DE202018006246U1 - 1K-Beschichtung mit hoher Härte und hoher Schlagfestigkeit - Google Patents

Abstract

Beschichtungszusammensetzung, die mit einem Verfahren hergestellt wird, das Folgendes umfasst:Bereitstellen eines Aminoalkoxysilans;in weitgehender Abwesenheit von Wasser, Zurreaktionbringen von wenigstens einem Teil des genannten Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung der folgenden Formel (2):wobei A- Agleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder eine kohlenstoffhaltige Gruppe mit ein bis drei Kohlenstoffatomen umfassen, Aeine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe umfasst und Reine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst, wobei die Reaktion ein Alkoxysilylamin hervorbringt; undZurreaktionbringen des genannten Alkoxysilylamins mit einem Isocyanatreagenz, das wenigstens zwei Isocyanatgruppen enthält, um ein Monomer mit mehreren Alkoxysilangruppen und wenigstens zwei verzweigte aliphatische Gruppen mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen zu erhalten.

Description

• TECHNISCHER BEREICH
• Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorzug der am 19. September 2017 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/560,234 , die in ihrer Gesamtheit hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
• Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Beschichtungszusammensetzung mit hoher Härte und hoher Schlagfestigkeit. Die offenbarte Beschichtungszusammensetzung eignet sich für eine Vielfalt von Anwendungen, einschließlich der Anwendung auf Innen- oder Außenflächen wie Holz, Gipskarton, Beton, Metall und Gipsputz oder über einer Grundierung und der Anwendung auf Metallen, Verbundwerkstoffen und andere Materialien als Schutzschicht.
• HINTERGRUND
• Beschichtungszusammensetzungen werden in Anwendungen häufig zum Bedecken von Innen- oder Außenflächen von Gebäuden eingesetzt. Normalerweise trägt ein Benutzer eine Beschichtungszusammensetzung auf, die unter Einwirkung der Umgebung aushärtet, um eine Beschichtung zu bilden. Beschichtungen haben wünschenswerterweise eine hohe Härte, um Schäden zu vermeiden. Einige Materialien, die zum Verleihen von Härte verwendet werden, können zu einem Verlust an Flexibilität führen, was zu vorzeitiger Rissbildung und zum Scheitern der Beschichtung führen kann. Bekannte Beschichtungszusammensetzungen können lösungsmittelbasiert oder wässrig sein. Es ist wünschenswert, organische Lösungsmittel mit einem hohen Anteil an flüchtigen organischen Verbindungen („VOCs“) wie Ethylenglykol, Formaldehyd oder Benzol zu vermeiden.
• Es wäre wünschenswert, eine Beschichtungszusammensetzung herzustellen, die eine Einkomponenten-(oder „1K“)-Zusammensetzung, die keine Vormischung durch den Verbraucher erfordert, ist und die zu einer ausgehärteten Beschichtung aushärtet, die sowohl eine hohe Härte als auch eine hohe Schlagfestigkeit aufweist. Es wäre besonders wünschenswert, eine Beschichtungszusammensetzung mit einer geringen VOC-Konzentration (weniger als 100 Gramm/Liter) herzustellen. Es wäre auch wünschenswert, dass die Beschichtungszusammensetzung für die Anwendung auf Innen- oder Außenflächen wie Holz, Gipskarton, Beton, Metall und Gipsputz oder über einer Grundierung geeignet ist und für die Anwendung auf Metallen, Verbundwerkstoffen und anderen Materialien als Schutzschicht geeignet ist. Die Beschichtungszusammensetzung sollte bei Umgebungstemperatur und ohne Zusatzausrüstung wie UV-Lampen aushärten.
• ZUSAMMENFASSUNG
• In verschiedenen nicht exklusiven Ausgestaltungen stellt die vorliegende Anmeldung eine Beschichtungszusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung, ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtungszusammensetzung und eine ausgehärtete Beschichtung bereit.
• Eine Beschichtungszusammensetzung kann hergestellt werden, indem ein Aminoalkoxysilan bereitgestellt wird und, in der weitgehenden Abwesenheit von Wasser, wenigstens ein Teil des Aminoalkoxysilans mit wenigstens einer epoxidhaltigen Verbindung, die eine aliphatische Gruppe enthält, zur Reaktion gebracht wird, um wenigstens ein Alkoxysilylamin zu erhalten; und das Alkoxysilylamin mit wenigstens einem Isocyanatreagenz, das wenigstens zwei Isocyanatgruppen enthält, zur Reaktion gebracht wird, um ein Monomer zu erhalten, wobei das Monomer ein Harnstoffvorpolymer mit feuchtigkeitsreaktiven Siloxanfunktionsgruppen ist. Diese mehreren Alkoxysilangruppen ermöglichen eine Vernetzung der Zusammensetzung unter Einwirkung von Umgebungswasser. Die Zusammensetzung beinhaltet vorzugsweise ein katalytisches Entschützungsmittel wie ein Alkylamin oder eine zinnorganische Verbindung in einer Menge, die wirksam ist, um Alkoxygruppen im Monomer zu entschützen, um eine solche Vernetzung zu erleichtern. Obwohl die Reaktanten in jedem geeigneten Verhältnis zueinander kombiniert werden können, wurde gefunden, dass, wenn 0,5 bis 1,5 Teile des Aminoalkoxysilans mit 0,25 bis 1,5 Teilen der Epoxyverbindung zur Bildung des Alkoxysilylamins gemischt werden und wenn das Alkoxysilylaminprodukt mit 0,05 bis 0,75 Teilen des Isocyanatreagenzes gemischt wird, die resultierende Beschichtungszusammensetzung sowohl eine zufriedenstellende Härte als auch eine wünschenswerte Flexibilität aufweist. Nach Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung und Aussetzen des Monomers gegenüber Umgebungswasser werden die Siloxangruppen auf dem Monomer vernetzungsfähig und die Beschichtung härtet aus. Die Beschichtungszusammensetzung kann so formuliert werden, dass sie eine Viskosität hat, die eine einfache Handhabung, Lagerung und Anwendung der Zusammensetzung ermöglicht, und eine ausgehärtete Beschichtung ergibt, die sowohl eine hohe Härte als auch eine hohe Schlagfestigkeit aufweisen kann.
• In einer Ausgestaltung wird wenigstens ein Teil eines Aminoalkoxysilans in weitgehender Abwesenheit von Wasser mit einer Epoxyverbindung mit einer verzweigten aliphatischen Gruppe zur Reaktion gebracht, um ein Alkoxysilylamin zu bilden, wobei dieses Alkoxysilylamin dann mit einem Isocyanatreagenz mit wenigstens zwei Isocyanatgruppen zur Reaktion gebracht wird, um ein Monomer mit mehreren Alkoxysilangruppen zu bilden. Beispielsweise können 0,5 bis 1,5 Teile des Aminoalkoxysilans mit 0,25 bis 1,5 Teilen der Epoxyverbindung gemischt und zur Reaktion gebracht werden, und das Produkt dieser Reaktion kann mit 0,05 bis 0,75 Teilen des Isocyanatreagenzes gemischt und zur Reaktion gebracht werden.
• In einer anderen Ausgestaltung wird ein Teil eines Aminoalkoxysilans in weitgehender Abwesenheit von Wasser mit einer ersten Epoxyverbindung mit einer verzweigten aliphatischen Gruppe und einer zweiten Epoxyverbindung mit einer linearen aliphatischen Gruppe zur Reaktion gebracht, um ein Gemisch aus Alkoxysilylaminen zu erhalten, wobei dieses Gemisch dann mit einem Isocyanatreagenz mit wenigstens zwei Isocyanatgruppen zur Reaktion gebracht wird, um ein Monomer mit mehreren Alkoxysilangruppen zu bilden, wobei diese Alkoxysilangruppen wieder in der Lage sind, nach Entschützung auszuhärten, um eine ausgehärtete Beschichtung zu bilden. Die Komponenten können in beliebigen geeigneten Mengen miteinander zur Reaktion gebracht werden, aber es wurde gefunden, dass, wenn 0,5 bis 1,5 Teile des Aminoalkoxysilans mit 0,25 bis 1,5 Teilen der ersten Epoxyverbindung und 0,25 bis 1,5 Teilen der zweiten Epoxyverbindung gemischt und zur Reaktion gebracht werden und wenn das resultierende Produkt mit 0,05 bis 0,75 Teilen des Isocyanatreagenzes gemischt wird, die ausgehärtete Beschichtung sowohl eine hohe Härte als auch eine hohe Schlagfestigkeit aufweisen kann.
• AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
• Die hierin beschriebenen Beschichtungszusammensetzungen können so formuliert werden, dass sie bestimmte Eigenschaften haben, die in einer Beschichtungszusammensetzung erwünscht sind. Zum Beispiel ist es erwünscht, dass die Beschichtungszusammensetzung eine 1K-Beschichtungszusammensetzung sein sollte und dass die Beschichtungszusammensetzung einen geringen VOC-Gehalt hat. Die hierin beschriebenen Beschichtungszusammensetzungen können als 1K-Zusammensetzungen formuliert werden und können so formuliert werden, dass sie einen geringen VOC-Gehalt haben. In beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen beträgt der VOC-Gehalt weniger als 150 Gramm/Liter, weniger als 125 Gramm/Liter, weniger als 100 Gramm/Liter, weniger als 75 Gramm/Liter, weniger als 50 Gramm/Liter, weniger als 25 Gramm/Liter oder ist im Wesentlichen ein Null-VOC-Gehalt (weniger als 5 Gramm/Liter). Die Zusammensetzung kann eine 100%ige Feststoffzusammensetzung sein, womit gemeint ist, dass die Zusammensetzung frei oder im Wesentlichen frei von Lösungsmitteln ist. Es wird in Betracht gezogen, dass Lösungsmittel, falls gewünscht, in einer hierin bereitgestellten Beschichtungszusammensetzung verwendet werden können.
• Weitere wünschenswerte Eigenschaften sind Härte und Schlagfestigkeit, Eigenschaften, die in einer Beschichtungszusammensetzung gemeinsam nur schwer zu erreichen sind. Beispielhafte Beschichtungszusammensetzungen, die gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt werden, können eine ausgehärtete Beschichtung mit einer Bleistifthärte von wenigstens H, wenigstens 2H, wenigstens 3H, wenigstens 4H, wenigstens 5H oder wenigstens 6H erbringen, wie durch ASTM D5363 (2016) bestimmt. Solche Beschichtungszusammensetzungen können auch eine ausgehärtete Beschichtung mit einer Schlaghärte von wenigstens 140, wenigstens 150, wenigstens 160, wenigstens 170 und wenigstens 180 erbringen, wie durch ASTM D2794 (2016) bestimmt. Die Beschichtungszusammensetzungen können zusätzlich so formuliert werden, dass sie eine Viskosität von 2 bis 5 Stokes aufweisen, z.B. 2,5 bis 4,5 Stokes, 3 bis 4 Stokes oder 3,2 bis 3,8 Stokes, bei 25°C, wobei die Viskosität mit einem herkömmlichen Blasenviskosimeter bestimmt wird.
• Die oben zusammengefasst dargestellten Reaktionspfade beginnen mit einem Aminoalkoxysilan, womit jede geeignete Verbindung mit Alkoxysilyl- und Aminogruppen gemeint ist. Das Aminoalkoxysilan kann eine Struktur haben, die durch die folgende Formel (1) repräsentiert wird:

  

  wobei A₉, A₁₀ und An gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A₉, A₁₀ und An C₁-C₄ Alkyl umfasst, wobei B₁ und B₂ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus B₁ und B₂ Wasserstoff ist, und wobei R3 C₁-C₄ Alkyl ist. In einigen Ausgestaltungen umfassen A₁, A₂ und A₃ jeweils C₁-C₄ Alkyl. Zum Beispiel kann das Aminoalkoxysilan ein Aminopropyltrialkoxysilan wie Aminopropyltrimethoxysilan umfassen, das unter dem Handelsnamen DYNASYLAN® AMMO von Evonik Industries verkauft wird: (CH₃-O)₃-Si-(CH₂)₃-NH₂ In einigen Ausgestaltungen wird eine einzige Art von Aminoalkoxysilan verwendet und in anderen Ausgestaltungen können zwei oder mehr Aminoalkoxysilane verwendet werden, die ein Gemisch aus Aminoalkoxysilanen bilden.
• In einem ersten Ansatz wird wenigstens ein Teil des Aminoalkoxysilans mit einer Epoxyverbindung (epoxidhaltige Verbindung) der folgenden Formel (2) zur Reaktion gebracht:

  

  wobei A₁-A₃ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder eine kohlenstoffhaltige Gruppe mit ein bis drei Kohlenstoffatomen umfassen, A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe umfasst und R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst. In einigen Ausgestaltungen ist die epoxidhaltige Verbindung von Formel (2) ein aliphatischer Glycidylester. Der aliphatische Glycidylester kann zum Beispiel die folgende Formel (3) haben:

  

  wobei R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst. Ein Beispiel für einen geeigneten aliphatischen Glycidylester hat die folgende Formel (4):

  
• Der aliphatische Glycidylester von Formel (4) ist als CARDURA™ E10-P von Hexion, Inc. erhältlich. Ohne an irgendeine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird allgemein angenommen, dass die Schlagfestigkeit einer aus der Beschichtungszusammensetzung gebildeten ausgehärteten Beschichtung erhöht werden kann, indem der Rest des aliphatischen Glycidylesters von Formel (4) in die Beschichtungszusammensetzung einbezogen wird.
• In einigen Aspekten des ersten Ansatzes wird ein anderer Teil des Aminoalkoxysilans mit einer Epoxyverbindung der folgenden Formel (5) zur Reaktion gebracht:

  

  wobei A₅ - A₇ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder eine kohlenstoffhaltige Gruppe mit ein bis drei Kohlenstoffatomen umfassen, A₈ eine etherhaltige Verknüpfungsgruppe umfasst und R₂ eine lineare aliphatische Gruppe mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen umfasst. In einigen Ausgestaltungen ist die Verbindung von Formel (5) ein aliphatischer Glycidylether. Der aliphatische Glycidylether kann zum Beispiel die folgende Formel (6) haben:

  

  wobei R₂ eine lineare aliphatische Gruppe mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen umfasst. Ein Beispiel ist ein aliphatischer Glycidylether mit der folgenden Formel (7):

  
• Der aliphatische Glycidylether von Formel (7) ist als ERISYS® GE-5 von CVC Thermoset Specialties erhältlich. Ohne an irgendeine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird allgemein angenommen, dass die Viskosität einer Beschichtungszusammensetzung verringert werden kann, indem ein Rest des aliphatischen Glycidylethers von Formel (7) darin einbezogen wird.
• Im Allgemeinen wird nach der Reaktion eines Aminoalkoxysilans mit einer Epoxyverbindung das resultierende Produkt oder die Produktmischung mit einem Isocyanatreagenz zur Reaktion gebracht. Es kann jedes geeignete Isocyanatreagenz verwendet werden. In einigen Ausgestaltungen wird ein Isocyanatreagenz verwendet, das eine einzige Art von Isocyanatverbindung enthält. In anderen Ausgestaltungen beinhaltet ein Isocyanatreagenz ein Gemisch aus Isocyanatverbindungen. Ohne an irgendeine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird allgemein angenommen, dass es möglich ist, die Härte einer ausgehärteten Beschichtung zu erhöhen, indem die Beschichtung aus einer Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, die einen Rest eines Isocyanatreagenzes umfasst. Theoretisch wird auch angenommen, dass die Viskosität einer Beschichtungszusammensetzung zunimmt, wenn ein Rest eines Isocyanatreagenzes darin einbezogen wird.
• In einigen Ausgestaltungen beinhaltet ein Isocyanatreagenz, das zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung nützlich ist, eine Verbindung der folgenden Formel (8):

  

  wobei R₄ - R₆ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen.
• Ein spezifisches Beispiel für ein solches Isocyanatreagenz umfasst eine Verbindung von Formel (9), die als DESMODUR® N-3300 von Covestro erhältlich ist, mit der folgenden Formel:

  
• In einigen Ausgestaltungen beinhaltet ein Isocyanatreagenz, das zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung nützlich ist, eine Verbindung der folgenden Formel (10):

  

  wobei R₇ - R₉ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen. Ein spezifisches Beispiel für ein solches Isocyanatreagenz umfasst eine Verbindung von Formel (11), erhältlich als DESMODUR® 3900:

  
• Ohne an irgendeine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird allgemein angenommen, dass die asymmetrische Ringstruktur der Verbindung von Formel (11) eine Verringerung der Viskosität der resultierenden Beschichtungszusammensetzung bewirkt.
• In einigen Ausgestaltungen wird eine Beschichtungszusammensetzung unter Verwendung eines Isocyanatreagenzes hergestellt, das wenigstens eines aus (8) und (10) oder Kombinationen von (8) und (10) beinhaltet.
• Die resultierende Reaktion bildet ein Monomer, das für die Verwendung als Beschichtungszusammensetzung geeignet ist. In einigen Ausgestaltungen umfasst eine Beschichtungszusammensetzung ein Monomer mit mehreren Alkoxysilangruppen, wobei das Monomer wenigstens eines aus (12) und (13) beinhaltet:

  

  

  wobei A₉, A₁₀ und A₁₁ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A9, A₁₀ und An C₁-C₄ Alkyl umfasst, R3 C₁-C₄ Alkyl ist, R₄ - R₆ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen, R₇ - R₉ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen, X₁ - X₃ gleich oder unterschiedlich sind und eine der folgenden Gruppen (a) und (b) umfassen und X₄ - X₆ gleich oder unterschiedlich sind und eine der Gruppen (a) und (b) umfassen:

  

  

  wobei A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet, R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst, A₈ eine etherhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet und R₂ eine lineare aliphatische Gruppe mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen umfasst. Beispielhafte solche Monomere sind (14) und (15):

  

  

  wobei A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet, A₉, A₁₀ und An gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A₉, A₁₀ und An C₁-C₄ Alkyl umfasst, R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst, R₃ C₁-C₄ Alkyl ist, R₄ - R₆ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen und R₇ - R₉ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen. Spezifische Beispiele sind (16) und (17):

  

  
• Es ist vorgesehen, das Isocyanat in vielen Ausgestaltungen in weniger als einer stöchiometrischen Menge zu verwenden als für eine vollständige Reaktion mit dem Zwischenprodukt, das durch die Reaktion des Aminoalkoxysilans mit der Epoxyverbindung gebildet wird, erforderlich ist. Die Viskosität des resultierenden Harnstoffvorpolymers ist sonst in vielen Fällen zu hoch. In beispielhaften Verfahren, die eine Reaktion zwischen Aminoalkoxysilan und einer Verbindung von Formel (2) beinhalten, werden 0,5 bis 1,5 Teile, 0,75 bis 1,25 Teile oder 0,85 bis 1,15 Teile eines Aminoalkoxysilans zur Reaktion mit 0,25 bis 1,5 Teilen, 0,3 bis 1,0 Teilen oder 0,4 bis 0,75 Teilen einer Verbindung von Formel (2) gemischt. Das Alkoxysilylamin kann mit 0,05 bis 0,75, 0,2 bis 0,6 Teilen oder 0,3 bis 0,5 Teilen eines Isocyanatreagenzes zur Reaktion gebracht werden.
• In beispielhaften Verfahren, die Reaktionen zwischen einem Aminoalkoxysilan und Verbindungen von Formeln (2) und (5) beinhalten, werden 0,5 bis 1,5 Teile, 0,75 bis 1,25 Teile oder 0,85 bis 1,15 Teile eines Aminoalkoxysilans zur Reaktion mit 0,25 bis 1,5 Teilen, 0,3 bis 1,0 Teilen oder 0,4 bis 0,75 Teilen einer Verbindung von Formel (2) und 0,25 bis 1,5 Teilen, 0,3 bis 1,0 Teilen oder 0,4 bis 0,75 Teilen einer Verbindung von Formel (5) gemischt. Das Gemisch aus Alkoxysilylaminen kann dann mit 0,05 bis 0,75, 0,2 bis 0,6 Teilen oder 0,3 bis 0,5 Teilen eines Isocyanatreagenzes zur Reaktion gebracht werden.
• In einer beispielhaften Ausgestaltung werden ein Teil eines Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (4) zur Reaktion gebracht und ein anderer Teil des Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (7) zur Reaktion gebracht, um ein Gemisch aus Alkoxysilylaminen zu erhalten; und das Gemisch aus Alkoxysilylaminen wird mit einem Isocyanatreagenz zur Reaktion gebracht, das wenigstens eines aus (9) und (11) umfasst, um wenigstens eines aus einer Gruppe bestehend aus den Formeln (16), (17) und den folgenden Formeln (18)-(19) zu erhalten:

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  
• Eine Ausgestaltung einer Beschichtungszusammensetzung umfasst wenigstens eines aus (16), (17), (18-27).
• In einem zweiten Reaktionspfad werden ein Teil des Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (2) und ein anderer Teil des Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (5) zur Reaktion gebracht, um ein Gemisch aus Alkoxysilylaminen zu erhalten.
• In einigen Ausgestaltungen wird das Aminoalkoxysilan mit einer Mischung aus Verbindungen von Formel (4) und Formel (7) zur Bildung eines Zwischenproduktgemischs zur Reaktion gebracht. Die Verbindungen von Formeln (4) und (7) können in beliebigen Mengen relativ zueinander verwendet werden. In einigen Ausgestaltungen werden gleiche Mengen von (4) und (7) verwendet.
• Nach der Reaktion des Aminoalkoxysilans mit den Epoxyverbindungen wird das resultierende Gemisch aus Alkoxysilylaminen mit einem Isocyanatreagenz gemischt. In einigen Ausgestaltungen beinhaltet ein Isocyanatreagenz, das zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung von Nutzen ist, eine Verbindung mit der folgenden Formel (28):

  

  wobei R₁₀ eine lineare, verzweigte, cyclische oder bicyclische aliphatische Gruppe mit wenigstens sieben Kohlenstoffatomen umfasst. Ein Beispiel für ein geeignetes Isocyanatreagenz umfasst eine Verbindung von Formel (29):

  

  Die Isocyanatverbindung gemäß Formel (29) ist als DESMODUR® W erhältlich.
• In einem Aspekt werden ein Teil eines Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (2) und ein anderer Teil des Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (5) zur Reaktion gebracht, um ein Gemisch aus Alkoxysilylaminen zu erhalten; und das Gemisch aus Alkoxysilylaminen wird mit einem Isocyanatreagenz zur Reaktion gebracht, das eine Verbindung von Formel (28) umfasst, um ein Monomer mit mehreren Alkoxysilangruppen zu erhalten, wobei das Monomer wenigstens eine Verbindung gemäß Formel (30) umfasst:

  

  wobei A₉, A₁₀ und A₁₁ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A₉, A₁₀ und A₁₁ C₁-C₄ Alkyl umfasst, R₃ C₁-C₄ Alkyl ist, R₁₀ eine lineare, verzweigte, cyclische oder bicyclische aliphatische Gruppe mit wenigstens sieben Kohlenstoffatomen umfasst und X₇ und X₈ gleich oder unterschiedlich sind und eine der folgenden Gruppen (a) und (b) umfassen:

  

  

  wobei A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet, R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst, A₈ eine etherhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet und R₂ eine lineare aliphatische Gruppe mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen umfasst. Eine Ausgestaltung einer Beschichtungszusammensetzung umfasst wenigstens eine Verbindung gemäß Formel (30).
• In einer Ausgestaltung werden ein Teil eines Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (4) zur Reaktion gebracht und ein anderer Teil des Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (7) zur Reaktion gebracht, um ein Gemisch aus Alkoxysilylaminen zu erhalten; und das Gemisch aus Alkoxysilylaminen wird mit einem Isocyanatreagenz zur Reaktion gebracht, das die Verbindung von Formel (29) umfasst, um wenigstens eines aus (31), (32) und (33) zu erhalten:

  

  

  
• Eine Ausgestaltung einer Beschichtungszusammensetzung umfasst wenigstens eines aus (31), (32) und (33).
• In einem Aspekt wird wenigstens ein Teil eines Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (2) zur Reaktion gebracht, um ein Alkoxysilylamin zu erhalten, und das Alkoxysilylamin wird mit einem Isocyanatreagenz zur Reaktion gebracht, das wenigstens eines aus (8), (10) und (28) umfasst, um wenigstens eine der folgenden Formeln (34) und (14) und (15) zu erhalten:

  

  wobei A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet, A₉, A₁₀ und An gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A₉, A₁₀ und An C₁-C₄ Alkyl umfasst, R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst, R₃ C₁-C₄ Alkyl ist und R₁₀ eine lineare, verzweigte, cyclische oder bicyclische aliphatische Gruppe mit wenigstens sieben Kohlenstoffatomen umfasst. Eine Ausgestaltung einer Beschichtungszusammensetzung umfasst wenigstens eines aus (14), (15) und (34).
• In einer Ausgestaltung wird wenigstens ein Teil eines Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (4) zur Reaktion gebracht, um ein Alkoxysilylamin zu erhalten, und das Alkoxysilylamin wird mit einem Isocyanatreagenz zur Reaktion gebracht, das wenigstens eines aus (9), (11) und (29) umfasst, um wenigstens eines aus (16), (17) und (31) zu erhalten.
• Eine Ausgestaltung einer Beschichtungszusammensetzung umfasst wenigstens eines aus (16), (17) und (31).
• In einem Aspekt werden ein Teil eines Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (2) und ein anderer Teil des Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (5) zur Reaktion gebracht, um ein Gemisch aus Alkoxysilylaminen zu erhalten; und das Gemisch aus Alkoxysilylaminen wird mit einem Isocyanatreagenz zur Reaktion gebracht, das wenigstens eine Verbindung umfasst, die ausgewählt ist aus den Formeln (8), (10) und (28), um wenigstens eines aus (12), (13) und (30) zu erhalten. Eine Ausgestaltung einer Beschichtungszusammensetzung umfasst wenigstens eines aus (12), (13) und (30).
• In einer Ausgestaltung werden ein Teil eines Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (4) zur Reaktion gebracht und ein anderer Teil des Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (7) zur Reaktion gebracht, um ein Gemisch aus Alkoxysilylaminen zu erhalten; und das Gemisch aus Alkoxysilylaminen wird mit einem Isocyanatreagenz zur Reaktion gebracht, das wenigstens eine Verbindung umfasst, die ausgewählt ist aus den Formeln (9), (11) und (29), um wenigstens eines aus (16)-(27) und (31)-(33) zu erhalten.
• In einem Aspekt wird wenigstens ein Teil eines Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (5) zur Reaktion gebracht, um ein Alkoxysilylamin zu erhalten, und das Alkoxysilylamin wird mit einem Isocyanatreagenz zur Reaktion gebracht, das wenigstens eines aus (8), (10) und (28) umfasst, um wenigstens eine Verbindung von (35), (36) und (37) zu erhalten:

  

  

  

  wobei As eine etherhaltige Verknüpfungsgruppe umfasst, A₉, A₁₀ und An gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A₉, A₁₀ und A₁₁ C₁-C₄ Alkyl umfasst, R₂ eine lineare aliphatische Gruppe mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen umfasst, R₃ C₁-C₄ Alkyl ist, R₄ - R₆ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen, R₇ - R₉ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen und R₁₀ eine lineare, verzweigte, cyclische oder bicyclische aliphatische Gruppe mit wenigstens sieben Kohlenstoffatomen umfasst. Eine Ausgestaltung einer Beschichtungszusammensetzung umfasst wenigstens eines aus (35), (36) und (37).
• In einer Ausgestaltung wird wenigstens ein Teil eines Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung von Formel (7) zur Reaktion gebracht, um ein Alkoxysilylamin zu erhalten, und das Alkoxysilylamin wird mit einem Isocyanatreagenz zur Reaktion gebracht, das wenigstens eine Verbindung umfasst, die ausgewählt ist aus den Formeln (9), (11) und (29), um wenigstens eine Verbindung zu erhalten, die ausgewählt ist aus den Formeln (20), (24) und (33). Eine Ausgestaltung einer Beschichtungszusammensetzung umfasst wenigstens eine Verbindung, ausgewählt aus den Formeln (20), (24) und (33).
• Insofern als die vorliegende Anmeldung andere Aspekte als das Verfahren zur Herstellung der Beschichtungszusammensetzung offenbart, ist jedoch zu beachten, dass die obigen Reaktionen nicht begrenzend sind, da es andere Möglichkeiten gibt, die oben beschriebenen Monomere zu erzeugen.
• Die Beschichtungszusammensetzung ist langfristig haltbar und in der Lage, effektiv Siloxanbindungen zu bilden. Es wird allgemein angenommen, dass während eines Aushärtungsprozesses der Beschichtungszusammensetzung die Alkoxygruppen unter Einwirkung von Wasser in Luft wenigstens teilweise hydrolysieren. Bei diesen Hydrolysereaktionen werden die Alkoxygruppen in Silanolgruppen umgewandelt. Es wird auch angenommen, dass wenigstens ein Teil der Silanolgruppen zusammen vernetzt, um Siloxanverknüpfungen zu bilden. Die Hydrolysereaktionen können auch Wasser und eine oder mehrere Alkoholarten hervorbringen, die aus der Beschichtungszusammensetzung verdampfen können. Obwohl Alkohol als VOC angesehen werden kann, wird allgemein angenommen, dass die während des Aushärtungsprozesses erzeugte Alkoholmenge wesentlich geringer ist als die Mengen an VOCs, die während des Aushärtens einer Beschichtungszusammensetzung auf der Basis organischer Lösungsmittel produziert werden.
• Es wird allgemein angenommen, dass die Monomere in einigen Fällen hydrophobe Strukturen beinhalten können, die den Verlauf einer Hydrolysereaktion zwischen Wasser und den Alkoxygruppen verlangsamen. Zum Beschleunigen der Aushärtung der Zusammensetzung kann in einer Beschichtungszusammensetzung ein katalytisches Entschützungsmittel in einer Menge bereitgestellt werden, die katalytisch wirksam ist, um Alkoxygruppen der zuvor beschriebenen zu entschützen, wenn das Monomer Umgebungswasser ausgesetzt wird. Beispielhafte katalytische Entschützungsmittel schließen wenigstens eines aus Alkylaminen oder zinnorganischen Verbindungen ein. In einigen Ausgestaltungen können katalytische Entschützungsmittel die Produktion der Silanolgruppen während des Aushärtens der Beschichtungszusammensetzung beschleunigen.
• Ohne an irgendeine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird zum Beispiel angenommen, dass ein Alkylamin wie Dibutylamin die Alkoxygruppen gemäß der folgenden Reaktion katalytisch entschützen kann:

  
• In der Beschichtungszusammensetzung kann jedes geeignete Alkylamin vorgesehen sein. Beispielhafte sekundäre und tertiäre Amine sind Di- und Trimethylamin, Di- und Triethylamin, Di- und Tripropylamin, Di- und Tributylamin, Di- und Tripentylamin, Di- und Trihexylamin, n-Ethylmethylamin, n-Ethylpropylamin, n-Ethylbutylamin, n-Ethylpentylamin, n-Methylpropylamin, n-Propylbutylamin, n-Pentylpropylamin, n-Butylmethylamin, n-Butylpentylamin, n-Butylhexylamin, n-Pentylhexylamin, n-Isopropylmethylamin, n-Methylisobutylamin, Ethylisobutylamin, Diisobutylamin und Diisopropylamin. In beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen kann das Alkylamin in einer Menge von 0,15 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Beschichtungszusammensetzung enthalten sein.
• Jede geeignete zinnorganische Verbindung kann in der Beschichtungszusammensetzung vorgesehen sein. Beispielhafte zinnorganische Verbindungen sind Tributylzinn-Verbindungen wie Tributylzinnhydrid, Trimethylzinn-Verbindungen wie Trimethylzinnhydrid, Tricyclohexylzinn-Verbindungen wie Tricyclohexylzinnhydrid, Tripropylzinn-Verbindungen wie Tripropylzinnhydrid, Dibutylzinn-Verbindungen wie Dibutylzinnlaurat und Dibutylzinn-bis(2-ethylhexanoat) und Dimethylzinn-Verbindungen wie Dimethylzinndineodecanoat.
• Ein Entschützungskatalysator kann in einer Beschichtungszusammensetzung in einer beliebigen Menge enthalten sein, die katalytisch wirksam ist, um Alkoxygruppen des Monomers zu entschützen, wenn das Monomer Umgebungswasser ausgesetzt wird. In beispielhaften Beschichtungszusammensetzungen kann ein Entschützungskatalysator in einer Menge von 0,1 bis 1,7 Gew.-%, 0,3 bis 1,5 Gew.-%, 0,5 bis 1,3 Gew.-% oder 0,7 bis 1,1 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Beschichtungszusammensetzung enthalten sein.
• Die Beschichtungszusammensetzung kann andere funktionelle Bestandteile in Mengen enthalten, die für ihre effektiven Zwecke bestimmt sind. Beispielsweise kann die Beschichtungszusammensetzung einen Farbstoff wie ein Pigment, z.B. Titandioxid, enthalten. Der Farbstoff kann in einer beliebigen Menge vorliegen, die geeignet ist, der fertigen Beschichtung Farbe und Deckkraft zu verleihen; wenn das Pigment zum Beispiel Titandioxid ist, kann es in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegen. Andere geeignete Pigmente sind beliebige geeignete Pigmentpartikel wie Azopigmente, Anazurit, Aluminiumsilikat, Aluminiumkaliumsilikat, Aluminiumpaste, Anthrachinonpigmente, Antimonoxid, Bariummetaborat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Calciummetaborat, Calciummetasilikat, Ruß, Chromoxide, Ton, Kupferoxide, Kupferoxychlorid, Dioxazinpigmente, Feldspat, Hansagelb, Eisenoxide wie gelbe und rote Eisenoxide, Isoindolinpigmente, Kaolinit, Lithopon, Magnesiumsilikate, Metallflocken, Glimmer, Naphtholpigmente wie Naphtholrot, Nitroso-Pigmente, Nephelinsyenit, Perinonpigmente, Perylenpigmente, polycyclische Pigmente, Pyrropyrrol-Pigmente, Phthalocyanine wie Kupferphthalocyaninblau und Kupferphthalocyaningrün, Chinacridone wie Chinacridonviolett, Chinophthalonpigmente, Silikate, Sulfide, Talk, Titandioxid, Ultramarin, Zinkchromat, Zinkoxid und Zinkphosphat. Darüber hinaus können Perlglanzmittel, optische Aufheller, UV-Stabilisatoren und dergleichen verwendet werden.
• Die Beschichtungszusammensetzung kann auch eines oder mehrere aus Dispersionsmitteln, Tensiden, Benetzungsmitteln, Synergisten und Rheologiemodifizierern beinhalten. Jedes geeignete Dispersionsmittel, wie eines oder mehrere aus anionischen Dispersionsmitteln, kationischen Dispersionsmitteln, amphoteren Dispersionsmitteln oder nichtionischen Dispersionsmitteln, kann in Verbindung mit einem Pigmentvehikel verwendet werden. Andere bekannte Dispersionsmittel, die als geeignet angesehen werden, sind NUOSPERSE® 657 und NUOSPERSE® FA 196, erhältlich von Elementis Specialties, DISPERBYK 108, erhältlich von Altana AG und SOLSPERSE™ M387, erhältlich von Lubrizol Corporation. Ebenso können geeignete Benetzungsmittel wie eines oder mehrere aus anionischen Benetzungsmitteln, kationischen Benetzungsmitteln, amphoteren Benetzungsmitteln oder nichtionischen Benetzungsmitteln verwendet werden. Ein beispielhafter Synergist ist SOLSPERSE™ 5000, der von der Lubrizol Corporation erhältlich ist. Beispielhafte Rheologiemodifizierer sind SUSPENO 201-MS, erhältlich von Poly-Resyn, Inc. und AEROSIL®, erhältlich von Evonik Industries.
• Nach dem Bilden kann die Beschichtungszusammensetzung sofort auf ein Substrat aufgebracht werden, die Beschichtungszusammensetzung kann aber auch in einen geeigneten Behälter, z.B. eine Farbdose, gegeben und versiegelt werden. Es wird angenommen, dass die Beschichtungszusammensetzung eine Haltbarkeit von wenigstens mehreren Monaten hat.
• Ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtungszusammensetzung kann das Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat und das Aushärtenlassen der Beschichtungszusammensetzung umfassen. Nach dem Aufbringen auf das Substrat härtet die Beschichtungszusammensetzung aus, während die Zusammensetzung vernetzt. Der Aushärtungsprozess erfordert keine zusätzliche Ausrüstung (z.B. eine UV-Quelle), sondern es wird angenommen, dass die Aushärtung stattfindet, wenn die Beschichtungszusammensetzung wasserhaltiger Luft ausgesetzt wird.
• Die Beschichtungszusammensetzung kann für jeden geeigneten Zweck verwendet werden. In einigen Ausgestaltungen kann die Beschichtungszusammensetzung auf Innen- oder Außenflächen wie Holz, Gipskarton, Beton, Metall und Gipsputz oder über einer Grundierung aufgebracht werden. In bestimmten Ausgestaltungen kann die Beschichtungszusammensetzung auf Metalle, Verbundwerkstoffe und andere Materialien als Schutzschicht aufgebracht werden. In anderen Ausgestaltungen kann die Beschichtungszusammensetzung auf eine Oberfläche aufgebracht werden, um Dry-Erase-Eigenschaften zu verleihen. Die Oberfläche kann zum Beispiel eine Wand sein, deren Oberfläche bereits mit Farbe oder einer Grundierung versehen wurde, auf die die Beschichtung aufgebracht werden kann, um eine Dry-Erase-Oberfläche zu bilden. Die Beschichtungszusammensetzung kann mit einem Pinsel, einer Rolle, einem Schwamm oder einer Spritzpistole oder einem anderen herkömmlichen Anstrichwerkzeug aufgetragen werden. Die ausgehärtete Beschichtung kann eine beliebige geeignete Dicke haben, wie z.B. eine Dicke im Bereich von 0,05 - 2 mm, wobei eine Dicke von etwa 0,1 mm bevorzugt wird.
• BEISPIELE
• Beispiel 1
• Ein Alkoxysilylamin wurde produziert, indem 36,1 g DYNASYLAN® AMMO und 50,6 g CARDURA™ E10-P in einem Kolben zur Reaktion gebracht wurden und der Inhalt des Kolbens 3 h lang bei 65°C zur Bildung von Verbindung 1 gemischt und zur Reaktion gebracht wurde.
• Beispiel 1 wurde hergestellt, indem 6,8 g DESMODUR® 3300 zu 30 g der Verbindung 1 gegeben wurden. Das Molverhältnis dieser Komponenten betrug 1:1:0,5 (AMMO:CARDURA:DESMODUR).
• Beispiel 2
• Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass DESMODUR® 3900 anstelle von DESMODUR® 3300 verwendet wurde. Eine kleine Menge von 0,02 g Dibutylzinndilaurat wurde als Entschützungskatalysator zugegeben.
• Beispiel 3
• Beispiel 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 7,4 g DESMODUR® 3900 zu 50,5 g der Verbindung 1 für ein Molverhältnis von 1:1:0,33 gegeben wurden.
• Beispiel 4
• Ein Alkoxysilylamin wurde produziert, indem 50,0 g DYNASYLAN® AMMO und 42,9 g ERISYS® GE-5 in einem Kolben zur Reaktion gebracht wurden und der Inhalt des Kolbens 2 h lang bei 65°C zur Bildung von Verbindung 2 gemischt und zur Reaktion gebracht wurde.
• Beispiel 4 wurde hergestellt, indem 18,5 g DESMODUR® 3900 zu 69,0 g der Verbindung 2 gegeben wurden. Das Molverhältnis betrug 1:1:0,5 (AMMO:ERISYS:DESMODUR). Eine Menge von 0,1 g Dibutylamin wurde als Entschützungskatalysator zugegeben.
• Beispiel 5
• Beispiel 4 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 6,8 g DESMODUR® 3900 zu 63,4 g der Verbindung 2 für ein Molverhältnis von 1:1:0,2 gegeben wurden. Eine Menge von 0,1 g Dibutylamin wurde als Entschützungskatalysator zugegeben.
• Beispiel 6 [MXR-306-19]
• Ein Alkoxysilylamin wurde produziert, indem 736,0 g DYNASYLAN® AMMO, 509,6 g CARDURA™ E10-P und 318,4 g ERISYS® GE-5 in einem Kolben zur Reaktion gebracht wurden und der Inhalt des Kolbens 3 h lang bei 65°C gemischt und zur Reaktion gebracht wurde. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur gekühlt und 107,4 g DESMODUR® W wurden zugegeben, um ein Monomer mit mehreren Alkoxysilangruppen zu erhalten. Das Molverhältnis betrug 1:0,5:0,5:0,2 (AMMO:CARDURA:ERISYS:DESMODUR). Eine Menge von 16,7 g Dibutylamin wurde als Entschützungskatalysator zugegeben.
• Diese Formulierungen wurden mit Bezug auf die Viskosität (Bewertung von A=dünn bis Z=dick) beurteilt. Anschließend wurden die Formulierungen auf 2 mil Bond-Rite-Platten gestrichen und hinsichtlich Bleistifthärte (ASTM D5363 (2016)) und Schlaghärte (ASTM D2794 (2016)) getestet. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten.
• 
• Ohne an irgendeine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird allgemein angenommen, dass die Beschichtungszusammensetzung von Beispiel 6 eine akzeptable Viskosität hatte und eine ausgehärtete Beschichtung ergab, die aufgrund der relativen Mengen an DYNASYLAN® AMMO, CARDURA™ E10-P, ERISYS® GE-5 und DESMODUR® W, die zur Herstellung der Beschichtungszusammensetzung verwendet wurden, ein Gleichgewicht zwischen Härte und Flexibilität aufwies.
• Alle hierin beschriebenen Verfahren können in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern hierin nichts anderes angegeben ist oder dies eindeutig im Widerspruch zum Kontext steht. Sämtliche hierein benutzte Beispiele oder Formulierungen, die ein Beispiel (z.B. „wie“) beschreiben, dienen der Erläuterung der Erfindung und stellen keine Begrenzung des Umfangs der Erfindung dar. Jede Aussage hierin bezüglich der Art oder der Vorzüge der Erfindung oder der bevorzugten Ausgestaltungen soll nicht begrenzend sein. Die vorliegende Erfindung schließt alle Modifikationen und Äquivalente des hierin angeführten Gegenstands ein, die nach geltendem Recht zulässig sind. Darüber hinaus wird jede Kombination der oben beschriebenen Elemente in allen möglichen Variationen davon von der Erfindung erfasst, sofern hierin nichts anderes angegeben ist oder dies eindeutig im Widerspruch zum Kontext steht. Die Beschreibung einer Referenz oder eines Patentes hierin, auch wenn diese(s) mit „früher“ gekennzeichnet ist, soll keine Einräumung sein, dass diese Referenz oder dieses Patent als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Erfindung verfügbar ist. Keine unbeanspruchte Formulierung ist als eine Begrenzung des Umfangs der Erfindung anzusehen. Hierin enthaltene Aussagen oder Vorschläge, dass bestimmte Merkmale Bestandteil der beanspruchten Erfindung sind, sollen nicht begrenzend sein, sofern nicht in den angefügten Ansprüchen widergespiegelt. Weder die Angabe der Patentnummer auf irgendeinem Produkt noch die Identifizierung der Patentnummer im Zusammenhang mit irgendeiner Dienstleistung ist als eine Erklärung anzusehen, dass alle hierin beschriebenen Ausgestaltungen in einem solchen Produkt oder einer solchen Dienstleistung enthalten sind.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• US 62560234 [0001]

Claims (43)

1. Beschichtungszusammensetzung, die mit einem Verfahren hergestellt wird, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Aminoalkoxysilans; in weitgehender Abwesenheit von Wasser, Zurreaktionbringen von wenigstens einem Teil des genannten Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung der folgenden Formel (2):

   

   wobei A₁ - A₃ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder eine kohlenstoffhaltige Gruppe mit ein bis drei Kohlenstoffatomen umfassen, A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe umfasst und R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst, wobei die Reaktion ein Alkoxysilylamin hervorbringt; und Zurreaktionbringen des genannten Alkoxysilylamins mit einem Isocyanatreagenz, das wenigstens zwei Isocyanatgruppen enthält, um ein Monomer mit mehreren Alkoxysilangruppen und wenigstens zwei verzweigte aliphatische Gruppen mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen zu erhalten.
2. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei 0,5 bis 1,5 Teile des genannten Aminoalkoxysilans mit 0,25 bis 1,5 Teilen der genannten Verbindung von Formel (2) gemischt werden.
3. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das genannte Alkoxysilylamin mit 0,05 bis 0,75 Teilen des genannten Isocyanatreagenzes zur Reaktion gebracht wird.
4. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bereitstellen eines katalytischen Entschützungsmittels in einer Menge, die katalytisch wirksam ist, um Alkoxygruppen zu entschützen, wenn das genannte Monomer Umgebungswasser ausgesetzt wird, wobei das genannte katalytische Entschützungsmittel wenigstens eines aus einem Alkylamin und einer zinnorganische Verbindung umfasst.
5. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das genannte katalytische Entschützungsmittel wenigstens eines aus Dibutylamin und Dibutylzinndilaurat umfasst.
6. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das genannte Aminoalkoxysilan eine Struktur hat, die durch die folgende Formel (1) repräsentiert wird:

   

   wobei A₉, A₁₀ und A₁₁ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A₉, A₁₀ und An C₁-C₄ Alkyl umfasst, wobei B₁ und B₂ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus B₁ und B₂ Wasserstoff ist, und wobei R₃ C₁-C₄ Alkyl ist.
7. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die genannte Verbindung von Formel (2) ein aliphatischer Glycidylester ist.
8. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 7, wobei der genannte aliphatische Glycidylester die folgende Formel (3) hat:

   

   wobei R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst.
9. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 8, wobei der genannte aliphatische Glycidylester die folgende Formel (4) hat:

   
10. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das genannte Isocyanatreagenz wenigstens eines aus (8) und (10) umfasst:

    

    

    wobei R₄ - R₆ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen und R₇ - R₉ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen.
11. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das genannte Isocyanatreagenz wenigstens eines aus (9) und (11) umfasst:

    

    
12. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das genannte Monomer wenigstens eines aus (14) und (15) umfasst:

    

    

    wobei A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet, A₉, A₁₀ und An gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A9, A₁₀ und A₁₁ C₁-C₄ Alkyl umfasst, R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst, R₃ C₁-C₄ Alkyl ist, R₄ - R₆ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen und R₇ - R₉ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen.
13. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 12, wobei das genannte Monomer wenigstens eines aus (16) und (17) umfasst:

    

    
14. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, die ferner das Zugeben eines Pigments beinhaltet.
15. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 14, wobei das Pigment Titandioxid beinhaltet.
16. Beschichtungszusammensetzung, die wenigstens eines aus (14) und (15) umfasst:

    

    

    wobei A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet, A₉, A₁₀ und An gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A₉, A₁₀ und An C₁-C₄ Alkyl umfasst, R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst, R₃ C₁-C₄ Alkyl ist, R₄ - R₆ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen und R₇ - R₉ gleich oder unterschiedlich sind und zwei bis acht Kohlenstoffatome umfassen.
17. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 16, die wenigstens eines aus (16) und (17) umfasst:

    

    
18. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 16, die ferner ein Pigment umfasst.
19. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 18, wobei das Pigment Titandioxid beinhaltet.
20. Ausgehärtete Beschichtung, die ein vernetztes Produkt der Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 16 umfasst.
21. Beschichtungszusammensetzung, die mit einem Verfahren hergestellt wird, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Aminoalkoxysilans; in weitgehender Abwesenheit von Wasser, Zurreaktionbringen eines Teils des genannten Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung der folgenden Formel (2) und Zurreaktionbringen eines anderen Teils des genannten Aminoalkoxysilans mit einer Verbindung der folgenden Formel (5):

    

    wobei A₁ - A3 gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder eine kohlenstoffhaltige Gruppe mit ein bis drei Kohlenstoffatomen umfassen, A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe umfasst und R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst,

    

    wobei A₅ - A₇ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder eine kohlenstoffhaltige Gruppe mit ein bis drei Kohlenstoffatomen umfassen, As eine etherhaltige Verknüpfungsgruppe umfasst und R₂ eine lineare aliphatische Gruppe mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen umfasst, wobei die Reaktionen zwischen dem genannten Aminoalkoxysilan und den genannten Verbindungen von Formeln (2) und (5) ein Gemisch aus Alkoxysilylaminen hervorbringen; und Zurreaktionbringen des genannten Gemischs aus Alkoxysilylaminen mit einem Isocyanatreagenz, das wenigstens zwei Isocyanatgruppen enthält, um ein Monomer mit mehreren Alkoxysilangruppen zu erhalten.
22. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 21, wobei 0,5 bis 1,5 Teile des genannten Aminoalkoxysilans mit 0,25 bis 1,5 Teilen der genannten Verbindung von Formel (2) und 0,25 bis 1,5 Teilen der genannten Verbindung von Formel (5) gemischt werden.
23. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 22, wobei das genannte Gemisch aus Alkoxysilylaminen mit 0,05 bis 0,75 Teilen des genannten Isocyanatreagenzes zur Reaktion gebracht wird.
24. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 21, ferner umfassend das Bereitstellen eines katalytischen Entschützungsmittels in einer Menge, die katalytisch wirksam ist, um Alkoxygruppen zu entschützen, wenn das genannte Monomer Umgebungswasser ausgesetzt wird, wobei das genannte katalytische Entschützungsmittel wenigstens eines aus einem Alkylamin und einer zinnorganische Verbindung umfasst.
25. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 24, wobei das genannte katalytische Entschützungsmittel wenigstens eines aus Dibutylamin und Dibutylzinndilaurat umfasst.
26. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 21, wobei das genannte Aminoalkoxysilan eine Struktur hat, die durch die folgende Formel (1) repräsentiert wird:

    

    wobei A₉, A₁₀ und A₁₁ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A₉, A₁₀ und An C₁-C₄ Alkyl umfasst, wobei B₁ und B₂ gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus B₁ und B₂ Wasserstoff ist, und wobei R₃ C₁-C₄ Alkyl ist.
27. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 21, wobei die genannte Verbindung von Formel (2) ein aliphatischer Glycidylester ist.
28. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 27, wobei der genannte aliphatische Glycidylester die folgende Formel (3) hat:

    

    wobei R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst.
29. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 28, wobei der genannte aliphatische Glycidylester die folgende Formel (4) hat:

    
30. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 21, wobei die genannte Verbindung von Formel (5) ein aliphatischer Glycidylether ist.
31. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 30, wobei der genannte aliphatische Glycidylether die folgende Formel (6) hat:

    

    wobei R₂ eine lineare aliphatische Gruppe mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen umfasst.
32. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 31, wobei der genannte aliphatische Glycidylether die folgende Formel (7) hat:

    
33. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 21, wobei das genannte Isocyanatreagenz eine Verbindung gemäß Formel (28) umfasst:

    

    wobei R₁₀ eine lineare, verzweigte, cyclische oder bicyclische aliphatische Gruppe mit wenigstens sieben Kohlenstoffatomen umfasst.
34. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 33, wobei das genannte Isocyanatreagenz eine Verbindung von Formel (29) umfasst:

    
35. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 21, wobei das genannte Monomer wenigstens eine Verbindung gemäß Formel (30) umfasst:

    

    wobei A₉, A₁₀ und An gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A₉, A₁₀ und An C₁-C₄ Alkyl umfasst, R₃ C₁-C₄ Alkyl ist, R₁₀ eine lineare, verzweigte, cyclische oder bicyclische aliphatische Gruppe mit wenigstens sieben Kohlenstoffatomen umfasst und X₇ und X₈ gleich oder unterschiedlich sind und eine der folgenden Gruppen (a) und (b) umfassen:

    

    

    wobei A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet, R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst, A₈ eine etherhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet und R₂ eine lineare aliphatische Gruppe mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen umfasst.
36. Zusammensetzung umfassend nach Anspruch 35, wobei das genannte Monomer wenigstens eines aus (31), (32) und (33) umfasst:

    

    

    
37. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 21, die ferner das Zugeben eines Pigments beinhaltet.
38. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 37, wobei das Pigment Titandioxid beinhaltet.
39. Beschichtungszusammensetzung, die wenigstens eine Verbindung gemäß Formel (30) umfasst:

    

    wobei A₉, A₁₀ und An gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl umfassen, unter der Voraussetzung, dass wenigstens eines aus A₉, A₁₀ und A₁₁ C₁-C₄ Alkyl umfasst, R3 C₁-C₄ Alkyl ist, R₁₀ eine lineare, verzweigte, cyclische oder bicyclische aliphatische Gruppe mit wenigstens sieben Kohlenstoffatomen umfasst und X₇ und X₈ gleich oder unterschiedlich sind und eine der folgenden Gruppen (a) und (b) umfassen:

    

    

    wobei A₄ eine carbonylhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet, R₁ eine verzweigte aliphatische Gruppe mit wenigstens sechs Kohlenstoffatomen umfasst, A₈ eine etherhaltige Verknüpfungsgruppe beinhaltet und R₂ eine lineare aliphatische Gruppe mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen umfasst.
40. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 39, die wenigstens eines aus (31), (32) und (33) umfasst:

    

    

    
41. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 39, die ferner ein Pigment umfasst.
42. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 41, wobei das Pigment Titandioxid beinhaltet.
43. Ausgehärtete Beschichtung, die ein vernetztes Produkt der Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 39 umfasst.