低溫固化性塗料組合物和具有其固化塗層的物品的製作方法

2023-05-07 11:21:56

低溫固化性塗料組合物和具有其固化塗層的物品的製作方法
【專利摘要】本發明為低溫固化性塗料組合物和具有其固化塗層的物品。本發明提供包括含水解性甲矽烷基的(甲基)丙烯酸系共聚物和有機金屬催化劑的塗料組合物，所述共聚物由(甲基)丙烯酸烷基酯與在水解性官能團和自由基聚合性不飽和基團之間具有長鏈亞烷基連接基的矽烷化合物的共聚得到，該組合物為低溫固化性並且無異氰酸酯。即使為了塗層硬度而增加矽烷含量，該組合物在施塗於基材上時保持耐鹼性和具有良好的粘合性和耐溶劑性。
【專利說明】低溫固化性塗料組合物和具有其固化塗層的物品

【技術領域】
[0001] 本發明涉及低溫固化性塗料組合物，其包括：(A)含水解性甲矽烷基的（甲基）丙 烯酸系共聚物，其由（甲基）丙烯酸烷基酯與具有水解性官能團和自由基聚合性不飽和基 團的矽烷化合物的共聚得到，和（B)有機金屬催化劑。其還涉及具有該組合物的固化塗層 的物品。

【背景技術】
[0002] 從節能和有效率的塗布步驟方面來看，需要低溫可固化並且高度耐化學品的塗料 組合物。其中，包含改性丙烯酸系樹脂和交聯劑的組合物因為樹脂生產容易、耐候性、耐化 學品性、和塗布強度而被普遍使用。具體地，存在已知的包含含羥基烷基的丙烯酸系樹脂和 異氰酸酯交聯劑的組合物和包含含水解性甲矽烷基的丙烯酸系樹脂（其中該樹脂通過水 解縮合而交聯）的組合物。目前它們被廣泛使用。
[0003] 然而，前者具有缺點：異氰酸酯不穩定並且難以處理，例如，皮膚刺激性。此外， 因為使用光氣，異氰酸酯製造工藝非常危險。因此，潮流趨向於後一種方法。例如，JP-A S57-36109和JP-A S58-15566提出自由基聚合性的單體和3-(甲基）丙烯醯氧基丙基三 甲氧基矽烷的共聚物。這些共聚物具有優於異氰酸酯交聯型的丙烯酸系樹脂的耐候性。然 而，目前廣泛使用的大部分共聚物包含摩爾比少於5%的3-(甲基）丙烯醯氧基丙基三甲 氧基矽烷。由於較少的矽氧烷鍵，這些共聚物具有與丙烯酸系樹脂相似的性質。不希望的 是，這些共聚物的塗層往往具有低的硬度並具有由粘合性試驗中的內聚破壞所證實的差的 粘合性。
[0004] 引用文獻列表
[0005] 專利文獻 1:JP-A S57-36109
[0006] 專利文獻 2:JP-A S58_l5566


【發明內容】

[0007] 關於自由基聚合性單體和3-(甲基）丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷的共聚物，發 明人認為，塗層硬度和其他物理性質通過增加3_(甲基）丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷的 含量將會得到改善。儘管增加矽烷含量對於抑制塗層的內聚破壞有效，得到的塗層具有弱 的粘合性和差的耐溶劑性。硬度改善並不顯著。而且，矽氧烷鍵多量帶來耐鹼性的降低。
[0008] 本發明的目的是提供低溫固化性塗料組合物，其包括含水解性甲矽烷基的丙烯酸 系樹脂，即使增加丙烯酸系樹脂的矽烷含量以改善塗層硬度時，其也保持耐鹼性和具有良 好的粘合性以及耐溶劑性。
[0009] 發明人已經發現，當含水解性甲矽烷基的（甲基）丙烯酸系共聚物與有機金屬催 化劑組合時，得到的塗料組合物在低溫下可固化並且該組合物的固化塗層顯示良好的耐鹼 性、耐溶劑性和粘合性，該共聚物由（甲基）丙烯酸烷基酯與具有水解性官能團和自由基聚 合性不飽和基團的矽烷化合物的共聚得到，所述水解性官能團和自由基聚合性不飽和基團 通過具有特定碳鏈的連接基連接。
[0010] 在一個方面中，本發明提供低溫固化性塗料組合物，其包括：⑷100重量份的含 水解性甲矽烷基的（甲基）丙烯酸系共聚物，和（B) 0.01-10重量份的有機金屬催化劑，其 中，所述共聚物由（甲基）丙烯酸烷基酯（al)與具有水解性官能團和自由基聚合性不飽和 基團的矽烷化合物（a2)以98/2-2/98的摩爾比（al/a2)共聚得到，該矽烷化合物（a2)具 有通式（1):
[0011]

【權利要求】
1. 低溫固化性塗料組合物，其包括：(A) 100重量份的含水解性甲矽烷基的（甲基）丙 烯酸系共聚物，和（B)0. 01-10重量份的有機金屬催化劑， 其中，所述共聚物由（al)(甲基）丙烯酸烷基酯與（a2)具有水解性官能團和自由基 聚合性不飽和基團的矽烷化合物以98/2-2/98的摩爾比（al/a2)共聚得到，該矽烷化合物 (a2)具有通式（1):
其中R1和R2各自獨立地為1-3個碳原子的烷基或芳基，R3為（甲基）丙烯醯氧基、乙 烯基或苯乙烯基，m為6-14的整數，並且η為0-2的整數。
2. 權利要求1所述的組合物，其中（甲基）丙烯酸烷基酯（al)與矽烷化合物（a2)的 摩爾比（al/a2)為 60/40-40/60。
3. 權利要求1所述的組合物，其中矽烷化合物（a2)具有通式（2):
其中R4為氫或甲基。
4. 權利要求1所述的組合物，其中有機金屬催化劑（B)包含鈦。
5. 物品，包括基材和在其表面上的權利要求1所述的組合物的固化塗層。
6. 權利要求5所述的物品，其中該基材為無機基材。
【文檔編號】C09D7/12GK104140733SQ201410194298
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2013年5月9日
【發明者】山田哲郎, 吉川裕司, 土田和弘, 廣神宗直 申請人:信越化學工業株式會社