(мет)акрилат/аспартатные аминовые отвердители и покрытия и изделия, их содержащие

(мет)акрилат/аспартатные аминовые отвердители и покрытия и изделия, их содержащие

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к (мет)акрилат/аспартатному аминовому отвердителю, содержащему продукт реакции между а) полиамином, b) диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом и с) (мет)акрилатом. Настоящее изобретение дополнительно относится к полимочевине, полученной в результате проведения реакции между данным (мет)акрилат/аспартатным аминовым отвердителем и изоцианатом. Настоящее изобретение дополнительно относится к подложкам с нанесенными, по меньшей мере, частично такими покрытиями.

Уровень техники

Композиции покрытий, содержащие полимочевины, используются в различных отраслях промышленности, таких как производство автоматического оборудования, корабельного, авиационного, промышленного, строительного и военного оборудования, в том числе спортивного оборудования, оборудования для отдыха и т.п. В данных отраслях промышленности предприняты значительные усилия, направленные на разработку композиций покрытий, которые будут придавать требуемые свойства подложке или изделию, на которые наносят покрытие. Например, покрытия используются для защиты от повреждений, обусловленных коррозией, истиранием, ударом, воздействием химических веществ, ультрафиолетовым излучением, пламенем, нагреванием и/или воздействием других факторов окружающей среды. В дополнение к любым из данных функциональных свойств покрытия также могут быть использованы и в декоративных целях.

Полимочевины, как правило, получают в результате проведения реакции между аминами и изоцианатами. Использование аминов, таких как полиамины, в качестве сшивающих агентов или «отвердителей» хорошо известно. Например, известно, что амины сообразуют поперечные связи с изоцианатами с образованием соединений мочевины. Как известно, амины также вступают в реакцию и поэтому используются с активированными ненасыщенными группами, эпоксигруппами, ароматическими активированными альдегидными группами, циклическими карбонатными группами и кислотными и ангидридными и сложноэфирными группами. Полиаминовые сшиватели, имеющие первичные аминогруппы, могут быть вполне реакционноспособными по отношению к некоторым из указанных функциональных групп в условиях окружающей среды или низких температур (то есть ниже чем 100°С). Высокая реакционная способность может привести к слишком короткой жизнеспособности или возникновению других трудностей при применении, таким как ударное распыление высокого давления. Однако некоторые вторичные алифатические амины являются недостаточно реакционноспособными по отношению к данным различным функциональным группам. Поэтому желательно получить аминные отвердители, которые являются достаточно реакционноспособными, но которые обеспечивают получение надлежащей жизнеспособности. Кроме того, желательно получить такие аминные отвердители, которые придают требуемые характеристики конечной композиции, в которой их используют.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к (мет)акрилат/аспартатному аминовому отвердителю, содержащему продукт реакции между

a) полиамином,

b) диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом и

c) (мет)акрилатом.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу получения (мет)акрилат/аспартатного аминового отвердителя, включающему проведение реакции между

a) полиамином,

b) диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом и

c) (мет)акрилатом.

Настоящее изобретение также относится к полимочевине, содержащей продукт реакции между (мет)акрилат/аспартатным аминовым отвердителем и изоцианатом, где (мет)акрилат/аспартатный аминовый отвердитель содержит продукт реакции между

a) полиамином,

b) диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом и

c) (мет)акрилатом.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к (мет)акрилат/аспартатному аминовому отвердителю, содержащему продукт реакции между а) полиамином, b) диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом и с) (мет)акрилатом. Термины «(мет)акрилат/аспартатный аминовый отвердитель» и «(мет)акрилат-аспартатный амин» в настоящем документе используются взаимозаменяемым образом. Термин «(мет)акрилат», как это должны понимать специалисты в соответствующей области техники, обозначает как акрилат, так и соответствующий метакрилат. В одних определенных вариантах реализации отвердитель состоит по существу из данного продукта реакции, а в других определенных вариантах реализации продукт реакции состоит по существу из одного или нескольких полиаминов, одного или нескольких диалкилмалеатов и/или диалкилфумаратов и одного или нескольких (мет)акрилатов.

В соответствии с настоящим изобретением может быть использован любой подходящий полиамин. «Полиамином» является амин, имеющий, по меньшей мере, 2 первичные аминогруппы. В одних определенных вариантах реализации полиамином является диамин, и аминовые атомы азота на диамине являются в равной степени реакционноспособными; то есть все аминовые атомы азота с равной вероятностью вступают в реакцию с другой функциональной группой. В других определенных вариантах реализации аминовые атомы азота диамина могут быть неравноценными по реакционной способности по отношению, например, к (мет)акрилатам, и/или диалкилмалеатам, и/или диалкилфумаратам. Примеры подходящих для использования диаминов включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: этилендиамин, 1,2-диаминопропан, 1,5-диамино-2-метилпентан (DYTEK A, Invista), 1,3-диаминопентан (DYTEK ЕР, Invista), 1,2-диаминоциклогексан (DCH-99, Invista), 1,6-диаминогексан, 1,11-диаминоундекан, 1,12-диаминододекан, 3-(циклогексиламино)пропиламин, 1-амино-3,3,5-триметил-5-аминометилциклогексан (изофорондиамин («ИФДА»)), 4,4'-диаминодициклогексилметан (РАСМ-20, Air Products; DICYKAN, BASF), 3,3'-диметил-4,4'-диаминодициклогексилметан (DIMETHYL DICYKAN или LAROMIN C260, BASF; ANCAMINE 2049, Air Products), 3,3'-[1,4-бутандиилбис(окси)бис]-1-пропанамин, ментандиамин и диаминофункциональные полиэфирполиамины на основе простых эфиров, имеющие алифатически связанные первичные аминогруппы, примеры которых включают JEFFAMINE D-230, JEFFAMINE D-400, JEFFAMINE D-2000 и JEFFAMINE D-4000, Huntsman Corporation. Необходимо понимать то, что в случае пространственно затрудненного амина время реакции между (мет)акрилированным амином и изоцианатом будет более продолжительным. Это приводит к получению более продолжительных жизнеспособности или технологического времени в тех ситуациях, когда требуется продолжительное технологическое время.

В определенных вариантах реализации полиамином является триамин. Примеры подходящих для использования триаминов включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: диэтилентриамин, дипропилентриамин, бис(гексаметилен)триамин и триаминофункциональные полиэфирполиамины на основе простых эфиров, имеющие алифатически связанные первичные аминогруппы, (JEFFAMINET-403, Т-3000, Т-5000, Huntsman Corporation). В других вариантах реализации амином могут являться тетраамин или другой более высокофункциональный амин.

В соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы любые диалкилмалеат и/или диалкилфумарат. Примеры подходящих для использования диалкилмалеатов и -фумаратов включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: сложные эфиры, полученные из малеиновой кислоты и фумаровой кислоты и моноспиртов, такие как диметил-, диэтил-, ди-н-пропил-, диизопропил-, ди-н-бутил-, ди-втор-бутил-, ди-трет-бутил-, диизобутил-, дипентил-, ди-трет-амил-, дигексил-, циклогексил- и ди-2-этилгексилмалеаты или соответствующие фумараты. В определенных вариантах реализации могут быть использованы диалкилмалеаты или диалкилфумараты, имеющие две различные алкильные группы, и/или смеси диалкилмалеатов и диалкилфумаратов. Алкильные группы диалкилмалеата и/или диалкилфумарата могут иметь дополнительные функциональные группы, такие как гидроксильные группы, такие как продукт реакции между малеиновым ангидридом, спиртом и эпоксидом, продукт реакции между малеиновой кислотой или фумаровой кислотой и спиртом и эпоксидом или продукт реакции между малеиновой кислотой или фумаровой кислотой и эпоксидом. Подходящие для использования спирты включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол, изобутанол, втор-бутанол, трет-бутанол, различные изомерные пентанолы, различные изомерные гексанолы, циклогексанол, 2-этилгексанол и тому подобное. Подходящие для использования эпоксиды включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: этиленоксид, пропиленоксид, 1,2-эпоксибутан и глицидилнеодеканоат (примером которого является CARDURA E10P, Hexion Speciality Chemicals, Inc.).

(Мет)акрилат может представлять собой любой подходящий для использования моно- или поли(мет)акрилат. В определенных вариантах реализации полиакрилат включает ди(мет)акрилат, в определенных вариантах реализации полиакрилат включает три(мет)акрилат, а в определенных вариантах реализации полиакрилат включает тетра(мет)акрилат. Подходящие для использования моноакрилаты включают, но не ограничиваются теми из них, которые описываются формулой:

где R представляет собой Н или метил, a R¹ может представлять собой нижеследующее, но не ограничивается только этим: алкил или гидроксиалкил, такой как метил, этил, 2-гидроксиэтил, 1-метил-2-гидроксиэтил, 2-гидроксипропил, пропил, изопропил, н-бутил, 2-гидроксибутил, 4-гидроксибутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, гексил, 2-этилгексил, циклогексил, метилциклогексил, триметилциклогексил, изоборнил, лаурил, стеарил и тому подобное. Не ограничивающие примеры моно(мет)акрилатов включают метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, пропил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат, втор-бутил(мет)акрилат, трет-бутил(мет)акрилат, циклогексил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат, изооктил(мет)акрилат, изодецил(мет)акрилат, лаурил(мет)акрилат, стеарил(мет)акрилат, изоборнил(мет)акрилат, гидроксиэтил(мет)акрилат, гидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксибутил(мет)акрилат, 4-гидроксибутил(мет)акрилат и аддукты гидрокси(мет)акрилатов и лактонов, такие как аддукты гидроксиэтил(мет)акрилата и ε-капролактона. Подходящие для использования диакрилаты включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: этиленгликольди(мет)акрилат, 1,3-бутиленгликольди(мет)акрилат, 1,4-бутандиолди(мет)акрилат, 2,3-диметилпропан-1,3-ди(мет)акрилат, 1,6-гександиолди(мет)акрилат, пропиленгликольди(мет)акрилат, дипропиленгликольди(мет)акрилат, трипропиленгликольди(мет)акрилат, тетраэтиленгликольди(мет)акрилат, тетрапропиленгликольди(мет)акрилат, этоксилированный гександиолди(мет)акрилат, пропоксилированный гександиолди(мет)акрилат, неопентилгликольди(мет)акрилат, алкоксилированный неопентилгликольди(мет)акрилат, гексиленгликольди(мет)акрилат, диэтиленгликольди(мет)акрилат, полиэтиленгликольди(мет)акрилат, полибутадиенди(мет)акрилат, тиодиэтиленгликольди(мет)акрилат, триметиленгликольди(мет)акрилат, триэтиленгликольди(мет)акрилат, алкоксилированный гександиолди(мет)акрилат, алкоксилированный неопентилгликольди(мет)акрилат, пентандиолди(мет)акрилат, циклогександиметанолди(мет)акрилат, этоксилированный (бисфенол А)ди(мет)акрилат и их смеси. Не ограничивающие примеры три- и более высокофункциональных (мет)акрилатов включают глицеринтри(мет)акрилат, триметилолпропантри(мет)акрилат, этоксилированный триметилолпропантри(мет)акрилат, пропоксилированный триметилолпропантри(мет)акрилат, дитриметилолпропантетра(мет)акрилат, пентаэритриттетра(мет)акрилат, этоксилированный пентаэритриттетра(мет)акрилат, пропоксилированный пентаэритриттетра(мет)акрилат и дипентаэритритпента(мет)акрилат. Другие подходящие для использования (мет)акрилатные олигомеры включают (мет)акрилат эпоксидированного соевого масла, уретанакрилаты полиизоцианатов и гидроксиалкил(мет)акрилаты, полиэфиракрилаты на основе сложных эфиров. Также могут быть использованы и смеси (мет)акрилатных мономеров, в том числе смеси моно-, ди-, три- и/или тетра(мет)акрилатов.

Другие подходящие для использования поли(мет)акрилаты включают уретан(мет)акрилаты, такие как те из них, которые получают в результате проведения реакции между гидроксилфункциональным (мет)акрилатом и полиизоцианатом или NCO-функциональным аддуктом полиизоцианата и полиола или полиамина. Подходящие для использования гидроксилфункциональные (мет)акрилаты включают любые из тех, которые были перечислены в настоящем документе. Подходящие для использования полиизоцианата включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: любые из мономерных или олигомерных изоцианатов или изоцианатных форполимеров, перечисленных в настоящем документе.

Соотношение эквивалентов полиамин: диалкилмалеат и/или диалкилфумарат: (мет)акрилат в соответствии с настоящим изобретением может варьироваться в зависимости от потребностей пользователя. В определенных вариантах реализации соотношение эквивалентов амина и диалкилмалеатных и/или диалкилфумаратных и (мет)акрилатных групп (взятых совместно) является стехиометрическим, а в других определенных вариантах реализации амин используют с небольшим избытком, таким как доходящий вплоть до 1,05 или менее чем 1,03, аминогрупп при расчете на единицу диалкилмалеатных, и/или диалкилфумаратных, и/или (мет)акрилатных групп. Данные соотношения выбирают для сведения к минимуму остаточных диалкилмалеата и/или диалкилфумарата и (мет)акрилата, а также для сведения к минимуму количества непрореагировавшего первичного амина в конечном продукте. В определенных вариантах реализации продукт реакции по существу не имеет непрореагировавших первичных аминогрупп, а в других вариантах реализации композиции покрытий настоящего изобретения по существу не содержат непрореагировавших первичных аминогрупп. Сведение к минимуму количества остаточного первичного амина в (мет)акрилат/аспартатном аминовом отвердителе замедляет скорость его реакции с изоцианатом; таким образом, соотношение полиамин: диалкилмалеат и/или диалкилфумарат: (мет)акрилат может варьироваться в зависимости от уровня реакционной способности, требуемого для получающегося в результате (мет)акрилат/аспартатного аминового отвердителя.

В определенных вариантах реализации соотношение эквивалентов аминогрупп и диалкилмалеата и/или диалкилфумарата находится в диапазоне от 1:0,1 до 1:0,3, а соотношение эквивалентов аминогрупп и (мет)акрилата находится в диапазоне от 1:0,9 до 1:0,7.

Описанные ранее продукты реакции могут включать добавки, такие как ингибиторы свободнорадикальной полимеризации, такие как гидрохинон, 4-метоксифенол, 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол и фенотиазин, катализаторы, включающие нижеследующие, но не ограничивающиеся только этими: соединения олова (дилауринат дибутилолова, диацетат дибутилолова), соединения Zn, соединения Ti, третичные амины, и растворители, включающие спирты, но не ограничивающиеся только ими. Продукты реакции настоящего изобретения могут быть разбавлены для уменьшения их вязкости, так как при использовании других аминовых отвердителей для получения требуемых свойств также могут быть использованы и комбинации продуктов реакции, получающихся в результате из различных комбинаций полиаминов, диалкилмалеатов, и/или диалкилфумаратов, и/или (мет)акрилатов.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу получения (мет)акрилат/аспартатного аминового отвердителя, включающему проведение реакции между а) полиамином, b) диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом и с) (мет)акрилатом. Могут быть использованы любые из соединений, выбираемых из описанных ранее полиаминов, диалкилмалеатов и/или диалкилфумаратов и (мет)акрилатов, либо в соотношениях, описанных ранее, либо в других соотношениях. Полиамин может быть введен в реакцию сначала с диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом, а затем с (мет)акрилатом, или сначала с (мет)акрилатом, а затем с диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом, или одновременно с диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом и (мет)акрилатом. Может быть использован любой подходящий способ получения отвердителя, в том числе те, которые обсуждаются далее в примерах. В определенных вариантах реализации диалкилмалеат и/или диалкилфумарат не подвергают (пере)этерификации под действием диола, триола или тетраола. Таким образом, из определенных вариантов реализации специально исключаются как ненасыщенные сложные олигоэфиры, полученные в результате (пере)этерификации диалкилмалеата и/или диалкилфумарата под действием диола, триола или тетраола, так и ненасыщенные сложные олигоэфиры, полученные в результате этерификации малеиновой кислоты и фумаровой кислоты под действием диола, триола или тетраола.

Настоящее изобретение дополнительно относится к полимочевине, содержащей один или несколько описанных ранее (мет)акрилат/аспартатных аминовых отвердителей и изоцианат. При получении полимочевины настоящего изобретения могут быть использованы любые из описанных ранее (мет)акрилат/аспартатных аминов или их комбинаций. В комбинации с настоящими (мет)акрилат/аспартатными аминами также могут быть использованы и другие аминовые отвердители, известные в современном уровне техники.

Изоцианаты, подходящие для использования в настоящем изобретении, могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: изофорондиизоцианат (ИФДИ), который представляет собой 3,3,5-триметил-5- изоцианатометилциклогексилизоцианат; гидрированные материалы, такие как циклогексилендиизоцианат, 4,4'-метилендициклогексилдиизоцианат (Н₁₂МДИ); смешанные аралкилдиизоцианаты, такие как тетраметилксилилдиизоцианаты, OCN-С(СН₃)₂-С₆Н₄С(СН₃)₂-NCO; полиметиленизоцианаты, такие как 1,4-тетраметилендиизоцианат, 1,5-пентаметилендиизоцианат, 1,6-гексаметилендиизоцианат (ГМДИ), 1,7-гептаметилендиизоцианат, 2,2,4- и 2,4,4-триметилгексаметилендиизоцианат, 1,10-декаметилендиизоцианат и 2-метил-1,5-пентаметилендиизоцианат, и их смеси.

Примеры ароматических изоцианатов, подходящих для использования в настоящем изобретении, могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: фенилендиизоцианат, толуилендиизоцианат (ТДИ), ксилилендиизоцианат, 1,5-нафталиндиизоцианат, хлорфенилен-2,4-диизоцианат, битолуилендиизоцианат, дианизидиндиизоцианат, толидиндиизоцианат, алкилированные бензолдиизоцианаты, ароматические диизоцианаты, прерываемые метиленом, такие как метилендифенилдиизоцианат, 4,4'-изомер (МДИ), в том числе алкилированные аналоги, такие как 3,3'-диметил-4,4'-дифенилметандиизоцианат, полимерный метилендифенилдиизоцианат, и их смеси.

В определенных вариантах реализации для уменьшения вязкости полимочевиновой композиции и, таким образом, улучшения ее текучести может быть использован избыток полиизоцианатного мономера (то есть свободного мономера, оставшегося после получения форполимера), что в случае использования в покрытии может обеспечить получение улучшенной адгезии полимочевинового покрытия к нанесенному ранее покрытию и/или к подложке без нанесенного покрытия. Например, покрытия, которые нанесли на подложку ранее, могут иметь функциональные группы (например, гидроксильные группы), которые являются реакционноспособными по отношению к изоцианатам, что, тем самым, улучшает адгезию данного покрытия к полимочевиновой композиции, нанесенной поверх указанного покрытия. Полимочевиновая композиция с меньшей вязкостью также может оставаться в «текучем» состоянии в течение более продолжительного периода времени по сравнению с аналогичной композицией, имеющей более высокую вязкость. В альтернативных вариантах реализации настоящего изобретения, по меньшей мере, один полиизоцианатный мономер (то есть остаточный свободный полиизоцианатный мономер) составляет, по меньшей мере, 1 масс.% или, по меньшей мере, 2 масс.% или, по меньшей мере, 4 масс.% от изоцианатного компонента.

В одном дополнительном варианте реализации изобретения изоцианат может включать олигомерные полиизоцианаты, включающие нижеследующие, но не ограничивающиеся только этими: димеры, такие как уретдион 1,6-гексаметилендиизоцианата, тримеры, такие как биурет и изоцианурат 1,6-гександиизоцианата и изоцианурат изофорондиизоцианата, и полимерные олигомеры. Также могут быть использованы и модифицированные полиизоцианаты, включающие нижеследующие, но не ограничивающиеся только этими: карбодиимиды и уретонимины и их смеси. Подходящие для использования материалы включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: те из них, которые доступны под обозначением DESMODUR в компании Bayer Corporation из Питтсбурга, Пенсильвания и включают, например, DESMODUR N 3200, DESMODUR N 3300, DESMODUR N 3400, DESMODUR XP 2410 и DESMODUR XP 2580.

В определенных вариантах реализации изоцианат имеет форму форполимера. В соответствии с использованием в настоящем документе «форполимер» обозначает полиизоцианат, который предварительно вводят в реакцию с полиамином и/или другой группой, реакционноспособной по отношению к изоцианату, такой как полиол. Подходящие для использования полиизоцианаты включают те из них, которые описывались ранее. Подходящие для использования полиамины многочисленны и могут быть выбраны из широкого ряда полиаминов, известных в современном уровне техники. Примеры подходящих для использования полиаминов включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: первичные и вторичные амины и их смеси, такие как любые из тех, которые были перечислены ранее. Могут быть использованы амины, содержащие третичную функциональную аминогруппу, при условии, что амин дополнительно будет иметь, по меньшей мере, две первичные и/или вторичные аминогруппы. Подходящие для использования полиолы многочисленны и выбираются из широкого ряда полиолов, известных в современном уровне техники. Примеры подходящих для использования полиолов могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: полиэфирполиолы на основе простых эфиров, полиэфирполиолы на основе сложных эфиров, полимочевинополиолы (например, продукт реакции Михаэля между аминофункциональной полимочевиной и гидроксилфункциональным (мет)акрилатом), поликапролактонполиолы, поликарбонатполиолы, полиуретанполиолы, поливиниловые спирты, полученные по реакции полиприсоединения полимеры ненасыщенных мономеров, имеющих соковые гидроксильные группы, такие как те из них, которые включают гидроксифункциональные (мет)акрилаты, аллиловые спирты и их смеси.

Полимочевина, содержащая настоящий (мет)акрилат/аспартатный аминовый отвердитель и изоцианат, может дополнительно включать и другие амины, такие как те, которые известны в современном уровне техники, включающие нижеследующие, но не ограничивающиеся, только этими: любые полиамины или их комбинации, перечисленные в настоящем документе. Другие амины включают вторичные циклоалифатичеекие диамины, такие как JEFFLINK 754 (Huntsman Corporation, Хьюстон, Техас) и CLEARLINK 1000 (Dorf-Ketal Chemicals, LLC), амины, содержащие функциональные группы сложного эфира аспарагиновой кислоты, такие как те, которые доступны под наименованием DESMOPHEN, такие как DESMOPHEN NH 1220, DESMOPHEN NH 1420 и DESMOPHEN NH 1520 (Bayer Corporation), другие материалы, содержащие функциональные группы сложного эфира аспарагиновой кислоты, такие как продукты реакции между триаминами, которые перед проведением реакции имеют, по меньшей мере, одну вторичную аминогруппу, и диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом, включающие нижеследующие, но не ограничивающиеся только этими: продукты реакции между диэтилентриамином, дипропилентриамином и бисгексаметилентриамином и диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом, которые описываются в настоящем документе; примеры таких материалов включают аддукт дипропилентриамина и диэтилмалеата, аддукт дипропилентриамина и дибутилмалеата, аддукт бисгексаметилентриамина и диэтилмалеата и аддукт бисгексаметилентриамина и дибутилмалеата. Подходящими для использования являются также и полиоксиалкиленамины. Полиоксиалкиленамины имеют две и более первичные или вторичные аминогруппы, присоединенные к основной цепи и полученные, например, из пропиленоксида, этиленоксида, бутиленоксида или их смеси. Примеры таких аминов включают те из них, которые доступны под обозначением JEFFAMINE, такие как нижеследующие, но не ограничивающиеся только этими: JEFFAMINE D-230, D-400, D-2000, ПК-511, ED-600, ED-900, ED-2003, Т-403, Т-3000, Т-5000, SD-231, SD-401, SD-2001 и ST-404 (Huntsman Corporation). Такие амины имеют приблизительную молекулярную массу в диапазоне от 200 до 7500.

Другими вторичными аминами, которые могут быть включены в настоящие композиции, являются амины, модифицированные (мет)акрилатом. Под «аминами, модифицированными (мет)акрилатом», понимаются продукты реакции между аминами и моно- и/или поли(мет)акрилатами, а также продукты реакции между моно- и/или полиаминами и (мет)акрилатами. Примеры подходящих для использования аминов включают все амины, содержащие функциональную группу первичного амина и перечисленные в настоящем документе ранее, а также моноамины. Подходящие для использования моноамины включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: первичные амины, описывающиеся формулой R₂-NH₂, где R₂ представляет собой углеводородный радикал, который может представлять собой прямоцепную или разветвленную алкильную группу, арилалкильную группу, гидроксиалкильную группу или алкоксиалкильную группу. Подходящие для использования (мет)акрилаты включают все (мет)акрилаты, которые перечислены в настоящем документе, но не ограничивающиеся только ими.

Другие подходящие для использования вторичные амины, которые могут быть включены в настоящую композицию, представляют собой продукты реакции между материалами, содержащими функциональную группу первичного амина, и акрилонитрилом. Подходящие для использования амины включают любой полиамин, перечисленный в настоящем документе и содержащий функциональную группу первичного амина. Одним примером такого материала является аддукт 4,4'-диаминодициклогексилметана и акрилонитрила. Примером коммерчески доступного материала является аддукт изофорондиамина и акрилонитрила, продаваемый под обозначением POLYCLEAR 136 (Hansen Group LLC).

В настоящую композицию также могут быть включены и полиолы, такие как те, которые были перечислены ранее в настоящем документе.

Настоящее изобретение дополнительно относится к композиции покрытия, содержащей полимочевину, полученную из реакционной смеси, содержащей изоцианат и амин, где амин включает (мет)акрилат/аспартатный аминовый отвердитель, такой как любые один или несколько описанных ранее (мет)акрилат/аспартатных аминовых отвердителей. В определенных вариантах реализации отношение эквивалентов изоцианатных групп и эквивалентов аминовых групп в полимочевине больше чем 1, и изоцианат и амин могут быть нанесены на подложку при объемном соотношении концентраций компонентов смеси 1:1.

В соответствии с использованием в настоящем документе термин «полимочевина» включает продукт реакции между изоцианатом и амином, такой как (мет)акрилат/аспартатный амин, описанный в настоящем документе. Специалисты в соответствующей области техники должны понимать, что в реакциях настоящего изобретения в качестве побочного продукта может быть получен полиуретан. Таким образом, термин «полимочевина», использующийся в настоящем документе, включает как полимочевину, так и смеси полимочевины и полиуретана.

Композиции покрытий настоящего изобретения могут быть составлены и нанесены при использовании различных методик, известных из уровня техники. В одном варианте реализации могут быть использованы обычные способы распыления. В определенных вариантах реализации изоцианат и амин, в том числе (мет)акрилат/аспартатный аминовый отвердитель, могут быть объединены таким образом, чтобы отношение эквивалентов изоцианатных групп и эквивалентов аминовых групп было бы большим чем 1 и изоцианат и амин могли бы быть нанесены на подложку при объемном соотношении концентраций компонентов смеси 1:1; реакционная смесь может быть нанесена на подложку без нанесенного покрытия или на подложку с нанесенным покрытием с образованием первого покрытия на подложке без нанесенного покрытия или последующего покрытия на подложке с нанесенным покрытием.

В одном варианте реализации распыляемая композиция покрытия может быть получена при использовании двухкомпонентного смесительного устройства. В данном варианте реализации изоцианатный компонент и аминовый компонент добавляют в устройство для: ударного смешения высокого давления. Например, изоцианат добавляют в «сторону А», а амин добавляют в «сторону В». Потоки сторон А и В соударяются друг с другом и непосредственно распыляются, по меньшей мере, на части подложки без нанесенного покрытия или с нанесенным покрытием. Изоцианат и амин вступают в реакцию с образованием композиции покрытия, которая отверждается после нанесения на подложку без нанесенного покрытия или с нанесенным покрытием. Перед нанесением сторона А и/или В также может быть нагрета до температуры 140°F. Нагревание может промотировать лучшее перемешивание.

Как представляется, в определенных вариантах реализации соотношение эквивалентов изоцианатных групп и аминовых групп может быть выбрано таким образом, чтобы обеспечить регулирование скорости отверждения композиции покрытия настоящего изобретения. Как было установлено, преимущества по отверждению и адгезии могут появляться в результате нанесения покрытия при объемном соотношении 1:1, где соотношение эквивалентов изоцианатных групп и аминовых групп (также известное под наименованием индекса реакции) является большим чем один, таким как в диапазоне от 1,01 до 1,10:1, или от 1,03 до 1,10:1, или от 1,05 до 1,08:1, или от 1,01 до 1,4 к 1, или от 1,01 до 1,5 к 1. Например, хорошую адгезию наблюдали при использовании настоящих покрытий при данных соотношениях поверх прозрачных покрытий, которые после отверждения характеризуются низкой поверхностной функциональностью, таких как карбаматмеламиновые, гидроксилмеламиновые, 2-компонентные уретановые и силансодержащие прозрачные покрытия. Термин «объемное соотношение 1:1» обозначает, что объемное соотношение варьируется на величину, доходящую вплоть до 20% для каждого компонента, или вплоть до 10%, или вплоть до 5%.

В одном не ограничивающем варианте реализации может быть использовано коммерчески доступное смесительное устройство, доступное под обозначением дозатора GUSMER VR-H-3000, оснащенного распылительным пистолетом GUSMER Model GX-7. В данном устройстве подаваемые под давлением потоки компонентов сторон А и В поступают под давлением из двух различных камер и соударяются или сталкиваются друг с другом с высокой скоростью, обеспечивая перемешивание двух компонентов и образование композиции покрытия, которая может быть нанесена на подложку без нанесенного покрытия или с нанесенным покрытием при использовании распыляющего пистолета. Перемешивающие усилия, воздействующие на потоки компонентов, могут зависеть от объема каждого потока, поступающего в смесительную камеру в единицу времени, и от давления, при котором поступают потоки компонентов. Объемное соотношение между изоцианатом и амином 1:1 в единицу времени может выровнять данные усилия.

Еще одно подходящее для использования устройство для нанесения, известное в промышленности, включает аппликатор в виде «статической смесительной трубки». В данном устройстве каждое соединение, выбираемое из изоцианата и амина, хранят в отдельной камере. Под воздействием давления каждый из компонентов переходит в смесительную трубку при объемном соотношении 1:1. Перемешивание компонентов осуществляется в результате наличия внутри трубки извилистой или спиральной траектории. Выходной конец трубки может обладать разбрызгивающей способностью, подходящей для использования при распылительном нанесении реакционной смеси. В альтернативном варианте текучая реакционная смесь может быть нанесена на подложку в виде капелек. Аппликатор в виде статической смесительной трубки коммерчески доступен в компании Cammda Corporation. Могут быть использованы и другие способы нанесения и другие соотношения изоцианат: амин.

Композиции покрытий настоящего изобретения могут быть нанесены на разнообразные подложки. Не ограничивающие примеры подходящих для использования подложек могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: металл, природный и/или синтетический камень, керамика, стекло, кирпич, цемент, бетон, шлакобетон, древесина и ее композиты и ламинаты; строительный картон, сухая штукатурка, гипсокартон, цементно-стружечная плита, пластик, бумага, ПВХ, пенополистирол, пластиковые композиты, акриловые композиты, асфальт, стекловолокно, грунт, гравий и тому подобное. Металлы могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: алюминий, холоднокатаная сталь, сталь, электролитически оцинкованная сталь, сталь, оцинкованная горячим погружением, титан и сплавы. Пластики могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: термопластичный полиолефин, листовой ламинированный компаунд, уретановый термопласт, полипропилен, поликарбонат, полиэтилен, полиамиды (найлон). Подложками могут являться загрунтованные металл и/или пластик; то есть на них может быть нанесен органический или неорганический слой. Кроме того, композиции покрытий настоящего изобретения могут быть нанесены на упомянутые подложки для придания одного или нескольких самых различных свойств, таких как нижеследующие, но не ограничивающихся только этими: коррозионная стойкость, стойкость к истиранию, ударопрочность, огне- и/или термостойкость, химическая стойкость, стойкость к воздействию УФ-излучения, структурная целостность, ослабление баллистического воздействия, ослабление ударной волны, звукопоглощение, декорирование и тому подобное. В не ограничивающих примерах композиции покрытий настоящего изобретения могут быть нанесены, по меньшей мере, на часть следующих подложек: изделие промышленного производства, такое как нижеследующее, но не ограничивающегося только этим: транспортное средство. «Транспортное средство» включает нижеследующее, но не ограничивается только этим: наземные, водные и воздушные транспортные средства, в том числе гражданские, коммерческие и военные транспортные средства, например легковые автомобили, грузовые автомобили, суда, корабли, подводные лодки, самолеты, вертолеты, армейские вездеходы и танки. Изделие промышленного производства может представлять собой строительную конструкцию. «Строительная конструкция» включает нижеследующее, но не ограничивается только этим: по меньшей мере, часть конструкции, включающей жилые, производственные и оборонительные сооружения, например кровли, полы, опорные балки, стены и тому подобное. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «подложка» может относиться к поверхности, либо внешней, либо внутренней, по меньшей мере, на части изделия промышленного производства или на самом изделии промышленного производства. В одном варианте реализации подложкой является кузов грузового автомобиля.

В одном варианте реализации композиции покрытий настоящего изобретения могут быть нанесены на пленочный носитель. Пленочный носитель может быть выбран из широкого ряда материалов, известных в уровне техники. Не ограничивающие примеры подходящих для использования пленочных носителей включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: термопластичные материалы, термоотверждающиеся материалы, металлическую фольгу, целлюлозную бумагу, синтетические виды бумаги и их смеси. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «термопластичный материал» относится к любому материалу, который способен размягчаться или плавиться при нагревании и снова отверждаться при охлаждении. Не ограничивающие примеры подходящих для использования термопластичных материалов могут включать полиолефины, полиуретаны, сложные полиэфиры, полиамиды, полимочевины, акриловые смолы и их смеси. В соответствии с использованием в настоящем документе термин «термоотверждающийся материал» относится к любому материалу, который необратимо приобретает жесткость после нагревания и/или отверждения. Не ограничивающие примеры включают полимерные полиур