Композиция покрытия, содержащая полимочевину, и способ ее нанесения

Композиция покрытия, содержащая полимочевину, и способ ее нанесения

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная патентная заявка представляет собой частичное продолжение (cip) патентной заявки с регистрационным номером 11/211188, поданной 25 августа 2005 года, во всей своей полноте посредством ссылки включенной в настоящей документ.

Область техники

Настоящее изобретение относится к композиции покрытия, содержащей полимочевину, полученную из реакционной смеси, содержащей первый компонент, содержащий изоцианат, и второй компонент, содержащий являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции между полиамином и моно(мет)акрилатом.

Уровень техники

Композиции покрытий, содержащие полимочевины, используются в широком ассортименте отраслей промышленности, таких как промышленность изготовления автомобильного, корабельного, авиационного, промышленного, строительного, военного, развлекательного оборудования, в том числе спортивного оборудования, и тому подобного. В данных отраслях промышленности прилагались значительные усилия, направленные на разработку композиций покрытий, которые будут придавать желательные свойства подложке или изделию, на которые наносят покрытие. Например, покрытия используются для защиты от возникновения повреждения, обусловленного коррозией, истиранием, ударом, химическим воздействием, 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.

В общем случае полимочевины получают в результате проведения реакции между аминами и изоцианатами. Использование аминов, таких как полиамины, в качестве сшивателей или «отвердителей» хорошо известно. Например, известно то, что амины сшиваются с изоцианатами с образованием соединений мочевины. Как известно, амины также вступают в реакцию и поэтому используются вместе с активированными ненасыщенными группами, эпокси-группами, ароматическими активированными альдегидными группами, циклическими карбонатными группами и кислотными и ангидридными и сложноэфирными группами. Полиаминовые сшиватели, имеющие первичные аминогруппы, могут быть вполне реакционно-способными по отношению к некоторым из данных функциональностей в условиях комнатной или низкой температуры (то есть меньшей, чем 100°С). Данная высокая реакционная способность своим результатом может иметь чрезмерно короткую жизнеспособность или возникновение других трудностей при нанесении, таком как ударное распыление высокого давления. Однако определенные алифатические вторичные амины являются недостаточно реакционно-способными по отношению к данным различным функциональностям. Поэтому желательно получить аминовые отвердители, которые являются достаточно реакционно-способными, но которые обеспечивают получение надлежащей жизнеспособности. Кроме того, желательно получить такие аминовые отвердители, которые конечной композиции, в которой их используют, придают желательные характеристики.

Краткое изложение изобретения

Настоящее изобретение относится к композиции покрытия, содержащей полимочевину, полученную из реакционной смеси, содержащей первый компонент, содержащий изоцианат, и второй компонент, содержащий являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции между полиамином и моно(мет)акрилатом, где соотношение эквивалентов изоцианатных групп и эквивалентов аминовых групп является большим, чем 1, и изоцианат и являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции могут быть нанесены на подложку при объемном соотношении концентраций компонентов смеси 1:1.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к композиции покрытия, содержащей полимочевину, полученную из реакционной смеси, содержащей первый компонент, содержащий изоцианат, и второй компонент, содержащий являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции между полиамином и моно(мет)акрилатом, где соотношение эквивалента изоцианатных групп и эквивалента аминовых групп является большим, чем 1, и изоцианат и являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции могут быть нанесены на подложку при объемном соотношении концентраций компонентов смеси 1:1. Продукт реакции между полиамином и моно(мет)акрилатом в настоящем документе иногда называют «являющимся (мет)акрилированным амином продуктом реакции» или просто «(мет)акрилированным амином» или «продуктом реакции» или подобными терминами, а иногда называют отвердителем, поскольку он будет вступать в реакцию или отверждаться при взаимодействии с изоцианатом с образованием полимочевины. В определенных вариантах реализации являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции не содержит ароматического полиамина или ксилилендиамина.

В соответствии с использованием в настоящем документе термин «изоцианат» включает неблокированные соединения, способные образовывать ковалентную связь с реакционно-способной группой, такой как гидроксильная или аминовая функциональная группа. Таким образом, изоцианат может быть назван «свободным изоцианатом», что специалисты в соответствующей области техники должны понимать. В альтернативных не ограничивающих вариантах реализации изоцианат настоящего изобретения может быть монофункциональным, имея одну изоцианатную функциональную группу (NCO), или изоцианат, использующийся в настоящем изобретении, может быть полифункциональным, имея две и более изоцианатные функциональные группы (NCO).

Изоцианаты, подходящие для использования в настоящем изобретении, многочисленны и могут варьироваться в широких пределах. Такие изоцианаты могут включать те из них, которые известны на современном уровне техники. Не ограничивающие примеры подходящих для использования изоцианатов могут включать мономерные и/или полимерные изоцианаты. Полиизоцианаты могут быть выбраны из мономеров, форполимеров, олигомеров или их смесей. В одном варианте реализации полиизоцианат может быть C₂-C₂₀ линейным, разветвленным, циклическим, ароматическим или их смесями.

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-NСО; 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.

Не ограничивающие 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 одном не ограничивающем варианте реализации может быть использован полиизоцианатный мономер. Как представляется, использование полиизоцианатного мономера (то есть свободного мономера, оставшегося после получения форполимера) может уменьшить вязкость полимочевиновой композиции, тем самым, улучшая ее текучесть, и может обеспечить достижение улучшенной адгезии полимочевинового покрытия к ранее нанесенному покрытию и/или к подложке без нанесенного покрытия. Например, покрытия, которые нанесли на подложку ранее, могут иметь функциональные группы (например, гидрокси-группы), которые являются реакционно-способными по отношению к изоцианатам, что, тем самым, улучшает адгезию данного покрытия к полимочевиновой композиции настоящего изобретения, нанесенной поверх данного покрытия. Более маловязкая полимочевиновая композиция также может оставаться в «текучем» состоянии в течение более продолжительного периода времени по сравнению с сопоставимой композицией, имеющей более высокую вязкость. В альтернативных вариантах реализации настоящего изобретения, по меньшей мере, один полиизоцианатный мономер составляет, по меньшей мере, 1 массовый процент или, по меньшей мере, 2 массовых процента или, по меньшей мере, 4 массовых процента 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 изопианурат 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 уретдионы 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 DESMODUR N 3200, DESMODUR N 3300, DESMODUR N 3400, DESMODUR XP 2410 и DESMODUR XP 2580.

В соответствии с использованием в настоящем документе «изоцианатный форполимер» обозначает полиизоцианат, который предварительно вводят в реакцию с полиамином или другой группой, реакционно-способной 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 ассортимента, известного на 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 в настоящем документе. Также могут быть использованы и полимочевины с концевыми аминовыми группами. Могут быть использованы амины, содержащие третичную аминовую функциональность, при том условии, что амин дополнительно будет иметь, по меньшей мере, две первичные и/или вторичные аминогруппы. Подходящие для использования полиолы многочисленны и могут быть выбраны из широкого ассортимента, известного на современном уровне техники. Примеры подходящих для использования полиолов включают 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 боковые гидроксильные группы, такие как те из них, которые включают гидроксифункциональные (мет)акрилаты, аллиловые спирты и их смеси.

В определенных вариантах реализации изоцианат включает изоцианатный форполимер, а в других вариантах реализации изоцианат включает изоцианатный форполимер и один или несколько дополнительных изоцианатов, таких как один или несколько полиизоцианатов, описанных ранее.

Как упоминалось ранее, полимочевину настоящих композиций получают из реакционной смеси, содержащей изоцианат и продукт реакции между полиамином и моно(мет)акрилатом. В соответствии с использованием в настоящем документе и в соответствии с пониманием специалиста в соответствующей области техники термин «(мет)акрилат» обозначает как акрилат, так и соответствующий (мет)акрилат. (Мет)акрилат может представлять собой любой подходящий для использования моно(мет)акрилат или их смеси. Подходящие для использования моно(мет)акрилаты включают те 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.

Полиамины, подходящие для использования в продукте реакции настоящего изобретения, могут быть выбраны из широкого ассортимента известных первичных полиаминов и их смесей, в том числе полиаминов, имеющих, по меньшей мере, две функциональные группы, таких как ди-, три- или более высокофункциональные полиамины, и их смесей. Амин может быть ароматическим или алифатическим, таким как циклоалифатический, или их смесями. Примеры подходящих для использования алифатических полиаминов включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: этилендиамин, 1,2-диаминопропан, 1,4-диаминобутан, 1,3-диаминопентан (DYTEK ЕР, Invista), 1,6-диаминогексан, 2-метил-1,5-пентандиамин (DYTEK A, Invista), 2,5-диамино-2,5-диметилгексан, 2,2,4- и/или 2,4,4-триметил-1,6-диаминогексан, 1,11-диаминоундекан, 1,12-диаминододекан, 1,3- и/или 1,4-циклогександиамин, 1-амино-3,3,5-триметил-5-аминометилциклогексан, 2,4- и/или 2,6-гексагидротолуилендиамин, 2,4'-диаминодициклогексилметан, 4,4'-диаминодициклогексилметан (РАСМ-20, Air Products) и 3,3'-диалкил-4,4'-диаминодициклогексилметаны (такие как 3,3'-диметил-4,4'-диаминодициклогексилметан (DIMETHYL DICYKAN или LAROMIN C260, BASF; ANCAMINE 2049, Air Products) и 3,3'-диэтил-4,4'-диаминодициклогексилметан), 2,4-и/или 2,6-диаминотолуол и 2,4'- и/или 4,4'-диаминодифенилметан или их смеси. Дополнительные подходящие для использования амины включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: 3-(циклогексиламин)пропиламин, 3,3'-[1,4-бутандиилбис]-1-пропанамин и диаминофункциональные полиэфирамины 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, доступные в компании 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 времени работы - технологического времени в тех ситуациях, в которых более продолжительное технологическое время является желательным.

В определенных вариантах реализации полиамином является триамин. Примеры подходящих для использования триаминов включают дипропилентриамин, бис(гексаметилен)триамин и триаминофункциональные полиэфирполиамины на основе простых эфиров, имеющие алифатически связанные первичные аминогруппы, (JEFFAMINE T-403, JEFFAMINE T-3000, JEFFAMINE T-5000 от компании Huntsman Corporation). В других вариантах реализации амином могут являться тетраамин или другой более высокофункциональный амин.

В определенных конкретных вариантах реализации настоящего изобретения полиамин включает 4,4'-диаминодициклогексилметан. В определенных других конкретных вариантах реализации полиамин включает 3,3'-диметил-4,4'-диаминодициклогексилметан. В определенных других конкретных вариантах реализации полиамин включает изофорондиамин («ИФДА»). Данные полиамины могут быть введены в реакцию, например, с любыми из (мет)акрилатов, перечисленных в настоящем документе.

Полиамин и моно(мет)акрилат могут быть введены в реакцию при любом соотношении, позволяющем получить подходящий для использования продукт. В определенных вариантах реализации соотношение эквивалентов полиамина и моно(мет)акрилата является по существу стехиометрическим. В других вариантах реализации для обеспечения по существу расходования (мет)акрилатных групп или сохранения некоторого количества непрореагировавшего первичного амина используют небольшой избыток амина (такой как в случае соотношения эквивалентов амина и (мет)акрилата, доходящего вплоть до 1,05 или менее чем 1,03 к 1). В определенных вариантах реализации (мет)акрилированный амин по существу не имеет непрореагировавших первичных аминогрупп. Сведение к минимуму количества остаточного первичного амина в (мет)акрилированном амине замедляет скорость его реакции с изоцианатом; таким образом, соотношение между количествами амина и (мет)акрилата может варьироваться в зависимости от уровня реакционной способности, желательного для получающегося в результате (мет)акрилированного амина. В соответствии с этим, в определенных других вариантах реализации для изменения скорости отверждения в последующей полимочевиновой композиции может быть использован избыток амина по отношению к моно(мет)акрилату.

Соотношением эквивалентов полиамина и моно(мет)акрилата может являться любое подходящее для использования соотношение, обеспечивающее придание являющемуся (мет)акрилированным амином продукту реакции желательных свойств. Например, соотношением могут являться 1:1, или 1,5:1, или 2:1.

Являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции, использующийся в настоящем изобретении, может быть получен, например, по способу, описанному в примерах, или по любому другому подходящему для использования способу. В определенных вариантах реализации (мет)акрилат добавляют к амину в течение периода времени, обеспечивающего регулирование температуры реакции, поскольку реакция зачастую является экзотермической. Добавление может быть начато при комнатной температуре, или перед началом добавления амин может быть нагрет. В определенных вариантах реализации для регулирования тепловыделения желательным может оказаться охлаждение реакционной смеси во время добавления. По окончании добавления для завершения реакции реакционная смесь может быть нагрета. В других вариантах реализации все реагенты могут быть объединены друг с другом в емкости реактора и нагреты до температуры реакции. В общем случае реакции проводят при температуре <100°С. Реакционная смесь может дополнительно включать добавки, такие как ингибиторы свободно-радикальной 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 нижеследующие, но не ограничивающиеся только этими: спирты. Реакции могут быть проведены в атмосфере азота или воздуха.

Являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции, использующийся в соответствии с настоящим изобретением, может представлять собой результат проведения реакции для любой комбинации полиаминов и моно(мет)акрилатов. То есть настоящие полимочевиновые композиции могут содержать один или несколько полиаминов и/или один или несколько моно(мет)акрилатов. Настоящие полимочевиновые композиции также могут содержать более чем один являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции, описанный в настоящем документе, или один или несколько других аминовых отвердителей в дополнение к являющемуся (мет)акрилированным амином продукту (продуктам) реакции. Например, аминовый компонент может содержать один или несколько аминов, которые представляют собой продукт реакции между амином, (мет)акрилатом и диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом, таких как те из них, которые описываются в патентной заявке США, озаглавленной: «(Meth)Acrylate/Aspartate Amine Curatives and Coatings and Articles Comprising the Same», поданной на ту же самую дату, что и настоящая заявка, и посредством ссылки, включенной в настоящий документ; один или несколько аминов, которые представляют собой продукт реакции между полиамином, поли(мет)акрилатом и моно(мет)акрилатом или моноамином, таких как те из них, которые описываются в патентной заявке США, озаглавленной: «Polyurea Coating Comprising an Amine/(Meth)Acrylate Oligomeric Reaction Product», поданной на ту же самую дату, что и настоящая заявка, и посредством ссылки включенной в настоящий документ; один или несколько аминов, которые представляют собой продукт реакции между моноамином и (мет)акрилатом, таких как те из них, которые описываются в патентной заявке США, озаглавленной: «Substrates Coated with a Polyurea Comprising a (Meth)acrylated Amine Reaction Product», поданной на ту же самую дату, что и настоящая заявка, и посредством ссылки включенной в настоящий документ; и/или один или несколько аминов, которые представляют собой продукт реакции между триамином и диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом, таких как те из них, которые описываются в патентной заявке США, озаглавленной: «Triamine/Aspartate Curative and Coatings Comprising the Same», поданной на ту же самую дату, что и настоящая заявка, и посредством ссылки включенной в настоящий документ.

Полимочевина, содержащая настоящий являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции и изоцианат, может дополнительно включать и другие амины, такие как те, которые известны на современном уровне техники, включающие нижеследующие, но не ограничивающиеся только этими: любые полиамины или их комбинации, перечисленные в настоящем документе. Другие амины включают вторичные циклоалифатические диамины, такие как JEFFLINK 754 (Huntsman Corporation, Хьюстон, Техас) и CLEARLINK 1000 (Dorf-Ketal Chemicals, LLC), амины, содержащие функциональность 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 функциональность 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, описанные 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, НК-511, ED-600, ED-900, ED-2003, T-403, T-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. В случае использования более чем одного являющегося (мет)акрилированным амином продукта реакции и/или изоцианата каждое соединение, выбираемое из полиамина, моно(мет)акрилата и/или изоцианата, может быть идентичным другим или отличным от них.

Другие подходящие для использования вторичные амины, которые могут быть включены в настоящую композицию, представляют собой продукты реакции между материалами, содержащими функциональность первичного амина, и акрилонитрилом. Подходящие для использования амины включают любой полиамин, перечисленный в настоящем документе и содержащий функциональность 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).

Другие амины, которые могут быть использованы, представляют собой аддукты первичных полиаминов и моно- или полиэпоксидов; примером такого материала является аддукт изофорондиамина и материала CARDURA E10P (доступного в компании Hexion Speciality Chemicals, Inc.).

В определенных вариантах реализации аминовый компонент полимочевины и/или сама полимочевина по существу не содержат функциональности первичного амина (непрореагировавших первичных аминогрупп). «По существу отсутствие функциональности первичного амина» и тому подобные термины обозначают то, что теоретически функциональность первичного амина отсутствует, но может иметься некоторая функциональность первичного амина, присутствие которой является чисто случайным, то есть обусловленным примесями в аминах, которые в остальных отношениях содержат функциональность вторичного амина, и/или следовая функциональность первичного амина, которая не вступила в реакцию.

В одном варианте реализации композиции покрытий настоящего изобретения могут включать смесь полимочевины и полиуретана. Поэтому в соответствии с использованием в настоящем документе «полимочевина» включает как полимочевину, так и смеси полимочевины и полиуретана. Специалисты в соответствующей области техники должны понимать то, что в реакциях настоящего изобретения полиуретан может быть получен в качестве побочного продукта. В альтернативных вариантах реализации полиуретан может быть получен «по месту», и/или он может быть добавлен в реакционную смесь; не ограничивающим примером является NCO-функциональный форполимер, полученный в результате проведения реакции между полиолом и полиизоцианатом, как это описывается в настоящем документе. Один не ограничивающий пример полиуретана, полученного «по месту», может включать продукт реакции между полиизоцианатом и гидроксилфункциональным материалом. Не ограничивающие примеры подходящих для использования полиизоцианатов могут включать те из них, которые описываются в настоящем документе. Не ограничивающие примеры подходящего для использования гидроксилфункционального материала могут включать полиолы, такие как те из них, которые описываются в настоящем документе. Еще один пример полиуретана, полученного «по месту», может включать продукт реакции между гидроксилфункциональным форполимером и изоцианатфункциональным материалом. Подходящие для использования примеры данных реагентов могут включать те из них, которые описываются в настоящем документе.

Композиция полимочевинового покрытия настоящего изобретения может быть составлена и нанесена при использовании различных методик, известных на современном уровне техники. В соответствии с этим, настоящее изобретение дополнительно относится к способам нанесения покрытия на подложку, включающим нанесение любой из композиций покрытий, описанных в настоящем документе, по меньшей мере, на часть подожки. В одном варианте реализации могут быть использованы обычные методики распыления. В данном варианте реализации изоцианат и амин могут быть объединены таким образом, чтобы соотношение 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; и реакционная смесь может быть нанесена на подложку без нанесенного покрытия или с нанесенным покрытием с образованием первого покрытия на подложке без нанесенного покрытия или последующего покрытия на подложке с нанесенным покрытием. При определении соотношения эквивалентов изоцианатных групп и эквивалентов реакционно-способных аминовых групп во внимание принимаются группы совокупного амина, то есть аминовые группы от являющегося (мет)акрилированным амином отвердителя, а также любого другого амина, использующегося в покрытии.

Необходимо понимать то, что настоящие композиции являются двухкомпонентными или «2-компонентными» композициями, где изоцианатсодержащий компонент и аминсодержащий компонент хранят раздельно вплоть до момента, непосредственно предшествующего нанесению. Такие композиции будут восприниматься как отверждающиеся в комнатных условиях, хотя для ускорения конечного отверждения или улучшения свойств покрытия, таких как адгезия, могут быть использованы и нагретый воздух принудительной подачи или отверждение при нагревании. В одном варианте реализации при использовании двухкомпонентного смесительного устройства может быть получена распыляемая композиция покрытия. В данном варианте реализации изоцианат и амин добавляют в устройство для ударного смешения высокого давления. Изоцианат добавляют в «сторону А», а амин добавляют в «сторону В». Потоки сторон А и В ударяются друг о друга 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 при нанесении на подложку без нанесенного покрытия или с нанесенным покрытием. Перед нанесением сторона А и/или В также может быть нагрета до температуры 140°F (60,0°С). Нагревание может промотировать лучшее согласование вязкостей между двумя компонентами и, таким образом, лучшее перемешивание, но оно не является необходимым для проведения реакции отверждения.

Как представляется, соотношение эквивалентов изоцианатных групп и аминовых групп может быть выбрано обеспечивающим 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, или более чем 1,3, к 1. Например, согласно наблюдениям хорошая адгезия может быть получена при использовании настоящих покрытий с использованием данных соотношений 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 то, 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, коммерчески 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 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, воспринимаемые потоками компонентов, могут зависеть от объема каждого потока, поступающего в смесительную камеру в единицу времени, и от давления, при котором потоки компонентов поступают. Объемное соотношение 1:1 между изоцианатом и амином 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 каждый компонент, выбираемый из изоцианата и амина, хранят в отдельной камере. При приложении 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 полоски. Аппликатор в виде статической смесительной трубки коммерчески доступен в компании Cammda Corporation.

Композиции полимочевиновых покрытий настоящего изобретения могут быть нанесены на широкий ассортимент подложек. В соответствии с этим, настоящее изобретение дополнительно относится к подложке с нанесенным покрытием из любой композиции, описанной в настоящем документе. 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, пуленепробиваемые композиты, асфальт, стекловолокно, почва, гравий и тому подобное. Металлы могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: алюминий, холоднокатаная сталь, сталь, электролитически оцинкованная в расплаве, сталь горячего цинкования, титан и сплавы; пластики могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: ТПО, листовой ламинированный компаунд, уретановый термопласт, полипропилен, поликарбонат, полиэтилен, полиамиды (найлон). Подложками могут являться загрунтованные металл и/или пластик; то есть на них наносят органический или неорганический слой. Кроме того, композиции покрытий настоящего изобретения могут быть нанесены на упомянутые подложки, обеспечивая придание одного или нескольких из широкого ассортимента 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 удара, ослабление воздействия взрыва, звукопоглощение, декорирование и тому подобное. В не ограничивающих примерах композиции покрытий настоящего изобретения могут быть нанесены, по меньшей мере, на часть строительной конструкции или изделия промышленного производства, такого как нижеследующее, но не ограничивающегося только этим: транспортное средство. «Транспортное средство» включает нижеследующее, но не ограничивается только этим: гражданские, коммерческие и военные наземные, водные и воздушные транспортные средства, например легковые автомобили, грузовые автомобили, суда, корабли, подводные лодки, самолеты, вертолеты, многоцелевые колесные автомобили повышенной проходимости 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, коммерческие и военные конструкции, 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 композиция полимочевинового покрытия настоящего изобретения может быть нанесена на несущую пленку. Несущая пленка может быть выбрана из широкого ассортимента таких материалов, известных на современном уровне техники. Не ограничивающие примеры подходящих для испол