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CN102549036A - 涂覆有透明聚脲成膜组合物的基材 - Google Patents

涂覆有透明聚脲成膜组合物的基材 Download PDF

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CN102549036A
CN102549036A CN2010800434104A CN201080043410A CN102549036A CN 102549036 A CN102549036 A CN 102549036A CN 2010800434104 A CN2010800434104 A CN 2010800434104A CN 201080043410 A CN201080043410 A CN 201080043410A CN 102549036 A CN102549036 A CN 102549036A
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CN
China
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diisocyanate
polyamines
reaction
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CN2010800434104A
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E·R·小米勒罗
J·M·弗雷尔
P·L·沃特鲁巴-德扎尔
B·A·拉塞尔
D·M·布拉泰斯
J·C·特里达德
H·L·瑟恩科夫
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PPG Industries Ohio Inc
Original Assignee
PPG Industries Ohio Inc
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Publication date
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Abstract

本发明涉及涂覆有透明或半透明成膜组合物的基材，该组合物由包括第一和第二反应包的可固化双包组合物制得。第一反应包含有多胺组分，该多胺组分包括：i)聚醚官能多胺；ii)天冬氨酸酯官能多胺；以及iii)脂族多胺，其中该多胺(i)、(ii)、和(iii)中的每一种彼此不同；以及其中第二反应包含有多异氰酸酯；其中可固化组合物在环境温度下在所述反应包的混合时，具有至少2500秒的凝胶时间。

Description

涂覆有透明聚脲成膜组合物的基材
发明领域
本发明涉及涂覆有透明或半透明可固化组合物的基材，该组合物具有长的凝胶时间，并且施用在基材上时会形成透明或半透明的聚脲组合物。
发明背景
聚脲弹性体是商业上用于各种基材，为基材提供保护并改善基材性质的可固化组合物。聚脲组合物在工业应用中作为过程设备的保护性涂层使用，其提供耐蚀性，或者在各种恶劣环境下作为填缝料和密封剂。此外，聚氨酯和聚脲弹性体用于为轨道车和皮卡车箱提供衬里。用于轨道车和皮卡车箱的这些涂层提供对于表面损伤的保护以及对于腐蚀、磨损，冲击损伤、化学物质、紫外光和其他环境条件的保护。
需要提供这样一种透明或半透明的聚脲组合物，该组合物能为基材提供改善的机械和保护性能，比如耐磨蚀，耐屑片、耐腐蚀，耐风、耐紫外线以及耐冲击性。
发明概述
本发明涉及涂覆有透明或半透明成膜组合物的基材，该成膜组合物由包含第一和第二反应包的可固化双包组合物制得。第一反应包含有多胺组分，该多胺组分含有：
i)聚醚官能多胺；
ii)天冬氨酸酯官能多胺；以及
iii)脂族多胺。多胺(i)、(ii)、和(iii)中的每一种彼此不同。
第二反应包含有多异氰酸酯。该可固化组合物在环境温度条件下，在反应包的混合时显示出至少2500秒的凝胶时间。
发明详述
除了在任何操作实施例中，或者另有说明之外，所有在说明书和权利要求书中表达组分量、反应条件等的数字均应被理解为在所有的情况下都被“大约”一词所修饰。因此，除非有相反的说明，在下述的说明书和附加的权利要求书中的数字均为近似值，其可根据本发明所获得的所需性质而变化。最后，不是试图限制等同原则对权利要求书范围的应用，各数值参数应该至少按照所报道的有效数字的数值和通过应用普通四舍五入技术来解释。
虽然阐明本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实施例中给出的数字化尽可能的精确报道。然而，任何数值固有地含有必然由在它们各自试验条件存在的标准误差所导致的某些误差。
同样，应该理解本文所列出的任何数字范围意在包括其包含的所有子范围。例如，一个“1到10”的范围意在包含期间的所有子范围，包括列出的最小值1和列出的最大值10，即，具有大于等于1的最小值，小于等于10的最大值。
说明书及权利要求书中所使用的冠词“一”(a)、“一”(an)和“该”(the)包括复数的所指示物，除非明确地无疑义地限定于一个所指事物。
本发明所示出的各种实施方案和实施例均应被理解为并不限制本发明的范围。术语“包括”及其类似表达意为“包括但不限于”。
用于下述说明书和权利要求书中的下述术语具有如下的含义：
“聚合物”一词指包括均聚物，共聚物和低聚物的聚合物。“复合材料”一词指两种或更多种不同材料的组合。
术语“可固化”作为例子与可固化组合物一起使用，指所指代的组合物通过官能团是可聚合或可交联的，例如，包括但不限于热(包括环境固化)和/或催化曝露。
与固化的组合物或可固化组合物联合使用的术语“固化”，“固化的”或类似的术语，例如，一些具体描述中的“固化的组合物”，指形成可固化组合物中的至少一部分可聚合和/或可交联组分发生聚合和/或交联。此外，可聚合组合物的固化指将所述的组合经历固化条件比如但不限于热固化，使得组合物中的反应性官能团发生反应，并导致发生聚合反应和形成聚合产物。当将可聚合组合物经历固化条件时，之后发生聚合反应并且大多数的反应性端基发生反应后，其余未反应的反应性端基的反应速度逐渐变慢。可以将可聚合组合物经历固化条件直到其至少部分固化。术语“至少部分固化”指将可聚合组合物经历固化条件，其中组合物中至少部分反应性基团发生反应以形成聚合产物。还可将可聚合组合物经历固化条件使达到基本上完全固化，并且其中进一步的固化无法明显地提高聚合物的性质，比如硬度。
术语“反应性”指自发地或在施加热量或光化辐射时，或者在催化剂存在下或通过本领域技术人员已知的其它措施能够与其自身和/或其它官能团发生化学反应的官能团。
本发明中的涂覆的基材包括具有至少一个可涂覆表面的基材。合适的基材包括刚性或柔性金属基材和/或箔，比如钛、铁类金属、铝、铝合金、铜、和其他金属和合金基材。可用的钢材料的非限制性例子包括冷轧钢、镀锌(锌涂覆)钢、电镀锌钢、不锈钢、酸洗钢、锌-铁合金比如GALVANNEAL，及其组合。也可以使用铁类金属和非铁类金属的组合或复合材料。其他合适的基材包括木材、水泥块、混凝土、砖、石膏、灰泥、瓷砖或其他兼具装饰性和功能性的建筑材料。
本发明的组合物特别适用于作为半透明或透明基底上的涂层，比如通常用作窗玻璃或透明物的透明聚合物或玻璃板。上述透明基材的雾度值可小于5，通常小于0.1。
本文中使用的术语“透明”指使用COLOR-EYE 7000 ULTRA SCAN XE(可商购自GretagMacbeth)按照ASTM标准No.D-1003测量的雾度值不大于5的涂料或基材，其中使用波长在大约410纳米至大约700纳米的可见光测量。雾度值定义为被散射使得其方向从入射光束的方向偏离超过规定角度的光的％。“半透明”指电磁能量(例如可见光)可以穿过，但是发生散射使得其它侧上的物体不是清晰可见的。本文中所使用的半透明材料通常具有大于5的雾度值。
对其施加成膜组合物的基材可以是裸露的干净的表面；它可以是油性的，用一种或多种预处理组合物进行过预处理的，和/或用一种或多种涂料组合物，底漆等预涂漆，可以通过包括但不限于喷涂、浸涂、辊涂、帘式涂布及类似的方法进行施加。
本发明施加到基材的可固化成膜组合物最通常为透明的并且从两个反应包制备，将所述两个反应包立即在固化之前典型地混合在一起；例如，可以在将组合物作为涂料施加于基材之前立即将它们立即混合。第一反应包包含多胺组分。多胺组分可包括二胺、三胺和/或其他高级多胺，和胺基可为伯胺基或仲胺基。
多胺组分包括聚醚官能多胺，通常为二胺。合适聚醚官能多胺的例子包括以商品名JEFFAMINE销售的那些，比如JEFFAMINE D2000，可商购自Huntsman Corporation的聚醚官能二胺。上述聚醚官能多胺基于第一反应包中固体总重量典型的存在数量为5-40％重量，经常为15-35％重量。
多胺组分进一步包括天门冬氨酸酯官能多胺。在本发明的特定实施方案中，天门冬氨酸酯官能多胺为环状天门冬氨酸酯官能多胺。不受理论约束，相比于在制备聚脲时使用的传统多胺组合物，天门冬氨酸酯官能多胺上的环状基团有助于位阻使得胺基团和异氰酸酯的反应被足够减缓，以通过增加组合物的凝胶时间而得到延长的加工性时间。合适的环状天门冬氨酸酯官能多胺包括从Bayer Materia1Science以DESMOPHEN NH 1420和1520商购的那些，更通常DESMOPHEN NH 1420。此外，多胺组分中还可包括附加的其他天门冬氨酸酯官能二胺。这些附加的天门冬氨酸酯官能二胺不同于多胺组分中的其他胺。上述聚天门冬氨酸酯的一个例子为马来酸二乙酯和1，5-二氨基-2-甲基戊烷的衍生物，可以以商品名DESMOPHEN NH 1220商购自Bayer MaterialScience。也可使用其他含有天门冬氨酸酯基团的合适胺官能化合物。此外，多胺可包括聚天冬氨酸酯，其可包括如马来酸、富马酸酯、脂族多胺和类似化合物的衍生物。上面列出的所有多胺可根据固化后组合物的所需性质单独和以各种组合形式使用。
基于第一反应包中固体物质的总重量，第一反应包中的多胺组分通常含有40-80，经常为50-70，更为经常为55-65％重量的天门冬氨酸酯官能多胺。
多胺组分进一步含有脂族多胺。虽然可以使用任何脂族多胺，但通常是二胺。特别合适的脂族二胺的例子包括，但不限于，乙二胺，1，2-二氨基丙烷，1，4-二氨基丁烷，1，3-二氨基戊烷，1，6-二氨基己烷，2-甲基-1，5-戊二胺，2，5-二氨基-2，5-二甲基己烷，2，2，4-和/或2，4，4-三甲基-1，6-二氨基己烷，1，11-二氨基十一烷，1，12-二氨基十二烷，1，3-和/或1，4-环己烷二胺，1-氨基-3，3，5-三甲基-5-氨基甲基-环己烷，2，4-和/或2，6-六氢甲苯二胺，2，4′和/或4，4′-二氨基-二环己基甲烷和3，3′-二烷基4，4′-二氨基-二环己基甲烷(比如3，3′-二甲基-4，4′-二氨基-二环己基甲烷和3，3′-二乙基-4，4′-二氨基-二环己基甲烷)，2，4-和/或2，6-二氨基甲苯，和2，4′-和/或4，4′-二氨基二苯基甲烷，及其混合物。环脂族二胺可以商品名JEFFLINK(比如JEFFLINK 754)从Huntsman Corporation(休斯敦，TX)商购。还可包括附加的脂族环状多胺，比如上文引用过的DESMOPHEN NH 1520和/或CLEARLINK 1000，其是可商购自Dorf Ketal的仲脂族二胺。还特别优选POLYCLEAR 136(可商购自BASF/Hansen Group LLC)和HXA CE425(可商购自Hansen GroupLLC)，异佛尔酮二胺和丙烯腈的反应产物。基于第一反应包中固体的总重量，脂族二胺通常存在的数量为5-30％重量，经常为10-25％重量，更为经常为15-20％重量。
第一反应包中的多胺组分还可进一步包括不同于组分(i)、(ii)、和(iii)中那些的附加多胺。附加多胺可包括在美国专利申请12/122980(其作为参考在此引入)第[0026]至[0029]段中公开的那些，条件是在反应包的混合时，可固化组合物显示出至少2500秒的凝胶时间。
在本发明的某些实施方案中，多胺组分进一步含有附加的树脂，其不同于组分(i)、(ii)、和(iii)中的胺。附加的树脂通常不含有胺官能团，其与多异氰酸酯可以反应或不反应，并且可包含，例如，聚醚，多元醇，聚硅氧烷二醇，硫醇醚，聚碳酸酯和/或聚酯。树脂可具有单-，二-，三-或更高的官能度。基于第一反应包中固体的总重量，上述树脂在使用时可为2-15％重量。
可固化双反应包组合物中的第二反应包含有多异氰酸酯。本文中所使用的术语“异氰酸酯”包括可以与如羟基、硫醇或胺官能团的反应性基团形成共价键的未封端异氰酸酯。因此，异氰酸酯可指本领域技术人员能够理解的“游离异氰酸酯”。根据本发明可使用任意异氰酸酯和/或异氰酸酯官能预聚合物的组合。
适用于本发明的异氰酸酯包括单体和/或聚合异氰酸酯。异氰酸酯可选自单体、预聚物、低聚物或其混合物。异氰酸酯可为C2-C20直链、支链、环状、芳族、脂族异氰酸酯或其组合。
适用于本发明的异氰酸酯可包括异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，也就是3，3，5-三甲基-5-异氰酸根合-甲基环己基异氰酸酯；氢化的材料比如亚环己基二异氰酸酯，4，4′-亚甲基二环己基二异氰酸酯(H12MDI)；混合芳烷基二异氰酸酯比如四甲基二甲苯基二异氰酸酯，OCN-C(CH3)2-C6H4C(CH3)2-NCO；多亚甲基异氰酸酯比如1，4-四亚甲基二异氰酸酯，1，5-五亚甲基二异氰酸酯，1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)，1，7-七亚甲基二异氰酸酯，2，2，4-和2，4，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯，1，10-十亚甲基二异氰酸酯，和2-甲基-1，5-五亚甲基二异氰酸酯；及其混合物。
在特定实施方案中，可使用异氰酸酯单体。普遍认为使用异氰酸酯单体(即来自于预聚物制备中的不含残余物的单体)可以降低聚脲组合物的粘度，因此提高其流动性，和还可对预先施加的涂层和/或对未涂布基材提供该聚脲涂层的改进粘合。在本发明的可供选择的实施方案中，异氰酸酯组分中至少1％重量，或至少2％重量，或至少4％重量含有至少一种异氰酸酯单体。
在本发明的特定实施方案中，异氰酸酯可包括低聚异氰酸酯，比如但不限于二聚物(比如1，6-六亚甲基二异氰酸酯的脲二酮)，三聚物比如1，6-己烷二异氰酸酯的缩二脲和异氰脲酸酯，以及异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯，以及脲甲酸酯和聚合型低聚物。也可使用改性异氰酸酯，包括碳二亚胺类和脲酮-亚胺及其混合物。合适的材料包括可以商品名DESMODUR商购自Bayer Corporation，匹兹堡，PA的那些，比如DESMODURN 3200，DESMODUR N 3300，DESMODUR N 3400，DESMODUR XP 2410和DESMODUR XP 2580。
在某些实施方案中，异氰酸酯组分含有异氰酸酯官能预聚物，其是由包含有异氰酸酯和其他物质的反应混合物形成的。现有技术中已知的任何异氰酸酯，如上文中所述的那些均可用于形成该预聚物。本文中所使用的“异氰酸酯官能预聚物”指异氰酸酯和多胺，和/或其他可以与异氰酸酯反应的基团，比如多元醇的反应产物；异氰酸酯官能预聚物具有至少一个异氰酸酯官能团(NCO)。
在某些实施方案中，用于形成预聚物的多元醇为，例如，聚四氢呋喃材料，比如商标为TERATHANE的那些(例如，TERATHANE 250，TERATHANE650，和TERATHANE 1000，商购自Invista Corporation)。
在特定实施方案中，异氰酸酯组分含有异氰酸酯(非预聚物异氰酸酯)和异氰酸酯官能预聚物。非预聚物异氰酸酯可以与形成异氰酸酯预聚物的异氰酸酯相同或不同。如果使用异氰酸酯的组合，则异氰酸酯应当是基本上相容的，例如，异氰酸酯官能预聚物应与非预聚物异氰酸酯是相容的。本文中所使用的“基本上相容的”指一种物质能够与其他物质形成共混物的能力，所述共混物是基本均匀的和随着时间保持是基本均匀的。异氰酸酯与有机材料的反应，比如在形成异氰酸酯官能预聚物中，有助于使异氰酸酯相容。
在本发明的特定实施方案中，多异氰酸酯含有聚醚多元醇，聚酯多元醇和/或聚醚多胺预聚物，其由选自如下的多异氰酸酯扩链：异佛尔酮二异氰酸酯，亚环己基二异氰酸酯，4，4′-亚甲基二环己基二异氰酸酯；四甲基二甲苯基二异氰酸酯，1，4-四亚甲基二异氰酸酯，1，5-五亚甲基二异氰酸酯，1，6-六亚甲基二异氰酸酯，1，7-七亚甲基二异氰酸酯，2，2，4-和2，4，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯，1，10-十亚甲基二异氰酸酯，2-甲基-1，5-五亚甲基二异氰酸酯，亚苯基二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，二甲苯二异氰酸酯，1，5-萘二异氰酸酯，氯亚苯基2，4-二异氰酸酯，联二甲苯二异氰酸酯，联茴香胺二异氰酸酯，联甲苯胺二异氰酸酯，亚甲基二苯基二异氰酸酯，3，3′-二甲基-4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯，聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯，及其混合物。
本发明的可固化组合物可包括多种任选的组分和/或添加剂，其在一定程度上取决于可固化组合物的特定应用场合，比如增强剂、促进剂、催化剂，其经常加入第二反应包中，表面活性剂、消泡剂、空气释放添加剂、流动添加剂、滑动添加剂、耐磨/耐刮擦添加剂、增塑剂、填充剂、低聚物(如聚氨酯和丙烯酸酯)、流变添加剂、稳定剂、稀释剂、抗氧化剂、阻燃剂、耐紫外线剂、受阻胺光稳定剂(单体和聚合物)和/或化学发泡剂。这些添加剂可以加入任一反应包或两个反应包中。通常，基于可固化组合物的总重和添加剂的性质，任选的添加剂组分最多为30％重量，比如最多5％重量或最多1％重量。
基于可固化组合物的总重量，稀释剂和增塑剂的量为最大50％重量。合适的稀释剂的例子包括含有一个或多个酯键的低分子量(大约100-大约2000)脂族或芳族酯化合物，以及含有一个或多个醚键的低分子量脂族或芳族醚，以及上述的组合。反应性稀释剂设计用于改性固化的组合物的强度和/或粘附性，比如具有重均分子量300-1500的脂族和/或芳族单、二、三环氧化物，其基于可固化组合物的总重最大可为大约30％重量(通常为5％-10％)。
用于本发明的组合物还可包括着色剂。本文中所使用的术语“着色剂”指任何可以为组合物赋予颜色但不必需为透明的物质。选择颜料应使组合物获得所需的视觉效果。例如，着色剂通常不会影响组合物的清晰度或透明度。着色剂可以任何合适的形式加入涂料中，比如，离散粒子，分散体，溶液和/或薄片。本发明的涂料中可使用单一着色剂或两种或多种着色剂的混合物。任选地，着色剂可通过赋予部分透明度来形成半透明的涂料。
着色剂的例子包括颜料、染料和染色剂，比如干颜色制造商协会(Dry Color Manufacturers Association，DCMA)中所列出的那些，以及特殊效果组合物。着色剂可为有机的或无机的。可通过研磨或简单的混合将着色剂引入涂料中。可以通过使用研磨载体，比如丙烯酸类或胺研磨载体来将着色剂通过研磨配入涂料中，它们的使用对本领域技术人员来说是很熟悉的。
染料的例子包括，但不限于，溶剂基和/或水基的染料，比如酸性染料、偶氮染料、碱性染料、直接染料、分散染料、反应性染料、溶剂染料、硫染料、媒染染料，例如，钒酸铋，蒽醌，苝，铝，喹吖啶酮，噻唑，噻嗪，偶氮，靛蓝，硝基，亚硝基，噁嗪，酞菁，喹啉，芪，和三苯基甲烷。
染色剂的例子包括但不限于，可商购自Plasticolors，CHARISMACOLORANTS的COLORMATCH AD系列，以及可商购自Eastman Chemical，Inc.的Accurate Dispersions分部的MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS。
特别合适的着色剂是透明的颜料，或反射红外光的透明染料或染色剂。
如上文所指出的，着色剂可以为分散体形式，包括例如，纳米颗粒分散体。纳米颗粒分散体包括一种或多种高度分散的着色剂纳米颗粒，和/或能形成所需的视觉颜色和/或视觉效果的着色剂颗粒。纳米颗粒分散体包括具有颗粒粒径小于150nm，比如小于70nm，或小于30nm的着色剂(比如染料)。可以通过将有机或无机颜料原料与粒径小于0.5mm的研磨介质进行研磨制得纳米颗粒。也可通过结晶、沉淀、气相沉积和化学磨损(即部分溶解)来制得纳米颗粒分散体。为了减缓涂料中纳米颗粒的重新团聚，可以使用树脂涂覆过的纳米颗粒的分散体。本文中使用的“树脂涂覆过的纳米颗粒的分散体”指分散有离散的“复合微粒”的连续相，其中的复合微粒含有纳米颗粒及在纳米颗粒上的树脂涂层。
在特定的实施方案中，本发明的涂料中可使用光敏组合物和/或光致变色组合物，这些组合物在暴露在一个或多个光源下时能够可逆的改变颜色。在辐照了特定波长的光后光致变色和/或光敏组合物能够被激活。当组合物被光照射时，分子结构发生了改变，而改变的结构显示出不同于原色的新颜色。而当不再照射时，光致变色和/或光敏组合物就会回到原始的状态，在该状态下组合物呈现原始的颜色。例如，光致变色和/或光敏组合物在未激发的状态下为无色，而在激发态下有色。在毫秒到数分钟之间可以发生完全的变色，比如，从20秒-60秒。光致变色和/或光敏组合物的例子包括光致变色染料。
通常而言，涂料组合物中的着色剂可以为任意量，只要其能提供所需的性质，视觉和/或颜色效果。着色剂可构成本发明的组合物的1-65％重量，比如，3-40％重量，或5-35％重量，其中％重量是基于组合物的总重量。
本发明的组合物通常为液体。“液体”指组合物的粘度使其至少能够被挤出。组合物可具有至少被泵送，甚至被喷洒的粘度。适用于本发明的液体组合物包括树脂体系，该体系可为100％重量的固体，溶解或分散在液体介质中的液体树脂，以及分散在液体介质中的固体树脂颗粒。液体介质可为有机溶剂基。通常，成膜组合物为溶剂型。溶剂可以存在于两个反应包中的任一个或全部，并且每一个反应包均可独立含有含氧溶剂、硅氧烷(或硅酮)基溶剂、烃溶剂和/或卤化溶剂。合适的溶剂的例子包括酮，比如丙酮、甲基乙基酮，甲基戊基酮、甲基异丁基酮；醛比如甲醛、乙醛以及类似物。不受理论限制，已在本发明的特定实施方案中发现，与传统的组合物相反，当向基材喷涂组合物时在组合物中使用溶剂有助于形成透明的涂层，而传统组合物通常是由100％的固体树脂制得，并且在喷涂至类似的基材时通常为不透明的。虽然不是优选，但是可以制备基本不含有机溶剂和水的本发明组合物，例如，基于组合物的总重量，含有少于3％重量的有机溶剂和/或水。
本发明的可固化组合物可以制成双包组合物，其通常在环境温度下固化。双包可固化组合物通常在使用前通过立即混合两个包来制得。
在本发明的特定实施方案中，通过如下制备第一和第二反应包的方式来制得可固化组合物：异氰酸酯基团的当量值与氨基基团的当量值的比值大于1，同时第一反应包和第二反应包的体积比为1∶1；将反应包以体积比1∶1混合制得反应混合物，之后将反应混合物施加在基材上以在基材上形成聚脲涂层。本领域技术人员可以理解，在保持异氰酸酯基团的当量值与氨基基团的当量值大于1的前提下，可以采用其他的混合比例，第一和第二反应组分可以在任何合适的容器中自由的倒入和混合。可以采用任意的重量和体积混合比，1∶1最为方便。在环境条件下，在反应包的混合时，可固化组合物的凝胶时间为至少2500秒，通常为至少3000秒。
可以采用一种或多种方法将组合物施加在基材上，包括喷涂、挤出、涂刷或者手工采用刀片进行涂刮。与喷涂相比，手工用刀片或刷子及其类似物减少了气载组分的水平。但是，如上文中所述，在本发明的特定实施方案中，将溶剂型组合物喷涂在基材上可以获得透明的涂层。在特定的应用中，施加在基材上的组合物形成了至少为1密尔(25.4微米)，通常至少为2密尔(50.8微米)，更为经常至少为5密尔(127微米)的干膜厚度。在其他应用中，施加在基材上的组合物通常会形成为5-125密尔(127-3175微米)的干膜厚度。
可以通过在环境温度条件下，或者室温与烘烤的组合，或者单独烘烤来使组合物固化。室温下固化组合物通常需要大约12-大约96小时，经常为24-36小时。
在将本发明的组合物施加在基材上并且固化后，组合物为透明或半透明的，在特定的实施方案中，其为透明的，也即，清澈的并且通常是，但不必需是无色的，其雾度值小于5.0，更为经常小于1.5，甚至消失于1.0。此外，涂覆的基材在ASTM测试方法G154下经过1000小时候通常具有小于3.0的黄色指数。
下述实施例用于描述本发明的各种实施方案，其不应被视为对本发明的任何方式的限制。
实施例
实施例A
按照下述方法制备异氰酸酯官能聚氨酯：
将总重为1348.9克的异佛尔酮二异氰酸酯和1901.5克TERATHANE650加入装有搅拌器、温度探针、冷凝器和氮帽(nitrogen cap)的合适容器中。将烧瓶中的反应物混合均匀。之后向混合物中加入0.2克二月桂酸二丁基锡。将反应物缓慢升温至80℃。反应物放热升温至112℃。将反应在100℃下保持2.5小时。对反应物中的异氰酸酯重量当量进行测量和发现为531。将反应混合物的温度降至80℃。最后，向反应混合物中加入2490.6克DESMODUR XP2580和2490.6克DESMODUR XP2410(均商购自Bayer MaterialScience)。冷却反应器并将其中的产物倒出。最终获得的材料固体为98％，粘度为Y，异氰酸酯重量当量为255.8。
实施例1-8
采用下述成分制备胺组分：
 实施例1   实施例2  实施例3   实施例4
  成分   重量份   重量份   重量份   重量份
  ETHACURE 904   10.0   0.0   0.0   0.0
  DESMOPHEN VP LS 23281   10.0   10.0   0.0   10.0
  JEFFAMINE D20002   20.0   25.0   25.0   25.0
  DESMOPHEN 14201   55.0   60.0   60.0   60.0
  JEFFAMINE T-4032   5.0   0.0   0.0   0.0
  POLYCLEAR 1363   0.0   5.0   15.0   5.0
  n-甲基戊基酮5   33.3   25.0   25.0   33.3
  TINUVIN 2926   0.0   0.0   0.0   0.5
  TINUVIN 9286   0.0   0.0   0.0   1.5
  总计   133.3   125.0   125.0   135.3
1商购自Bayer MaterialScience Corp.
2商购自Huntsman
3商购自Hanson Group
4商购自Albemarle
5商购自Dow Chemical
6商购自Ciba Specialty Chemicals
采用下述n-甲基戊基酮(MAK)将异氰酸酯预聚物稀释至和多胺具有同样的喷洒固体。
 实施例5   实施例6   实施例7   实施例8
  成分   重量份   重量份   重量份   重量份
 实施例A的聚氨酯   100.0   100.0   100.0   100.0
  MAK1   33.3   25.0   25.0   33.3
  总计   133.3   125.0   125.0   133.3
1甲基戊基酮，商购自Dow Chemical
实施例9-12
通过将异氰酸酯官能“A”侧部分和胺官能“B”侧部分混合来制得本发明的聚脲组合物，采用如下的方法：将A侧组分与B侧组分按照体积比1∶1在静态混合管喷头装置中混合，该装置可商购自Plas-PakIndustries，Inc。将涂料组合物喷涂在铝板上获得漆膜，以按照ASTMD638-08来进行拉伸测试，并且喷涂在玻璃板上以用于测试雾度值和黄色指数。
表1
  实施例   9   10   11   12
  异氰酸酯“A侧”   实施例5   实施例6   实施例7   实施例8
  胺“B侧”   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  杨氏模量，MPa(ASTM D638-08)   269.0   182.85   656.4   189.7
  拉伸强度，MPa(ASTM D638-08)   20.62   30.00   28.4   33.1
  ％伸长率(ASTM D638-08)   165.0   253.9   202.0   259.2
表1中示出了喷涂漆膜的拉伸性质。
通过Paul N.Gardner Co.Inc制造的凝胶时间测试仪来测试同样样品的凝胶时间。
  实施例   9   10   11   12
 异氰酸酯“A侧”   实施例5   实施例6   实施例7   实施例8
  胺“B侧”   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  凝胶时间(秒)   8155   3286   5451   4342
使用商购自GretagMacbeth的COLOR-EYE 7000ULTRA SCAN XE来测试雾度值％和初始以及经过QUV-A340老化试验机941小时后的黄色指数(ASTM E313)。
将涂覆过的玻璃片样品放置在QUV/SE老化测试器中，并使涂料侧背朝向A340灯泡。测试根据ASTM G154运行，在60℃下光照8小时，在50℃冷凝4小时。
表2
Figure BDA0000148053590000141
所有试样的雾度值均为＜1。参考值为＜或＝0.5的光学透镜。再一次，定义为被散射使得其方向从入射光束的方向偏离超过规定角度的光的％。如果传输样品具有雾度值，那么就会导致透过其看到的物体对比度较低，在焦点之外，可见度降低和/或变黑。
泛黄通常是与污染、焦烧、和，是于光照、化学品接触和处理导致的产物降低有关。黄色指数主要用于使用单一的数值来量化这些降解种类。其可用于测量透射中透明接近无色的液体或者固体，以及反射中的新白(new-white)、不透明的固体。
为了以说明为目的，上面描述了本发明中特别的实施方案，对于本领域技术人员来说，明显可以对本发明进行众多细节改变，而不背离所附权利要求中定义的发明。

Claims (22)

1.涂覆的基材，其包含：
A)具有至少一个可涂覆表面的基材，以及
B)施加在所述基材至少一个表面上的透明成膜组合物，其中所述成膜组合物由包含第一和第二反应包的透明可固化双包组合物制得，其中所述第一反应包含有多胺组分，该多胺组分包括：
i)聚醚官能多胺；
ii)天门冬氨酸酯官能多胺；以及
iii)脂族多胺，其中所述多胺(i)、(ii)、和(iii)中的每一种彼此不同；以及
其中第二反应包含有多异氰酸酯；其中所述可固化组合物在环境温度下，在所述反应包的混合时，具有至少2500秒的凝胶时间。
2.根据权利要求1所述的涂覆的基材，其中一种或两种反应包在混合前还进一步含有溶剂。
3.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中在固化时，所述成膜组合物显示出小于1.5的雾度值。
4.根据权利要求3所述的涂覆的基材，其中成膜组合物通过喷涂施加在所述基材的至少一个表面上。
5.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中将组合物施加在基材上以获得至少1密尔(25.4微米)的干膜厚度。
6.根据权利要求5所述的涂覆的基材，其中将组合物施加在基材上以获得至少5密尔(127微米)的干膜厚度。
7.根据权利要求5所述的涂覆的基材，其中所述基材包括钛、铝、铝合金、铜、冷轧钢、镀锌钢、电镀锌钢、不锈钢、酸洗钢、锌-铁合金及其组合，其中基材任选地预涂过一种或多种涂料组合物。
8.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中将组合物施加在基材上以获得5-125密尔(127-3175微米)的干膜厚度。
9.根据权利要求8所述的涂覆的基材，其中基材为雾度值小于5的透明基材。
10.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中多胺组分包括伯胺和仲胺的混合物。
11.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中天冬氨酸酯官能多胺含有环状基团。
12.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中多异氰酸酯包括由选自如下的多异氰酸酯扩链的预聚物：异佛尔酮二异氰酸酯、环亚己基二异氰酸酯、4，4′-亚甲基二环己基二异氰酸酯、四甲基二甲苯基二异氰酸酯、1，4-四亚甲基二异氰酸酯、1，5-五亚甲基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、1，7-七亚甲基二异氰酸酯、2，2，4-和2，4，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1，10-十亚甲基二异氰酸酯、2-甲基-1，5-五亚甲基二异氰酸酯、亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、氯亚苯基2，4-二异氰酸酯、联二甲苯二异氰酸酯、联茴香胺二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、亚甲基二苯基二异氰酸酯、3，3′-二甲基-4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯、及其混合物。
13.根据权利要求12所述的涂覆的基材，其中预聚物含有聚醚多元醇、聚酯多元醇、和/或聚醚多胺。
14.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中溶剂独立地包括含氧溶剂、烃溶剂、硅氧烷基溶剂和/或卤化溶剂。
15.根据权利要求14所述的涂覆的基材，其中第一反应包含有溶剂。
16.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中多胺组分进一步含有不同于组分(i)、(ii)和(iii)中所述多胺的附加树脂，且其可以与与多异氰酸酯反应或不反应。
17.根据权利要求16所述的涂覆的基材，其中所述附加树脂包括聚醚、多元醇、聚硅氧烷二醇、硫醇醚、聚碳酸酯和/或聚酯。
18.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中多胺组分进一步含有附加的天门冬氨酸酯官能二胺，其不同于多胺组分中的其他多胺。
19.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中涂覆的基材在经受ASTM测试方法G154在1000小时之后显示出的黄色指数小于3.0。
20.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中聚醚官能多胺包括聚醚官能二胺。
21.根据权利要求2所述的涂覆的基材，其中第一反应包中的多胺组分进一步含有不同于已存在于组分(i)、(ii)和(iii)中那些的附加多胺。
22.一种涂覆的基材，其包含：
A)具有至少一个可涂覆表面的基材，以及
B)施加在所述基材至少一个表面上的半透明成膜组合物，其中所述成膜组合物由包含第一和第二反应包的可固化双包组合物制得，其中所述第一反应包含有多胺组分，该多胺组分包括：
i)聚醚官能多胺；
ii)天门冬氨酸酯官能多胺；以及
iii)脂族多胺；以及
其中第二反应包含有多异氰酸酯；其中所述可固化组合物在环境温度下，在所述反应包的混合时，具有至少2500秒的凝胶时间。
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