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 (ЧП) 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 продукт реакции между полиамином, поли(мет)акрилатом и моно(мет)акрилатом или моноамином.

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 продукт реакции между полиамином, поли(мет)акрилатом и моно(мет)акрилатом или моноамином.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способам нанесения покрытия на подложку с использованием таких покрытий и к подложке с покрытием, нанесенным по данным способам.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к композиции покрытия, содержащей полимочевину, полученную из реакционной смеси, содержащей первый компонент, содержащий изоцианат, и второй компонент, содержащий продукт реакции между полиамином, поли(мет)акрилатом и моно(мет)акрилатом или моноамином. Продукт реакции в настоящем документе иногда называют (мет)акрилированным амином или подобными терминами или амин/(мет)акрилатным олигомерным продуктом реакции или подобными терминами, и данный продукт реакции в настоящем документе может быть назван «отвердителем», поскольку он будет вступать в реакцию или отверждаться при взаимодействии с изоцианатом с образованием полимочевины. В определенных вариантах реализации соотношение эквивалентов изоцианатных групп и эквивалентов аминовых групп является большим, чем 1, и изоцианат и амин/(мет)акрилатный олигомерный продукт реакции могут быть нанесены на подложку при объемном соотношении концентраций компонентов смеси 1:1.

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 С₂-С₂₀ 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 мас.% или, по меньшей мере, 2 мас.% или, по меньшей мере, 4 мас.% 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 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 форполпмер 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, поли(мет)акрилатом и либо моно(мет)акрилатом, либо моноамином. 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» в настоящем документе иногда используется для обозначения поли(мет)акрилата и/или моно(мет)акрилата в зависимости от контекста. (Мет)акрилат может представлять собой любой подходящий для использования моно- или поли(мет)акрилат и их смеси. В определенных вариантах реализации поли(мет)акрилат включает ди(мет)акрилат, в определенных вариантах реализации поли(мет)акрилат включает три(мет)акрилат, а в определенных вариантах реализации поли(мет)акрилат включает тетра(мет)акрилат. 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. Подходящие для использования ди(мет)акрилаты 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 могут включать 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 и уретанакрилаты полиизоцианатов и гидроксиалкил(мет)акрилаты. Также могут быть использованы и смеси (мет)акрилатных мономеров, в том числе смеси моно-, ди-, три- и/или тетра(мет)акрилата.

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 полиизоцианаты включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: любые из мономерных или олигомерных изоцианатов или изоцианатных форполимеров, перечисленных в настоящем документе.

Полиамины, подходящие для использования в амин/(мет)акрилатном олигомерном 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. В определенных вариантах реализации полиамин/(мет)акрилатный продукт реакции дополнительно включает моноамин. Использующиеся амин или амины могут быть ароматическими или алифатическими, такими как циклоалифатические, или их смесями. Примеры подходящих для использования алифатических моно- и полиаминов включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: этиламин, изомерные пропиламины, бутиламины (например, бутиламин, изобутиламин, втор-бутиламин и трет-бутиламин), пентиламины, гексиламины, циклогексиламин, 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: 2-этилгексиламин, октиламин, трет-октиламин, додециламин, октадециламин, 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.

Как упоминалось ранее, в определенных вариантах реализации в сочетании с полиамином используют моноамин. 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.

Полиамин, поли(мет)акрилат и моно(мет)акрилат или моноамин могут быть введены в реакцию при любом соотношении, позволяющем получить подходящий для использования продукт. В определенных вариантах реализации соотношение эквивалентов амина и (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 может быть использован 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 продукт реакции 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 (мет)акрилату.

В определенных других вариантах реализации в реакцию с полиаминами могут быть введены как моно(мет)акрилаты, так и поли(мет)акрилаты. Поли(мет)акрилаты, полиамины и моно(мет)акрилаты могут представлять собой то, что описывалось ранее. В особенно подходящих для использования вариантах реализации поли(мет)акрилат включает 1,6-гександиолдиакрилат, полиамин включает 3,3'-диметил-4,4'-диаминодициклогексилметан, а моно(мет)акрилат включает метилакрилат. В других особенно подходящих для использования вариантах реализации поли(мет)акрилат включает 1,6-гександиолдиакрилат, полиамин включает ИФДА, а моно(мет)акрилат включает бутилакрилат.

Соотношение эквивалентов поли(мет)акрилата и амина и моно(мет)акрилата может представлять собой любое подходящее для использования соотношение, позволяющее получать у полиамин/(мет)акрилатного продукта реакции желательные свойства. Например, в случае включения поли(мет)акрилатом ди(мет)акрилата соотношение эквивалентов поли(мет)акрилат: амин: моно(мет)акрилат может находиться в диапазоне от 0,9:1,05:0,1 до 0,1:1,05:0,9, быть таким как 0,30:1:0,65; 2:3:1;1:2:1; или 1:3:2. В случае включения поли(мет)акрилатом три(мет)акрилата соотношение эквивалентов три(мет)акрилат: амин: моно(мет)акрилат может находиться в диапазоне от 1:3:2 до 1:2:1. Необходимо понимать то, что данные соотношения представляют собой всего лишь примеры, и что в соответствии с настоящим изобретением может быть применено любое другое подходящее для использования соотношение.

Амин/(мет)акрилатный олигомерный продукт реакции, использующийся в настоящем изобретении, может быть получен, например, по способу, описанному в примерах, или по любому другому подходящему для использования способу. В случае использования как моно(мет)акрилата, так и поли(мет)акрилата поли(мет)акрилат и полиамин могут быть введены сначала в реакцию друг с другом, а затем на последующих стадиях введены в реакцию с моно(мет)акрилатом, или полиамин может быть введен в реакцию с поли(мет)акрилатом и моно(мет)акрилатом одновременно. Соотношение эквивалентов амин: (мет)акрилат и/или полиакрилат: амин: моноакрилат может быть любым из тех, которые описывались ранее, или любым другим подходящим для использования соотношением.

В еще одном варианте реализации изобретения с поли(мет)акрилатом могут быть введены в реакцию как моноамин, так и полиамин. Поли(мет)акрилат, полиамин и моноамин без ограничения и в любой комбинации могут представлять собой то, что было перечислено ранее. В одном варианте реализации полиамин может быть последовательно введен в реакцию сначала с поли(мет)акрилатом, а после этого с моноамином. В еще одном варианте реализации полиамин, моноамин и поли(мет)акрилат могут быть введены в реакцию друг с другом в одну стадию. Моноамин, полиамин и (мет)акрилат могут быть введены в реакцию при любом соотношении, позволяющем получить подходящий для использования продукт. В определенных вариантах реализации соотношение эквивалентов моноамина и полиамина (совокупного амина) и поли(мет)акрилата является по существу стехиометрическим. В других вариантах реализации для обеспечения по существу количественного превращения (мет)акрилатных групп может быть использован незначительный избыток амина (такой как в случае соотношения эквивалентов амина и поли(мет)акрилата, доходящего вплоть до 1,05 или менее, чем 1,03, к 1). В определенных других вариантах реализации может быть использован больший избыток амина по отношению к (мет)акрилату. Как обсуждалось ранее, использующееся количество амина по отношению к количеству поли(мет)акрилата может быть изменено для оказания влияния на скорость реакции между (мет)акрилированным амином и изоцианатом в соответствии с пожеланиями пользователя.

Амин/(мет)акрилатный олигомерный продукт реакции, использующийся в соответствии с настоящим изобретением, может представлять собой результат проведения реакции для любой комбинации моно- и полиаминов и моно- и поли(мет)акрилатов в пределах параметров, описанных в настоящем документе. Определенные варианты реализации настоящего изобретения специально исключают из амин/(мет)акрилатного олигомерного продукта реакции полиуретанакрилат и/или полиуретанакрилатный форполимер.

Настоящие полимочевиновые композиции могут содержать более чем один амин/(мет)акрилатный олигомерный продукт реакции, описанный в настоящем документе, или один или несколько других аминовых отвердителей в дополнение к амин/(мет)акрилатному олигомерному продукту (продуктам) реакции. Например, настоящие полимочевиновые композиции могут 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 и моно(мет)акрилатом, таких как те из них, которые описываются в патентной заявке США, озаглавленной: «Polyurea Coating Comprising a Polyamine/Mono(Meth)Acrylate 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 амин/(мет)акрилатный отвердитель 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 NH1220, DESMOPHEN NH 1420 и DESMOPHEN NH 1520 (Вауеr 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; 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, НK-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. В случае использования более чем одного амин/(мет)акрилатного олигомерного продукта реакции и/или амин/(мет)акрилат/аспарагинатного продукта реакции каждое соединение, выбираемое из (мет)акрилата, амина и/или диалкилмалеата и/или диалкилфумарата, 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 могут 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; 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 амин/(мет)акрилатного 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 или более чем 1,3 к 1. Например, хорошая адгезия может быть получена при использовании данных соотношений поверх прозрачных покрытий, которые после отверждения характеризуются низкой поверхностной функциональность