).
[0063] Акрилаты, метакрилаты, итаконаты, фумараты и малеаты являются предпочтительными. Итаконаты, фумараты и малеаты могут быть включены в основную цепь полиэстера или полиэстеруретана. Могут быть упомянуты такие предпочтительные примерные смолы, как полиэстеры, поликарбонаты, полиуретаны, полиамиды, акриловые и эпоксидные смолы (или их гибриды), простые полиэфиры и/или алкидные смолы, содержащие активированные ненасыщенные группы. Они включают в себя, например, уретановые (мет)акрилаты, получаемые реакцией полиизоцианата с содержащим гидроксильную группу эфиром (мет)акриловой кислоты, например гидроксиалкилэфиром (мет)акриловой кислоты или компонентом, приготовляемым путем эстерификации полигидроксильного компонента с подстехиометрическим количеством (мет)акриловой кислоты; полиэфир(мет)акрилаты, получаемые путем эстерификации содержащего гидроксильную группу простого полиэфира (мет)акриловой кислотой; многофункциональные (мет)акрилаты, получаемые реакцией гидроксиалкил(мет)акрилата с многоосновной карбоновой кислотой и/или полиаминовой смолой; поли(мет) акрилаты, получаемые реакцией (мет)акриловой кислоты с эпоксидной смолой, и полиалкилмалеаты, получаемые реакцией моноалкилмалеатного эфира с эпоксидной смолой и/или гидрокси-функциональным олигомером или полимером. Кроме того, предпочтительным примером являются полиэстеры, законцованные глицидилметакрилатом. Возможно, чтобы акцепторный компонент содержал несколько типов акцепторных функциональных групп.[0063] Acrylates, methacrylates, itaconates, fumarates and maleates are preferred. Itaconates, fumarates and maleates can be incorporated into the polyester or polyester urethane backbone. Preferred exemplary resins such as polyesters, polycarbonates, polyurethanes, polyamides, acrylic and epoxy resins (or hybrids thereof), polyethers and/or alkyd resins containing activated unsaturated groups may be mentioned. These include, for example, urethane (meth)acrylates obtained by reacting a polyisocyanate with a (meth)acrylic acid ester containing a hydroxyl group, for example a (meth)acrylic acid hydroxyalkyl ester or a component prepared by esterification of a polyhydroxyl component with a substoichiometric amount of (meth)acrylic acid ; polyester(meth)acrylates obtained by esterification of a hydroxyl-containing polyether with (meth)acrylic acid; multifunctional (meth)acrylates obtained by the reaction of hydroxyalkyl (meth)acrylate with a polybasic carboxylic acid and/or polyamine resin; poly(meth)acrylates obtained by the reaction of (meth)acrylic acid with an epoxy resin; and polyalkyl maleates obtained by the reaction of a monoalkyl maleate ester with an epoxy resin and/or a hydroxy-functional oligomer or polymer. In addition, polyesters terminated with glycidyl methacrylate are a preferred example. It is possible that the acceptor component contains several types of acceptor functional groups.
[0064] Наиболее предпочтительными активированными содержащими ненасыщенную группу компонентами B являются ненасыщенные акрилоильные, метакрилоильные и фумаратные функциональные компоненты. Предпочтительно среднечисловая функциональность активированных групп C=C на молекулу составляет 2-20, более предпочтительно 2-10, и наиболее предпочтительно 3-6. Эквивалентный вес (EQW: средняя молекулярная масса на реакционноспособную функциональную группу) составляет 100-5000, более предпочтительно 200-2000, а среднечисловая молекулярная масса Mn предпочтительно составляет 200-10000, более предпочтительно 300-5000, еще более предпочтительно 400-3500 г/моль, и наиболее предпочтительно 1000-3000 г/моль.[0064] The most preferred activated unsaturated components B are unsaturated acryloyl, methacryloyl and fumarate functional components. Preferably, the number average functionality of activated C=C groups per molecule is 2-20, more preferably 2-10, and most preferably 3-6. The equivalent weight (EQW: average molecular weight per reactive functional group) is 100-5000, more preferably 200-2000, and the number average molecular weight of Mn is preferably 200-10000, more preferably 300-5000, even more preferably 400-3500 g/mol , and most preferably 1000-3000 g/mol.
[0065] С учетом использования в порошковых системах значение Tg компонента B предпочтительно составляет более 25, 30, 35°C, более предпочтительно по меньшей мере 40, 45°C, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50°C, или даже по меньшей мере 60°C, из-за необходимости обеспечивать стабильность порошка. Значение Tg определяется при измерении с помощью DSC как средняя точка при скорости нагревания 10°C/мин. Если один из компонентов имеет Tg существенно выше чем 50°C, Tg других компонентов может быть более низкой, что должно быть понятно специалисту в данной области техники.[0065] For use in powder systems, the Tg value of component B is preferably greater than 25, 30, 35°C, more preferably at least 40, 45°C, most preferably at least 50°C, or even at least 60 °C, due to the need to ensure the stability of the powder. The Tg value is determined by DSC measurement as the midpoint at a heating rate of 10°C/min. If one of the components has a Tg significantly higher than 50° C., the Tg of the other components may be lower, which should be clear to a person skilled in the art.
[0066] Подходящим компонентом B является уретан(мет)акрилат, получаемый путем реакции гидрокси- и (мет)акрилатно функционального соединения с изоцианатом с образованием уретановых связей, где изоцианаты предпочтительно представляют собой, по меньшей мере частично, ди- или триизоцианаты, предпочтительно изофорондиизоцианат (IPDI). Уретановые связи сами по себе придают жесткость, но предпочтительно используются изоцианаты с высоким значением Tg, такие как циклоалифатические или ароматические изоцианаты, предпочтительно циклоалифатические. Количество таких используемых изоцианатов предпочтительно выбирается таким образом, чтобы Tg упомянутого (мет)акрилатно функционального полимера стала выше 40, предпочтительно выше 45 или 50°C.[0066] A suitable component B is a urethane (meth)acrylate obtained by reacting a hydroxy- and (meth)acrylate-functional compound with an isocyanate to form urethane bonds, where the isocyanates are preferably at least partially di- or triisocyanates, preferably isophorone diisocyanate (IPDI). The urethane linkages themselves impart stiffness, but high Tg isocyanates are preferably used, such as cycloaliphatic or aromatic isocyanates, preferably cycloaliphatic. The amount of such isocyanates used is preferably chosen such that the Tg of said (meth)acrylate functional polymer is above 40, preferably above 45 or 50°C.
[0067] Кроющая композиция из порошкового материала предпочтительно разрабатывается таким образом, чтобы после отверждения плотность сшивки (определяемая с использованием DMTA, как будет описано ниже) составляла по меньшей мере 0,025 ммоль/см3, более предпочтительно по меньшей мере 0,05 ммоль/см3, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,08 ммоль/см3.[0067] The coating composition of the powder material is preferably designed such that, after curing, the crosslink density (determined using DMTA, as will be described below) is at least 0.025 mmol/cm 3 , more preferably at least 0.05 mmol/cm 3 , and most preferably at least 0.08 mmol/cm 3 .
[0068] Кроющая композиция из порошкового материала должна сохранять текучесть порошка при условиях окружающей среды, и поэтому предпочтительно имеет значение Tg выше 25°C, предпочтительно выше 30°C, более предпочтительно выше 35, 40, 50°C, определяемое как среднее значение с помощью DSC при скорости нагревания 10°C/мин.[0068] The coating composition of the powder material must keep the powder flowable under ambient conditions, and therefore preferably has a Tg value above 25°C, preferably above 30°C, more preferably above 35, 40, 50°C, defined as the average value of c using DSC at a heating rate of 10°C/min.
[0069] Как было описано выше, предпочтительный компонент A является малонатно-функциональным компонентом. Однако включение малонатных функциональных групп имеет тенденцию уменьшать Tg, и было проблемой создать композиции порошкового покрытия на основе малоната в качестве доминирующего компонента A с достаточно высокой Tg.[0069] As described above, the preferred component A is a malonate-functional component. However, the incorporation of malonate functional groups tends to decrease the Tg, and it has been a challenge to create powder coating compositions based on malonate as the dominant component A with a sufficiently high Tg.
[0070] Принимая во внимание достижение высокой Tg, кроющая композиция из порошкового материала предпочтительно содержит сшиваемый компонент A, компонент B или гибридный компонент A/B, амидные, мочевинные или уретановые связи, и/или содержит мономеры с высокой Tg, предпочтительно циклоалифатические или ароматические мономеры, или, в случае полиэстера, один или более мономеров, выбираемых из группы, состоящей из 1,4-диметилолциклогексана (CHDM), трициклодекандиметанола (TCD-диола), изосорбида, пента-спирогликоля, гидрированного бисфенола А и тетраметилциклобутандиола.[0070] In view of achieving high Tg, the powder material coating composition preferably contains a crosslinkable A component, a B component, or an A/B hybrid component, amide, urea, or urethane linkages, and/or contains high Tg monomers, preferably cycloaliphatic or aromatic monomers, or, in the case of polyester, one or more monomers selected from the group consisting of 1,4-dimethylolcyclohexane (CHDM), tricyclodecane dimethanol (TCD-diol), isosorbide, penta-spiroglycol, hydrogenated bisphenol A, and tetramethylcyclobutanediol.
[0071] Кроме того, принимая во внимание достижение высокой Tg, кроющая композиция из порошкового материала содержит компонент B или гибридный компонент A/B, являющийся полиэстер(мет)акрилатом, полиэстеруретан(мет)акрилатом, эпокси(мет)акрилатом или уретан(мет)акрилатом, или является полиэстером, содержащим блоки фумарата, малеата или итаконата, предпочтительно фумарата, или является полиэстером, законцованным изоцианатом или эпокси-функциональной активированной ненасыщенной группой.[0071] In addition, in view of achieving high Tg, the coating composition of the powder material contains a component B or hybrid component A/B, which is polyester (meth) acrylate, polyester urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate or urethane (meth )acrylate, or is a polyester containing blocks of fumarate, maleate or itaconate, preferably fumarate, or is polyester terminated with an isocyanate or epoxy-functional activated unsaturated group.
[0072] Вышеупомянутые меры для достижения высокой Tg в сшиваемых компонентах A или B или гибриде A/B могут быть выгодно объединены с присутствием кристаллических компонентов. Компоненты в кроющей композиции из порошкового материала могут быть аморфными или кристаллическими. В том случае, когда компоненты в композиции являются полностью аморфными, Tg этих компонентов должна быть в достаточной степени высокой, но этого может быть трудно достичь в комбинации с низкой вязкостью расплава при низких температурах. Следовательно, может быть предпочтительным, чтобы композиция порошкового покрытия содержала один или несколько компонентов, предпочтительно сшиваемых компонентов A или B, или гибрида A/B, или компонентов системы C катализатора, или отдельных различных пластификаторов, которые находятся в (полу-)кристаллическом состоянии в кроющей композиции из порошкового материала и имеют температуру плавления 40-150°C, предпочтительно 50-130°C, более предпочтительно от 60 или 70 до 120°C, и наиболее предпочтительно 60-110°C. Предпочтительно один или более компонентов A или B или компонентов системы C катализатора являются (полу-)кристаллическими или смесью аморфных и (полу-)кристаллических компонентов, но кристаллические компоненты также могут быть добавками без дополнительной роли в реакции сшивки. Кристаллические компоненты предпочтительно имеют Tg в расплавленном состоянии ниже 50°C, или более предпочтительно ниже 30, 20 или даже 10°C, и значение Tm в кристаллизованном состоянии в композиции краски в указанном диапазоне. Кристаллические компоненты имеют более низкую вязкость расплава в расплавленном состоянии, но не уменьшают Tg при нахождении в кристаллическом состоянии. Преимущество (полу-)кристаллического полимера заключается в том, что может быть достигнуто более высокое значение Tg композиции в комбинации с более низкой вязкостью расплава при температуре отверждения благодаря эффекту пластификации при плавлении. Количество кристаллических компонентов выбирается вместе с другими влияющими на Tg параметрами, чтобы получить правильный баланс вязкости расплава при предусматриваемой температуре отверждения меньше чем 60 Па·с, более предпочтительно меньше чем 50, 40, 30, 20, 10 или даже 5 Па·с, и значения Tg порошковой краски предпочтительно выше 35°C. В процессе приготовления необходимо следить за тем, чтобы кристаллизуемые компоненты находились в кристаллическом состоянии в порошковой краске при использовании.[0072] The above measures to achieve high Tg in crosslinkable A or B components or A/B hybrid can be advantageously combined with the presence of crystalline components. The components in the powder coating composition may be amorphous or crystalline. When the components in the composition are completely amorphous, the Tg of these components should be sufficiently high, but this can be difficult to achieve in combination with low melt viscosity at low temperatures. Therefore, it may be preferred that the powder coating composition contains one or more components, preferably crosslinkable components A or B, or an A/B hybrid, or catalyst system C components, or separate different plasticizers, which are in a (semi-)crystalline state in coating composition of powder material and have a melting point of 40-150°C, preferably 50-130°C, more preferably from 60 or 70 to 120°C, and most preferably 60-110°C. Preferably one or more components A or B or components of the catalyst system C are (semi-)crystalline or a mixture of amorphous and (semi-)crystalline components, but the crystalline components can also be additives with no additional role in the crosslinking reaction. The crystalline components preferably have a Tg in the molten state below 50°C, or more preferably below 30, 20 or even 10°C, and a crystallized Tm value in the paint composition in the specified range. Crystalline components have a lower melt viscosity in the molten state, but do not decrease Tg when in the crystalline state. The advantage of a (semi-)crystalline polymer is that a higher Tg of the composition can be achieved in combination with a lower melt viscosity at the cure temperature due to the plasticizing effect of the melt. The amount of crystalline components is chosen, together with other Tg-influencing parameters, to obtain the correct balance of melt viscosity at an envisaged curing temperature of less than 60 Pa s, more preferably less than 50, 40, 30, 20, 10 or even 5 Pa s, and the Tg values of the powder paint are preferably above 35°C. During the preparation process, care must be taken to ensure that the crystallizable components are in a crystalline state in the powder coating when used.
[0073] Наиболее предпочтительно кроющая композиция из порошкового материала содержит сшиваемый RMA полимер в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, у которого есть особенности, адаптированные для использования в сшиваемой RMA кроющей композиции из порошкового материала. В частности, с точки зрения достижения хороших свойств текучести и выравнивания, а также хорошей химической и механической стойкости, было найдено, что предпочтительно в кроющей композиции из порошкового материала по меньшей мере один из сшиваемых компонентов A или B, или гибрид A/B является полимером, предпочтительно выбираемым из группы акриловых, полиэстерных, полиэстерамидных, полиэстеруретановых полимеров, который[0073] Most preferably, the powder coating composition comprises a crosslinkable RMA polymer according to another aspect of the present invention, which has features adapted for use in a crosslinkable RMA powder coating composition. In particular, from the point of view of achieving good flow and leveling properties as well as good chemical and mechanical resistance, it has been found to be preferable in the coating composition of the powder material that at least one of the crosslinkable components A or B, or an A/B hybrid, is a polymer. , preferably selected from the group of acrylic, polyester, polyesteramide, polyesterurethane polymers, which
a) имеет среднечисловую молекулярную массу Mn, определяемую с помощью GPC, по меньшей мере 450 г/моль, предпочтительно по меньшей мере 1000, более предпочтительно по меньшей мере 1500, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 2000 г/моль,a) has a GPC number average molecular weight Mn of at least 450 g/mol, preferably at least 1000, more preferably at least 1500, and most preferably at least 2000 g/mol,
b) имеет средневесовую молекулярную массу Mw, определяемую с помощью GPC, самое большее 20000 г/моль, предпочтительно самое большее 15000, более предпочтительно самое большее 10000, и наиболее предпочтительно самое большее 7500 г/моль,b) has a GPC weight average molecular weight Mw of at most 20000 g/mol, preferably at most 15000, more preferably at most 10000, and most preferably at most 7500 g/mol,
c) предпочтительно имеет распределение молекулярной массы Mw/Mn менее 4, и более предпочтительно менее 3, и очевидно выше 1,c) preferably has a molecular weight distribution Mw/Mn less than 4, and more preferably less than 3, and obviously greater than 1,
d) имеет эквивалентный вес EQW в C-H или C=C по меньшей мере 150, 250, 350, 450 или 550 г/моль, и предпочтительно самое большее 2500, 2000, 1500, 1250 или 1000 г/моль, и среднечисловую функциональность реакционноспособных групп C-H или C=C 1-25, более предпочтительно 1,5-15, еще более предпочтительно 2-15, и наиболее предпочтительно 2,5-10 групп C-H на молекулу,d) has an equivalent weight EQW in C-H or C=C of at least 150, 250, 350, 450 or 550 g/mol, and preferably at most 2500, 2000, 1500, 1250 or 1000 g/mol, and a number average functionality of the reactive groups C-H or C=C 1-25, more preferably 1.5-15, even more preferably 2-15, and most preferably 2.5-10 C-H groups per molecule,
e) предпочтительно имеет вязкость расплава при температуре в диапазоне 100-140°C меньше чем 60 Па·с, и более предпочтительно меньше чем 40, 30, 20, 10 или даже 5 Па·с,e) preferably has a melt viscosity at a temperature in the range of 100-140°C of less than 60 Pa·s, and more preferably less than 40, 30, 20, 10 or even 5 Pa·s,
f) предпочтительно содержит амидные, мочевинные или уретановые связи и/или содержит мономеры с высоким значением Tg, предпочтительно циклоалифатические или ароматические мономеры, в частности полиэстерные мономеры, выбираемые из группы, состоящей из 1,4-диметилолциклогексана (CHDM), трициклоденкандиметанола (TCD-диола), изосорбида, пента-спирогликоля или гидрированного бисфенола А и тетраметилциклобутандиола,f) preferably contains amide, urea or urethane linkages and/or contains high Tg monomers, preferably cycloaliphatic or aromatic monomers, in particular polyester monomers selected from the group consisting of 1,4-dimethylolcyclohexane (CHDM), tricyclodencandimethanol (TCD- diol), isosorbide, penta-spiroglycol or hydrogenated bisphenol A and tetramethylcyclobutanediol,
g) имеет Tg выше 25°C, предпочтительно выше 35°C, более предпочтительно выше 40, 50 или даже 60°C, которая определяется как средняя точка с помощью DSC при скорости нагревания 10°C/мин, или является кристаллическим полимером с температурой плавления 40-150°C, предпочтительно 130°C, предпочтительно по меньшей мере 50 или даже 70°C, и предпочтительно ниже чем 150, 130 или даже 120°C (которая определяется с помощью DSC при скорости нагревания 10°C/мин).g) has a Tg greater than 25°C, preferably greater than 35°C, more preferably greater than 40, 50 or even 60°C, which is determined as the midpoint by DSC at a heating rate of 10°C/min, or is a crystalline polymer with a temperature melting point 40-150°C, preferably 130°C, preferably at least 50 or even 70°C, and preferably lower than 150, 130 or even 120°C (which is determined by DSC at a heating rate of 10°C/min) .
[0074] Можно заметить, что RMA также используется для приготовления покрытия, начиная с жидких (не порошковых) композиций. Например, патентный документ WO2016166371 описывает сшиваемые RMA кроющей композиции, использующие систему катализатора, основанную на блокированном диоксидом углерода катализаторе сильного основания, реакционноспособного компонента A, например малонированного полиэстера, и реакционноспособного компонента B.[0074] It can be seen that RMA is also used to prepare the coating, starting with liquid (not powder) compositions. For example, patent document WO2016166371 describes crosslinkable RMA coating compositions using a catalyst system based on a carbon dioxide blocked catalyst of a strong base, a reactive component A such as malonated polyester, and a reactive component B.
[0075] Свойства полимера Mn, Mw и Mw/Mn выбираются с учетом, с одной стороны, желаемой стабильности порошка, а с другой стороны, желаемой низкой вязкости расплава, а также предполагаемых свойств покрытия. Высокое значение Mn является предпочтительным для минимизации эффекты снижения Tg концевых групп, с другой стороны низкое значение Mw является предпочтительным, потому что вязкость расплава очень сильно связана с Mw, и желательна низкая вязкость; поэтому низкое значение Mw/Mn является предпочтительным.[0075] The polymer properties Mn, Mw and Mw/Mn are selected taking into account, on the one hand, the desired stability of the powder, and on the other hand, the desired low melt viscosity, as well as the intended properties of the coating. A high Mn value is preferred to minimize the end group Tg lowering effects, on the other hand, a low Mw value is preferable because the melt viscosity is very strongly related to Mw, and a low viscosity is desirable; therefore, a low Mw/Mn is preferred.
[0076] С учетом достижения высокого значения Tg сшиваемый RMA полимер предпочтительно содержит амидные, мочевинные или уретановые связи и/или содержит мономеры с высокой Tg, предпочтительно циклоалифатические или ароматические мономеры, или в случае полиэстера содержит мономеры, выбираемые из группы, состоящей из 1,4-диметилолциклогексана (CHDM), TCD-диола, изосорбида, пента-спирогликоля или гидрированного бисфенола А и тетраметилциклобутандиола.[0076] In view of achieving a high Tg, the crosslinkable RMA polymer preferably contains amide, urea or urethane linkages and/or contains high Tg monomers, preferably cycloaliphatic or aromatic monomers, or in the case of polyester contains monomers selected from the group consisting of 1, 4-dimethylolcyclohexane (CHDM), TCD-diol, isosorbide, penta-spiroglycol or hydrogenated bisphenol A and tetramethylcyclobutanediol.
[0077] В том случае, когда сшиваемый RMA полимер представляет собой гибридный полимер A/B, дополнительно предпочтительно, чтобы полимер также содержал одну или несколько групп компонентов B, выбираемых из группы, состоящей из акрилата или метакрилата, фумарата, малеата и итаконата, предпочтительно (мет)акрилата или фумарата. Кроме того, если его использовать в качестве кристаллического материала, предпочтительно, чтобы сшиваемый полимер RMA имел кристалличность при температуре плавления 40°C - 130°C, предпочтительно по меньшей мере 50 или даже 70°C, и предпочтительно ниже чем 150, 130 или даже 120°C (определяемой с помощью DSC при скорости нагревания 10°C/мин). Следует отметить, что это температура плавления (чистого) полимера, а не полимера в смеси.[0077] In the case where the RMA crosslinkable polymer is an A/B hybrid polymer, it is further preferred that the polymer also contains one or more component groups B selected from the group consisting of acrylate or methacrylate, fumarate, maleate and itaconate, preferably (meth)acrylate or fumarate. In addition, if used as a crystalline material, it is preferable that the crosslinkable RMA polymer has a crystallinity at a melting point of 40°C - 130°C, preferably at least 50 or even 70°C, and preferably lower than 150, 130 or even 120°C (determined by DSC at a heating rate of 10°C/min). Note that this is the melting point of the (pure) polymer, not the polymer in the blend.
[0078] В одном предпочтительном варианте осуществления сшиваемый RMA полимер, содержащий полиэстер, полиэстерамид, полиэстеруретан или уретанакрилат, который содержит мочевинные, уретановые или амидные связи, полученные из циклоалифатических или ароматических изоцианатов, предпочтительно циклоалифатических изоцианатов, имеет Tg по меньшей мере 40°C, предпочтительно по меньшей мере 45 или 50°C, и самое большее 120°C, и среднечисловую молекулярную массу Mn 450-10000, предпочтительно 1000-3500 г/моль, и предпочтительно максимальное значение Mw 20000, 10000 или 6000 г/моль, а также снабжен сшиваемыми RMA компонентами A или B, или и тем, и другим. Полимер может получаться, например, путем реакции прекурсора полимера, содержащего упомянутые сшиваемые RMA группы, с некоторым количеством циклоалифатических или ароматических изоцианатов для увеличения Tg. Количество таких добавляемых изоцианатов или формируемых мочевинных/уретановых связей выбирается так, чтобы Tg повышалась по меньшей мере до 40°C, предпочтительно по меньшей мере до 45 или 50°C.[0078] In one preferred embodiment, a crosslinkable RMA polymer containing polyester, polyesteramide, polyesterurethane or urethane acrylate, which contains urea, urethane or amide bonds derived from cycloaliphatic or aromatic isocyanates, preferably cycloaliphatic isocyanates, has a Tg of at least 40°C, preferably at least 45 or 50°C and at most 120°C, and a number average molecular weight Mn of 450-10000, preferably 1000-3500 g/mol, and preferably a maximum Mw value of 20000, 10000 or 6000 g/mol, and also equipped with crosslinkable RMA components A or B, or both. The polymer can be prepared, for example, by reacting a polymer precursor containing said crosslinkable RMA groups with some cycloaliphatic or aromatic isocyanates to increase the Tg. The amount of such isocyanates added or urea/urethane bonds formed is chosen such that the Tg rises to at least 40°C, preferably to at least 45 or 50°C.
[0079] Предпочтительно сшиваемый RMA полимер представляет собой полиэстер или полиэстеруретан, содержащий малонат в качестве доминирующего компонента A, и имеющий среднечисловую малонатную функциональность 1-25, более предпочтительно 1,5-15, еще более предпочтительно 2-15, и наиболее предпочтительно 2,5-10 малонатных групп на молекулу, средневесовую молекулярную массу, определяемую с помощью GPC, от 500 до 20000, предпочтительно 1000-10000, и наиболее предпочтительно 2000-6000 г/моль, который получается путем реакции гидрокси- и малонатно-функционального полимера с изоцианатом для создания уретановых связей.[0079] Preferably, the crosslinkable RMA polymer is a polyester or polyester urethane containing malonate as the dominant component A, and having a number average malonate functionality of 1-25, more preferably 1.5-15, even more preferably 2-15, and most preferably 2, 5-10 malonate groups per molecule, weight average molecular weight determined by GPC from 500 to 20000, preferably 1000-10000, and most preferably 2000-6000 g/mol, which is obtained by the reaction of a hydroxy- and malonate-functional polymer with an isocyanate to create urethane bonds.
[0080] Кроме того, этот полимер может быть аморфным или (полу-)кристаллическим полимером или их смесью. Полукристаллический означает частично кристаллический и частично аморфный. (Полу)-кристалличность следует определять с помощью эндотерм плавления DSC, целевая кристалличность определяется как имеющая пиковую температуру плавления DSC Tm по меньшей мере 40°C, предпочтительно по меньшей мере 50°C, более предпочтительно по меньшей мере 60°C и предпочтительно самое большее 130, 120, 110 или 100°C. Определяемая с помощью DSC Tg такого компонента в полностью аморфном состоянии предпочтительно составляет менее 40°C, более предпочтительно менее 30, 20 или даже 10°C.[0080] In addition, this polymer may be an amorphous or (semi-)crystalline polymer, or a mixture thereof. Semi-crystalline means partially crystalline and partially amorphous. (Semi)-crystallinity should be determined using a DSC melting endotherm, target crystallinity is defined as having a DSC Tm peak melting point of at least 40°C, preferably at least 50°C, more preferably at least 60°C and preferably at most 130, 120, 110 or 100°C. The DSC determined Tg of such a component in a fully amorphous state is preferably less than 40°C, more preferably less than 30, 20 or even 10°C.
[0081] Принимая во внимание улучшение продолжительности хранения кроющей композиции из порошкового материала, было найдено, что выгодно использовать связанные полимером функциональности C2 и C3, в частности полимер, содержащий карбоксилат и необязательно также компоненты карбоновой кислоты C2 и C3. Считается, что продолжительность хранения улучшается за счет снижения подвижности и воздействия Tg. Дополнительное преимущество состоит в том, что полимерные компоненты с высокими значениями EQW по сравнению с компонентами с низкими EQW более легко смешиваются в кроющую композицию из порошкового материала, например когда составы готовятся в экструдере, и риск образования неоднородности уменьшается.[0081] In view of improving the shelf life of the powder material coating composition, it has been found advantageous to use polymer-bound C2 and C3 functionalities, in particular a polymer containing a carboxylate and optionally also C2 and C3 carboxylic acid components. It is believed that the duration of storage is improved by reducing mobility and exposure to Tg. An additional advantage is that polymeric components with high EQWs compared to those with low EQWs are more easily blended into powder coating compositions, for example when formulations are made in an extruder, and the risk of inhomogeneity is reduced.
[0082] Настоящее изобретение таким образом также относится к полимеру (полимеру C3/2) и его использованию в качестве компонента латентного основного катализатора в сшиваемых RMA композициях покрытия, причем упомянутый полимер содержит группы C2 слабого основания и необязательно кислотные группы C3, причем группы C2 слабого основания предпочтительно формируются путем частичной или полной нейтрализации кислотных групп C3 на полимере, причем C2 и C3 предпочтительно представляют собой группы карбоксилата и карбоновой кислоты, причем этот полимер предпочтительно выбирается из группы, состоящей из акриловых, полиэстерных, полиэстерамидных и полиэстеруретановых полимеров, причем этот полимер необязательно содержит донорные группы C-H, акцепторные группы C=C, или и то, и другое, причем этот полимер предпочтительно имеет[0082] The present invention thus also relates to a polymer (C3/2 polymer) and its use as a latent base catalyst component in crosslinkable RMA coating compositions, said polymer having weak base C2 groups and optionally acidic C3 groups, with weak C2 groups bases are preferably formed by partial or complete neutralization of C3 acid groups on the polymer, C2 and C3 being preferably carboxylate and carboxylic acid groups, this polymer being preferably selected from the group consisting of acrylic, polyester, polyesteramide and polyesterurethane polymers, this polymer being optional contains C-H donor groups, C=C acceptor groups, or both, and this polymer preferably has
a) кислотное число в ненейтрализованной форме по меньшей мере 3, более предпочтительно 5, 7, 10, 15 или даже 20 мг KOH/г, и предпочтительно меньше чем 100, 80, 70, 60 мг KOH/г,a) an acid value in unneutralized form of at least 3, more preferably 5, 7, 10, 15 or even 20 mg KOH/g, and preferably less than 100, 80, 70, 60 mg KOH/g,
b) катион четвертичного аммония или фосфония, предпочтительно катион тетрабутил- или этиламмония,b) a quaternary ammonium or phosphonium cation, preferably a tetrabutyl or ethyl ammonium cation,
c) значение Mn по меньшей мере 500, предпочтительно по меньшей мере 1000, или даже 2000, и значение Mw не больше чем 20000, предпочтительно не больше чем 10000 или 6000,c) a Mn value of at least 500, preferably at least 1000, or even 2000, and an Mw value of not more than 20000, preferably not more than 10000 or 6000,
d) в том случае, если присутствуют донорные группы C-H и/или акцепторные группы C=C; эквивалентный вес реакционноспособного донора C-H или акцептора C=C по меньшей мере 150, предпочтительно по меньшей мере 250, 350 или даже 450 г/моль, и не больше чем 2000, предпочтительно не больше чем 1500, 1200 или 1000 г/моль,d) if C-H donor groups and/or C=C acceptor groups are present; equivalent weight of the reactive C-H donor or C=C acceptor of at least 150, preferably at least 250, 350 or even 450 g/mol, and not more than 2000, preferably not more than 1500, 1200 or 1000 g/mol,
e) в том случае, если донорные группы C-H и акцепторные группы C=C отсутствуют, кислотное число в ненейтрализованной форме по меньшей мере 10, более предпочтительно 15, 20 мг KOH/г, и предпочтительно меньше чем 100, 80, 70, 60 мг KOH/г.e) if there are no C-H donor groups and C=C acceptor groups, the acid number in unneutralized form is at least 10, more preferably 15, 20 mg KOH/g, and preferably less than 100, 80, 70, 60 mg KOH/g
[0083] Предпочтительно донорные группы CH- имеют функциональность малонатного типа. Акцепторные ненасыщенные группы предпочтительно представляют собой группы акрилата, метакрилата, фумарата, малеата или итаконата. Кроме того, предпочтительно, чтобы вышеописанный полимер C3/2 имел высокую Tg или кристалличность, как было определено выше для сшиваемого RMA полимера, за счет содержания мономерных компонентов с высокой Tg и/или жестких связей.[0083] Preferably, the CH-donor groups are of the malonate type functionality. The acceptor unsaturated groups are preferably acrylate, methacrylate, fumarate, maleate or itaconate groups. It is further preferred that the above-described C3/2 polymer has a high Tg or crystallinity, as defined above for the crosslinkable RMA polymer, by containing high Tg monomeric components and/or hard bonds.
[0084] Настоящее изобретение также относится к использованию сшиваемого RMA полимера в сшиваемых RMA покрытиях из порошкового материала. Настоящее изобретение дополнительно относится к способу для приготовления кроющей композиции из порошкового материала, содержащему стадии[0084] The present invention also relates to the use of a crosslinkable RMA polymer in crosslinkable RMA powder coatings. The present invention further relates to a method for preparing a coating composition from a powder material, comprising the steps
a. Обеспечения компонента A, компонента B, системы С катализатора и необязательных добавок,a. Providing component A, component B, catalyst system C and optional additives,
b. Экструдирования компонентов, предпочтительно при температуре Tcomp ниже 140°C, более предпочтительно ниже 120, 100, 90, или даже ниже 80°C,b. Extrusion of the components, preferably at a temperature Tcomp below 140°C, more preferably below 120, 100, 90, or even below 80°C,
c. Охлаждения, c. cooling,
d. формования экструдированной смеси для получения гранулята до, во время или после охлаждения,d. molding an extruded mixture to obtain a granulate before, during or after cooling,
e. Опционально добавления дополнительных добавок,e. Optional addition of additional additives,
f. Размола гранулята в порошок.f. Grinding the granulate into powder.
[0085] Опционально добавляемые добавки обычно представляют собой одну или более добавок, выбираемых из группы, состоящей из пигментов, красителей, диспергирующих агентов, дегазирующих вспомогательных веществ, выравнивающих добавок, матирующих добавок, огнезащитных добавок, добавок для улучшения свойств формирования пленки, для оптического внешнего вида покрытия, для улучшения механических свойств, адгезии или свойств стабильности, таких как цветовая и УФ стабильность.[0085] Optionally added additives are usually one or more selected from the group consisting of pigments, dyes, dispersants, degassing aids, leveling additives, frosting additives, flame retardants, additives to improve film formation properties, for optical external type of coating, to improve mechanical properties, adhesion or stability properties such as color and UV stability.
[0086] Порошковые краски также могут быть разработаны для получения матовых покрытий с использованием тех же способов, что и в традиционных системах порошковых покрытий, либо с использованием добавок, либо путем преднамеренной неоднородной сшивки с использованием либо систем порошковых смесей, либо систем на основе смесей полимеров с различной реакционной способностью.[0086] Powder paints can also be designed to produce matte finishes using the same methods as traditional powder coating systems, either using additives or by intentional non-uniform crosslinking using either powder blend systems or polymer blend systems. with different reactivity.
[0087] Может быть использована стандартная обработка порошкового покрытия, обычно включающая отверждение экструдата сразу после того, как он покидает экструдер, путем принудительного распределения экструдата на охлаждающей ленте. Экструдированная краска может принимать форму затвердевшего листа по мере того, как она перемещается вдоль охлаждающей ленты. В конце ленты лист затем разбивается на мелкие части, предпочтительно посредством штыревой дробилки, чтобы получить гранулят. При этом нет никакого значительного управления формой гранул, хотя предпочтительным является статистический максимальный размер. Гранулят краски затем передается в классификатор-микронайзер, где краска мелется до очень точного распределения размера частиц. Этот продукт представляет собой окончательную порошковую краску. В том случае, когда используются кристаллические компоненты, необходимо позаботиться о том, чтобы кристаллизуемые компоненты присутствовали в порошковой краске в кристаллическом состоянии. Это может, например, подразумевать выбор Tcomp ниже температур плавления Tm кристаллизуемых компонентов, или, в том случае, когда Tcomp выше Tm, кристаллизацию этих компонентов при охлаждении.[0087] Standard powder coating processing can be used, typically involving curing the extrudate immediately after it leaves the extruder by forcing the extrudate onto a cooling belt. The extruded ink may take the form of a solidified sheet as it travels along the cooling belt. At the end of the belt, the sheet is then broken into small pieces, preferably by means of a pin crusher, to obtain a granulate. There is no significant control over the shape of the granules, although a statistical maximum size is preferred. The ink granulate is then transferred to a micronizer classifier where the ink is ground to a very fine particle size distribution. This product is the ultimate powder coating. Where crystalline components are used, care must be taken to ensure that the crystallizable components are present in the powder paint in a crystalline state. This may, for example, involve choosing Tcomp below the melting points Tm of the crystallizable components, or, in the case where Tcomp is above Tm, crystallizing these components on cooling.
[0088] Настоящее изобретение также относится к способу для покрытия подложки порошковым материалом, содержащему [0088] The present invention also relates to a method for coating a substrate with a powder material containing
a. Обеспечение порошка, имеющего кроющую композицию из порошкового материала в соответствии с настоящим изобретением, или полученного с помощью описанного выше процесса,a. Providing a powder having a coating composition of powder material in accordance with the present invention, or obtained using the process described above,
b. Нанесение слоя порошка на поверхность подложки, и b. Applying a layer of powder to the surface of the substrate, and
c. Нагревание до температуры отверждения Tcur от 75 до 200°C, предпочтительно 80-180°C, и более предпочтительно 80-160, 150, 140, 130 или даже 120°C, необязательно и предпочтительно с использованием нагрева инфракрасным излучением,c. Heating to a curing temperature Tcur of 75 to 200°C, preferably 80-180°C, and more preferably 80-160, 150, 140, 130 or even 120°C, optionally and preferably using infrared heating,
d. и отверждение при Tcur в течение времени отверждения предпочтительно меньше чем 40, 30, 20, 15, 10 или даже 5 мин.d. and curing at Tcur for a curing time preferably less than 40, 30, 20, 15, 10 or even 5 minutes.
[0089] В этом способе отверждение при Tcur предпочтительно характеризуется профилем отверждения, который определяется путем измерения преобразования ненасыщенных связей C=C компонента B с помощью FTIR как функции времени, в котором отношение времени для изменения степени преобразования C=C от 20% до 60% ко времени для достижения 20% преобразования составляет меньше чем 1, предпочтительно меньше чем 0,8, 0,6, 0,4 или 0,3, причем предпочтительно время для достижения 60% преобразования составляет меньше чем 30, или 20, или 10 мин, и кроющая композиция из порошкового материала при Tcur предпочтительно имеет вязкость расплава при температуре отверждения меньше чем 60 Па·с, более предпочтительно меньше чем 40, 30, 20, 10, или даже 5 Па·с. Вязкость расплава должна измеряться в самом начале реакции или без компонента C2 системы катализа.[0089] In this method, curing at Tcur is preferably characterized by a cure profile, which is determined by measuring the C=C unsaturated bond conversion of the B component with FTIR as a function of time, in which the ratio of time to change the degree of C=C conversion is from 20% to 60% by time to reach 20% conversion is less than 1, preferably less than 0.8, 0.6, 0.4 or 0.3, and preferably the time to reach 60% conversion is less than 30 or 20 or 10 minutes , and the powder material coating composition at Tcur preferably has a melt viscosity at a cure temperature of less than 60 Pa·s, more preferably less than 40, 30, 20, 10, or even 5 Pa·s. Melt viscosity should be measured at the very beginning of the reaction or without the C2 component of the catalysis system.
[0090] В одном предпочтительном варианте осуществления этого способа температура отверждения составляет 75-140°C, предпочтительно 80-120°C, а система C катализатора представляет собой описанную выше латентную систему катализатора, которая позволяет наносить порошковое покрытие на чувствительную к температуре подложку, предпочтительно MDF, древесину, пластмассу, или чувствительные к температуре металлические подложки, такие как сплавы.[0090] In one preferred embodiment of this method, the curing temperature is 75-140°C, preferably 80-120°C, and the catalyst system C is the latent catalyst system described above, which allows powder coating on a temperature sensitive substrate, preferably MDF, wood, plastic, or temperature sensitive metal substrates such as alloys.
[0091] Следовательно, настоящее изобретение также относится к изделиям, покрытым кроющей композицией из порошкового материала по настоящему изобретению, предпочтительно имеющим чувствительную к температуре подложку, такую как MDF, древесина, пластмасса или металлические сплавы, и в которых предпочтительно плотность сшивки XLD покрытия (определяемая с помощью DMTA) составляет по меньшей мере 0,01, предпочтительно по меньшей мере 0,02, 0,04, 0,07 или даже 0,1 ммоль/см3, и предпочтительно меньше чем 3, 2, 1,5, 1, или даже 0,7 ммоль/см3.[0091] Therefore, the present invention also relates to articles coated with the coating composition of the powder material of the present invention, preferably having a temperature sensitive substrate such as MDF, wood, plastic or metal alloys, and in which the XLD crosslink density of the coating (determined by using DMTA) is at least 0.01, preferably at least 0.02, 0.04, 0.07 or even 0.1 mmol/cm 3 , and preferably less than 3, 2, 1.5, 1 , or even 0.7 mmol/cm 3 .
[0092] Настоящее изобретение также относится к использованию описанной выше системы C катализатора для катализа реакции сшивки в сшиваемых RMA композициях покрытий из порошкового материала при температурах отверждения ниже 200°C, предпочтительно ниже 180°C, и более предпочтительно ниже 160, 140, или даже 120°C.[0092] The present invention also relates to the use of catalyst system C described above to catalyze the crosslinking reaction in crosslinkable RMA powder coating compositions at cure temperatures below 200°C, preferably below 180°C, and more preferably below 160, 140, or even 120°C.
[0093] Настоящее изобретение относится к кроющим композициям из порошкового материала, подходящим для низкотемпературной сшивки порошкового покрытия, обычно при температуре отверждения 75-140°C, которые могут использоваться для порошкового покрытия термочувствительных подложек, таких как MDF, древесина, пластмасса или чувствительные к температуре металлические сплавы. Кроющей композиции из порошкового материала содержат сшиваемый компонент А, имеющий по меньшей мере 2 кислотные донорные группы C-H в активированном метилене или метине, сшиваемый компонент B, имеющий по меньшей мере 2 активированные ненасыщенные акцепторные группы C=C, которые реагируют с компонентом А посредством реакции Михаэля под действием системы C катализатора, которая предпочтительно является латентной системой катализатора. Настоящее изобретение также относится к процессу для производства таких кроющих композиций из порошкового материала, к процессам для покрытия изделий с использованием упомянутой кроющей композиции из порошкового материала, и к получаемым покрытым изделиям. Настоящее изобретение также относится к конкретным полимерам для использования в покрытиях из порошкового материала и к использованию конкретных систем катализатора в таких композициях покрытия из порошкового материала.[0093] The present invention relates to powder coating compositions suitable for low temperature crosslinking of powder coating, typically at a curing temperature of 75-140°C, which can be used to powder coat heat sensitive substrates such as MDF, wood, plastic or temperature sensitive metal alloys. Coating compositions made of powder material contain a crosslinkable component A having at least 2 acid donor groups C-H in activated methylene or methine, a crosslinkable component B having at least 2 activated unsaturated C=C acceptor groups that react with component A via a Michael reaction under the action of catalyst system C, which is preferably a latent catalyst system. The present invention also relates to a process for producing such powder material coating compositions, to processes for coating articles using said powder material coating composition, and to the resulting coated articles. The present invention also relates to specific polymers for use in powder coatings and to the use of specific catalyst systems in such powder coating compositions.
[0094] Далее настоящее изобретение будет проиллюстрировано следующими примерами.[0094] Hereinafter, the present invention will be illustrated by the following examples.
Методы испытанийTest Methods
[0095] Распределение молярной массы полимеров определялось с помощью гель-проникающей хроматографии (GPC) на оборудовании PerkinElmer HPLC series 200 с использованием детектора показателя преломления (RI) и колонки PLgel, ТГФ в качестве элюента, и калибровки с помощью полистирольных стандартов. Экспериментальные молекулярные массы выражаются как полистирольные эквиваленты.[0095] Molar mass distribution of polymers was determined by gel permeation chromatography (GPC) on a PerkinElmer HPLC series 200 instrument using a refractive index (RI) detector and a PLgel column, THF as eluent, and calibrated with polystyrene standards. Experimental molecular weights are expressed as polystyrene equivalents.
[0096] Приведенные в настоящем документе температуры стеклования смолы и краски представляют собой средние значения Tg, определенные с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) с использованием скорости нагрева 10°C/мин. Температура плавления также определяется с помощью DSC с использованием той же самой скорости сканирования. Для определения теплоты реакции в зависимости от времени DSC используется в изотермическом режиме после быстрого нагрева (60°C/мин) до температуры отверждения, которую необходимо изучить.[0096] Resin and ink glass transition temperatures reported herein are average Tg values determined by differential scanning calorimetry (DSC) using a heating rate of 10°C/min. The melting point is also determined by DSC using the same scan speed. To determine the heat of reaction as a function of time, DSC is used in isothermal mode after rapid heating (60°C/min) to the curing temperature to be studied.
[0097] XLD измерялась с помощью DTMA на отдельной пленке покрытия, приготовленной путем нанесения композиции порошкового покрытия на покрытые PTFE панели и отвержденной в соответствии с выбранным профилем отверждения. Отвержденное покрытие может легко быть снято с панели для того, чтобы получить отдельную пленку покрытия. Из этой отдельной пленки вырезался образец для измерений DMTA шириной 3 мм и длиной 30 мм. Длина между растягивающими зажимами DMTA составляла 30 мм. Измерение DMTA выполнялось с частотой 11 Гц и скоростью нагревания 5°C/мин, и по его результатам оценивался параметр плотности сшивки XLD (в ммоль/см3), как это известно в данной области техники. Параметр плотности сшивки XLD определялся в соответствии с общей процедурой, подробно описанной в руководстве ASTM MNL17-2ND («Динамические механические и растяжимые свойства», 2012 г.), с использованием отдельных пленок покрытия, измеряемых в режиме растяжения на модифицированном устройстве DMTA Rheovibron (Toyo Baldwin, тип DDV-II-C) на частоте 11 Гц с динамической прочностью при растяжении 0,03%. Все измерения выполнялись в режиме растяжения, и при каждой температуре определялись модуль накопления при растяжении E’, модуль потерь при растяжении E'' и tanδ (tanδ=E''/E'). DMTA выполнялось на отдельном отвержденном покрытии с толщиной слоя приблизительно 30-50 мкм, приготовленном на неприлипающей подложке. Для ненаполненных покрытий плотность сшивки может быть напрямую вычислена из минимального модуля накопления при растяжении E'min и температуры Tmin (в Кельвинах), при которой находится этот минимум E'min:[0097] XLD was measured by DTMA on a separate coating film prepared by applying the powder coating composition to PTFE coated panels and cured according to the selected cure profile. The cured coating can be easily removed from the panel in order to obtain a separate coating film. From this separate film, a sample for DMTA measurements 3 mm wide and 30 mm long was cut. The length between the DMTA tensile clamps was 30 mm. The DMTA measurement was performed at a frequency of 11 Hz and a heating rate of 5°C/min, and from its results the XLD crosslink density parameter (in mmol/cm 3 ) was estimated, as is known in the art. The XLD crosslink density parameter was determined according to the general procedure detailed in the ASTM manual MNL17-2ND (Dynamic Mechanical and Tensile Properties, 2012) using individual coating films measured under tension on a modified DMTA Rheovibron device (Toyo Baldwin, type DDV-II-C) at 11 Hz with a dynamic tensile strength of 0.03%. All measurements were performed in tension mode and at each temperature the tensile storage modulus E', tensile loss modulus E'' and tanδ (tanδ=E''/E') were determined. DMTA was performed on a separate cured coating with a layer thickness of approximately 30-50 microns, prepared on a non-adherent substrate. For unfilled coatings, the crosslink density can be directly calculated from the minimum tensile storage modulus E'min and the temperature Tmin (in Kelvin) at which this minimum E'min is found:
где R - газовая постоянная (8,314 Дж/моль/K), а νe - плотность сшивки (= количество молей упруго эффективных цепей сетки на объем). Значение Tg пленки может быть определено из кривой DMTA либо как связанное с максимумом tanδ, либо как связанное с максимумом E''.where R is the gas constant (8.314 J/mol/K) and νe is the crosslink density (= moles of elastically effective network chains per volume). The Tg value of the film can be determined from the DMTA curve either as related to the tanδ maximum or as related to the E'' maximum.
[0098] Время гелеобразования: гель-тестер Coesfeld Material используется для определения времени гелеобразования. Перед тестированием гель-тестер устанавливается на требуемую температуру и оставляется для стабилизации. Контролируемое количество молотого порошка помещается на нагревательную плитку гель-тестера, и запускается таймер. Когда образец начинает плавиться, материал смешивается деревянной палочкой для коктейля круговыми движениями. По мере того, как образец реагирует, вязкость возрастает до тех пор, пока не будет достигнута точка, когда материал перестает быть свободно текучим и начинает формировать липкий когезионный шарик. Конечная точка достигается, когда образец находится в таком состоянии и может отсоединиться от кончика палочки или от поверхности нагревательной плитки. Тест повторяется до тех пор, пока по крайней мере два набора результатов не будут согласованы.[0098] Gel time: A Coesfeld Material gel tester is used to determine gel time. Before testing, the gel tester is set to the required temperature and left to stabilize. A controlled amount of ground powder is placed on the heating plate of the gel tester and a timer is started. When the sample begins to melt, the material is mixed with a wooden cocktail stick in a circular motion. As the sample reacts, the viscosity increases until a point is reached where the material is no longer free-flowing and begins to form a sticky, cohesive bead. The end point is reached when the sample is in this state and can detach from the tip of the stick or from the surface of the hotplate. The test is repeated until at least two result sets are in agreement.
[0099] Стойкость к воздействию растворителя для пленочных покрытий оценивалась путем помещения ватной подушки на шаровую головку шарового молотка с номинальным весом 1 фунт (0,454 кг). Затем она покрывалась квадратом со стороной 5 см из подходящей ткани. Ватная подушка и ткань прикреплялись к молотку кабельной стяжкой, чтобы гарантировать тугое натяжение ткани без складок, морщин или мешковатости. На ткань наносилось достаточное количество метилэтилкетона (MEK) для полного смачивания ваты, не оставляя избытка растворителя. Шаровая головка молотка помещалась на окрашенную тестируемой краской поверхность подготовленной панели. Молоток проталкивался через всю ширину панели, а затем возвращался в исходное положение. Во время этого действия на молоток не оказывалось никакого давления сверху или снизу. Это составляло одно двойное трение и занимало приблизительно 1 с. Это повторялось 300 раз или до тех пор, пока покрытие не нарушалось (протиралось до металлической поверхности), в зависимости от того, что произойдет раньше. Результатом являлось количество двойных трений до протирания покрытия или 300, если протирание не наблюдалось.[0099] Solvent resistance for film coatings was evaluated by placing a cotton pad on the ball head of a 1 pound (0.454 kg) ball hammer. Then it was covered with a square with a side of 5 cm from a suitable fabric. The pad of cotton and fabric were attached to the hammer with a cable tie to ensure that the fabric was pulled tight without wrinkling, wrinkling or bagging. Sufficient methyl ethyl ketone (MEK) was applied to the fabric to completely wet the cotton without leaving excess solvent. The ball head of the hammer was placed on the surface of the prepared panel painted with the test paint. The hammer was pushed through the entire width of the panel and then returned to its original position. During this action, no pressure was exerted on the hammer from above or below. This amounted to one double friction and took approximately 1 s. This was repeated 300 times or until the coating was broken (rubbed down to the metal surface), whichever happened first. The result was the number of double rubs before the coating was rubbed, or 300 if no rub was observed.
[00100] Стойкость к воздействию растворителя для пленки покрытия также оценивалась с помощью капельного теста с ацетоном. Капелька ацетона объемом 50 мкл помещалась на панель на 30 с, а затем панель визуально осматривалась на предмет обнаружения признаков разъедания. Тестовые панели оценивались визуально по шкале от 0 до 5. Оценки имели следующее значение: 0: отсутствие повреждений; 1: превосходно, 2: хорошо, 3: удовлетворительно, 4: неудовлетворительно, 5: полное разрушение слоя покрытия.[00100] The solvent resistance of the coating film was also evaluated using an acetone drop test. A 50 µl drop of acetone was placed on the panel for 30 s, and then the panel was visually inspected for signs of corrosion. The test panels were scored visually on a scale of 0 to 5. The scores were as follows: 0: no damage; 1: excellent, 2: good, 3: satisfactory, 4: poor, 5: complete failure of the coating layer.
[00101] Для оценки текучести и внешнего вида тестовые панели с порошковым покрытием сравнивались с набором стандартных панелей Института порошковых покрытий (PCI). Эти панели представляют степени гладкости, достижимые с помощью порошковых покрытий, и имеют градуированные степени апельсиновой корки (текучести) и гладкости порошка от грубой до гладкой. Эти стандартные панели состоят из десяти панелей размером 4×6 дюймов, которые окрашены в черный цвет и промаркированы их соответствующей оценкой «апельсиновой корки» (текучести) от 1 (неудовлетворительно) до 10 (превосходно). Тестовые панели сравнивались со стандартными панелями для того, чтобы визуально оценить внешний вид окрашенных тестовых панелей. Тестовым панелям присваивалось значение текучести, наиболее близко совпадающее с одной из стандартных панелей.[00101] To evaluate flow and appearance, the powder coated test panels were compared to a set of standard panels from the Powder Coating Institute (PCI). These panels represent the degrees of smoothness achievable with powder coatings and have graduated degrees of orange peel (flow) and powder smoothness from coarse to smooth. These standard panels consist of ten 4" x 6" panels that are painted black and labeled with their respective orange peel (flow) rating from 1 (poor) to 10 (excellent). The test panels were compared to standard panels in order to visually evaluate the appearance of the colored test panels. The test panels were assigned a flow value that most closely matched one of the standard panels.
[00102] Для последующего преобразования акрилоила использовались приборы FTIR Nicolet iC10, оснащенные установкой Specac Golden Gate ATR с алмазным кристаллом ATR, включенным в горячий стол. Составленная краска, растворенная в растворителе или в виде порошковой краски, наносилась непосредственно на горячий стол при заданной температуре отверждения. Преобразование отслеживалось как функция времени с использованием интегрирования пика акрилоила при 810 см-1, используя в качестве ссылки полосу поглощения 1760 C=O.[00102] For the subsequent conversion of acryloyl, FTIR Nicolet iC10 instruments equipped with a Specac Golden Gate ATR setup with an ATR diamond crystal included in the hot table were used. The formulated paint, dissolved in a solvent or as a powder paint, was applied directly to a hot bed at a given curing temperature. The conversion was monitored as a function of time using the integration of the 810 cm -1 acryloyl peak, using the 1760 C=O absorption band as a reference.
СокращенияAbbreviations
Таблица 1: Описание сокращений, использованных в примерах.Table 1: Description of abbreviations used in the examples.
GPC Mn=1481; Mw=5829EQW C=C is 447; Tg=55°C;
GPC Mn=1481; Mw=5829
P6000 MODAFLOW®
P6000
Приготовление материаловPreparation of materials
Приготовление малонатной смолы M-1Preparation of malonate resin M-1
[00103] В 2-литровый реактор с круглым дном, снабженный крышкой с 4 горловинами, металлической якорной мешалкой Pt-100, ловушкой Дина-Старка с холодильником и входом для N2, было загружено 510 г CHDM и 153,7 г IPA. Температура реактора была плавно поднята приблизительно до 100°C, и было добавлено 0,26 г Fascat 4101. Температура была дополнительно увеличена до 200°C, и реакция продолжалась до тех пор, пока кислотное число не стало ниже 0,50 мг KOH/г. Во время последней части реакции поток азота использовался для того, чтобы довести реакцию до завершения. Температура была понижена до 50°C, и было добавлено 134,2 г диэтилмалоната. Температура реактора была увеличена до 170°C и поддерживалась до тех пор, пока не перестал образовываться этанол. После того, как переэтерификация была закончена, было измерено гидроксильное число полиэстера. Затем температура реактора была установлена равной 60°C, и 284,40 г IPDI добавлялось в течение 3-4 час, за счет чего температура увеличилась до 155°C благодаря экзотермической реакции. После того, как весь IPDI был добавлен, реактор поддерживался в течение 30 мин при 155°C для того, чтобы закончить реакцию. Окончательное значение OHV составило 46 мг KOH/г, определенные с помощью GPC Mn и Mw составили 3343 и 7372 соответственно, а значение Tg (DSC) составило 64°C. Кислотное число составило меньше чем 1 мг KOH/г.[00103] A 2 liter round bottom reactor equipped with a 4-mouth lid, Pt-100 metal anchor, Dean-Stark trap with condenser and N 2 inlet was charged with 510 g of CHDM and 153.7 g of IPA. The temperature of the reactor was smoothly raised to approximately 100°C and 0.26 g of Fascat 4101 was added. The temperature was further increased to 200°C and the reaction continued until the acid number was below 0.50 mg KOH/g . During the last part of the reaction, a stream of nitrogen was used to bring the reaction to completion. The temperature was lowered to 50° C. and 134.2 g of diethyl malonate was added. The reactor temperature was increased to 170° C. and maintained until no more ethanol was formed. After the transesterification was completed, the hydroxyl value of the polyester was measured. Then the reactor temperature was set to 60°C, and 284.40 g of IPDI was added over 3-4 hours, whereby the temperature increased to 155°C due to the exothermic reaction. After all of the IPDI had been added, the reactor was maintained for 30 min at 155°C in order to complete the reaction. The final OHV value was 46 mg KOH/g, determined by GPC Mn and Mw were 3343 and 7372 respectively, and the Tg value (DSC) was 64°C. The acid number was less than 1 mg KOH/g.
Приготовление малонатной смолы M-2Preparation of malonate resin M-2
[00104] В 5-литровый реактор с круглым дном, снабженный крышкой с 4 горловинами, металлической якорной мешалкой Pt-100, насадочной колонной с верхним термометром, конденсатором, сосудом для сбора дистиллята, термопарой и входом для N2, было загружено 2900 г CHDM и 2300 г IPA. Температура реактора была плавно поднята приблизительно до 100°C, и было добавлено 3 г катализатора Fascat 4101. Температура реакции затем постепенно увеличивалась до 230°C, и полимеризация протекала под азотом с непрерывным перемешиванием до тех пор, пока реакционная смесь не стала прозрачной, и кислотное число не упало ниже 2 мг KOH/г. В зависимости от измеренного значения OHV и теоретического целевого значения OHV (88 мг KOH/г), расчетное количество CHDM было добавлено к реактору для того, чтобы компенсировать потери гликоля во время полимеризации. Во время последней части реакции вакуум использовался для того, чтобы довести реакцию до завершения. Температура была понижена до 120°C, и было добавлено 406 г диэтилмалоната. Температура реактора была затем увеличена до 190°C и поддерживалась до тех пор, пока не перестал образовываться этанол. Затем вакуум снова был применен для того, чтобы довести реакцию до завершения. После того, как переэтерификация была закончена, было измерено гидроксильное число полиэстера. Окончательное значение OHV составило 35 мг KOH/г, определенные с помощью GPC Mn и Mw составили 2150 и 5750 соответственно, а значение Tg (DSC) составило 42°C. Значение AV составило меньше чем 1 мг KOH/г.[00104] A 5 liter round bottom reactor equipped with a 4-mouth lid, a Pt-100 metal anchor, a packed column with a top thermometer, a condenser, a distillate collection vessel, a thermocouple, and an N 2 inlet was charged with 2900 g of CHDM and 2300 g IPA. The reactor temperature was smoothly raised to approximately 100°C and 3 g of Fascat 4101 catalyst was added. The reaction temperature was then gradually increased to 230°C and the polymerization proceeded under nitrogen with continuous stirring until the reaction mixture became clear and the acid number did not fall below 2 mg KOH/g. Depending on the measured OHV and the theoretical target OHV (88 mg KOH/g), a calculated amount of CHDM was added to the reactor in order to compensate for glycol losses during polymerization. During the last part of the reaction, vacuum was used to bring the reaction to completion. The temperature was lowered to 120° C. and 406 g of diethyl malonate were added. The reactor temperature was then increased to 190° C. and maintained until no more ethanol was produced. The vacuum was then applied again to bring the reaction to completion. After the transesterification was completed, the hydroxyl value of the polyester was measured. The final OHV value was 35 mg KOH/g, determined by GPC Mn and Mw were 2150 and 5750 respectively, and the Tg value (DSC) was 42°C. The AV value was less than 1 mg KOH/g.
Приготовление малонатной смолы M-3Preparation of malonate resin M-3
[00105] M-3 была приготовлена аналогично M-2. 1970 г NPG, 1800 г TPA и 600 г IPA были загружены в реактор и конденсировались до очень низкого кислотного числа. 674 г диэтилмалоната было добавлено к этой олигомерной смоле и дополнительно сконденсировано путем удаления этанола из смеси. После того, как переэтерификация была остановлена, полученная малонатная смола M-3 характеризовалась окончательным значением OHV 16 мг KOH/г, определенные с помощью GPC Mn и Mw составили 3776 и 9774 соответственно, а значение Tg (DSC) составило 37°C. EQW малоната составлял 1000, а кислотное число - меньше чем 1 мг KOH/г.[00105] M-3 was prepared similarly to M-2. 1970 NPG, 1800 g TPA and 600 g IPA were loaded into a reactor and condensed to a very low acid number. 674 g of diethyl malonate was added to this oligomeric resin and further condensed by removing ethanol from the mixture. After transesterification was stopped, the resulting M-3 malonate resin had a final OHV of 16 mg KOH/g, determined by GPC, Mn and Mw were 3776 and 9774, respectively, and the Tg value (DSC) was 37°C. The EQW of malonate was 1000 and the acid number was less than 1 mg KOH/g.
Приготовление малонатной смолы M-4Preparation of malonate resin M-4
[00106] M-4 была приготовлена аналогично M-2. 1840 г NPG, 2455 г изосорбида (80 мас.%), 2746 г TPA и 1000 г IPA были загружены в реактор и конденсировались с 7,50 г титанатного катализатора до очень низкого кислотного числа. 1247 г диэтилмалоната было добавлено к этой олигомерной смоле и дополнительно сконденсировано путем удаления этанола из смеси. После того, как переэтерификация была остановлена, полученная малонатная смола M-4 характеризовалась окончательным значением OHV 21 мг KOH/г, определенные с помощью GPC Mn и Mw составили 2183 и 5448 соответственно, а значение Tg (DSC) составило 61°C. EQW малоната составлял 1000, а кислотное число - меньше чем 1 мг KOH/г.[00106] M-4 was prepared similarly to M-2. 1840 g NPG, 2455 g isosorbide (80 wt%), 2746 g TPA and 1000 g IPA were loaded into the reactor and condensed with 7.50 g titanate catalyst to a very low acid number. 1247 g of diethyl malonate was added to this oligomeric resin and further condensed by removing ethanol from the mixture. After transesterification was stopped, the resulting M-4 malonate resin had a final OHV of 21 mg KOH/g, determined by GPC, Mn and Mw were 2183 and 5448, respectively, and the Tg value (DSC) was 61°C. The EQW of malonate was 1000 and the acid number was less than 1 mg KOH/g.
Приготовление модифицированной ангидридом кислотно-функциональной малонатной смолы AHM-4Preparation of Anhydride Modified Acid Functional Malonate Resin AHM-4
[00107] 700 г малоната M-4 и 20,74 г фталевого ангидрида были добавлены в реактор, оборудованный механической мешалкой. Реакция продолжалась при 170°C с непрерывным перемешиванием в течение 2,5 час. Конечный продукт имел значение AV 16 мг KOH/г. Определенные с помощью GPC Mn и Mw составили 1591 и 4084 соответственно, а значение Tg (DSC) составило 49°C.[00107] 700 g of M-4 malonate and 20.74 g of phthalic anhydride were added to a reactor equipped with a mechanical stirrer. The reaction was continued at 170°C with continuous stirring for 2.5 hours. The final product had an AV value of 16 mg KOH/g. The Mn and Mw determined by GPC were 1591 and 4084, respectively, and the Tg value (DSC) was 49°C.
Приготовление малонатно-карбоксилатного полимера MCPreparation of malonate carboxylate polymer MC
[00108] Малонатно-карбоксилатный полимер был приготовлен путем гидролиза малонатной полиэстерной смолы M-2 (Mn=2150) с использованием раствора TBAOH (55 мас.% в воде) при повышенной температуре. Вкратце, 45,3 г малонатной смолы M-2 было сначала расплавлено в трехгорлой круглой колбе, снабженной конденсатором. Как только смола полностью расплавилась, 4,71 г раствора TBAOH было добавлено по каплям в колбу при 140°C. Затем вода была полностью отогнана из сосуда. Конечный продукт имел определенные с помощью GPC Mn и Mw 797 и 2772 соответственно, и концентрацию основания (карбоксилата) 0,374 моль/кг.[00108] A malonate carboxylate polymer was prepared by hydrolysing a malonate polyester resin M-2 (Mn=2150) using a solution of TBAOH (55 wt% in water) at elevated temperature. Briefly, 45.3 g of M-2 malonate resin was first melted in a three-necked round flask fitted with a condenser. Once the resin had completely melted, 4.71 g of the TBAOH solution was added dropwise to the flask at 140°C. Then the water was completely driven out of the vessel. The final product had a GPC-determined Mn and Mw of 797 and 2772, respectively, and a base (carboxylate) concentration of 0.374 mol/kg.
Приготовление маточной смеси смолы MB-1Preparation of MB-1 Resin Masterbatch
[00109] Для синтеза маточной смеси смолы 1000 г малонатной полиэстерной смолы M-4 и 750 г CRYLCOAT® 1622-0 было загружено в реактор емкостью 3 л. Эта полимерная смесь затем плавилась при 170°C и гомогенизировалась перемешиванием. После этого полученная гомогенизированная полимерная смесь была охлаждена до 150°C с последующим добавлением 343 г раствора TBAOH (55 мас.% в H2O). Затем вода была полностью отогнана из сосуда. Наконец, вакуум применялся в течение 15 мин для удаления остаточной воды из полимерной смеси. Конечный продукт имел значение AV 28 и Tg (DSC) 36°C. Теоретическая концентрация карбоксилата составляла 0,217 ммоль/г.[00109] For resin masterbatch synthesis, 1000 g of M-4 malonate polyester resin and 750 g of CRYLCOAT® 1622-0 were loaded into a 3 L reactor. This polymer mixture was then melted at 170° C. and homogenized by stirring. After that, the obtained homogenized polymer mixture was cooled to 150°C, followed by the addition of 343 g of a solution of TBAOH (55 wt.% in H 2 O). Then the water was completely driven out of the vessel. Finally, vacuum was applied for 15 minutes to remove residual water from the polymer blend. The final product had an AV value of 28 and a Tg (DSC) of 36°C. The theoretical concentration of carboxylate was 0.217 mmol/g.
Приготовление ацетоацетатной смолы AA-1Preparation of acetoacetate resin AA-1
[00110] AA-1 приготавливалась, начиная с конденсации 484,1 частей NPG (90 мас.% в воде), 21,40 частей триметилолпропана, 681,5 частей IPA и 0,55 частей Fascat 4100 в качестве катализатора при 235°C, и на последних стадиях с вакуумом, до кислотного числа ниже 1 мг KOH/г. К 2500 г этого материала было добавлено по каплям 327,80 г tBAA при 170°C. Трет-бутанол отгонялся при протекании реакции при 170°C до тех пор, пока не прекратилось выделение летучих веществ. Наконец, избыток tBAA был удален в вакууме. Окончательное значение OHV составило 3 мг KOH/г, определенные с помощью GPC Mn и Mw составили 2150 и 15800 соответственно, а значение Tg (DSC) составило 44°C. Кислотное число было незначительным; EQW ацетоацетата составило 2000 г/моль.[00110] AA-1 was prepared by starting with the condensation of 484.1 parts of NPG (90 wt.% in water), 21.40 parts of trimethylolpropane, 681.5 parts of IPA and 0.55 parts of Fascat 4100 as a catalyst at 235°C , and in the last stages with vacuum, to an acid number below 1 mg KOH/g. To 2500 g of this material was added dropwise 327.80 g of tBAA at 170°C. The tert-butanol was distilled off while the reaction proceeded at 170°C until the evolution of volatile substances ceased. Finally, excess tBAA was removed in vacuo. The final OHV value was 3 mg KOH/g, determined by GPC Mn and Mw were 2150 and 15800 respectively, and the Tg value (DSC) was 44°C. The acid number was negligible; The EQW of acetoacetate was 2000 g/mol.
Приготовление уретанакрилата UA-1Preparation of urethane acrylate UA-1
[00111] Для синтеза в 4-горлый реактор емкостью 0,5 л с круглым дном было загружено 116,10 г 2-гидроксиэтилакрилата (очищенного над основным Al2O3), 0,30 г 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола и 0,30 г дилаурата дибутилолова. Температура реактора была увеличена до 55°C, и 111,2 г IPDI добавлялось в течение 2,5 час. После того, как весь изоцианат был добавлен, температура реакции поддерживалась равной 55°C в течение 1 часа для завершения реакции. Полученный уретанакрилат имел акрилоильную функциональность, равную двум.[00111] For synthesis, a 0.5 L 4-neck round bottom reactor was charged with 116.10 g of 2-hydroxyethyl acrylate (purified over basic Al 2 O 3 ), 0.30 g of 2,6-di-tert-butyl -4-methylphenol and 0.30 g of dibutyltin dilaurate. The reactor temperature was raised to 55° C. and 111.2 g IPDI was added over 2.5 hours. After all the isocyanate was added, the reaction temperature was maintained at 55°C for 1 hour to complete the reaction. The resulting urethane acrylate had an acryloyl functionality of two.
Приготовление уретанакрилата UA-2Preparation of urethane acrylate UA-2
[00112] Уретанакрилат на основе IPDI, гидроксипропилакрилата и глицерина готовился с добавлением подходящих ингибиторов полимеризации, как описано, например, в патентных документах EP0410241A2 и EP0585742. В реактор емкостью 5 л, снабженный термометром, мешалкой, дозирующей воронкой и входом для барботирования газа, было загружено 1020 частей IPDI, 1,30 частей дилаурата дибутилолова и 4,00 части гидрохинона. Затем постепенно было добавлено 585 частей гидроксипропилакрилата так, чтобы избежать повышения температуры выше, чем 50°C. После завершения этого добавления добавлялись 154 части глицерина. Через 15 мин после завершения экзотермической реакции продукт реакции выливался на металлический поддон. Полученный уретанакрилат характеризовался определяемыми с помощью GPC значениями Mn и Mw 744 и 1467 соответственно, значением Tg (DSC) 51°C, остаточным содержанием изоцианата <0,1% и теоретическим EQW ненасыщенности 392.[00112] Urethane acrylate based on IPDI, hydroxypropylacrylate and glycerol was prepared with the addition of suitable polymerization inhibitors, as described, for example, in patent documents EP0410241A2 and EP0585742. A 5 L reactor equipped with a thermometer, stirrer, metering funnel and gas bubbling inlet was charged with 1020 parts of IPDI, 1.30 parts of dibutyltin dilaurate and 4.00 parts of hydroquinone. Then, 585 parts of hydroxypropylacrylate was gradually added so as to avoid the temperature rise above 50°C. After this addition was completed, 154 parts of glycerol were added. 15 min after completion of the exothermic reaction, the reaction product was poured onto a metal tray. The resulting urethane acrylate had GPC-determined Mn and Mw values of 744 and 1467, respectively, a Tg value (DSC) of 51° C., a residual isocyanate content of <0.1%, and a theoretical unsaturation EQW of 392.
Приготовление полукристаллического уретанакрилата UA-3Preparation of semi-crystalline urethane acrylate UA-3
В реактор емкостью 5 л, снабженный термометром, мешалкой, дозирующей воронкой и входом для барботирования газа, было загружено 833 части IPDI, 913 частей HDI, 4,20 частей дилаурата дибутилолова и 5,00 частей бутилированного гидрокситолуола (BHT). Затем 395 частей гидроксипропилакрилата добавлялось в течение 60 мин так, чтобы избежать повышения температуры выше, чем 35°C. После завершения этого добавления добавлялись 896 частей 1,6-HD и 5 частей BHT. Через 15 мин после завершения экзотермической реакции продукт реакции выливался на металлический поддон. Полученный полукристаллический уретанакрилат имел температуру плавления 125°C, Tg (DSC) 17,7°C и теоретический EQW ненасыщенности 1004.A 5 L reactor equipped with a thermometer, stirrer, dosing funnel and gas sparging inlet was charged with 833 parts of IPDI, 913 parts of HDI, 4.20 parts of dibutyltin dilaurate and 5.00 parts of butylated hydroxytoluene (BHT). Then, 395 parts of hydroxypropylacrylate was added over 60 minutes so as to avoid the temperature rise above 35°C. After this addition was completed, 896 parts of 1,6-HD and 5 parts of BHT were added. 15 min after completion of the exothermic reaction, the reaction product was poured onto a metal tray. The resulting semi-crystalline urethane acrylate had a melting point of 125°C, a Tg (DSC) of 17.7°C, and a theoretical unsaturation EQW of 1004.
Приготовление эпоксиакрилатной смолы EA-1Preparation of Epoxy Acrylate Resin EA-1
[00113] 640 г эпоксидной смолы бисфенола А (Mn ≈ 1075), 3,20 г 4-метоксифенола (MEHQ), 3,20 г β-ионола и 4,73 г этилтрифенилфосфонийбромида были загружены в реактор емкостью 3 л и нагреты до 135°C с перемешиванием. В отдельной колбе 81,50 г акриловой кислоты было смешано с 0,08 г MEHQ и 0,03 г фенотиазина, а затем добавлено в реактор в течение 30 мин. Реакция продолжалась еще 5 час при 130°C до завершения (AV=0). Конечный продукт имел определенные с помощью GPC Mn и Mw 1399 и 4956 соответственно, значение Tg (DSC) 39°C и теоретический EQW ненасыщенности 637.[00113] 640 g of epoxy resin of bisphenol A (Mn ≈ 1075), 3.20 g of 4-methoxyphenol (MEHQ), 3.20 g of β-ionol and 4.73 g of ethyltriphenylphosphonium bromide were loaded into a 3 L reactor and heated to 135 °C with stirring. In a separate flask, 81.50 g of acrylic acid was mixed with 0.08 g of MEHQ and 0.03 g of phenothiazine and then added to the reactor over 30 minutes. The reaction was continued for another 5 hours at 130°C until completion (AV=0). The final product had a GPC determined Mn and Mw of 1399 and 4956 respectively, a Tg value (DSC) of 39°C and a theoretical unsaturation EQW of 637.
Приготовление модифицированной ангидридом кислотно-функциональной эпоксиакрилатной смолы AHEA-1Preparation of Anhydride Modified Acid Functional Epoxy Acrylate Resin AHEA-1
[00114] 137,10 г эпоксиакрилата EA-1 и 16,20 г фталевого ангидрида были добавлены в реактор, оборудованный механической мешалкой. Реакция продолжалась при 140°C с непрерывным перемешиванием в течение 3 час. Конечный продукт имел значение AV 30, Tg (DSC) 36°C, и определенные с помощью GPC Mn и Mw 2509 и 11770, соответственно.[00114] 137.10 g of EA-1 epoxyacrylate and 16.20 g of phthalic anhydride were added to a reactor equipped with a mechanical stirrer. The reaction was continued at 140°C with continuous stirring for 3 hours. The final product had an AV value of 30, a Tg (DSC) of 36°C, and a GPC-defined Mn and Mw of 2509 and 11770, respectively.
Приготовление фумаратной полиэстерной смолы FP-1Preparation of Fumarate Polyester Resin FP-1
[00115] В 5-литровый реактор с круглым дном, снабженный крышкой с 4 горловинами, металлической якорной мешалкой Pt-100, насадочной колонной с верхним термометром, конденсатором, сосудом для сбора дистиллята, термопарой и входом для N2, было загружено 1563 г NPG и 2150 г IPA. Температура реактора была плавно поднята приблизительно до 100°C, и было добавлено 3,5 г катализатора оксида монобутилолова (MBTO). Температура реакции затем постепенно увеличивалась до 210°C, и полимеризация протекала под азотом с непрерывным перемешиванием до тех пор, пока реакционная смесь не стала прозрачной, и кислотное число не упало ниже 8 мг KOH/г. На второй стадии в реактор было добавлено 1060 г фумаровой кислоты, 1,5 г MEHQ и 1,05 г фосфорной кислоты. Полимеризация проводилась в вакууме до тех пор, пока значение AV не стало ниже 5 мг KOH/г. Полученный конечный продукт имел значение AV 4,4 мг KOH/г, OHV 46,3 мг KOH/г, Tg (DSC) 37°C и теоретический EQW ненасыщенности 500.[00115] A 5 liter round bottom reactor equipped with a 4-mouth lid, Pt-100 metal anchor, packed column with top thermometer, condenser, distillate collection vessel, thermocouple, and N 2 inlet was charged with 1563 g NPG and 2150 g IPA. The reactor temperature was smoothly raised to approximately 100° C. and 3.5 g of monobutyl tin oxide (MBTO) catalyst was added. The reaction temperature was then gradually raised to 210° C. and the polymerization proceeded under nitrogen with continuous stirring until the reaction mixture became clear and the acid number dropped below 8 mg KOH/g. In the second stage, 1060 g of fumaric acid, 1.5 g of MEHQ and 1.05 g of phosphoric acid were added to the reactor. The polymerization was carried out under vacuum until the AV value was below 5 mg KOH/g. The final product obtained had an AV value of 4.4 mg KOH/g, an OHV of 46.3 mg KOH/g, a Tg (DSC) of 37°C, and a theoretical unsaturation EQW of 500.
Приготовление бензоата тетрабутиламмонияPreparation of tetrabutylammonium benzoate
[00116] 104,79 г раствора TBAOH (55 мас.% в H2O) и 48,85 г бензойной кислоты было загружено в круглую колбу емкостью 250 мл и смешивалось до тех пор, пока все твердые частицы не были растворены. В зависимости от значения pH раствора добавлялись дополнительные TBAOH или бензойная кислота для доведения значения pH до 7. Этот раствор был затем сконцентрирован путем частичного испарения воды и охлажден для того, чтобы началась кристаллизация. После завершения кристаллизации полученный бензоат TBA был высушен в вакуумном сушильном шкафу.[00116] 104.79 g of a solution of TBAOH (55 wt.% in H 2 O) and 48.85 g of benzoic acid were charged into a 250 ml round flask and mixed until all solids were dissolved. Depending on the pH of the solution, additional TBAOH or benzoic acid was added to bring the pH to 7. This solution was then concentrated by partial evaporation of the water and cooled to start crystallization. After the completion of crystallization, the resulting TBA benzoate was dried in a vacuum oven.
Профиль отверждения системы катализатораCuring profile of the catalyst system
[00117] В примерах 1-9 использовались: малонатная смола M-1 (12,0 г; 21,8 мэкв реакционноспособных C-H) и уретанакрилат UA-1 (4,46 г; 19,6 мэкв акрилоила), а также растворитель бутилацетат (11,1 г). Другие компоненты, а также время реакции показаны в Таблице 2. Компонент C1 катализатора представлял собой Cardura™ E10P (CE-10), компонент C2 катализатора представлял собой тетрабутиламмонийбензоат, и компонент C3 катализатора представлял собой бензойную или лауриновую кислоту. Эти композиции отверждались при температурах 95 и 102°C.[00117] Examples 1-9 used: M-1 malonate resin (12.0 g; 21.8 meq C-H reactive) and UA-1 urethane acrylate (4.46 g; 19.6 meq acryloyl) and butyl acetate solvent (11.1 g). The other components as well as the reaction time are shown in Table 2. Catalyst component C1 was Cardura™ E10P (CE-10), catalyst component C2 was tetrabutylammonium benzoate, and catalyst component C3 was benzoic or lauric acid. These compositions were cured at temperatures of 95 and 102°C.
[00118] Преобразование измерялось как функция времени для того, чтобы определить кинетический коэффициент формы реакции 60-20/20 (SF60) и коэффициент формы 80-20/20 (SF80). Преобразование измеряется после нанесения композиции на нагретый стол ATR-FTIR и измерения преобразования акрилоильных групп, фокусируясь на полосе 809 см-1, характерной для функциональной группы акрилоила. Результаты показаны в нижеприведенной Таблице 2.[00118] The conversion was measured as a function of time in order to determine the kinetic form factor of the reaction 60-20/20 (SF60) and the form factor 80-20/20 (SF80). The conversion is measured after applying the composition to the heated ATR-FTIR table and measuring the conversion of the acryloyl groups, focusing on the 809 cm -1 band characteristic of the acryloyl functional group. The results are shown in Table 2 below.
[00119] Коэффициенты формы представляют собой характеристику кинетики реакции сшиваемой композиции. Коэффициент формы 60-20/20 является отношением времени, проходящего от 20% до 60% преобразования акрилоила ко времени, требуемому для достижения 20% преобразования. Аналогичным образом коэффициент формы 80-20/20 является отношением времени, проходящего от 20% до 80% преобразования акрилоила ко времени, требуемому для достижения 20% преобразования. Предпочтительно этот коэффициент формы является низким, что указывает на то, что имеется существенно длительное время схватывания пленки по краям, обеспечивающее текучесть для формирования пленки и хороший внешний вид покрытия, а также небольшое количество времени для достижения отверждения от 20 до 60 или 80% от полного преобразования.[00119] Shape factors are a characteristic of the reaction kinetics of a crosslinkable composition. The 60-20/20 shape factor is the ratio of the time it takes from 20% to 60% acryloyl conversion to the time it takes to reach 20% conversion. Similarly, the shape factor 80-20/20 is the ratio of the time elapsed from 20% to 80% conversion of acryloyl to the time required to reach 20% conversion. Preferably, this form factor is low, indicating that there is a substantially long film setting time at the edges, allowing fluidity for film formation and a good coating appearance, as well as a small amount of time to achieve 20 to 60 or 80% of full cure. transformations.
[00120] Альтернативным методом определения коэффициента формы кинетического профиля SF(DSC) является использование DSC (дифференциальной сканирующей калориметрии). В этом методе мы измеряем экзотерму реакции композиции порошковой краски при соответствующей температуре как функцию времени при изотермическом сканировании. Образец нагревается до интересующей температуры отверждения со скоростью 60°C/мин, и выделение тепла измеряется как функция времени с этого момента (t0). Экзотермический пик наблюдается, как правило, через определенное время индукции, и может быть проинтегрирован для получения значения ΔHtotal. Эта экзотерма может быть повторно построена после интегрирования как кумулятивное тепло, выделившееся после момента t0, и мы можем определить время, требуемое для достижения 20% или 60% от ΔHtotal в этом изотермическом прогоне (t20 и t60). Коэффициент формы SF(DSC) может быть определен из отношения времени для достижения от 20 до 60 выделившегося экзотермического тепла (t60 - t20) ко времени для достижения 20% выделившегося экзотермического тепла (t20 - t0).[00120] An alternative method for determining the shape factor of the kinetic profile SF(DSC) is to use DSC (differential scanning calorimetry). In this method, we measure the reaction exotherm of a powder paint composition at an appropriate temperature as a function of time in an isothermal scan. The sample is heated to the curing temperature of interest at a rate of 60°C/min and the heat release is measured as a function of time from that point (t0). The exothermic peak is usually observed after a certain induction time and can be integrated to give the ΔHtotal value. This exotherm can be re-plotted after integration as the cumulative heat released after t0 and we can determine the time required to reach 20% or 60% of ∆Htotal in this isothermal run (t20 and t60). The shape factor SF(DSC) can be determined from the ratio of the time to reach 20 to 60 exothermic heat released (t60 - t20) to the time to reach 20% exothermic heat released (t20 - t0).
SF(DSC)=(t60 - t20)/ (t20 - t0)SF(DSC)=(t60 - t20)/ (t20 - t0)
[00121] Этот коэффициент формы предпочтительно имеет значение меньше чем 1, более предпочтительно меньше чем 0,8, еще более предпочтительно меньше чем 0,6, 0,4, и наиболее предпочтительно меньше чем 0,3. Кроме того, кинетика предпочтительно выбирается таким образом, чтобы (t20 - t0) в условиях тестирования при 100°C, предпочтительно было больше, чем 1 мин, более предпочтительно больше чем 2, 3, 5, 8, 12 мин.[00121] This aspect ratio is preferably less than 1, more preferably less than 0.8, even more preferably less than 0.6, 0.4, and most preferably less than 0.3. In addition, the kinetics are preferably chosen such that (t20 - t0) under testing conditions at 100°C is preferably greater than 1 minute, more preferably greater than 2, 3, 5, 8, 12 minutes.
Таблица 2: Характеристики отверждения примеров 1-9Table 2: Curing characteristics of examples 1-9
коэффициент формыFTIR
form factor
коэффициент формыFTIR
form factor
[00122] Эти примеры показывают преимущество латентности катализатора за счет присутствия C3. Предпочтительно коэффициент формы 60-20/20 (SF60) имеет значение меньше 1, более предпочтительно меньше 0,8, 0,6, 0,4 или 0,3, и предпочтительно также SF80 имеет значение меньше 1,5, и более предпочтительно меньше 1, 0,5 или даже 0,35.[00122] These examples show the advantage of catalyst latency due to the presence of C3. Preferably the shape factor 60-20/20 (SF60) is less than 1, more preferably less than 0.8, 0.6, 0.4 or 0.3, and preferably also SF80 is less than 1.5, and more preferably less 1, 0.5 or even 0.35.
[00123] В примере 10-11 малонатная смола M-4 (5 г), уретанакрилат UA-2 (3,92 г) и компонент C1 катализатора Araldite® GT 7004 (1,14 г) были растворены в ацетоне. Для приготовления компонента C2 катализатора либо TBAOH (0,24 г, 55 мас.% в воде), либо TEAOH (0,33 г, 40 мас.% в воде) нейтрализовался избыточным количеством бензойной кислоты соответственно в отдельной колбе. Количество каждого компонента катализатора в составе после нейтрализации показано в Таблице 3. Эти два раствора были затем объединены, и тонкая пленка была отлита на панель из полипропилена. После этого ацетон был удален в вакууме при 50°C, и собранное твердое вещество было измерено с помощью изотермического анализа DSC при 120°C. Результаты изотермических сканирований DSC для примеров 10 и 11 показывают, что приблизительно одно и то же время требуется для завершения отверждения при 120°C для обоих примеров 10 и 11.[00123] In Example 10-11, M-4 malonate resin (5 g), UA-2 urethane acrylate (3.92 g), and Araldite® GT 7004 catalyst C1 component (1.14 g) were dissolved in acetone. To prepare the catalyst component C2, either TBAOH (0.24 g, 55 wt% in water) or TEAOH (0.33 g, 40 wt% in water) was neutralized with excess benzoic acid, respectively, in a separate flask. The amount of each catalyst component in the composition after neutralization is shown in Table 3. These two solutions were then combined and a thin film was cast onto a polypropylene panel. Thereafter, the acetone was removed in vacuo at 50°C and the collected solid was measured by isothermal DSC analysis at 120°C. The results of the isothermal DSC scans for Examples 10 and 11 show that approximately the same time is required to complete cure at 120°C for both Examples 10 and 11.
[00124] В примере 12 модифицированная ангидридом кислотно-функциональная малонатная смола AHM-4 (5,0 г) была сначала растворена в ацетоне, а затем частично нейтрализована гидроксидом TBA (0,21 г, 55 мас.% в воде). В отдельной колбе уретанакрилат UA-2 (3,92 г) и компонент C1 катализатора CE-10 (0,31 г) были также растворены в ацетоне. Количество каждого компонента катализатора в составе после нейтрализации показано в Таблице 3. Эти два раствора были затем объединены, и тонкая пленка была отлита на панель из полипропилена. После этого ацетон был удален в вакууме при 50°C, и собранное твердое вещество было измерено с помощью изотермического анализа DSC при 120°C.[00124] In Example 12, the anhydride-modified acid-functional malonate resin AHM-4 (5.0 g) was first dissolved in acetone and then partially neutralized with TBA hydroxide (0.21 g, 55 wt% in water). In a separate flask, UA-2 urethane acrylate (3.92 g) and C1 component of CE-10 catalyst (0.31 g) were also dissolved in acetone. The amount of each catalyst component in the composition after neutralization is shown in Table 3. These two solutions were then combined and a thin film was cast onto a polypropylene panel. Thereafter, the acetone was removed in vacuo at 50°C and the collected solid was measured by isothermal DSC analysis at 120°C.
[00125] В примере 13 малонатная смола M-4 (5 г) и компонент C1 катализатора Araldite® GT 7004 (1,76 г) были растворены в ацетоне. В отдельной колбе модифицированная ангидридом кислотно-функциональная эпоксиакрилатная смола AHEA-1 (2,38 г) и эпоксиакрилат EA-1 (1,28 г) были также растворены в ацетоне, а затем были частично нейтрализованы гидроксидом TBA (0,37 г, 55 мас.% в воде). Количество каждого компонента катализатора в составе после нейтрализации показано в Таблице 3. Эти два полученные раствора были затем объединены, и тонкая пленка была отлита на панель из полипропилена. После этого ацетон был удален в вакууме при 50°C, и собранное твердое вещество было измерено с помощью изотермического анализа DSC при 120°C. [ 00125 ] In Example 13, M-4 malonate resin (5 g) and C1 component of Araldite® GT 7004 catalyst (1.76 g) were dissolved in acetone. In a separate flask, anhydride-modified AHEA-1 acid-functional epoxy acrylate resin (2.38 g) and EA-1 epoxy acrylate (1.28 g) were also dissolved in acetone and then partially neutralized with TBA hydroxide (0.37 g, 55 wt.% in water). The amount of each catalyst component in the formulation after neutralization is shown in Table 3. These two resulting solutions were then combined and a thin film was cast onto a polypropylene panel. Thereafter, the acetone was removed in vacuo at 50°C and the collected solid was measured by isothermal DSC analysis at 120°C.
Таблица 3. Характеристики отверждения примеров 10-13Table 3. Curing characteristics of examples 10-13
коэффициент формыDSC
form factor
[00126] Примеры 10 и 11 показали, что бензоат TBA имеет реакционную способность, аналогичную бензоату TEA при 120°C. Это также иллюстрируется похожими временами, требуемыми для достижения от 20% до 60% экзотермического тепла в изотермических прогонах.[00126] Examples 10 and 11 showed that TBA benzoate has a similar reactivity to TEA benzoate at 120°C. This is also illustrated by the similar times required to reach 20% to 60% exothermic heat in isothermal runs.
[00127] В дополнение к этому, компонент C3 катализатора может быть включен в основную цепь компонента А, как показано в примере 12, или компонента B, как показано в примере 13. Соответствующие анионы C2 были затем сформированы путем частичной нейтрализации C3 катионом гидроксида. Профиль отверждения иллюстрируется коэффициентом формы DSC.[00127] In addition, the C3 component of the catalyst can be included in the backbone of component A as shown in Example 12 or component B as shown in Example 13. The corresponding C2 anions were then formed by partial neutralization of C3 with a hydroxide cation. The cure profile is illustrated by the shape factor DSC.
Составы порошковой краскиPowder paint compositions
[00128] Составы порошковой краски P1-P11 были приготовлены и нанесены как порошковые краски. Эти покрытия были сформулированы без пигментов с такой стехиометрией, чтобы иметь отношение реакционноспособный акрилоил/C-H2, равное 2:1. Другие компоненты, включая добавки, показаны в Таблице 4. Компонент C1 катализатора представляет собой Araldite® PT 912 или Araldite® GT 7004; компонент C2 катализатора представляет собой бензоат тетрабутиламмония (бензоат TBA), и компонент C3 катализатора является бензойной кислотой. Для приготовления порошковых покрытий RMA использовался способ двойного экструдирования для обеспечения хорошего перемешивания. Сначала два компонента смол были предварительно экструдированы на относительно низкой скорости экструдера (100 об/мин). Полученные предварительно экструдированные материалы были затем измельчены и смешаны с компонентами катализатора, а также добавкой для улучшения текучести, в высокоскоростной мешалке Thermoprism Pilot Mixer 3 при 1500 об/мин в течение 20 с, а затем снова экструдированы на относительно высокой скорости экструдера (250 об/мин). Для обеих стадий экструдирования четыре температурные зоны цилиндра экструдера были установлены в 15, 25, 80 и 100°C. После экструдирования покрытия были размолоты с использованием лабораторного классифицирующего микронайзера Kemutec. Классификатор был установлен на 5,5 об/мин, ротор был установлен на 7 об/мин, и подача была установлена на 5,2 об/мин. Покрытия были просеяны до 100 мкм с использованием лабораторных вибрационных сит Demi Finex с сеткой Russel Finex с размером ячейки 100 мкм. Композиции состава (в м.ч.) для P1 - P11 показаны в Таблице 4.[00128] Powder paint formulations P1-P11 were prepared and applied as powder paints. These coatings were formulated without pigments with stoichiometry such as to have a reactive acryloyl/C-H2 ratio of 2:1. Other components, including additives, are shown in Table 4. Catalyst component C1 is Araldite® PT 912 or Araldite® GT 7004; the catalyst component C2 is tetrabutylammonium benzoate (TBA benzoate), and the catalyst component C3 is benzoic acid. For the preparation of RMA powder coatings, a double extrusion process was used to ensure good mixing. First, the two resin components were pre-extruded at a relatively low extruder speed (100 rpm). The resulting pre-extruded materials were then milled and mixed with the catalyst components as well as the flow aid in a high speed Thermoprism Pilot Mixer 3 at 1500 rpm for 20 seconds and then re-extruded at a relatively high extruder speed (250 rpm). min). For both extrusion stages, the four barrel temperature zones were set to 15, 25, 80 and 100°C. After extrusion, the coatings were milled using a Kemutec laboratory grading micronizer. The classifier was set to 5.5 rpm, the rotor was set to 7 rpm, and the feed was set to 5.2 rpm. Coatings were sieved to 100 µm using Demi Finex laboratory vibrating sieves with a Russel Finex mesh with a mesh size of 100 µm. The formulation compositions (in m.h.) for P1 - P11 are shown in Table 4.
Таблица 4: Состав порошковой краски композиций P1 - P11Table 4: Powder composition compositions P1 - P11
7004 Araldite® GT
7004
P6000 MODAFLOW®
P6000
[00129] Составы порошковой краски P12-P15 были приготовлены с использованием маточной смеси смолы MB-1 и акцепторной уретанакрилатной смолы UA-2. Покрытия P12-P14 были сформулированы без пигментов и с такой стехиометрией, чтобы иметь отношение реакционноспособный акрилоил/C-H2, равное 2:1, 1:1 и 0,75:1, соответственно. Покрытие P12 было сформулировано с 20% пигмента Kronos® 2160, и с такой стехиометрией, чтобы иметь отношение реакционноспособный акрилоил/C-H2, равное 1:1. Компонент C1 катализатора представлял собой Araldite® GT 7004. Для того, чтобы приготовить порошковые покрытия RMA, смолы и компоненты катализатора сначала измельчались и смешивались с использованием ножевой мельницы GRINDOMIX (5000 об/мин) в течение 5 с. Эта смесь затем подавалась через двухшнековый экструдер TSA, работающий со скоростью 300 об/мин. Пять температурных зон цилиндра экструдера были установлены в 60, 100, 120, 120 и 120°C. После экструдирования покрытия были дважды размолоты с использованием ножевой мельницы GRINDOMIX (10000 об/мин) в течение 20 с. Затем покрытия были просеяны, используя механическое сито с размером 90 мкм.[00129] Powder paint formulations P12-P15 were prepared using MB-1 resin masterbatch and UA-2 urethane acrylate acceptor resin. Coatings P12-P14 were formulated without pigments and with stoichiometry such as to have a reactive acryloyl/C-H2 ratio of 2:1, 1:1 and 0.75:1, respectively. The P12 coating was formulated with 20% Kronos® 2160 pigment, and with a stoichiometry such as to have a reactive acryloyl/C-H2 ratio of 1:1. Catalyst component C1 was Araldite® GT 7004. To prepare RMA powder coatings, the resins and catalyst components were first ground and mixed using a GRINDOMIX knife mill (5000 rpm) for 5 seconds. This mixture was then fed through a TSA twin screw extruder running at 300 rpm. The five temperature zones of the extruder barrel were set to 60, 100, 120, 120 and 120°C. After extrusion, the coatings were ground twice using a GRINDOMIX knife mill (10,000 rpm) for 20 seconds. The coatings were then sieved using a 90 µm mechanical sieve.
[00130] Составы порошковой краски P16-P19 были приготовлены с использованием малонатной смолы M-4 и акцепторной уретанакрилатной смолы UA-2. Покрытия P16-P19 были сформулированы без пигментов с такой стехиометрией, чтобы иметь отношение реакционноспособный акрилоил/C-H2, равное 2:1. Другие компоненты, включая добавки, показаны в Таблице 5. Для красок P16 и P17 система катализатора содержала основание, заблокированное слабой кислотой. Для краски 16 компонентом C1 катализатора был Araldite® GT 700; а компонентом C2 был 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан (DABCO). Для краски 17 компонентом C1 катализатора был дициклогексилкарбодиимид (DCC); а компонентом C2 был бензоат TBA. Во всех вышеперечисленных случаях компонентом C3 катализатора была бензойная кислота. Порошковые покрытия RMA были приготовлены с использованием процесса, аналогичного порошковым краскам P1-P11.[00130] Powder paint formulations P16-P19 were prepared using M-4 malonate resin and UA-2 urethane acrylate acceptor resin. Coatings P16-P19 were formulated without pigments with stoichiometry such as to have a reactive acryloyl/C-H2 ratio of 2:1. Other components, including additives, are shown in Table 5. For the P16 and P17 paints, the catalyst system contained a base blocked with a weak acid. For paint 16, the catalyst component C1 was Araldite® GT 700; and the C2 component was 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO). For ink 17, the catalyst component C1 was dicyclohexylcarbodiimide (DCC); and component C2 was TBA benzoate. In all of the above cases, the C3 component of the catalyst was benzoic acid. RMA powder coatings were prepared using a process similar to P1-P11 powder coatings.
Таблица 5: Состав порошковой краски композиций P16 - P19Table 5: Composition of powder coating compositions P16 - P19
[00131] Составы порошковой краски P20-P21 были приготовлены с использованием малонатной смолы M-4 и акцепторной уретанакрилатной смолы UA-2. Покрытие P20 было сформулировано без пигментов, тогда как покрытие P21 было сформулировано с 20% пигмента Kronos® 2160. В обоих случаях использовалась такая стехиометрия, чтобы иметь отношение реакционноспособный акрилоил/C-H2, равное 2:1, и приблизительно 10% MODAFLOW® P 6000 добавлялось в качестве добавки для улучшения текучести. Компонент C1 катализатора представлял собой Araldite® PT 912; компонент C2 катализатора представлял собой бензоат TBA, и компонент C3 катализатора являлся бензойной кислотой. Порошковые покрытия RMA P18 и P19 были приготовлены с использованием процесса, аналогичного порошковым краскам P12-P15.[00131] Powder paint formulations P20-P21 were prepared using M-4 malonate resin and UA-2 urethane acrylate acceptor resin. The P20 coating was formulated without pigments, while the P21 coating was formulated with 20% Kronos® 2160 pigment. In both cases the stoichiometry was used to have a 2:1 reactive acryloyl/C-H2 ratio and approximately 10% MODAFLOW® P 6000 was added as a flow additive. Catalyst component C1 was Araldite® PT 912; the catalyst component C2 was TBA benzoate, and the catalyst component C3 was benzoic acid. RMA P18 and P19 Powder Coats were prepared using a process similar to P12-P15 Powder Coats.
[00132] Составы порошковой краски P22-P24 были приготовлены с использованием малонатной смолы M-4, уретанакрилата UA-2 и полукристаллических акцепторных смол UA-3. Покрытия P21-P23 были сформулированы без пигментов с такой стехиометрией, чтобы иметь отношение реакционноспособный акрилоил/C-H2, равное 1,65:1. Другие компоненты, включая добавки, показаны в Таблице 6. Компонент C1 катализатора представлял собой Araldite® GT 7004; компонент C2 катализатора представлял собой бензоат TBA, и компонент C3 катализатора являлся бензойной кислотой. Порошковые покрытия RMA были приготовлены с использованием процесса, аналогичного порошковым краскам P1-P11.[00132] Powder paint formulations P22-P24 were prepared using M-4 malonate resin, UA-2 urethane acrylate, and UA-3 semi-crystalline acceptor resins. Coatings P21-P23 were formulated without pigments with stoichiometry such that they have a reactive acryloyl/C-H2 ratio of 1.65:1. Other components, including additives, are shown in Table 6. Catalyst component C1 was Araldite® GT 7004; the catalyst component C2 was TBA benzoate, and the catalyst component C3 was benzoic acid. RMA powder coatings were prepared using a process similar to P1-P11 powder coatings.
Таблица 6: Состав порошковой краски композиций P22 - P24Table 6: Composition of powder coating compositions P22 - P24
Оценка покрытия из порошкового материалаPowder Coating Evaluation
[00133] Для оценки качества покрытия из порошкового материала полученные порошки были нанесены на панели с использованием короноразрядного распылителя Nordson Surecoat. Для оценки внешнего вида покрытия были нанесены на алюминиевые панели размером 100 мм x 300 мм. Примеры P1-P19 отверждались при указанных температурах в течение 20 мин. Краска P4 отверждалась в течение более короткого времени, 10 мин при 120°C. Краски 20 и 21 были нанесены на MDF и отверждались с использованием нагрева инфракрасным излучением при 130°C. Во всех случаях толщина отвержденной пленки составляла 60-80 мкм. Образцы были охлаждены в условиях окружающей среды, и внешний вид и стойкость к действию растворителей были измерены в промежутке времени между 24 и 36 час после отверждения. Результаты оценки покрытий показаны в Таблицах 7, 9, 10, 11 и 12. Номера кода примеров соответствуют номерам составов, приведенным выше.[00133] To evaluate the quality of the coating of the powder material, the resulting powders were applied to the panels using a Nordson Surecoat corona sprayer. Coatings were applied to 100mm x 300mm aluminum panels to evaluate appearance. Examples P1-P19 were cured at the indicated temperatures for 20 minutes. Paint P4 was cured for a shorter time, 10 min at 120°C. Paints 20 and 21 were applied to MDF and cured using infrared heat at 130°C. In all cases, the thickness of the cured film was 60-80 µm. Samples were cooled at ambient conditions and appearance and solvent resistance were measured between 24 and 36 hours after curing. The results of the evaluation of coatings are shown in Tables 7, 9, 10, 11 and 12. The code numbers of the examples correspond to the composition numbers given above.
Таблица 7. сводка результатов оценки покрытия из порошкового материала P1-P4.Table 7. Summary of P1-P4 Powder Coating Evaluation Results.
(°C)DSC Tg
(°C)
(°C)Curing temperature
(°C)
(с)Gel time
(With)
(°C)Film Tg (max E'')
(°C)
(мкм)Film thickness
(µm)
(ммоль/см3)XLD
(mmol / cm 3 )
растворителю (трений с MEK)Resistance to
solvent (friction with MEK)
[00134] Отверждение покрытий P1-P4 также измерялось с помощью FTIR после отверждения при 120°C как функция времени для того, чтобы определить кинетический коэффициент формы реакции 60-20/20 (SF60) и коэффициент формы 80-20/20 (SF80). Преобразование измерялось путем измерения преобразования акрилоильных групп в композиции с помощью FTIR, фокусируясь на полосе 809 см-1, которая характерна для акрилоила. Результаты показаны в нижеприведенной Таблице 4. Можно заметить, что во всех случаях большая часть преобразования имела место в первые 10 мин, когда образцы, содержащие бензойную кислоту, создают время индукции до развития максимальной скорости отверждения. Результаты этого индукционного времени видны как улучшенный внешний вид, что иллюстрируется оценками PCI в вышеприведенной таблице. Коэффициенты формы кривых преобразования, представленные ранее, определены и перечислены ниже в Таблице 8.[00134] The cure of the P1-P4 coatings was also measured by FTIR after curing at 120°C as a function of time in order to determine the 60-20/20 kinetic shape factor (SF60) and the 80-20/20 shape factor (SF80) . The conversion was measured by measuring the conversion of acryloyl groups in the composition using FTIR, focusing on the 809 cm -1 band, which is characteristic of acryloyl. The results are shown in Table 4 below. It can be seen that in all cases, most of the conversion took place in the first 10 minutes when the samples containing benzoic acid create an induction time before the development of the maximum curing rate. The results of this induction time are seen as an improved appearance as illustrated by the PCI scores in the table above. The shape factors of the transformation curves presented earlier are defined and listed below in Table 8.
Таблица 8: Кинетика отверждения составов краски P1 - P4Table 8: Curing kinetics of paint formulations P1 - P4
(мин)time up to 60%
(min)
коэффициент формыFTIR
form factor
коэффициент формыFTIR
form factor
кислотаbenzoic
acid
[00135] Эти данные иллюстрируют, что добавление компонента C3 бензойной кислоты обеспечивает латентность отверждению порошковой краски, что иллюстрируется коэффициентом формы.[00135] This data illustrates that the addition of the C3 component of benzoic acid provides latency to powder paint curing as illustrated by the shape factor.
Таблица 9. Сводка результатов оценки покрытия из порошкового материала P5-P11.Table 9. Summary of P5-P11 Powder Coating Evaluation Results.
(°C)DSC Tg
(°C)
(с)Gel time
(With)
(°C)Film Tg (max E'')
(°C)
(мкм)Film thickness
(µm)
(ммоль/см3)XLD
(mmol / cm 3 )
[00136] Примеры P5-P11 показывают, что вариации могут быть сделаны в кроющей композиции RMA как для компонента A, так и для компонента B, все еще достигая хорошего отверждения при относительно низкой температуре. Это иллюстрируется получением хороших результатов по плотности сшивки XLD и стойкости к действию растворителей, как показано в Таблице 9. Пример PC8 был приготовлен с материалами, содержащими изосорбид, и, следовательно, имеет намного более высокую Tg, чем остальные примеры.[00136] Examples P5-P11 show that variations can be made in the RMA coating composition for both component A and component B while still achieving good cure at relatively low temperature. This is illustrated by obtaining good results in XLD crosslink density and solvent resistance as shown in Table 9. Example PC8 was prepared with materials containing isosorbide and therefore has a much higher Tg than the rest of the examples.
Таблица 10. Сводка результатов оценки покрытия из порошкового материала P12-P15.Table 10. Summary of P12-P15 Powder Coating Evaluation Results.
(°C)DSC Tg
(°C)
(с), 140°CGel Time
(s), 140°C
(мкм)Film thickness
(µm)
[00137] Примеры P12-P15 демонстрируют, что покрытия RMA могут быть приготовлены с материалами, содержащими кислотно/карбоксилатно-функциональный полиэстер, для обеспечения C2 и C3. Соотношение акрилоил/C-H2 варьировалось для разных составов (PC12-PC14), а также было приготовлено пигментное покрытие RMA (PC15). Относительно хорошее отверждение было достигнуто при 120°C во всех вышеперечисленных случаях, что иллюстрируется результатами ацетонового капельного теста, показанными в Таблице 10.[00137] Examples P12-P15 demonstrate that RMA coatings can be prepared with materials containing acid/carboxylate functional polyester to provide C2 and C3. The acryloyl/C-H2 ratio varied for different formulations (PC12-PC14) and an RMA pigment coat (PC15) was also prepared. Relatively good curing was achieved at 120°C in all of the above cases as illustrated by the results of the acetone drop test shown in Table 10.
Таблица 11. Сводка результатов оценки покрытия из порошкового материала P16-P19.Table 11. Summary of P16-P19 Powder Coating Evaluation Results.
(°C)DSC Tg
(°C)
(мкм)Film thickness
(µm)
[00138] Примеры PC16 и 17 представляли собой покрытия из порошкового материала RMA с системой катализатора LCE. Такая система катализатора является менее предпочтительной по сравнению с LCC, поскольку трудно управлять испарением летучей кислоты во время процесса отверждения. При более высокой температуре отверждения более быстрое испарение кислоты на поверхности пленки может приводить к градиенту скорости отверждения. В результате текстурированные поверхности наблюдались в таких условиях благодаря более быстрому отверждению на поверхности пленки.[00138] Examples PC16 and 17 were RMA powder coatings with an LCE catalyst system. Such a catalyst system is less preferred than LCC because it is difficult to control the evaporation of the volatile acid during the curing process. At a higher cure temperature, faster evaporation of the acid on the film surface can result in a cure rate gradient. As a result, textured surfaces were observed under such conditions due to faster curing at the film surface.
[00139] Хорошее отверждение может быть достигнуто для системы LCC при использовании DABCO в качестве компонента C2. Это иллюстрируется хорошей стойкостью к действию растворителей, полученной для PC18.[00139] Good curing can be achieved for the LCC system using DABCO as the C2 component. This is illustrated by the good solvent resistance obtained for PC18.
[00140] Пример PC19 демонстрирует, что карбодиимид может использоваться в качестве альтернативы эпоксиду как компонент C1 катализатора в системе LCC, чтобы достичь хорошего отверждения при 120 и 140°C.[00140] Example PC19 demonstrates that carbodiimide can be used as an alternative to epoxide as a C1 catalyst component in an LCC system to achieve good curing at 120 and 140°C.
Таблица 12. Сводка результатов оценки покрытия из порошкового материала P20 и P21.Table 12. Summary of P20 and P21 Powder Coating Evaluation Results.
(°C)DSC Tg
(°C)
(мин)Time
(min)
(с), 140°CGel time
(s), 140°C
[00141] Результаты, показанные в Таблице 12, были получены из тестов нанесения на панели MDF. Как видно из этих результатов, хорошее отверждение и стойкость к действию растворителей были достигнуты за короткое время с использованием нагрева инфракрасным излучением.[00141] The results shown in Table 12 were obtained from application tests on MDF panels. As can be seen from these results, good curing and solvent resistance were achieved in a short time using infrared heating.
Таблица 13: Кинетика отверждения составов краски P22-P24Table 13: Curing Kinetics of P22-P24 Paint Formulations
(мин)time up to 60%
(min)
коэффициент формыDSC
form factor
кислотаbenzoic
acid
[00142] Отверждение покрытий P22 - P24 измерялось с помощью изотермических сканирований DSC при 120°C для того, чтобы определить кинетический коэффициент формы реакции SF(DSC) 60-20/20. Результаты показаны в вышеприведенной Таблице 13. Эти данные показывают, что добавление компонента C3 бензойной кислоты обеспечивает латентность отверждению порошковой краски, что иллюстрируется уменьшением коэффициента формы DSC.[00142] The curing of the P22-P24 coatings was measured using isothermal DSC scans at 120°C in order to determine the kinetic form factor SF(DSC) 60-20/20. The results are shown in Table 13 above. These data show that the addition of the C3 component of benzoic acid provides latency to the curing of the powder paint, as illustrated by a decrease in the shape factor of the DSC.
Характеристики отверждения латентной системы катализатора LCC2 для акрилатного компонента BCuring Characteristics of LCC2 Latent Catalyst System for Acrylate Component B
[00143] Модельные составы были приготовлены в бутилацетатном растворителе с использованием в качестве системы катализатора LCC2 блокированного CO2 основания (Acure® 500), которое очень быстро разблокируется при 100°C и которое образуется в сочетании с компонентом S3, образуя смесь S2/S3 кислоты X-H и сопряженного основания X- латентной каталитической системы LCC2. [00143] Model formulations were prepared in butyl acetate solvent using a CO 2 blocked base ( Acure® 500) as the LCC2 catalyst system, which deblocks very quickly at 100°C and which forms in combination with the S3 component to form an S2/S3 acid mixture XH and the conjugate base of the X-latent catalytic system LCC2.
[00144] Используемыми сшиваемыми компонентами были 10 г малонатно-функционального полиэстера Acure® 510-100 и 4,95 г DTMPTA (с акрилатным функционалом). Затем было добавлено 0,72 г катализатора Acure® 500 с или без компонента S3. Когда использовались XH компоненты S3, они добавлялись в количестве 2 ммоль. Эти растворы были нанесены как тонкие пленки (с целевой сухой толщиной 60 мкм) на кристалл ATR, подогретый до 100°C, и концентрация акрилата как функция времени отслеживалась с использованием FTIR.[00144] The crosslinkable components used were 10 grams of Acure® 510-100 malonate-functional polyester and 4.95 grams of DTMPTA (with acrylate functionality). 0.72 g of Acure® 500 catalyst with or without S3 component was then added. When used XH components S3, they were added in the amount of 2 mmol. These solutions were deposited as thin films (with a target dry thickness of 60 µm) on an ATR crystal heated to 100° C. and the acrylate concentration as a function of time was monitored using FTIR.
[00145] Без добавки S3 пленка немедленно сшивалась и отсоединялась от кристалла ATR до того, как будет выполнено первое измерение FTIR. Аналогичные наблюдения были получены при добавках S3 в виде сукцинимида (pKa=9,5) и 1,2,4-триазола (pKa=10,4). Таким образом, было обнаружено, что соединения X-H, которые, как известно, являются эффективными замедлителями для отверждения при комнатной температуре композиций на основе акрилата, не подходят для использования при температурах отверждения порошка. Кроме того, при использовании п-толуолсульфонамида (рКа=10,17) и 5,5-диметилгидантоина (рКа=9,19) все еще наблюдалась недостаточная задержка.[00145] Without the S3 additive, the film was immediately crosslinked and detached from the ATR crystal before the first FTIR measurement was taken. Similar observations were obtained with the addition of S3 in the form of succinimide (pKa=9.5) and 1,2,4-triazole (pKa=10.4). Thus, compounds X-H, which are known to be effective retarders for room temperature curing of acrylate-based compositions, have been found to be unsuitable for use at powder curing temperatures. In addition, insufficient retention was still observed with p-toluenesulfonamide (pKa=10.17) and 5,5-dimethylhydantoin (pKa=9.19).
[00146] Полезное замедленное отверждение при этих условиях отверждения при 100°C можно наблюдать для композиций S1 на основе акрилата, содержащих компоненты S3, характеризующиеся более низкими значениями pKa. Нижеприведенная таблица показывает время, потребовавшееся для достижения 20, 50 и 60% преобразования C=C.[00146] Useful delayed cure under these curing conditions at 100°C can be observed for acrylate-based S1 compositions containing S3 components having lower pKa values. The table below shows the time taken to reach 20%, 50% and 60% C=C conversion.
Таблица 14: Характеристики отверждения компонентов LCC2 S2 для акрилата Table 14: Curing characteristics of LCC2 S2 components for acrylate
n.d.: не определеноn.d.: not defined
[00147] Было найдено, что для акцептора Михаэля S1, отличающегося от акрилатов, например метакрилатов, фумаратов и малеатов, для компонентов S3/S2 применяются другие требования, обеспечивающие достаточное замедление каталитической системы.[00147] It has been found that for Michael acceptor S1 other than acrylates such as methacrylates, fumarates and maleates, other requirements apply to the S3/S2 components to ensure sufficient retardation of the catalyst system.
Характеристики отверждения латентной системы катализатора LCC2 для метакрилатного компонента BCure Characteristics of LCC2 Latent Catalyst System for Methacrylate Component B
[00148] Для метакрилатных функциональных компонентов B эксперименты FTIR снова были выполнены на кристалле ATR, подогретом до 100°C, как было описано выше. В этом случае использовался тот же самый донор Acure® 510-100 (10 г), смешанный с (акрилатно-функциональным) акцептором TMPTMA (2,4 г). В рецептуре был использован инициатор блокированного основания Acure® 500 в концентрации 50 мкэкв/г твердых связующих веществ; когда в качестве S3 использовались разновидности X-H (формирующие S2 после нейтрализации), количество относительно основания показано в таблице ниже. Эксперименты проводились, как описано выше.[00148] For methacrylate functional components B, FTIR experiments were again performed on an ATR crystal heated to 100°C as described above. In this case, the same Acure® 510-100 donor (10 g) mixed with the (acrylate-functional) TMPTMA acceptor (2.4 g) was used. Acure® 500 Blocked Base Initiator was used in the formulation at a concentration of 50 µeq/g of solid binders; when XH species (forming S2 after neutralization) were used as S3, the amount relative to base is shown in the table below. The experiments were carried out as described above.
[00149] Для такой композиции, основанной на метакрилатных компонентах S1/B, не содержащей какого-либо компонента S3, мы установили, что отверждение для этой композиции с высокими концентрациями акцепторных и донорных групп является довольно быстрым при 100°C, и по существу завершается в течение нескольких минут. При использовании сукцинимида, 1,2,4-триазола или бензотриазола полезная задержка отверждения может быть получена на указанных практических уровнях.[00149] For such a composition based on S1/B methacrylate components, not containing any S3 component, we found that curing for this composition with high concentrations of acceptor and donor groups is quite fast at 100°C, and is essentially completed within minutes. When using succinimide, 1,2,4-triazole or benzotriazole, a useful curing delay can be obtained at these practical levels.
Таблица 15: Характеристики отверждения компонентов LCC2 S2 для метакрилатаTable 15: Curing characteristics of LCC2 S2 components for methacrylate
[00150] Эти примеры показывают, что соединения X-H, имеющие pKa выше 8, не замедляются эффективно, когда S1 (=B) является акрилатом. Следовательно, в том случае, когда S1 является акрилатом в системе катализатора LCC2, предпочтительно использовать в качестве компонента S2 компонент X-H с pKa<8. В том случае, когда компонент S1 (=B) является метакрилатом в системе катализатора LCC2, предпочтительно использовать в качестве компонента S2 компонент X-H с pKa ниже 10,5.[00150] These examples show that X-H compounds having a pKa above 8 do not slow down effectively when S1 (=B) is an acrylate. Therefore, when S1 is an acrylate in the LCC2 catalyst system, it is preferable to use an X-H component with a pKa<8 as the S2 component. When component S1 (=B) is methacrylate in the LCC2 catalyst system, it is preferable to use component X-H with pKa below 10.5 as component S2.
Claims (96)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18153693 | 2018-01-26 | ||
EP18153693.9 | 2018-01-26 | ||
EP18210170.9 | 2018-12-04 | ||
EP18210170 | 2018-12-04 | ||
PCT/EP2019/051844 WO2019145472A1 (en) | 2018-01-26 | 2019-01-25 | Powder coating composition |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020127552A RU2020127552A (en) | 2022-02-28 |
RU2020127552A3 RU2020127552A3 (en) | 2022-02-28 |
RU2789029C2 true RU2789029C2 (en) | 2023-01-27 |
Family
ID=
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4408018A (en) * | 1982-10-29 | 1983-10-04 | Rohm And Haas Company | Acetoacetate functionalized polymers and monomers useful for crosslinking formulations |
WO2000017242A1 (en) * | 1998-09-23 | 2000-03-30 | The Dow Chemical Company | Preparation of a water-soluble polymeric dispersant having low polydispersity |
RU99111961A (en) * | 1996-10-25 | 2001-03-20 | ЮСиБи С.А. | POWDER COMPOSITIONS BASED ON SEMI-CRYSTALLINE AND ACRYLIC COPOLYMERS CONTAINING ETHYLENE-UNSATURATED GROUPS |
RU2200747C2 (en) * | 1997-12-23 | 2003-03-20 | Е.И. Дю Пон Де Немур Энд Компани | Method of powdered lacquer composition preparing |
EP1813630A2 (en) * | 2006-01-25 | 2007-08-01 | Rohm and Haas Company | Encapsulated Michael addition catalyst |
EP2374836A1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-10-12 | Nuplex Resins B.V. | Crosslinkable composition crosslinkable with a latent base catalyst. |
WO2014166880A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | Nuplex Resins B.V. | Composition crosslinkable by real michael addition (rma) reaction |
WO2016166371A1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-10-20 | Nuplex Resins B.V. | Modified epoxy primer for improved adhesion of rma crosslinkable coating compositions |
RU2629288C2 (en) * | 2013-02-08 | 2017-08-28 | Вэлспар Сорсинг, Инк. | Powder coating with ultra-low curing temperature |
WO2018007373A1 (en) * | 2016-07-04 | 2018-01-11 | Allnex Netherlands B.V. | Low temperature cure powder coating compositions |
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4408018A (en) * | 1982-10-29 | 1983-10-04 | Rohm And Haas Company | Acetoacetate functionalized polymers and monomers useful for crosslinking formulations |
RU99111961A (en) * | 1996-10-25 | 2001-03-20 | ЮСиБи С.А. | POWDER COMPOSITIONS BASED ON SEMI-CRYSTALLINE AND ACRYLIC COPOLYMERS CONTAINING ETHYLENE-UNSATURATED GROUPS |
RU2200747C2 (en) * | 1997-12-23 | 2003-03-20 | Е.И. Дю Пон Де Немур Энд Компани | Method of powdered lacquer composition preparing |
WO2000017242A1 (en) * | 1998-09-23 | 2000-03-30 | The Dow Chemical Company | Preparation of a water-soluble polymeric dispersant having low polydispersity |
EP1813630A2 (en) * | 2006-01-25 | 2007-08-01 | Rohm and Haas Company | Encapsulated Michael addition catalyst |
EP2374836A1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-10-12 | Nuplex Resins B.V. | Crosslinkable composition crosslinkable with a latent base catalyst. |
RU2629288C2 (en) * | 2013-02-08 | 2017-08-28 | Вэлспар Сорсинг, Инк. | Powder coating with ultra-low curing temperature |
WO2014166880A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-16 | Nuplex Resins B.V. | Composition crosslinkable by real michael addition (rma) reaction |
WO2016166371A1 (en) * | 2015-04-17 | 2016-10-20 | Nuplex Resins B.V. | Modified epoxy primer for improved adhesion of rma crosslinkable coating compositions |
WO2018007373A1 (en) * | 2016-07-04 | 2018-01-11 | Allnex Netherlands B.V. | Low temperature cure powder coating compositions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11920058B2 (en) | Powder coating composition | |
JP2011528745A (en) | Use of 2-isopropyl-2-alkyl-1,3-propanediol to produce polymers | |
CN109642096B (en) | Low temperature curing powder coating compositions | |
JP2005187659A (en) | Active energy ray-curable composition | |
RU2789029C2 (en) | Covering composition of powder material | |
WO2022236519A1 (en) | Powder coating compostion blend | |
JP2024525412A (en) | Powder Coatings and Crystalline Donors and/or Acceptors | |
BR112020013015B1 (en) | POWDER COATING COMPOSITION, PROCESS FOR PREPARING A POWDER COATING COMPOSITION, METHOD FOR POWDER COATING, COATED ARTICLES, USE OF A CATALYST SYSTEM | |
US20240294698A1 (en) | Powder coating precursor catalyst | |
WO2024099956A1 (en) | Two component powder coating composition with separated catalyst system | |
JPH03181573A (en) | Resin composition for coating compound |