改性環(huán)氧樹脂的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及改性環(huán)氧樹脂，更具體來說涉及氨基化合物改性的環(huán)氧樹脂液體組合 物、利用所述改性環(huán)氧樹脂的可固化環(huán)氧樹脂組合物和由所述可固化組合物制備的熱固性 物。
【背景技術】
[0002] 如例如通過交叉影線粘附力測試（ASTM D 3359)或拉出粘附力測試（ASTM D4541) 定義并且測量的充分粘附到金屬襯底、中間涂料和頂涂層的能力是環(huán)氧涂料的極重要的性 質。此類粘附能力將影響滿足涂料性能需求所需的表面處理程度以及用以提供所要防腐的 涂料系統(tǒng)的外涂布窗。因此，對于涂料工業(yè)將有利的是提供對于略潮濕或生銹的金屬表面 具有容忍性（如例如由來自防護涂料協(xié)會的標準SSPC-ME-1所描述）的環(huán)氧涂料；和在幾 周暴露于環(huán)境條件之后能夠被涂布（或換句話說，具有長"外涂布窗"）的環(huán)氧涂料。具有 此類性質的環(huán)氧涂料可以顯著降低涂料系統(tǒng)的涂覆成本并且增強其長期性能。
[0003] 盡管有若干專利描述改進表面容忍性或外涂布窗的方式，但現有技術尚未發(fā)現使 用呈液體形式或在溶液中的經烷醇胺改性的環(huán)氧樹脂改進環(huán)氧涂料的表面容忍性和外涂 布窗兩者。
[0004] 舉例來說，美國專利第4, 330, 644號公開一種可固化組合物，其包括（1)通過使以 下反應而制備的固體環(huán)氧樹脂組合物：(a)通過使（i)通常液體環(huán)氧樹脂與（ii)多元酚在 醚化催化劑存在下反應制備的固體環(huán)氧樹脂，與（b)少量三（羥甲基）氨基甲烷或三-氨 基；和（2)至少一種環(huán)氧固化劑。具有三-氨基改性的固體環(huán)氧樹脂的可固化組合物改進 粉末涂料對噴砂處理的冷乳鋼板的粘附力。
[0005] 美國專利第7, 001，938號公開一種用于環(huán)氧樹脂組合物的固化劑，其包括伯氨基 醇。具體來說，以上專利涉及包括與其物理摻合的伯氨基醇的固化劑。或者，以上專利涉及 包括反應到樹脂酚類化合物中的伯氨基醇的固化劑。利用以上專利的固化劑的樹脂系統(tǒng)展 現增強的對冷乳鋼板的熱濕粘附力，并且特別適用于制造用于管道的粉末涂料。
[0006] W02010126962A1公開適用于油漆、涂料和環(huán)氧配制品的聚羥基胺化合物。
[0007] W02005023941A1公開一種可固化含烷醇胺環(huán)氧粉末涂料組合物，其包含至少一種 環(huán)氧樹脂、至少一種烷醇胺、有效固化涂料的量的固化劑和任選地至少一種硼酸鋅化合物。 此外，W02005023941A1提供一種陰極防腐的方法，其包括以下步驟：使金屬襯底經歷機械 處理，將可固化含烷醇胺環(huán)氧粉末涂料組合物涂覆到最佳清潔的金屬襯底的表面，和將經 涂布的材料極化為陰極。W02005023941A1還涉及一種制造和涂覆本發(fā)明的含烷醇胺環(huán)氧粉 末涂料組合物的方法。
[0008] 美國專利第5, 008, 351號、美國專利第4, 851，486號和EP292731 (B1)公開基于酰 脲改性的環(huán)氧樹脂的自交聯陽離子油漆粘合劑。還描述粘合劑的制備和其特別是在電沉積 油漆中的用途。酰脲改性的環(huán)氧樹脂通過使環(huán)氧樹脂與攜有酰脲基、封端異氰酸酯基和任 選地叔氨基的羧酸化合物反應而制備。羧酸化合物通過使二羧酸酐與被取代的脲或被取代 的縮二脲反應而獲得。以上參考文獻中描述的產物展示出良好耐性和粘附力特征。
[0009] JP2001288243A公開一種不會污染環(huán)境的便宜的脲改性的環(huán)氧樹脂化合物。脲改 性的環(huán)氧樹脂化合物通過以下方式制備：環(huán)氧化由下式表示的化合物：(B)p-Z-(A)q，其中 Z是-(CH 2)m-(其中m是0或正整數）或由式I或II表示的基團；A和B各自是CH2=CH-、 ch2= ch-ch2-、-och=ch2、-o-ch2-ch=ch2、-och2-ch2-ch= CH2-或由式 III 表示的基團； 并且P和q各自是〇或在過氧化物的情況下是正整數。JP2001288243A還描述使所得環(huán)氧 化合物與作為固化劑的脲反應。

【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明的一個實施例是針對一種氨基化合物改性的環(huán)氧樹脂液體組合物，其包括 以下的反應產物：（a)至少一種氨基化合物；和（b)至少一種粘度（如在約-5°c到約45°C 的溫度下測量）是約5, 000mPa-s到約500, 000mPa-s的液體環(huán)氧樹脂化合物；其中所述氨 基化合物改性的環(huán)氧樹脂液體組合物包含粘度小于約25, OOOmPa-s的液體。
[0011] 所述氨基化合物改性的環(huán)氧樹脂液體組合物適用于制備具有改進的涂料性質 (例如增加的外涂布窗和表面容忍性）的可固化涂料配制品或組合物。
[0012] 舉例來說，在一個實施例中，本發(fā)明是針對一種烷醇胺改性的環(huán)氧樹脂液體組合 物，和一種并入有所述烷醇胺改性的環(huán)氧樹脂液體組合物的可固化組合物，其適用于涂料 配制品或組合物。
[0013] 舉例來說，所述烷醇胺改性的環(huán)氧樹脂自身或在溶液中可以用于液體涂料以增加 環(huán)氧涂料的粘附力和外涂布窗。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，三-氨基改性的液體環(huán)氧 樹脂可以用作適用于保養(yǎng)與防護涂料（M&PC)應用的液體涂料中的主要化合物。
[0014] 在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，所述三-氨基改性的液體環(huán)氧樹脂可以用以改 進環(huán)氧涂料的外涂布能力和表面容忍性性質。
[0015] 在一個優(yōu)選實施例中，舉例來說，本發(fā)明是一種烷醇胺改性的環(huán)氧樹脂液體組合 物，其用于涂料組合物中以延長環(huán)氧液體涂料的外涂布窗至少一個數量級以及擴大其表 面容忍性；此類環(huán)氧涂料例如根據SSPC-ME-1制備并且在例如克利夫蘭冷凝型箱（ASTM D4585)中至少三周之后例如通過交叉影線粘附力測試（ASTM D 3359)或拉出粘附力測試 (ASTM D4541)所測量具有改進的對生銹面板的粘附力或表面容忍性以及改進的外涂布窗。
[0016] 在另一個實施例中，舉例來說，本發(fā)明是針對一種脲改性的環(huán)氧樹脂液體組合物， 和一種并入有所述脲改性的環(huán)氧樹脂液體組合物的可固化組合物，其適用于涂料配制品或 組合物。
[0017] 本發(fā)明的一個方面是針對一種氨基化合物改性的環(huán)氧樹脂液體組合物，其包括以 下的反應產物：(a)至少一種氨基化合物，例如烷醇胺化合物或脲化合物；和（b)至少一種 環(huán)氧樹脂化合物。
[0018] 本發(fā)明的另一個方面是針對一種可固化涂料組合物，其包括（a)至少一種氨基化 合物改性的環(huán)氧樹脂液體組合物，例如烷醇胺改性的環(huán)氧樹脂化合物或脲改性的環(huán)氧樹脂 化合物；和（b)至少一種固化劑。
[0019]本發(fā)明的另一個方面是針對固化以上可固化涂料組合物以形成經固化熱固性涂 料產物。
[0020] 已經發(fā)現，通過在可固化配制品或組合物中使用氨基化合物改性的環(huán)氧樹脂液體 組合物（例如和烷醇胺改性的環(huán)氧樹脂），經固化的可固化組合物產生展現改進的性質（例 如表面容忍性和外涂布窗）的涂料。舉例來說，以上涂料的外涂布窗與常規(guī)胺環(huán)氧樹脂相 比可以延長一個數量級。另外；已經意外地發(fā)現，以上涂料的表面容忍性性質與常規(guī)環(huán)氧樹 脂相比可以改進或增加。
【具體實施方式】
[0021] 本文中關于涂料的"表面容忍性"意指當涂料涂覆在略潮濕的、被化學污染的或生 銹的金屬襯底（例如鋼鐵）；舊油漆；或其它最低限度地準備的襯底上時，涂料粘附并且提 供防腐的能力。在涂料應用中，表面容忍性意指在涂覆涂料之前表面準備或處理的低需求。 準備與本發(fā)明有關的金屬襯底的基本標準例如由防護涂料協(xié)會（SSPC)SPl溶劑清理、SP2 手工工具清理和SP3電動工具清理并且結合國家腐蝕工程師協(xié)會（NACE)國際SSPC-SP5/ NACE 1白金屬噴砂清理、SSPC-SP6/NACE 3商業(yè)噴砂清理、SSPC-SP7/NACE 4清掃級噴砂 清理、SSPC-SP10/NACE 2近白噴砂清理、SSPC-SP11對裸金屬的電動工具清理、SSPC-SP12/ NACE 5通過在再涂布之前高和超高壓水噴射對鋼鐵和其它硬材料的表面準備和清理、 SSPC-SP13/NACE 6混凝土的表面準備、SSPC-SP14/NACE 8工業(yè)噴砂清理描述。
[0022] 本文中關于第一涂層的"外涂布窗"或"外涂布能力"或"外涂布時間"意指第二涂 層可以涂覆到第一涂層，在第一與第二涂層之間產生如例如由交叉影線粘附力測試（ASTM D 3359)或拉出粘附力測試（ASTM D4541)所定義良好的粘附力所處的時間窗或時間段。
[0023]當前，常規(guī)高固體環(huán)氧涂料的一個主要缺點是在將初始涂料涂覆到襯底之后初始 涂料的受限的外涂布能力性質。由于需要在將第二涂層涂覆到初始涂料之前向初始涂料提 供表面預處理；和由于在制備涂料的過程中歸因于初始涂料的水和化學洗滌和/或機械研 磨而延長停機時間，因此這個缺點導致涂料的成本較高。
[0024] 本發(fā)明的一個廣泛實施例是針對提供一種氨基化合物改性的環(huán)氧樹脂液體組合 物，其包括以下的反應產物：(a)至少一種氨基化合物，和（b)至少一種粘度（如在約-5到 約45°C的溫度下測量）是約5, 000mPa-s到約500, 000mPa-s的液體環(huán)氧樹脂化合物；其中 所述氨基化合物改性的環(huán)氧樹脂液體組合物包含粘度小于約25, 000mPa-s的液體。
[0025] 本發(fā)明的組合物可以包括至少一種氨基化合物作為組分（a)以形成氨基化合物 改性的環(huán)氧樹脂液體組合物。舉例來說，適用于本發(fā)明中的氨基化合物可以包括任何常規(guī) 伯或仲胺化合物。
[0026] 舉例來說，在一個實施例中，氨基化合物可以包含例如烷醇胺、三（羥甲基）氨基 甲烷（THAM)、脲和AMP(2-氨基-2-甲基-1-丙醇）；AMPDTM〇、2_氨基-2-乙基-1-戊醇、 2_氨基-2-甲基-1-庚醇、2-氨基-2-丙基-1-戊醇、2-氨基-2-庚基-1，3-丙二醇、2-氨 基-2-乙基-1-庚醇、2-氨基-2-丙基-1-己醇、2-氨基-2-甲基-1-壬醇、2-氨基-2-乙 基-1-辛醇、2-氨基-2-丙基-1-庚醇、2-氨基-2-壬基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-甲 基-1-癸醇、2-氨基-2-乙基-1-壬醇、2-