Отвердители на основе триаминов/аспартатов и покрытия, включающие их

Отвердители на основе триаминов/аспартатов и покрытия, включающие их

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к продукту реакции триамина и диалкилмалеата и/или диалкилфумарата, где продукт реакции имеет вязкость менее 2000 сантипуаз (сП).

Настоящее изобретение также относится к полимочевине, включающей такой продукт реакции, и к подложке с покрытием из нее.

Уровень техники

Композиции покрытий, содержащие полимочевины, используют в самых разных отраслях промышленности, таких как производство автоматического, корабельного, авиационного, промышленного, строительного и военного оборудования, оборудования для отдыха, включая спортивное оборудование, и т.п. В данных отраслях промышленности предприняты значительные усилия для разработки композиций покрытий, которые будут придавать требуемые свойства подложке или изделию, на которые наносят покрытия. Например, покрытия используют 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 указанных функциональных свойств покрытия также можно использовать в декоративных целях.

Полимочевины получают, как правило, в результате реакции между аминами и изоцианатами. Использование аминов, таких как полиамины, в качестве сшивающих агентов или «отвердителей» хорошо известно. Например, известно, что амины образуют поперечные связи с изоцианатами с образованием соединений мочевины. Также известно, что амины вступают в реакцию и поэтому используются с активированными ненасыщенными группами, эпокси-группами, ароматическими активированными альдегидными группами, циклическими карбонатными группами и кислотными, ангидридными и сложноэфирными группами. Полиаминовые сшиватели с первичными аминогруппами могут быть достаточно реакционно-способными по отношению к некоторым из указанных функциональных групп в условиях окружающей среды или низких температур (т.е. ниже чем 100°С). Высокая реакционная способность может привести к слишком кратковременной жизнеспособности или другим трудностям при применении, таком как ударное распыление высокого давления. Однако некоторые вторичные алифатические амины являются недостаточно реакционно-способными по отношению к таким различным функциональным группам. Поэтому желательно получить аминные отвердители, которые являются достаточно реакционно-способными, 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 триамину/аспартату, который представляет собой продукт реакции триамина и диалкилмалеата и/или диалкилфумарата, где продукт реакции триамин/аспартат имеет вязкость менее 2000 сП.

Настоящее изобретение также относится к композиции покрытия, содержащей полимочевину, полученную из реакционной смеси, включающей изоцианат и триамин/аспартат, который представляет собой продукт реакции триамина и диалкилмалеата и/или диалкилфумарата, где продукт реакции триамин/аспартат имеет вязкость менее 2000 сП.

Настоящее изобретение также относится к подложке, на которую, по меньшей мере, частично нанесено покрытие из многослойного композиционного материала покрытия, включающего один или несколько слоев, нанесенных электросаждением, слой основы и прозрачный слой, и покрытие, включающее полимочевину, полученную взаимодействием реакционной смеси, включающей изоцианат и триамин/аспартат, который представляет собой продукт реакции триамина и диалкилмалеата и/или диалкилфумарата, где продукт реакции триамин/аспартат имеет вязкость менее 2000 сП.

Настоящее изобретение относится к триамину/аспартату, который представляет собой продукт реакции триамина и диалкилмалеата и/или диалкилфумарата, где продукт реакции триамин/аспартат имеет вязкость менее 2000 сП. В данном описании продукт реакции иногда называют «продукт реакции триамин/аспартат» или просто «триамин/аспартат» или «продукт реакции» или подобными терминами; указанный продукт реакции может также называться в данном описании «отвердитель», поскольку он взаимодействует или отверждает изоцианат с образованием полимочевины.

В настоящем изобретении можно использовать любой подходящий триамин. Как известно, триамин имеет формулу

где все n являются одинаковыми или различными и каждый представляет собой некое целое число. Особенно подходящими являются диалкилентриамины, в особенности, дипропилентриамин, в котором n=3. Также подходящим является бис(гексаметилен)триамин, в котором n=6.

Специалистам в данной области техники следует иметь в виду, что некоторые триамины могут вносить вклад в вязкость продукта реакции. Например, циклоалифатические амины могут придать конечному продукту реакции высокую вязкость. Соответственно, в некоторых воплощениях настоящего изобретения применение циклоалифатических аминов, включая циклоалифатические триамины, определенно исключено. Вязкость можно измерить, например, с использованием вискозиметра Брукфилда или с использованием таблиц, которые переводят вязкость ньютоновских жидкостей из единиц по Гарднеру в сантипуазы. Обнаружено, что вязкость менее 2000 сП обеспечивает легкость обращения, иными словами, возможность подачи насосом, а также оптимальна для применения. Вязкость влияет на эффективность смешивания компонентов продукта реакции триамина/аспартата и полиизоцианата при получении полимочевин, описанных в данном описании.

В настоящем изобретении можно использовать любой диалкилмалеат и/или диалкилфумарат. Примеры подходящих диалкилмалеатов и фумаратов включают, но не ограничиваются перечисленным, сложные эфиры малеиновой кислоты и фумаровой кислоты с моноспиртами, 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 некоторых воплощениях можно использовать диалкилмалеаты или диалкилфумараты с двумя различными алкильными группами и/или смеси диалкилмалеатов и диалкилфумаратов. Алкильные группы диалкилмалеата и/или диалкилфумарата могут включать дополнительные функциональные группы, такие как гидроксильные группы, такие как продукт реакции малеинового ангидрида, спирта и эпоксида, продукт реакции малеиновой кислоты или фумаровой кислоты со спиртом и эпоксидом или продукт реакции малеиновой кислоты или фумаровой кислоты с эпоксидом. Подходящие спирты включают, но не ограничиваются перечисленным, метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол, изобутанол, втор-бутанол, трет-бутанол, различные изомерные пентанолы, различные изомерные гексанолы, циклогексанол, 2-этилгексанол и т.п. Подходящие эпоксисоединения включают, но не ограничиваются перечисленным, этиленоксид, пропиленоксид, 1,2-эпоксибутан и глицидилнеодеканоат (примером которго является CARDURA E10P, Hexion Speciality Chemicals, Inc.).

Триамин и диалкилмалеат и/или диалкилфумарат могут вступать в реакцию в любом соотношении, давая требуемый продукт реакции. В некоторых воплощениях эквивалентное отношение амина к диалкилмалеату/диалкилфумарату является, по существу, стехиометрическим. В других воплощениях может быть использован избыток амина для обеспечения превращения групп диалкилмалеата/диалкилфумарата или для сохранения некоторой части непрорегировавших аминных функциональных групп. В некоторых воплощениях продукт реакции по существу не содержит непрореагировавших первичных аминогрупп. Минимизация количества остаточного первичного амина в трамине/аспартате снижает скорость его взаимодействия с изоцианатом; таким образом, отношение амина к диалкилмалеату/диалкилфумарату можно изменять в зависимости от уровня реакционной способности, требуемого в полученном триамине/аспартате. Соответственно в некоторых других воплощениях может быть использован избыток амина относительно диалкилмалеата/диалкилфумарата для изменения скорости отверждения в последующей композиции полимочевины. В отдельном воплощении эквивалентное отношение амина к диалкилмалеату/диалкилфумарату составляет 3:2; в таком воплощении полученные вторичные амины будут иметь различную реакционную способность. Иными словами, азот в таких вторичных аминах, известных как аспартаты, находится в стерически напряженном краунподобном окружении. Кроме того, сложноэфирная часть структуры может обеспечивать индуктивные эффекты. Обе эти особенности ослабляют взаимодействие вторичных аминов продукта реакции и изоцианатной группы при образовании полимочевины.

Продукт реакции триамин/аспартат по настоящему изобретению можно получить, например, способами, описанными в примерах, или любым другим подходящим способом. Например, диалкилмалеат и/или диалкилфумарат можно добавить к триамину при 20-75°С таким образом, что первичный амин вступает в реакцию присоединения по Михаэлю с диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом, при этом температуру реакции регулируют. Затем реакционную смесь можно нагреть до температуры до 75°С для завершения реакции. Взаимодействие и расход двойных связей малеата или фумарата можно контролировать несколькими аналитическими методами. Такие методы включают инфракрасную (ИК) спектроскопию и спектроскопию протонного и углерод-13 магнитного ядерного резонанса (ЯМР). Когда используют диалкилмалеат, можно использовать инфракрасную спектроскопию для контроля за исчезновением со временем полосы углерод-углеродной двойной связи при 1645-1650 см^-1 до тех пор, пока реакция не завершится или не произойдут другие изменения. Когда используют спектроскопию протонного ЯМР, контролируют исчезновение пиков водорода винила при 6,25 м.д. Когда используют спектроскопию углерод-13 ЯМР, контролируют исчезновение пиков углерода карбонила при 165 м.д. Как описано выше, можно использовать любое подходящее отношение триамина к диалкилмалеату и/или диалкилфумарату.

Настоящее изобретение также относится к покрытию, включающему полимочевину, полученную при взаимодействии смеси, включающей изоцианат и триамин/аспартат, который представляет собой продукт реакции триамина и диалкилмалеата и/или диалкилфумарата. В некоторых воплощениях отношение эквивалентов изоцианатных групп к эквивалентам аминогрупп превышает 1, и изоцианат и/или продукт реакции триамин/аспартат можно наносить на подложку в отношении в смеси 1:1 по объему.

Используемый в данном описании термин «изоцианат» включает неблокированные соединения, способные образовывать ковалентную связь с реакционно-способной функциональной группой, такой как гидроксильная или аминогруппа. Таким образом, изоцианат можно называть термином «свободный изоцианат», что будет понятно специалистам в данной области техники. В других воплощениях, не являющихся ограничительными, изоцианат по настоящему изобретению может быть монофункциональным, содержащим одну изоцианатную функциональную группу (NCO), или изоцианат, используемый в настоящем изобретении, может быть многофункциональным, содержащим две или больше функциональных групп (NCO).

Подходящие изоцианаты для применения в настоящем изобретении многочисленны и широко используются. Такие изоцианаты могут включать изоцианаты, известные в уровне техники. Примеры подходящих изоцианатов, не являющиеся ограничительными, могут включать мономерные и/или полимерные изоцианаты. Полиизоцианаты можно выбрать из мономеров, преполимеров, олигомеров или их смесей. В одном воплощении полиизоцианат может представлять собой линейное, разветвленное, циклическое, ароматическое соединение С₂-С₂₀ или смесь таких соединений.

Подходящие изоцианаты для применения в настоящем изобретении могут включать, но не ограничиваются перечисленным, изофорондиизоцианат (IPDI), представляющий собой 3,3,5-триметил-5-изоцианатометилциклогексилизоцианат; гидрированные вещества, такие как циклогексилендиизоцианат, 4,4'-метилендициклогексилдиизоцианат (H₁₂MDI); 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 (HMDI), 1,7-гептаметилендиизоцианат, 2,2,4- и 2,4,4-триметилгексаметилендиизоцианат, 1,10-декаметилендиизоцианат и 2-метил-1,5-пентаметилендиизоцианат; и их смеси.

Не являющиеся ограничительными примеры ароматических изоцианатов для применения в настоящем изобретении могут включать, но не ограничиваются перечисленным, фенилендиизоцианат, толуолдиизопианат (TDI), ксилолдиизоцианат, 1,5-нафталиндиизоцианат, хлорфенилен-2,4-диизоцианат, битолуолдиизоцианат, дианизидиндиизоцианат, толидиндиизоцианат, алкилированные бензолдиизоцианаты, ароматические диизоцианаты с метиленовыми промежутками, такие как 4,4'-изомер метилендифенилдиизоцианата (MDI), включая алкилированные аналоги, такие как 3,3'-диметил-4,4'-дифенилметандиизоцианат, полимерный метилендифенилдиизоцианат и их смеси.

В воплощении, не являющемся ограничительным, можно использовать полиизоцианатный мономер. Полагают, что использование полиизоцианатного мономера (т.е. свободного мономера, оставшегося после получения преполимера) может уменьшить вязкость полимочевинной композиции, таким образом улучшая ее текучесть, что может обеспечить улучшенную адгезию полимочевинного покрытия к ранее нанесенному покрытию и/или к подложке без покрытия. Например, покрытия, которые нанесены на подложку ранее, могут иметь функциональные группы (например, гидроксигруппы), которые реакционно-способны по отношению к изоцианатам, тем самым улучшая адгезию такого покрытия к полимочевинной композиции по настоящему изобретению, наносимой поверх указанного покрытия. Полимочевинная композиция с меньшей вязкостью также может оставаться в «текучем» состоянии в течение более длительного периода времени по сравнению с аналогичной композицией, имеющей более высокую вязкость. В других воплощениях 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.% изоцианатного компонента.

В другом воплощении изобретения изоцианат может включать олигомерные полиизоцианаты, в том числе, но без ограничения, димеры, такие как уретдион 1,6-гексаметилендиизоцианата, тримеры, такие как блурет или изоцианурат изофорондиизоцианата, и полиолигомеры. Также можно использовать модифицированные полиизоцианаты, включая, но не ограничиваясь перечисленным, карбодиимиды и уретидоны, и их смеси. Подходящие материалы включают, без ограничения, вещества, доступные под обозначением DESMODUR от Bayer Corporation of Pittsburgh, PA, и включают DESMODUR N 3200, DESMODUR N 3300, DESMODUR N 3400, DESMODUR XP 2410 и DESMODUR XP 2580.

Используемый в данном описании термин «изоцианатный преполимер» обозначает полиизоцианат, который предварительно вводят в реакцию с полиамином и/или другой группой, вступающей в реакцию с изоцианатом, такой как полиол. Подходящий полиизоцианат включает соединения, описанные в данном описании ранее. Существует много подходящих полиаминов, и их можно выбрать из широкого ряда полиаминов, известных в уровне техники. Примеры подходящих полиаминов включают, но не ограничиваются перечисленным, первичные и вторичные амины и их смеси, такие как любые из перечисленных в данном описании. Также можно использовать полимочевины с концевыми аминогруппами. Амины, включающие функциональную третичную аминогруппу, можно использовать при условии, что амин также включает, по меньшей мере, две первичные и/или две вторичные аминогруппы. Подходящих полиолов много, и их можно выбрать из широкого разнообразия, известного в технике. Примеры подходящих полиолов включают, но не ограничиваются перечисленным, полиэфирполиолы на основе сложных эфиров, полимочевинполиолы (например, продукт реакции Михаэля сложной функциональной группы полимочевины с гидроксильной функциональной группой (мет)акрилата), поликапролактоновые полиолы, поликарбонатные полиолы, полиуретановые полиолы, поливиниловые спирты, аддитивные полимеры ненасыщенных мономеров с боковыми гидроксильными группами, такими как группы (мет)акрилатов, содержащих гидроксильные функциональные группы, аллиловые спирты и их смеси.

В некоторых воплощениях изоцианат включает изоцианатный преполимер, а в других воплощениях изоцианат включает изоцианатный преполимер и один или несколько других изоцианатов, таких как полиизоцианаты, описанные выше.

Как отмечалось выше, полимочевину по настоящему изобретению получают из реакционной смеси, включающей изоцианат и продукт реакции триамин/аспартат, описанный выше. Полимочевинные композиции по настоящему изобретению могут включать более одного продукта реакции триамина/аспартата, описанного выше, или, кроме продукта(ов) реакции триамина(ов)/аспартата(ов), один или несколько аминных отвердителей. Например, полимочевинные композиции по настоящему изобретению могут включать один или несколько аминов, которые являются продуктами реакции амина, (мет)акрилата и диалкилмалеата и/или диалкилфумарата, такими как описанные в заявке на патент US, названной «(Мет)Акрилат/аспартатаминные отвердители и включающие их покрытия и изделия», поданной в тот же день, что и данная заявка, и включенной в данное описание в качестве ссылки; один или несколько аминов, которые являются продуктами реакции полиамина, поли(мет)акрилата и моно(мет)акрилата или моноамина, таких как описанные в заявке на патент США, названной «Полимочевинные покрытия, включающие олигомерный продукт реакции амина и (мет)акрилата)», поданной в тот же день, что и данная заявка, и включенной в данное описание в качестве ссылки; один или несколько аминов, которые являются продуктами реакции полиамина и моно(мет)акрилата, таких как описанные в заявке на патент США, названной «Полимочевинные покрытия, включающие продукт реакции полиамина и моно(мет)акрилата)», поданной в тот же день, что и данная заявка, и включенной в данное описание в качестве ссылки; и/или один или несколько аминов, которые являются продуктами реакции моноамина и поли(мет)акрилата, таких как описанные в заявке на патент США, названной «Основы с полимочевинным покрытием, включающим продукт реакции (мет)акрилированного амина)», поданной в тот же день, что и данная заявка, и включенной в данное описание в качестве ссылки.

Полимочевинное покрытие, включающее триаминный/аспартатный отвердитель в соответствии с настоящим изобретением и изоцианат, может дополнительно включать другие амины, в том числе, но без ограничения, любые моноамины, полиамины или их комбинации, известные в уровне техники. Подходящие первичные полиамины включают, но не ограничиваются перечисленным, 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-гексагидротолуолдиамин, 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 (DIMETYL DICYKAN или LAROMIN С260, 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. Другие амины включают вторичные циклоалифатические диамины, такие как JEFFLINK 754 (Huntsman Corporation, Houston, ТХ) и CLEARLINK 1000 (Dorf-Ketal Chemicals, LLC), эфиры аспарагиновой кислоты и функционально замещенных аминов, такие как доступные под названием DESMOPHEN, такие как DESMOPHEN NH 1220, DESMOPHEN NH 1420 и DESMOPHEN NH 1520 (Bayer Corporation). Также подходящими являются полиоксиалкиленамины. Полиоксиалкиленамины включают две или больше первичные или вторичные аминогруппы, присоединенные к основной цепи, полученной, например, из пропиленоксида, этиленоксида, бутиленоксида или их смеси. Примеры таких аминов включают амины, доступные под названием JEFFAMINE, такие как, без ограничения, JEFFAMINE D-230, D-400, D-2000, HK-511, ED-600, ED-900, ED-2003, T-403, T-3000, T-5000, SD-231, SD-401, SD-2001 и ST-404 (Huntsman Corporation). Такие амины имеют приблизительную молекулярную массу в интервале от 200 до 7500. Когда используют более одного продукта реакции триамина/аспартата, триамин(ы) и диалкилмалеат(ы) и/или диалкилфумарат(ы) в каждом продукте реакции могут быть одинаковыми или различными.

Другие подходящие вторичные амины, которые можно включать в композицию по настоящему изобретению, представляют собой продукты реакции веществ, содержащих первичную функциональную аминогруппу, с акрилонитрилом. Подходящие амины включают любой полиамин из перечисленных в данном описании, включающий первичную функциональную аминогруппу. Одним из примеров такого вещества является аддукт 4,4'-диаминодициклогексилметана и акрилонитрила. Примером коммерчески доступного материала является аддукт изофорондиамина и акрилонитрила, продаваемый под названием POLYCLEAR 136 (Hansen Group LLC).

Другие амины, которые можно использовать, представляют собой аддукты первичных полиаминов с моно- или полиэпоксисоединениями; примером такого материала является аддукт изофорондиамина с Cardura E10P (доступен от Hexion Speciality Chemicals, Inc.). В некоторых воплощениях аминный компонент полимочевины и/или сама полимочевина, по существу, не содержат первичных функциональных аминогрупп (непрореагировавших первичных аминогрупп). «По существу, не содержат первичных функциональных аминогрупп» и подобные термины означают, что теоретически первичные функциональные аминогруппы отсутствуют, но сколько-то первичных функциональных аминогрупп может присутствовать, что является чисто случайным, т.е., в аминах имеются примеси, которые иногда содержат вторичные функциональные аминогруппы и/или следы первичных функциональных аминогрупп, которые не прореагировали.

В одном воплощении композиции покрытия по настоящему изобретению могут включать смесь полимочевины и полиуретана. Поэтому в данном описании термин «полимочевина» включает как полимочевину, так и смеси полимочевины и полиуретана. Для специалиста в данной области техники известно, что полиуретан может образоваться как побочный продукт при осуществлении реакций по настоящему изобретению. В других воплощениях полиуретан может образоваться in-situ, и/или его можно добавить в реакционную смесь; неограничительным примером является NCO-функциональный преполимер, образовавшийся путем взаимодействия полиола и полиизоцианата, описанных выше. Не являющийся ограничительным пример полиуретана, образовавшегося in-situ, включает продукт реакции полиизоцианата и вещества, содержащего гидроксильные функциональные группы. Не являющиеся ограничительными примеры подходящих полиизоцианатов могут включать полиизоцианаты, описанные в данном описании. Не являющиеся ограничительными примеры подходящего вещества, содержащего гидроксильные функциональные группы, могут включать полиол, такой как полиолы, описанные в данном описании. Другой пример полиуретана, образовавшегося in-situ, включает продукт реакции вещества, содержащего гидроксильные функциональные группы, и вещества, содержащего изоцианатные функциональные группы. Подходящие примеры указанных реагирующих веществ могут включать вещества, описанные в данном описании.

Полимочевинные композиции покрытия по настоящему изобретению можно получать и наносить с использованием различных методов, известных в уровне техники. Соответственно, настоящее изобретение также относится к способам нанесения покрытия на подложку, включающим нанесение на, по меньшей мере, часть подложки любой из композиций покрытия, описанных в данном описании. В одном воплощении можно использовать обычные методы распыления. В таком воплощении изоцианат и амин можно объединить так, чтобы отношение эквивалентов изоцианатных групп к эквивалентам аминогрупп превышало 1, и изоцианат и амин можно наносить на подложку в объемном соотношении компонентов смеси 1:1; реакционную смесь можно наносить на подложку с покрытием или без покрытия с образованием первого покрытия на подложке без покрытия или следующего покрытия на подложке с покрытием. При определении отношения эквивалентов изоцианатных групп к эквивалентам аминогрупп учитывают все реакционно-способные аминогруппы, т.е., аминогруппы из отвердителя триамина/аспартата, а также любого другого амина, используемого в покрытии.

Следует иметь в виду, что композиции по настоящему изобретению могут быть двухкомпонентными композициями или композициями «2К», в которых изоцианатсодержащий компонент и аминосодержащий компонент держат отдельно вплоть до самого нанесения. Должно быть ясно, что такие композиции будут отверждающимися в условиях окружающей среды, хотя можно осуществлять отверждение горячим воздухом или при нагревании для ускорения окончательного отверждения или для улучшения свойств покрытия, таких как адгезия. В одном воплощении композиции покрытия, которые можно наносить распылением, можно получить с использованием двухкомпонентного смесителя. В таком воплощении изоцианат и амин добавляют в смеситель для ударного смещения высокого давления. Изоцианат добавляют в «сторону А», а амин добавляют в «сторону В». Потоки А и В соударяются друг с другом и непосредственно распыляются на, по меньшей мере, часть подложки с покрытием или без покрытия. Изоцианат и амин взаимодействуют с образованием композиции покрытия, которая отверждается после нанесения на подложку с покрытием или без покрытия. Сторону А и/или В также можно нагреть перед нанесением, например, до температуры 140°F. Нагревание может промотировать лучшее соотношение по вязкости между двумя компонентами и, таким образом, лучшее смешивание, но не является необходимым для протекания реакции отверждения.

В воплощении, не являющимся ограничительным, можно использовать промышленный смеситель, доступный под названием GUSMER VR-H-3000, снабженный дозатором с распылительным пистолетом GUSMER, модель GX-7. В данном устройстве потоки компонентов сторон А и В поступают под давлением из двух отдельных камер и соударяются или сталкиваются друг с другом с высокой скоростью, обеспечивая смешивание двух компонентов и образование композиции покрытия, которую можно наносить на подложку с покрытием или без покрытия с использованием распылительного пистолета. Перемешивающие усилия, воздействующие на потоки компонентов, могут зависеть от объема каждого потока, поступающего в смесительную камеру в единицу времени, и давления, под которым поступают потоки компонентов. Объемное соотношение изоцианата и амина 1:1 в единицу времени может выравнивать указанные усилия.

Другое подходящее устройство для нанесения, известное в промышленности, включает аппликатор в виде статической смесительной трубки. В таком устройстве изоцианат и амин хранятся в отдельных камерах. Под воздействием давления каждый из компонентов переходит в смесительную трубку в соотношении 1:1 по объему. Смешивание компонентов осуществляют под действием извилистой или винтообразной траектории в трубке. Выходной конец трубки может осуществлять распыление, требуемое для нанесения реакционной смеси. Альтернативно жидкую реакционную смесь можно наносить на основу в виде капелек. Аппликатор с неподвижной смесительной трубкой коммерчески доступен от Cammda Corporation.

Полимочевинные композиции покрытия по настоящему изобретению можно наносить на самые разные подложки. Соответственно, настоящее изобретение также относится к подложке с покрытием из любой из композиций, описанных в данном описании. Не являющиеся ограничительными примеры подходящих подложек могут включать, но не ограничиваются перечисленным, металл, природный и/или синтетический камень, керамику, стекло, кирпич, цемент, бетон, шлакобетон, древесину и ее композиты и ламинаты; строительный картон, сухую штукатурку, гипсокартон, цементную плиту, пластик, бумагу, ПВХ, пенополистирол, пластиковые композиционные материалы, акриловые композиционные материалы, баллистические композиционные материалы, асфальт, стекловолокно, грунт, гравий и т.п. «Металлическая(ие) подложка(и)» включает(ют) металл(ы) и/или сплавы металлов, в том числе, но без ограничения, алюминий, любую форму стали, такую как холоднокатаная сталь, оцинкованную электролитическим способом сталь, сталь, оцинкованную горячим погружением, титан и т.п. Пластики могут включать, без ограничения перечисленным, стериопластичный полиолефин, листовой ламинированный компаунд, уретановый термопласт, полипропилен, поликарбонат, полиэтилен, полиамиды (найлон). Подложки могут быть загрунтованы металлом и/или пластиком, т.е. на них может быть нанесен слой органического или неорганического материала. Также композиции покрытия по настоящему изобретению можно наносить на указанные подложки для придания одного или нескольких самых различных свойств, таких как, но без ограничения, коррозионная стойкость, стойкость к истиранию, ударопрочность, огне- и/или термостойкость, химическая стойкость, стойкость к воздействию ультрафиолетовым излучениям, структурная целостность, уменьшение баллистического воздействия, смягчение ударной волны, звукопоглощение, декорирование и т.п. В примерах, не являющихся ограничительными, композиции покрытия по настоящему изобретению можно наносить на, по меньшей мере, часть строительного элемента или производственного изделия, такого как, но без ограничений, транспортное средство. «Транспортное средство» включает, но не ограничивается перечисленным, городские, коммерческие и военные наземные, водные и воздушные транспортные средства, например, легковые автомобили, грузовые автомобили, суда, корабли, подводные лодки, самолеты, вертолеты, армейские вездеходы и танки. Производственное изделие может представлять собой строительную конструкцию. «Строительный элемент» и подобные термины включают, но не ограничиваются перечисленным, по меньшей мере, часть конструкции, в том числе, конструкций жилых зданий, производственных и оборонительных сооружений, например, кровли, полов, опорных балок, стен и т.п. Используемый в данном описании термин «подложка» может относиться к внешней или внутренней поверхности на, по меньшей мере, части промышленного изделия, на самом промышленном изделии, строительном элементе и т.п. В одном воплощении основа представляет собой кузов грузового автомобиля.

В одном воплощении полимочевинную композицию покрытия по настоящему изобретению можно наносить на пленочный носитель. Пленочный носитель можно выбрать из широкого ряда материалов, известных в уровне техники. Не являющиеся ограничительными примеры подходящих пленочный носителей включают, но не ограничиваются перечисленным, термопластичные материалы, термоотверждающиеся материалы, металлическую фольгу, целлюлозную бумагу, синтетическую бумагу и их смеси. Используемый в данном описании термин «термопластичный материал» относится к любому материалу, способному размягчаться или плавиться при нагревании и снова отверждаться при охлаждении. Не являющиеся ограничительными примеры подходящих термопластичных материалов могут включать полиолефины, полиуретаны, сложные полиэфиры, полиамиды, полимочевины, акриловые смолы и их смеси. Используемый в данном описании термин «термоотверждающийся материал» относится к любому материалу, который необратимо остается жестким после нагревания и/или отверждения. Не являющиеся ограничительными примеры могут включать полимерные полиуретаны, сложные полиэфиры, полимочевины, поликарбонаты, полиакрилаты, аминопласты, полиизоцианаты, эпоксидные смолы, их сополимеры и их смеси.

Как отмечалось выше, в некоторых воплощениях композиции покрытия по настоящему изобретению можно наносить на чистую (например, необработанную, без покрытия) подложку, предварительно обработанную подложку и/или подложку с покрытием, имеющую, по меньшей мере, одно другое покрытие. В примерах, не являющихся ограничительными, композиции покрытия по настоящему изобретению можно наносить как часть многослойного покрытия композиционного материала. Первое покрытие, нанесенное на подложку, можно выбрать из различных композиций покрытия, известных в уровне техники для нанесения на поверхность подложки. Не являющиеся ограничительными примеры могут включать, но не ограничиваться перечисленным, электроосаждаемые пленкообразующие композиции, грунтовочные композиции пигментированного или непигментированного однослойного покрытия, композиции пигментированных или непигментированных покрытий основы, композиции прозрачных покровных покрытий, композиции для промышленного покрытия и т.п. В другом не являющемся ограничительным воплощении композиции покрытия по настоящему изобретению можно наносить как часть многослойного композиционного материала, включающего предварительно обработанную подложку и слои покрытия, такие как, но без ограничения, покрытие, нанесенное электроосаждением, первый слой, слой основы, прозрачный слой и их сочетания. В одном воплощении прозрачное покрытие содержит силановые функциональные группы или до или после сшивания и отверждения.

Соответственно некоторые воплощения настоящего изобретения относятся к подложке с нанесенным, по меньшей мере, частично, многослойным покрытием, включающим, по меньшей мере, один слой, нанесенный электроосаждением, слой основы и прозрачный слой, и, кроме того, полимочевинный слой, сформированный из реакционной смеси, включающей изоцианат и триамин/аспартат, который представляет собой продукт реакции триамина и диалкилмалета и/или диалкилфумарата. В некоторых воплощениях многослойное покрытие включает, кроме слоя полимочевины, описанной выше, по меньшей мере, два слоя, нанесенных электроосаждением, слой основы и прозрачный слой, и в других воплощениях многослойное покрытие включает, кроме слоя полимочевины, описанной выше, слой, нанесенный электроосаждением, слой основы и прозрачный слой. Слой, нанесенный электроосаждением, представляет собой слой, осажденный из формирующей пленку композиции, которую можно наносить электроосаждением, обычно используемый в различных отраслях промышленности для декоративных и/или защитных целей. Слой основы можно осадить из любой композиции, для нанесения слоя основы содержащей или несодержащей пигмент. Обычно используют пигментированный слой основы в сочетании с прозрачным слоем. Прозрачный слой можно осадить из любой композиции для нанесения прозрачного слоя. В одном воплощении прозрачный слой включает силановые функциональные группы или до или после сшивания и отверждения. В другом воплощении прозрачный слой после отверждения имеет слабую функциональность поверхности, такую как у карбамата меланина, гидроксилсодержащего меланина, уретана 2К и силансодержащих прозрачных слоев. В соответствии с изобретением можно использовать любое число дополнительных слоев и/или слоев обработки в сочетании со слоями, наносимыми электроосаждением, слоями основы, прозрачными слоями и/или слоями полимочевины по настоящему изобретению, такими как слои предварительной обработки перед слоем, наносимым электроосаждением, первыми слоями, другим слоем, наносимым электроосаждением, базовым слоем и/или прозрачными слоями и т.п. Подложка также может представлять собой любую подходящую подложку, описанную в данном описании.

В другом воплощении полимочевинные композиции покрытия по настоящему изобретению можно использовать при нанесении двухслойного покрытия, приводящего к текстурированной поверхности. Первое покрытие наносят на подложку без покрытия или с покрытием и получают гладкий слой, по существу, не дающий отлипа. Для определения того, является ли слой по существу не дающим отлипа, используют «способ определения отсутствия отлипа». Способ определения отсутствия отлипа включает распыление к