Подложки с нанесенными покрытиями из полимочевины и композиция

Подложки с нанесенными покрытиями из полимочевины и композиция

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 подложкам с нанесенными, по меньшей мере, частично покрытиями из полимочевины, где полимочевину получают из реакционной смеси, содержащей изоцианат и являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции между моноамином и поли(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.

Уровень техники

Композиции покрытий, содержащие полимочевины, используются в широком ассортименте отраслей промышленности, таких как автомобильная, корабельная, авиационная, строительная, военная, развлекательное оборудование, в том числе спортивное оборудование, и тому подобное. 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 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, эпоксигруппами, 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°C). 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 придают желательные характеристики конечной композиции.

Краткое изложение изобретения

Настоящее изобретение относится к металлической подложке с нанесенным, по меньшей мере, частично покрытием в виде композита с многослойным покрытием, включающего, по меньшей мере, один слой, выбираемый из слоя электроосажденного покрытия, слоя покрытия основы и слоя прозрачного покрытия; и при этом покрытие содержит полимочевину, полученную из реакционной смеси, содержащей изоцианат и являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции между моноамином и поли(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.

Настоящее изобретение дополнительно относится к подложке с нанесенным, по меньшей мере, частично покрытием, содержащим полимочевину, полученную из реакционной смеси, содержащей изоцианат и являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции между моноамином и (мет)акрилатом, где соотношение эквивалентов изоцианатных групп и эквивалентов аминовых групп является большим чем 1,3:1, и изоцианат и являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции могут быть нанесены на подложку при объемном соотношении концентраций компонентов смеси 1:1.

Настоящее изобретение дополнительно относится к зданию, включающему строительный элемент с нанесенным, по меньшей мере, частично покрытием, содержащим полимочевину, полученную из реакционной смеси, содержащей изоцианат и являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции между моноамином и (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 строительный элемент при объемном соотношении концентраций компонентов смеси 1:1.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к металлической подложке с нанесенным, по меньшей мере, частично покрытием в виде композита с многослойным покрытием, включающего, по меньшей мере, один слой, выбираемый из слоя электроосажденного покрытия, слоя покрытия основы и слоя прозрачного покрытия; и при этом покрытие содержит полимочевину, полученную из реакционной смеси, содержащей изоцианат и являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции между моноамином и поли(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. Продукт реакции в настоящем документе иногда называют «(мет)акрилированным продуктом реакции» или просто «(мет)акрилированным амином» или «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 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 неограничивающих 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. Неограничивающие 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-C(CH₃)₂-C₆H₄C(CH₃)₂-NCO; полиметиленизоцианаты, такие как 1,4-тетраметилендиизоцианат, 1,5-пентаметилендиизоцианат, 1,6-гексаметилендиизоцианат (ГМДИ), 1,7-гептаметилендиизоцианат, 2,2,4- и 2,4,4-триметилгексаметилендиизоцианат, 1,10-декаметилендиизоцианат и 2-метил-1,5-пентаметилендиизоцианат; и их смеси.

Неограничивающие примеры ароматических изоцианатов, подходящих для использования в настоящем изобретении, могут включать нижеследующие соединения: 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 неограничивающем варианте реализации может быть использован полиизоцианатный мономер. 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 образуют часть композита с многослойным покрытием, в особенности наружный слой, который находится в непосредственном контакте с полимочевиной, описанной в настоящем документе, могут иметь функциональные группы (например, гидрокси-группы), которые являются реакционно-способными по отношению к изоцианату, что, тем самым, улучшает адгезию покрытия к полимочевине, 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 форполимер и один или несколько дополнительных изоцианатов, таких как один или несколько полиизоцианатов, описанных ранее.

Как упоминалось ранее, полимочевину, использующуюся в настоящем изобретении, получают из реакционной смеси, содержащей изоцианат и являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции между моноамином и поли(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. Поли(мет)акрилат может представлять собой любой подходящий для использования 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 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. Неограничивающие 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 поли(мет)акрилатные олигомеры включают (мет)акрилат эпоксидированного соевого масла и уретанакрилаты полиизоцианатов и гидроксиалкил(мет)акрилаты. Также могут быть использованы и смеси поли(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 2-гидроксиэтил, 1-метил-2-гидроксиэтил, 2-гидроксипропил, 2-гидроксибутил, 4-гидроксибутил и тому подобное. Подходящие для использования полиизоцианаты включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: любые из мономерных или олигомерных изоцианатов или изоцианатных форполимеров, перечисленных в настоящем документе.

Подходящие для использования моноамины включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: те из них, которые описываются формулой R₂-NH₂, где R₂ представляет собой углеводородный радикал, который может представлять собой прямоцепную или разветвленную алкильную группу, содержащую от 1 до 30 атомов углерода, арилалкильную группу, гидроксиалкильную группу или алкоксиалкильную группу, и включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: этиламин, изомерные пропиламины, бутиламины (например, бутиламин, изобутиламин, втор-бутиламин и трет-бутиламин), пентиламины, гексиламины, циклогексиламин, 2-этилгексиламин, октиламин, трет-октиламин, додециламин, октадециламин и 3-(циклогексиламин)пропиламин. Из настоящих продуктов реакции специально исключаются полиамины.

Соотношением эквивалентов амина и поли(мет)акрилата может являться любое подходящее для использования соотношение, обеспечивающее придание являющемуся (мет)акрилированным амином продукту реакции желательных свойств. В одном варианте реализации соотношение находится в диапазоне от 1:1 до 1,1:1. Для доведения степени превращения акрилатных групп до максимума может быть использован небольшой избыток амина. Может быть использован больший избыток моноамина; как считается, присутствие значительного количества моноамина в композиции конечного покрытия может увеличить время отверждения покрытия и уменьшить плотность сшивок для конечного продукта. Необходимо понимать то, что данные соотношения представляют собой всего лишь примеры, и что в соответствии с настоящим изобретением могут быть применены любые другие подходящие для использования соотношения.

Являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции, использующийся в соответствии с настоящим изобретением, может быть получен, например, по способу, описанному в примерах, или по любому другому подходящему для использования способу. В определенных вариантах реализации поли(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 амин может быть добавлен к поли(мет)акрилату. Это может оказаться желательным, если поли(мет)акрилат по своей природе будет олигомерным или полимерным или будет вязким по другой причине. В других еще 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°C. Реакционная смесь может дополнительно включать добавки, такие как ингибиторы свободнорадикальной полимеризации, такие как гидрохинон, 4-метоксифенол, 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол и фенотиазин, катализаторы, включающие нижеследующие, но не ограничивающиеся только этими: соединения олова (дилауринат дибутилолова, диацетат дибутилолова), соединения Zn, соединения Ti, третичные амины, и растворители, включающие нижеследующие, но не ограничивающиеся только этими: спирты. Реакции могут быть проведены в атмосфере азота или воздуха. Соотношение эквивалентов амин: акрилат может быть любым из тех, которые описывались ранее, или любым другим подходящим для использования соотношением. 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 поли(мет)акрилата может варьироваться в зависимости от степени реакции, желательной 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 поли(мет)акрилату.

Являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции, использующийся в соответствии с настоящим изобретением, может представлять собой результат проведения реакции для любой комбинации моноаминов и поли(мет)акрилатов. Полимочевиновые композиции, использующиеся в настоящем изобретении, 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 полимочевины, использующейся в соответствии с настоящим изобретением, 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 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; 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. В альтернативном варианте аминовый компонент полимочевины, использующейся в соответствии с настоящим изобретением, может дополнительно содержать продукт реакции между полиамином и соединением, включающим моноэпоксид, такой как этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид или глицидиловый моноэпоксид (коммерчески доступный под наименованием CARDURA Е в компании Hexion Speciality Chemicals, Inc.). В особенности подходящим для использования является продукт реакции между изофорондиамином и CARDURA Е.

Полимочевина, содержащая настоящий являющийся (мет)акрилированным амином продукт реакции и изоцианат, может дополнительно включать другие амины, такие как те, которые известны на современном уровне техники. Подходящие для использования первичные полиамины 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. 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).

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения полимочевина может дополнительно содержать:

a. диамин, обладающий структурой

где R3-R6 независимо представляют собой С1-С10 алкил;

b. диамин, обладающий структурой

где R7-R10 независимо представляют собой С1-С10 алкил;

c. продукт реакции между триамином и диэтилмалеатом и/или дибутилмалеатом;

d. продукт реакции между полиамином и моно(мет)акрилатом; и/или

е. продукт реакции между полиамином и моно- или полиэпоксидом.

В еще одном варианте осуществления изобретения полимочевина может быть получена из реакционной смеси, содержащей:

a) первый компонент, содержащий изоцианат; и

b) второй компонент, содержащий продукт реакции между моноамином и поли(мет)акрилатом, являющийся (мет)акрилированным амином, и, по меньшей мере, один дополнительный амин, выбранный из

i. продукта реакции между (мет)акрилатом, диалкилмалеатом и/или диалкилфумаратом и амином;

ii. продукта реакции между полиамином и соединением, имеющим эпоксигруппу;

iii. диамина, имеющего структуру

где R3-R6 независимо представляют собой С1-С10 алкил;

iv. продукта реакции между триамином и диэтилмалеатом и/или дибутилмалеатом;

v. диамина, имеющего структуру

где R7-R10 независимо представляют собой С1-С10 алкил;

vi. продукта реакции между полиамином и моно(мет)акрилатом;

vii. амин/(мет)акрилатного олигомерного продукта реакции между полиамином, поли(мет)акрилатом и моно(мет)акрилатом или моноамином; и/или

viii. продукта реакции между полиамином и моно- или полиэпоксидом.

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, использующиеся в соответствии с настоящим изобретением, 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, соответствующих настоящему изобретению, 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 неограничивающий пример полиуретана, полученного «по месту», может включать продукт реакции между полиизоцианатом и гидроксилфункциональным материалом. Неограничивающие примеры подходящих для использования полиизоцианатов могут включать те из них, которые описываются в настоящем документе. Неограничивающие 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, использующаяся в соответствии с настоящим изобретением, может быть составлена и нанесена при использовании различных методик, известных на современном уровне техники. 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. 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.

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°C). Нагревание может промотировать лучшее согласование вязкостей между двумя компонентами, но оно не является необходимым для проведения реакции отверждения.

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°C). 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 1,004 до 1,10:1 или 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 : 1 или от 1,01 до 1,5 или более чем 1,3 : 1. Например, хорошая адгезия может быть получена при использовании 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 неограничивающем 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 по