專利名稱：多官能(甲基)丙烯酸類聚合物、涂料組合物、涂層的制備方法和經(jīng)涂覆制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多官能(甲基)丙烯酸類聚合物和涂料組合物。另外，本發(fā)明涉及使用這種涂料組合物進(jìn)行的制備涂層的方法，和可通過(guò)本發(fā)明方法獲得的經(jīng)涂覆制品。
背景技術(shù)：
涂料，尤其是油漆，早已以合成方式制備。這些材料中一個(gè)重要的類別基于在很多情況下包含(甲基)丙烯酸酯聚合物的水性分散體。例如，出版物DE-A-41 05 134描述了包含甲基丙烯酸烷基酯作為粘結(jié)劑的水性分散體。這種油漆還從US 5, 750, 75UEP-A-1 044 993和W02006/013061獲知。此外，從出版物DE-A-27 32 693尤其獲知可以通過(guò)多異氰酸酯交聯(lián)的溶劑基涂料。另外，出版物DE 30 27 308描述了基于可以氧化交聯(lián)的(甲基)丙烯酸酯的涂料組合物。另外，這些聚合物具有衍生自(甲基)丙烯酸羥烷基酯的單元。除水性分散體之外，反應(yīng)性油漆形成已知的涂料的另一類別。這種油漆例如從 EP-O 693 507 獲知。上面給出的涂料組合物已經(jīng)顯示良好的性能范圍。但是仍持久需要改進(jìn)這種性能范圍。例如，可由上述涂料組合物中的一些獲得的涂層顯示對(duì)于提高的要求而言不足的硬度。然而，如果通過(guò)提高交聯(lián)度增大硬度，則出現(xiàn)增加的脆性。此外，耐化學(xué)品性，特別是耐極性溶劑性，需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的因此是提供具有優(yōu)異性能的聚合物和涂料組合物。 這些性能尤其包括可由所述涂料獲得的涂層的高的耐化學(xué)品性。在此應(yīng)獲得對(duì)于許多不同溶劑以及對(duì)于堿和酸的高穩(wěn)定性。尤其應(yīng)該有非常好的耐甲基乙基酮(MEK)性。另外，應(yīng)該可以在寬范圍內(nèi)改變可由所述涂料獲得的涂層的硬度。特別地，應(yīng)該能夠由所述聚合物和涂料組合物獲得尤其硬且耐刮擦的涂層。此外，可由本發(fā)明涂料或聚合物獲得的涂層應(yīng)該基于硬度而具有較低脆性。因此，本發(fā)明的目的還有，提供具有尤其長(zhǎng)久的儲(chǔ)存能力和耐久性的涂料組合物。 另一個(gè)目的看作是提供導(dǎo)致產(chǎn)生具有高光澤度的涂層的涂料?？捎伤鐾苛汐@得的涂層應(yīng)顯示高的氣候穩(wěn)定性，更尤其是高的UV耐性。另外，涂料應(yīng)該在大的溫度和濕度范圍內(nèi)顯示好的可加工性能。與工藝性能相關(guān)地，所述涂料應(yīng)該顯示改進(jìn)的環(huán)境相容性。特別地，應(yīng)該將盡可能少量的有機(jī)溶劑經(jīng)由蒸發(fā)釋放到環(huán)境中。另一個(gè)目的可以看作是，提供可以非常廉價(jià)且以工業(yè)規(guī)模獲得的涂料。這些目的以及其它沒(méi)有明確提及但是可以容易地從在此介紹時(shí)討論的上下文中推導(dǎo)或推斷出的目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的所有特征的用于制備涂料組合物的(甲基)丙烯酸酯聚合物達(dá)到。本發(fā)明(甲基)丙烯酸酯聚合物的有利的改進(jìn)型在從屬權(quán)利要求中要求保護(hù)。關(guān)于涂料組合物、制備涂層的方法和經(jīng)涂覆制品方面，權(quán)利要求11、16和18提供所基于的目的的解決方案。本發(fā)明相應(yīng)地提供用于制備涂料組合物的多官能(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于所述(甲基)丙烯酸酯聚合物包含0. 5重量％ -20重量％衍生自在烷基中含至少一個(gè)雙鍵和8-40個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸類單體的單元，0. 1重量％ -60重量％衍生自含至多9個(gè)碳原子的含羥基單體的單元，0. 1重量％ -95重量％衍生自在烷基中含1-12個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸酯的單元,禾口0. 1重量％ -60重量％衍生自苯乙烯類單體的單元，在每種情況下基于所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的重量，并且所述(甲基)丙烯酸酯聚合物具有2000-60000g/mol的重均分子量。經(jīng)由根據(jù)本發(fā)明的措施，還可以尤其獲得以下的優(yōu)點(diǎn)可由本發(fā)明聚合物或涂料組合物獲得的涂層顯示高的耐化學(xué)品性。在此，可以達(dá)到對(duì)于許多不同溶劑以及對(duì)于堿和酸的高穩(wěn)定性。尤其是，在很多情況下獲得非常好的耐甲基乙基酮(MEK)性。同樣可以達(dá)到非常好的耐水性。因而，這些涂料組合物可以用于制備保護(hù)性涂層。另外，可由所述聚合物或涂料組合物獲得的涂層的硬度可以在寬范圍內(nèi)改變。尤其可以獲得特別硬的耐刮擦的涂層。此外，可由本發(fā)明聚合物或涂料組合物獲得的涂層基于硬度和耐化學(xué)品性而顯示較低脆性。此外，本發(fā)明的聚合物和涂料組合物在大的溫度和濕度范圍內(nèi)具有好的可加工性能。與工藝性能相關(guān)地，所述涂料組合物顯示改進(jìn)的環(huán)境相容性。例如，極少量的有機(jī)溶劑通過(guò)蒸發(fā)釋放到環(huán)境中。在這種情況下，涂料組合物可以包含高固體含量。另外，本發(fā)明的涂料組合物導(dǎo)致得到具有高光澤度的涂層。本發(fā)明的涂料組合物顯示尤其長(zhǎng)久的儲(chǔ)存能力和耐久性?？捎伤鐾苛辖M合物獲得的涂層顯示高的氣候穩(wěn)定性，更尤其是高UV耐性。另外，本發(fā)明的涂料組合物可以工業(yè)規(guī)模且以尤其成本有利的方式獲得。本發(fā)明的(甲基)丙烯酸酯聚合物包含0.5重量％-20重量％，優(yōu)選1重量％-15 重量％，非常優(yōu)選2重量％-12重量％衍生自在烷基中含至少一個(gè)雙鍵和8-40個(gè)碳原子的 (甲基)丙烯酸類單體的單元，基于所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的重量。(甲基)丙烯酸酯聚合物可以優(yōu)選通過(guò)自由基聚合獲得。因此，這些聚合物具有的各單元的重量比例從用于制備所述聚合物的相應(yīng)單體的重量比例得出，因?yàn)檠苌砸l(fā)劑或分子量調(diào)節(jié)劑的基團(tuán)的重量比例通?？梢院雎?。術(shù)語(yǔ)“多官能(甲基)丙烯酸酯聚合物”是指聚合物不但可以通過(guò)空氣氧固化，而且可以通過(guò)能夠與所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的羥基反應(yīng)的交聯(lián)劑固化。在烷基中含至少一個(gè)雙鍵和8-40個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸類單體是其烷基具有至少一個(gè)碳-碳雙鍵和8-40個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸的酯或酰胺。表述“(甲基)丙烯酸”表示甲基丙烯酸和丙烯酸以及它們的混合物。所述烷基或醇?xì)埢蝓０窔埢梢詢?yōu)選具有10-30，更優(yōu)選12-20個(gè)碳原子，其中這種基團(tuán)可以包含雜原子，特別是氧、氮或硫原子。所述烷基可以具有一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)碳-碳雙鍵。制備所述(甲基)丙烯酸酯聚合物所采用的聚合條件優(yōu)選經(jīng)選擇以滿足聚合中保留的烷基雙鍵的比例盡可能大。這可以例如通過(guò)空間阻礙醇?xì)埢写嬖诘碾p鍵進(jìn)行。此外，所述(甲基)丙烯酸類單體的烷基中存在的雙鍵中的至少一些，優(yōu)選全部具有在自由基聚合中比(甲基)丙烯酰基低的反應(yīng)性，使得所述烷基中優(yōu)選不存在其它(甲基)丙烯酰基。待用于制備所述(甲基)丙烯酸類聚合物的且在烷基中具有至少一個(gè)雙鍵和8-40 個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸類單體的碘值優(yōu)選是至少50，更優(yōu)選至少100，非常優(yōu)選至少 125g碘/100g(甲基)丙烯酸類單體。這種(甲基)丙烯酸類單體一般符合通式(I)
權(quán)利要求
1.用于制備涂料組合物的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于所述(甲基)丙烯酸酯聚合物包含0.5重量％-20重量％的衍生自在烷基中含至少一個(gè)雙鍵和8-40個(gè)碳原子的(甲基) 丙烯酸類單體的單元，0. 1重量％ -60重量％的衍生自含至多9個(gè)碳原子的含羥基單體的單元，0. 1重量％ -95重量％的衍生自在烷基中含1-12個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸酯的單元,禾口0. 1重量％ "60重量％的衍生自苯乙烯類單體的單元，在每種情況下基于所述(甲基) 丙烯酸酯聚合物的重量，并且所述(甲基)丙烯酸酯聚合物具有2000-60000g/mol的重均分子量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于衍生自含羥基單體的單元與衍生自在烷基中含至少一個(gè)雙鍵和8-40個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸類單體的單元的重量比大于1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于所述(甲基)丙烯酸酯聚合物具有衍生自在烷基中含羥基的(甲基)丙烯酸酯，優(yōu)選衍生自(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯和/或(甲基)丙烯酸3-羥丙酯的單元。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于所述(甲基) 丙烯酸酯聚合物包含5重量％ -40重量％的衍生自(甲基)丙烯酸環(huán)烷基酯的單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于所述(甲基)丙烯酸酯聚合物包含衍生自甲基丙烯酸環(huán)己酯和/或甲基丙烯酸異冰片酯的單元。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于所述(甲基) 丙烯酸酯聚合物具有20°C -90°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于所述(甲基) 丙烯酸酯聚合物具有4000g/mOl-40000g/mOl的重均分子量。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于所述(甲基) 丙烯酸酯聚合物具有1-5的多分散指數(shù)Mw/Mn。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于所述(甲基) 丙烯酸酯聚合物具有5-100g碘/IOOg聚合物的碘值。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其特征在于所述(甲基) 丙烯酸酯聚合物具有3-300mg KOH/g的羥值。
11.涂料組合物，其特征在于所述涂料組合物具有40重量％-80重量％的至少一種根據(jù)權(quán)利要求1-10的聚合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的涂料組合物，其特征在于固體含量是至少50重量％。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的涂料組合物，其特征在于所述涂料組合物包含至少一種交聯(lián)劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的涂料組合物，其特征在于所述交聯(lián)劑包含或釋放多異氰酸酯。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的涂料組合物，其特征在于所述涂料組合物包含0.5重量％ -10重量％的交聯(lián)劑。
16.制備涂層的方法，其特征在于將根據(jù)權(quán)利要求14或15的涂料組合物施加于基材上并將其固化。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于所述基材由金屬構(gòu)成。
18.可通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求16或17的方法獲得的經(jīng)涂覆制品。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制備涂料組合物的(甲基)丙烯酸酯聚合物，其中所述(甲基)丙烯酸酯聚合物包含0.5重量％-20重量％衍生自在烷基中含至少一個(gè)雙鍵和8-40個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸類單體的單元，0.1重量％-60重量％衍生自含至多9個(gè)碳原子的含羥基單體的單元，0.1重量％-95重量％衍生自在烷基中含1-12個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸酯的單元，和0.1重量％-60重量％衍生自苯乙烯類單體的單元，在每種情況下基于所述(甲基)丙烯酸酯聚合物的重量，并且所述(甲基)丙烯酸酯聚合物具有2000-60000g/mol的重均分子量。本發(fā)明進(jìn)一步涉及涂料組合物和制備涂層的方法。另外，本發(fā)明描述了包括可通過(guò)所述方法獲得的涂層的經(jīng)涂覆制品。
文檔編號(hào)C08F220/52GK102356102SQ201080012349
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者B·施米特, M·埃伯特, M·戈梅茲安德魯, T·許茨, W·克勒塞 申請(qǐng)人:贏創(chuàng)羅姆有限公司