TW202128608A - 具有多官能氨基甲酸鹽的塗料組合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一種潛在鹼催化劑，以及涉及潛在鹼催化的邁克爾加成反應的組合物和方法。所述描述的潛在鹼催化劑是經取代的氨基甲酸鹽。本文所述的組合物衍生自邁克爾加成反應，並且當施塗到基材並固化時提供了塗層，包括底漆塗層和直接接觸金屬的塗層，所述塗層具有最佳的適用期和固化回應，並且還表現出最佳的附著力、耐腐蝕性和耐候性。

Description

具有多官能氨基甲酸鹽的塗料組合物和方法
本發明提供了一種具有多官能氨基甲酸鹽的塗料組合物和方法。
塗料經常被施塗至各種基材，包括金屬基材和鋼基材上，以保護基材免受腐蝕、衝擊和其他損壞，同時還提供某些外觀或美學特徵。通常，這些塗料是經濟的並且相對易施塗。塗料乾燥快，並具有良好的耐腐蝕性和耐化學性，從而使得所述塗料尤其可用於塗布要在長時間段內和/或在腐蝕性環境中使用的金屬部件。
通常，許多塗料體系是可交聯的兩組分組合物，其中所述組分單獨存儲並且在使用前混合。這兩種組分是高度反應性的，並且一旦被混合就將開始交聯。傳統上在此類底漆塗料體系中包含催化劑以增加這兩種組分之間的交聯反應的速率。
交聯反應可以是鹼催化的或酸催化的。鹼催化體系有時是優選的，因為它們能夠快速或迅速固化。然而，由於快速的固化速度，這些組合物只能在組分混合後使用相對較短的時間段，所述相對較短的時間段被定義為塗料組合物的適用期(potlife)。在一些鹼催化體系中，黏度增加得如此快，使得塗料在可被完全施塗到表面上之前就固化了，並且相應地，這些體系具有受限的實際使用。
由於有關在溶劑型塗料中使用揮發性有機化合物(volatile organic compound，VOC)的法規問題，具有低溶劑含量的高固體體系是優選的。然而，高固體體系在平衡適用期和固化速度方面提出了 若干挑戰。例如，高固體組合物通常包含較少的可在施塗塗料時蒸發的溶劑，並且因此，適用期遠低於優選的。另一方面，在體系中用較少的溶劑還減少了當施塗塗料時反應速率的增加，從而導致了較慢的固化。因此，常規的高固體塗層體系難以實現快速固化和長適用期的組合。
鹼催化體系中適用期減少的問題的一種可能解決方案是使用潛在催化劑。這些催化劑提供了在固化速度與適用期之間的有利平衡。通常，這些催化劑具有最低的活直到塗料被施塗，並且在不損害固化速度的情況下提供更長的適用期。例如，在美國專利號8,962,725中描述了使用經取代的碳酸鹽作為鹼催化體系的潛在催化劑，該美國專利以引用方式併入本文。
然而，尚不清楚使用此類潛在催化劑體系的塗料組合物是否可以用作底漆組合物，特別是在需要優異的耐候性和耐久性的情況下。此外，當將一些當前已知的鹼催化組合物直接施塗至金屬基材，特別是酸性或經酸處理的基材時，觀察到了耐腐蝕性和/或黏合性的損失。
還已知其他用於鹼催化體系的潛在催化劑，但是它們的合成可包括形成對環境有害的副產物，所述副產物必須被消除以滿足法規要求。例如，氨基甲酸鹽潛伏催化劑的合成描述於美國專利公佈號20180000720中，該美國專利公佈以引用方式併入本文，其中形成了揮發性胺副產物，並且必須將所述揮發性胺副產物去除以純化產物來獲得最佳性能。體系中胺的存在可導致不希望的副反應，例如縮短適用期的快速交聯。此外，由純化過程產生的廢胺副產物可能對環境有害。
因此，需要這樣的潛在鹼催化劑，所述潛在鹼催化劑可以利用通過經由邁克爾加成反應交聯的潛在鹼催化體系所展示出的快速固化速度和最佳適用期，並且還產生具有最佳的耐腐蝕性和耐候特性的塗料組合物。另外，需要用於合成有效並且不產生對環境有害的副產物的潛在鹼催化劑體系的方法。
本說明書提供了涉及由潛在鹼催化劑催化的邁克爾加成反應的組合物和方法。本文所述的組合物衍生自邁克爾加成反應，並且提供了具有最佳適用期和最佳固化性能，並且還表現出最佳耐候性的塗料。
在一個實施方式中，本說明書提供了一種通式(I)的潛在鹼催化劑。該催化劑是能夠與可交聯樹脂組合物中的至少一種可交聯組分反應的經取代的氨基甲酸鹽。
在另一個實施方式中，本說明書提供了一種塗料組合物，所述塗料組合物包含至少一種可交聯聚合物，所述至少一種可交聯聚合物包含至少一種可交聯樹脂組分。所述組合物包含通式(I)的潛在鹼催化劑，其中所述催化劑是能夠與所述至少一種可交聯樹脂組分反應的經取代的氨基甲酸鹽。在一個方面中，所述潛在催化劑以基於所述可交聯樹脂組分的量為0.001meq至1.0meq的量存在。所述塗料組合物表現出最佳的適用期和最佳的固化回應。
在另一個實施方式中，提供了一種用於製備潛在鹼催化劑的方法。所述方法包括以下步驟：提供氫氧化物官能的組分，以及能夠與所述氫氧化物官能的組分反應以產生具有通式(I)的潛在鹼催化劑的組分。
在一個實施方式中，本說明書提供了一種固化的塗層。所述塗層包含聚合物組合物，所述聚合物組合物包含可交聯樹脂組分和通式(I)的潛在催化劑。在施塗到基材上之後，聚合物塗料組合物在150℉(65.5℃)下在約1至10分鐘內固化以形成固化的塗層。如本文所述，固化的塗層表現出最佳的耐候性。
本發明的以上概述並非旨在描述本發明的每個公開的實施方式或每個具體實施。以下描述更具體地例示了說明性實施方式。在整個發明中的多個地方，通過示例列表提供了指導，這些示例可以以各種組合使用。在每種情況下，所敘述的列表僅用作代表組，而不應解釋為排他性列表。
在以下描述中闡述了本發明的一個或多個實施方式的細節。從說明書和申請專利範圍，本發明的其他特徵、目的和優點將變得顯而易見。
所選擇的定義
除非另有說明，否則如本文所用的以下術語具有以下提供的含義。
如本文所用，術語“有機基團”是指烴基(具有除碳和氫之外的任選元素，例如氧、氮、硫和矽)，所述烴基被分類為脂族基團、環狀基團，或脂族基團和環狀基團的組合(例如，烷芳基和芳烷基)。術語“脂族基團”是指飽和或不飽和的直鏈或支鏈烴基。例如，該術語用於涵蓋烷基、烯基和炔基。術語“烷基”是指飽和直鏈或支鏈烴基，包括例如甲基、乙基、異丙基、叔丁基(t-丁基)、庚基、十二烷基、十八烷基、戊基、2-乙基己基等。術語“烯基”是指具有一個或多個碳-碳雙鍵的不飽和直鏈或支鏈烴基，例如乙烯基。術語“炔基”是指具有一個或多個碳-碳三鍵的不飽和直鏈或支鏈烴基。術語“環狀基團”是指閉環烴基，該閉環烴基被分類為脂環基團或芳族基團，所述脂環基團和芳族基團兩者均可包含雜原子。術語“脂環基團”是指具有的特性類似於脂族基團的特性的環狀烴基。術語“Ar”是指二價芳基(即，亞芳基)，其是指封閉的芳環或環體系，例如亞苯基、亞萘基、亞聯苯基、亞芴基(fluorenylene)和茚基，以及雜亞芳基(即，其中環中的一個或多個原子是除碳外的元素(例如，氮、氧、硫等)的閉環烴)。合適的雜芳基基團包括呋喃基、噻吩基、吡啶基、喹啉基、異喹啉基、吲哚基、異吲哚基、***基、吡咯基、四唑基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、噻唑基、苯並呋喃基、苯並噻吩基、咔唑基、苯並噁唑基、嘧啶基、苯並咪唑基、喹喔啉基、苯並噻唑基、萘啶基、異噁唑基、異噻唑基、嘌呤基、喹唑啉基、吡嗪基、1-氧代吡啶基、噠嗪基、三嗪基、四嗪基、噁二唑基、噻二唑等。當此類基團為二價時，它們通常被稱為“雜亞芳基”基團(例如，亞呋喃基、亞吡啶基等)。
可以相同或不同的基團稱為“獨立”某物。預期本發明的化合物的有機基團會被取代。為了簡化在本發明中使用的某些術語的討論和敘述，術語“基團”和“部分”用於區分允許取代或可被取代的化學物種與不允許或可不被如此取代的化學物種。因此，當使用術語“基團”來描述化學取代基時，所描述的化學材料包含未取代的基團和例如在鏈中具有O、N、Si或S原子的該基團(如在烷氧基中)以及羰基基團或其他常規取代。當術語“部分”用於描述化學化合物或取代基時，僅旨在包括未取代的化學材料。例如，短語“烷基基團”旨在不僅包括純的開鏈飽和烴烷基取代基(例如甲基、乙基、丙基、叔丁基等)，而且還包括帶有本領域已知的其他取代基(例如羥基、烷氧基、烷基磺醯基、鹵素原子、氰基、硝基、氨基、羧基等)的烷基取代基。因此，“烷基基團”包括醚基、鹵代烷基、硝基烷基、羧基烷基、羥烷基、磺烷基等。另一方面，短語“烷基部分”限於僅包括純的開鏈飽和烴烷基取代基，例如甲基、乙基、丙基、叔丁基等等。
術語“組分”是指包含特定特徵或結構的任何化合物。組分的示例包括化合物、單體、低聚物、聚合物和其中包含的有機基團。
術語“雙鍵”是非限制性的，並且是指任何合適的原子(例如，C、O、N等)之間的任何類型的雙鍵。
術語“三鍵”是非限制性的，並且是指任何合適的原子之間的任何類型的三鍵。
如本文所用，“邁克爾加成”是指將碳負離子或其他親核體親電子加成至電子不足的烯屬不飽和化合物，例如，α,β-不飽和羰基化合物。縮寫形式“MA”在本文中與術語“邁克爾加成”可互換使用。
邁克爾加成反應遵循在此所示的一般反應示意圖：
Figure 109132124-A0202-12-0005-2
在上面所示的反應示意圖中，B是潛在鹼催化劑，所述潛在鹼催化劑通過去質子化與邁克爾加成(Michael addition，MA)供體反應以形成用於與MA受體的隨後加成反應的碳負離子。
如本文所用，術語“樹脂組合物”是指組合物的含樹脂部分。樹脂組合物可包括一種或多種樹脂或聚合物組合物。合適的示例包括但不限於MA供體、MA受體、非官能樹脂，以及具有除邁克爾加成所需的那些以外的官能度的樹脂。該術語在本文中可與“聚合物”或“聚合物組合物”互換使用。如本文所用，樹脂或聚合物組合物可包含一種或多種樹脂組分。
“邁克爾加成受體”或“MA受體”是指具有至少一個MA受體官能團的分子。
“邁克爾加成供體”或“MA供體”是指具有至少一個MA供體官能團的分子。
“MA受體/供體”是指具有至少一個邁克爾加成(MA)受體官能團和至少一個邁克爾加成(MA)供體官能團的分子。
術語“交聯劑”是指能夠在聚合物之間或在同一聚合物的兩個不同區域之間形成共價鍵的分子。如果特定組分可經由交聯反應，經由自交聯反應或通過兩種或更多種聚合物的反應或在同一聚合物的兩個不同區域之間的反應而與另一種組分反應，則該特定組分被稱為“可交聯的”。
當在自交聯聚合物的上下文中使用時，術語“自交聯”是指聚合物在不存在外部交聯劑的情況下與其自身和/或該聚合物的另一分子進行交聯反應以在其間形成共價鍵的能力。通常，該交聯反應通過自交聯聚合物本身或自交聯聚合物的兩個分開分子上存在的互補反應性官能團的反應而發生。
在可分散聚合物的上下文中，術語“分散體”是指可分散聚合物和載體的混合物。術語“分散體”旨在包括術語“溶液”。
當在塗料施塗在表面或基底上的情境中使用時，術語“在...上”包括塗料直接或間接施塗到該表面或基底上兩者。因此，例如，塗層施塗到覆蓋基底的底漆層上構成了塗層施塗在基底上。
如本文所用，術語“乾燥以進行處理”是指基材的塗布過程中的這樣的階段，在所述階段中所施塗的塗料被充分固化以繼續進行到製造過程的下一階段。
除非另有說明，否則術語“聚合物”包括均聚物和共聚物(即，兩種或更多種不同單體的聚合物)兩者。
術語“包括”及其變型在這些術語在說明書和申請專利範圍中出現時不具有限制性含義。
術語“優選的”和“優選地”是指在某些情況下可以提供某些益處的本發明的實施方式。然而，在相同或其他情況下，其他實施方式也可能是優選的。此外，對一個或多個優選實施方式的敘述並不意味著其他實施方式沒有用，並且並非旨在將其他實施方式排除在本發明的範圍之外。
如本文所用，“一個”、“一”、“該”、“至少一個”和“一個或多個”或不適用數量詞可互換使用。因此，例如，包含“一種”添加劑的塗料組合物可解釋為是指該塗料組合物包含“一種或多種”添加劑。
同樣在本文中，通過端點對數值範圍的敘述包括該範圍內包含的所有數字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。此外，範圍的公開內容包括括更寬範圍內包括的所有子範圍的公開內容(例如，1至5公開了1至4、1.5至4.5、1至2等)。
本說明書提供了一種潛在鹼催化劑，製造此類催化劑的方法，以及用於包括金屬基材和鋼基材在內的多種基材的塗料組合物。具 體地，本說明書提供了用於未處理或經預處理的基材(包括例如鋼基材)的塗料組合物，其中所述塗料衍生自經由由本文所述的潛在鹼催化的邁克爾加成反應固化的組分。
本說明書提供了一種潛在鹼催化劑。在一個方面中，潛在鹼催化劑是具有通式(I)的結構的經取代的氨基甲酸鹽：
Figure 109132124-A0202-12-0008-3
其中：
每個X+獨立地為非酸性陽離子；
每個R1獨立地為H，C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合；
R2和R3各自獨立地為C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合；並且
n大於1。
具有通式(I)的結構的潛在鹼催化劑能夠與可交聯聚合物或樹脂組合物的至少一種可交聯組分反應。
不受理論的限制，據信通式(I)的潛在鹼催化劑通過當氨基甲酸鹽在作為濕膜施塗到基材上發生分解時釋放二氧化碳而起作用。在封閉的鍋中，該反應緩慢進行，從而延長了適用期。當施塗塗料，並且表面積增大時，隨著二氧化碳從表面逸出，鹼快速再生，從而使塗層更快固化(即乾燥和硬度發展)。因此，通式(I)的潛在鹼催化劑的使用允許本文所述的可交聯塗料組合物具有最佳的適用期、開放時間和固化性能。
在具有通式(I)的結構的潛在鹼催化劑中，X+為非酸性陽離子。當式(I)中的n大於1時，在潛在鹼催化劑的一個單元中的每個X+可與在相同潛在鹼催化劑分子的另一個單元中的X+相同或不同。
合適的示例包括但不限於鹼金屬離子、鹼土金屬離子、銨離子、鏻離子等。在一個優選的方面中，X+為鋰、鈉或鉀離子等。更優選地，X+為季銨離子NR'4或鏻離子PR'4，其中R為H，未取代的C1-C10烷基、芳基、芳烷基，經取代的C1-C10烷基、芳基、芳烷基，以及它們的混合物或組合。在一個優選的方面中，R為具有1至4個碳原子的未取代的烷基。如果R基團被取代，則取代基被選擇為基本上不干擾交聯反應。在一個方面中，為了避免干擾鹼催化劑的作用，酸性取代基，例如羧酸取代基僅以很少量存在或完全不存在。
在通式(I)的潛在鹼催化劑中，R1為氫，C1-C10烷基、芳基、芳烷基，或C1-C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合。在一個優選的方面中，R1為氫。
在通式(I)的潛在鹼催化劑中，R2和R3各自獨立地為C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合。在一個優選的方面中，R2和R3各自獨立地為具有1-4個碳原子，更優選4個碳原子的未取代的烷基。
本文所述的潛在催化劑是通過氫氧化物官能的組分與能夠與所述氫氧化物官能的組分反應的組分進行反應而合成的經取代氨基甲酸鹽。在一個方面中，氫氧化物官能的組分是氫氧化物鹼，並且能夠與所述氫氧化物鹼反應的組分是多官能異氰酸酯。
用於在本文所述方法中使用的合適的氫氧化物鹼包括但不限於氫氧化四己基銨、氫氧化十四烷基-(即C14)-三己基銨和氫氧化十四烷基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化苄基三甲基銨、或氫氧化三己基甲基銨、或氫氧化三辛基甲基銨，以及它們的混合物或組合。
為了製備本文所述的潛在鹼催化劑，使氫氧化物官能的組分與多官能異氰酸酯反應。合適的多官能異氰酸酯化合物包括但不限於 2,4-甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯(hexamethylenediisocyanate，HDI)、多亞甲基-多苯基二異氰酸酯、亞甲基二苯基二異氰酸酯、環三聚體、共環三聚體，它們的均聚物、共聚物或混合物。在一個優選的實施方式中，多官能異氰酸酯是三聚體。合適的三聚體的示例包括但不限於由平均三個二異氰酸酯分子製備的三聚產物或由平均三摩爾的二異氰酸酯(例如，HDI)與一摩爾的另一種化合物如三醇(例如三羥甲基丙烷)反應製備的三聚體。在一個優選的方面中，多官能異氰酸酯是HDI三聚體。
例如，氫氧化物官能的組分與多官能異氰酸酯的反應可以在醇(例如甲醇)的存在下進行。不受理論的限制，當反應在醇的存在下進行時，未與氫氧化物反應的任何異氰酸酯被認為已經與溶液中過量的甲醇反應。然而，在醇的存在下進行反應不是必需的，並且可以在合成結束時(即在氫氧化物官能的組分已經與多官能異氰酸酯反應之後)添加醇。
本文所述的潛在催化劑是通過氫氧化物鹼，優選地氫氧化四丁基銨與多官能異氰酸酯，優選地HDI三聚體反應製得的氨基甲酸鹽。在一個方面中，本文所述的潛在催化劑包括多於一個氨基甲酸根部分，優選地兩個或多個氨基甲酸根部分。在一個方面中，潛在催化劑中的氫氧化物基團與異氰酸酯基團之比為0.60：1.0至0.99：1.0，優選地0.7：1.0至0.99：1.0。更優選地，潛在催化劑具有的氫氧化物基團與異氰酸酯基團之比為0.9：1.0，即該催化劑相對於存在的異氰酸酯基團的量的指數為0.9。體系中任何未與氫氧化物反應的過量異氰酸酯將與溶液中存在的過量甲醇、水或其他溶劑反應。
在一個優選的方面中，所述潛在鹼催化劑是通過氫氧化四丁基銨(tetrabutylammonium hydroxide，TBAH)與六亞甲基二異氰酸酯的反應而製備的。該潛在鹼催化劑具有式(II)所示的結構。
Figure 109132124-A0202-12-0011-4
在一個實施方式中，本文所述的潛在催化劑是通過氫氧化物鹼與多官能異氰酸酯的反應製得的氨基甲酸鹽，其中該反應是在多官能異氰酸酯方面指數過度的(overindexed)。即，該反應包含過量的異氰酸酯，以確保氫氧化物完全轉化為氨基甲酸鹽。反應後殘留的任何過量異氰酸酯都被溶液中存在的過量甲醇、水或其他溶劑消耗掉。
在另一個實施方式中，本文所述的潛在催化劑是通過氫氧化物鹼與多官能異氰酸酯的反應製得的氨基甲酸鹽，其中該反應是在氫氧化物方面指數過度的。也就是說，該反應包含過量的氫氧化物以確保完全轉化為氨基甲酸鹽。反應後殘留的任何過量氫氧化物將使用酸添加進行滴定，以從體系中去除過量的鹼。在一個實施方式中，過量的氫氧化物以至多約10%，優選地小於10%，更優選地實際消耗所有異氰酸酯的最小過量的量存在。
本文所述的潛在催化劑用於製備塗料組合物，包括兩組分塗料組合物。在一個方面中，塗料組合物是通過經由邁克爾可加成反應使潛在催化劑與可交聯聚合物組合物反應而製得的。聚合物組合物包含至少一種可交聯樹脂組分，但是還可包含非官能樹脂、具有除邁克爾加成所需的官能度以外的官能度的樹脂等。
邁克爾加成反應涉及將碳負離子或其他親核試劑親核加成至電子不足的烯基化合物。親核試劑被稱為邁克爾加成(MA)供體， 並且可以是含有至少一個活性氫和至少一個吸電子基團(例如-CN、-COOR、-COR等)的任何有機化合物。邁克爾加成(MA)受體通常是具有可被α位的羰基活化的雙鍵的烯鍵式不飽和化合物。
MA供體的合適示例包括但不限於丙二酸二烷基酯(例如，丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯等)、氰基乙酸酯(例如，氰基乙酸甲酯、氰基乙酸乙酯等)、氯乙酸酯、乙醯乙酸酯、丙醯基乙酸酯、丙二腈、乙腈、乙醯丙酮、二丙醯基甲烷等，以及它們的混合物或組合。MA供體的優選示例包括但不限於含丙二酸酯或乙醯乙酸酯基團的低聚和聚合化合物，例如在主鏈、側鏈或兩者中含有丙二酸酯或乙醯乙酸酯官能團的聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚醯胺，以及聚乙烯基樹脂。
MA受體的合適示例包括但不限於(甲基)丙烯酸的酯，即衍生自羥基官能的化合物(i)與(甲基)丙烯酸或其酯衍生物(ii)的反應的(甲基)丙烯酸酯官能的化合物，其中所述羥基官能的化合物可以是單官能、雙官能或多官能的並且具有如下作為含有脂肪族、脂環族或芳族鏈的主鏈：(聚)環氧，(聚)醚，(聚)酯(例如(聚)己內酯)，(聚)醇酸，(聚)氨基甲酸酯，(聚)胺，(聚)醯胺，(聚)碳酸酯，(聚)烯烴，(聚)矽氧烷，(聚)丙烯酸酯，鹵素(例如氟)，三聚氰胺衍生物，它們中的任何一者的共聚物等，以及它們的混合物和組合。
可交聯聚合物組合物可包含一種或多種MA供體組分和一種或多種MA受體組分。在一個優選的方面中，可交聯聚合物組合物包含至少一種丙二酸酯官能的MA供體組分和至少一種丙烯酸酯官能的MA受體組分。示例性可交聯組合物如2019年5月7日提交的申請人的共同待審專利申請PCT/US2019/031069中所述，該專利以引用方式併入本文。
不受理論限制，據信MA受體和MA供體組分將經由邁克爾加成反應進行反應，從而有助於提高本文所述塗料組合物的固化速度、交聯密度和硬度發展。改善的固化和增加的交聯密度將導致改善的性能特徵。
MA供體和MA受體存在於可交聯聚合物組合物中，所述可交聯聚合物組合物與本文所述的潛在鹼催化劑反應以產生具有最佳固化性能和最佳耐候性能的塗料組合物。在一個方面中，可交聯聚合物組合物是兩組分塗料組合物的一部分(例如，部分A)，本文所述的潛在鹼催化劑作為另一部分(例如，部分B)。
本文所述的塗料組合物是通過使潛在鹼催化劑(部分B)與可交聯聚合物組合物(部分A)反應而製得的，其中A：B之比可取決於反應條件和所需的最終用途而變化。在一個實施方式中，本文中所使用的潛在鹼催化劑的量可取決於塗料組合物的特性而變化。優選地，基於組合物中樹脂固體的量，所述組合物包含約0.001meq至1meq，更優選地0.02meq至0.07meq。
在一個實施方式中，非潛在鹼催化劑可單獨使用或與本文所述的潛在鹼催化劑組合使用以促進邁克爾加成反應。合適的非潛伏催化劑的示例包括但不限於氫氧化四丁基銨、氫氧化銨、DBU(8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯)、DBN(1,5-二氮雜雙環[4.3.0]壬-5-烯)和TMG(1,1,3,3-四甲基胍)。
非潛在催化劑的合適附加示例包括但不限於與來自含酸性X-H基團的化合物的鹼性陰離子X-配對的非酸性陽離子(例如K+、Na+、Li+)或弱酸性陽離子(例如強有機鹼例如DBU、DBN等或TMG等的質子化物質)的鹽，其中X是N、P、O、S或C，並且陰離子X-是能夠與MA受體(例如丙烯酸酯)反應的MA供體，並且陰離子X-的對應酸X-H的pKa比大多數供體組分(例如乙醯乙酸酯官能樹脂)的pKa低超過兩個單位。此類鹽的合適示例包括但不限於由KOH與苯並***反應形成的鹽、TBAH與苯並***反應形成的鹽、或KOH與1,2,4-***反應形成的鹽，所述鹽以介於0.001meq/克固體樹脂與1meq/克固體樹脂之間的水準被包含在內。可以使用上述的混合物或組合。優選的非潛在催化劑是由KOH和苯並***以等摩爾比反應形成的苯並***鉀在乙醇中的溶液。
任選地，為了延長開放時間和適用期，可以包含一種或多種附加組分，例如一個或多個酸性X'-H基團，其中X'是N、P、O、S或C，其中X'陰離子是能夠與MA受體反應的MA供體，並且X'-H基團的pKa低於大多數MA供體(例如乙醯乙酸酯官能樹脂)的pKa，優選低超過2個單位。合適的示例包括但不限於乙醯乙酸乙酯、苯並***、琥珀醯亞胺、乙醯丙酮，或1,2,4-***，以及它們的混合物或組合。在一個優選的方面中，該組分是苯並***，以基於樹脂固體的總重量為介於約0.5%與5%之間，更優選地介於約0.5%與1.5%之間的量存在。
在一個實施方式中，本文所述的塗料組合物包含除酸或pH緩衝組分。合適的示例包括但不限於金屬氧化物(例如，氧化鋅、奈米粒狀氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣、氧化鍶、氧化鋇、氧化鑭、氧化鐿、氧化鋯等)、混合金屬氧化物(例如，MgO-TiO2等)、沸石(例如，銫交換沸石、X,Y-Cs-夾雜的沸石等)、改性介孔材料(例如，MgO塗布的介孔二氧化矽(SBA-15)、氨基官能化介孔二氧化矽(MCM-41)、介孔氮氧化矽等)、金屬氫氧化物(例如，氫氧化鈣、Na/NaOH/Al2O3、Na/MgO等)、金屬氮化物、金屬氮氧化物(例如，氮氧化矽、鋁磷酸鹽氮氧化物、鋯磷酸鹽氮氧化物、煆燒的NaNO3等)、金屬碳酸鹽(例如，碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸鉀等)、金屬矽酸鹽(例如，矽酸鈣、硼矽酸鈣、矽酸鎂、Mg-Al水滑石、溫石棉(chrysotile)等)、金屬羧酸鹽(例如，乙醯乙酸鈦等)、有機金屬化合物(例如，有機鋯酸鹽、弱鹼鈦酸鹽、鈦酸四烷基酯等)、胺(例如，胍、氮丙啶、脒、三乙醇胺、DMP30等)、醯亞胺(例如，碳二亞胺等)、二氮雜雙環化合物(例如，DABCO等)，以及它們的混合物或組合。
因此，本文所述的塗料組合物可以施塗在酸性基材(例如在其上施塗預處理的金屬基材)上。預處理的合適示例包括但不限於磷酸鐵、磷酸鋅、矽烷、鋯等。在金屬預處理行業中還已知有許多其他預處理。在一個優選的方面中，金屬基材具有在其上施塗的磷酸鐵處理。
本文所述的塗料組合物還可包含不會不利地影響塗料組合物或由此產生的固化的塗料組合物的其他任選成分。此類任選成分通常被包含在塗料組合物中以增強塗料的美感；促進組合物的製造、加工、處理和施塗；並且進一步改善塗料組合物或由此產生的固化的塗料組合物的特定功能特性。例如，本文所述的組合物可任選地包含如提供期望的膜特性所需的黏合促進劑、填充劑、催化劑、潤滑劑、顏料、表面活性劑、染料、著色劑、調色劑、聚結劑、增量劑、防腐劑、流動控制劑、觸變劑、分散劑、抗氧化劑、黏合促進劑、光穩定劑，以及它們的混合物。每種任選的成分優選地以足以實現其預期目的的量，而不是以不利地影響塗料組合物或由其產生的固化的塗層組合物的量被包含在內。
在一個實施方式中，除本文所述的MA供體和MA受體外，本文所述的組合物還可包括不經歷邁克爾加成反應的樹脂組分。這些附加樹脂組分可不具有反應性官能團或具有經受除邁克爾加成反應外的反應的反應性官能團。
在一個實施方式中，本文所述的塗料組合物可包含溶劑。合適的溶劑可以是水性的、有機的，或它們的混合物。有機溶劑的合適示例包括但不限於脂肪族溶劑、芳族和/或烷基化芳族溶劑(例如，甲苯、二甲苯等)、醇類(例如，異丙醇)、酯類(例如，乙酸甲氧基丙醇酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯等)、酮類(例如，甲基乙基酮、甲基戊基酮等)、乙二醇醚、縮水甘油醚酯，以及它們的混合物或組合。在一個方面中，本文所述的塗料組合物具有優選地小於400g/L，更優選地小於300g/L，最優選地小於250g/L的低揮發性有機化合物(VOC)含量。
相對於常規聚氨酯塗料以及本領域中此類塗料的知識，本文所述的組合物還顯示出可比的保質期以及適用期與乾燥時間的最佳平衡。在一個方面中，本文所述的組合物具有最佳的保質期，並且在約120℉(48.8℃)的溫度下存儲至少一周後，沒有表現出固化回應的損失或任何黏度增加。在另一方面中，本文所述的塗料組合物還表現出最佳的適 用期，其中所述組合物在混合後花費優選地大於60分鐘，更優選地大於120分鐘的時間使黏度加倍。
在一個實施方式中，相對於不含潛在鹼催化劑的體系，本文所述的塗料組合物表現出改善的固化回應。在一個方面中，如本文所述的塗料組合物具有最佳的固化回應，如在將塗料施塗至基材並使其固化之後通過鉛筆硬度測試所評定的。最佳固化回應是指在環境溫度(包括例如75℉至77℉(約24℃至25℃)的室溫)下乾燥後，塗料組合物在約1至30分鐘，優選地約1至10分鐘內乾燥以便進行處理。最佳固化也可能受到高溫下烘烤，包括在約100℉(37.7℃)、200℉(93.3℃)、300℉(148.9℃)以及甚至更高的溫度下烘烤的影響。在一個優選的方面中，當在約150℉(65.5℃)的溫度下烘烤塗料組合物時，觀察到了最佳固化回應。
本文所述的塗料組合物可用作底漆或可以是底漆製劑的一部分。當用作底漆或用於底漆製劑中時，本文所述的組合物可施塗在未處理的基材、經預處理的基材、其上施塗有臨時塗層的基材等上方。
當用作底漆時，本文所述的塗料組合物表現出最佳的耐腐蝕性。最佳的耐腐蝕性是指衍生自本文所述組合物的固化的塗層在暴露於鹽霧之後顯示出小於3mm，優選地小於2mm的劃痕蠕變(creep from scribe)。
本文所述的塗料組合物可用作面漆(topcoat)。在一個方面中，將第一塗層(例如底漆)施塗在未處理的基材、經預處理的基材、其上施塗有臨時塗層的基材等上。然後，如果需要的話，在底漆上方施塗第二塗層(例如，面漆)。在一個方面中，僅在第一塗層已經完全乾燥或固化之後才施塗第二塗層。在替代方面中，在第一塗層已經完全乾燥或固化之前，將第二塗層施塗在第一塗層上方。
本文所述的組合物可用作底漆和面漆兩者，作為施塗至基材的塗料體系的一部分。在一個方面中，將第一塗層，即本文所述的塗料組合物，作為底漆施塗在未處理的基材、經預處理的基材、其上施塗有臨時塗層的基材等上方。然後，如果需要的話，將第二塗層，即本文所述 的塗料組合物，作為面漆施塗在底漆上方。在一個方面中，僅在第一塗層已經完全乾燥或固化之後才施塗第二塗層。在替代方面中，在第一塗層已經完全乾燥或固化之前，將第二塗層施塗在第一塗層上方。
本文所述的塗料組合物旨在用於外部用途和/或旨在作為耐候性塗料，例如作為面漆或直接與金屬接觸的(單塗層)應用，即，由本文所述的組合物形成的固化的塗層表現出最佳的耐候性。最佳耐候性是指塗層在氙弧風化室(xenon arc weathering chamber)中經歷2000小時的加速風化後，展現出至少60%、優選地至少70%的20°光澤度保持，以及至少70%、優選地至少80%的20°光澤度保持。或者，如果所測量的色移(△E00)小於1.0個單位，優選地小於0.5個單位，則塗層具有最佳的耐候性。
在一個實施方式中，本文所述的塗料組合物可用作底漆，並且可以在所述底漆上方施塗任何面漆。在一個方面中，面漆組合物也是通過邁克爾加成反應獲得的。源自邁克爾加成的面漆可以與本文所述的源自邁克爾加成的底漆組合物相同或不同。在另一方面中，面漆組合物可以為不是通過邁克爾加成反應得到，而是在本領域中作為合適的面漆材料，例如聚氨酯面漆已知的組分。
通常，相對於用聚氨酯、環氧、非異氰酸酯體系等製成的傳統底漆，來源於邁克爾加成的塗料組合物表現出改善的固化回應。然而，此類源自邁克爾加成的塗料的使用已經由於對各種基材的不良黏合性，並且由於缺乏耐腐蝕性，特別是當作為底漆或作為與金屬直接接觸(direct-to-metal，DTM)的塗層施塗到金屬基材，特別是經預處理的鋼基材上時缺乏耐腐蝕性，而受到限制。令人驚訝地，本文所述的來源於邁克爾加成的塗料組合物可用作具有最佳耐腐蝕性的底漆或DTM塗料。
本發明的塗料組合物可以在基材形成製品之前或之後施塗至所述基材。在一個方面中，本文所述的塗料組合物可以施塗在多種基材上。合適的示例包括但不限於自然和工程建築和建築材料、貨運集裝箱、地板材料、牆壁、傢俱、其他建築材料、機動車輛、機動車輛部件、飛機 部件、卡車、鐵路車輛和發動機、橋、水塔、手機塔、風塔、無線電塔、照明裝置、雕像、看板支撐、圍欄、護欄、隧道、管道、船舶部件、機械部件、層壓板、設備部件、電器和包裝。示例性基材材料包括但不限於木材、塑膠、熱固性材料、金屬、金屬合金、金屬間組合物、含金屬的複合物，以及這些的組合。示例性金屬基材包括但不限於鋁、鋼、耐候鋼和不銹鋼。在一個優選的方面中，基材是鋼，優選是在其上施塗了預處理的鋼。
本文所述的塗料組合物可以通過本領域已知的任何方法施塗。標準的施塗方法包括但不限於，例如通過刷塗、噴塗、旋塗、輥塗、幕塗、浸塗、凹面塗布、鐘式施塗(bell application)和/或類似方法。在雙組分熱固性基材的情況下，可以經由模內工藝施塗塗層。當通過噴塗方法施塗塗料組合物時，可以使用常規的空氣噴塗設備或空氣輔助噴塗設備，或無空氣噴塗設備。靜電和非靜電設備均可使用。
特定層和整體塗層體系的塗層厚度將取決於所用的塗層材料、基底、塗層施塗方法以及經塗覆的製品的最終用途而變化。當用作在未處理或經預處理的金屬基材上施塗的底漆時，所施塗的塗布膜的厚度為優選地約0.05密耳至20密耳(1.27微米至500微米)，更優選地0.4密耳至40密耳(10微米至100微米)，並且甚至更優選地1.0密耳至2.5密耳(25微米至70微米)。
實施例
通過以下實施例來說明本發明。應當理解，具體的實施例、材料、數量和工序將根據本文所述的本發明的範圍和精神來廣義地解釋。除非另有說明，否則所有份數和百分數均按重量計，並且所有分子量均為重均分子量。除非另有說明，否則所使用的所有化學品可從例如Sigma-Aldrich,St.Louis,Missouri商購獲得。
除非另有說明，否則在以下實施例中利用以下測試方法。
耐腐蝕性(鹽霧)
如ASTM B117(操作鹽霧裝置的標準實踐(Standard Practice for Operating Salt Fog Apparatus))中所述，使用鹽霧方法測試使用本文所述的組合物和方法製備的固化的塗層的耐腐蝕性。結果以起泡(ASTM D714)、生銹(ASTM D610)和劃痕蠕變(ASTM D1654-08)的程度表示。劃痕蠕變以0至10的標度表示，其中0表示劃痕處發生廣泛腐蝕，而10表示塗層未因暴露於腐蝕環境發生變化。在潮濕環境中經受鹽霧暴露的塗層的生銹等級也以0至10的標度表示，其中0表示完全表面生銹，而10表示沒有表面生銹。起泡等級以0至10的標度表示，其中0表示過度起泡，而10表示沒有起泡。
耐腐蝕性(蠕變)
還可以通過測量暴露到腐蝕環境後的蠕變來測試由本文所述的組合物製備的固化的塗層的耐腐蝕性，如在ASTM D 1654-08(評估經受腐蝕環境的經塗漆或塗布的試樣的標準測試方法(Standard Test Method for Evaluation of Painted or Coated Specimens Subjected to Corrosive Environments))中所述。將塗料施塗到面板上，然後固化。然後將面板刻劃至金屬，並暴露於鹽霧達給定的時間段。測量因劃痕導致的漆料損失，並將結果表示為劃痕蠕變數(mm)。對於商業上可行的塗料，期望劃痕蠕變為2mm或更小。
適用期評定
本文所述的塗料組合物的適用期是通過在一組給定條件(例如在室溫下，或在熱箱中存儲之後，等等)下在給定的時間段內測量組合物的黏度而確定的。在本文的實施例中，黏度如下測定。將察恩杯(Zahn cup)浸入塗料組合物的樣品中並完全充滿所述樣品。然後提起杯子，並以秒為單位測量樣品的流出時間，並與特定的察恩杯編號一起報告。將適用期報告為塗料組合物的樣品的黏度加倍所需的時間。
有效固化(硬度)
可以如在ASTM D3363(通過鉛筆測試獲得膜硬度的標準測試方法(Standard Test Method for Film Hardness by Pencil Test))中所述，通過使用鉛筆硬度法測量固化的塗層的硬度來評定塗層的固化有效性。將具有從6B(最軟)到6H(最硬)的硬度的鉛筆應用至固化的塗層的表面上。結果表示為最硬的鉛筆，該最硬的鉛筆不會劃傷或刮傷施塗到測試面板上的固化塗層的表面。因此，例如，如果塗層不是在使用2H鉛筆時破裂，而是在使用3H鉛筆時破裂，則塗層的鉛筆硬度為2H。
固化速度(Konig)
固化的塗層的硬度也可以如在ASTM D4366(通過擺杆阻尼測試獲得有機塗層的硬度的標準測試方法(Standard Test Methods for Hardness of Organic Coatings by Pendulum Damping Test))中所述通過Konig擺杆硬度法評定。使擺杆在固化的塗層上方振盪，並且將固化的塗層的硬度表示為擺杆偏轉而減慢到特定值的阻尼時間(以秒為單位)。
催化劑穩定性
硬度測量值還可用於評定本文所述的潛在催化劑的穩定性。將催化劑在熱箱中存儲給定的時間段，在此之後使用鉛筆硬度法和Konig擺杆硬度法兩者測試使用催化劑製備並在給定溫度下烘烤了給定時間段的固化的塗層的硬度。
實施例1：催化劑和塗料組合物的合成
向3.68g氫氧化四丁基銨(TBAH)的10%甲醇溶液中添加6.59g OXSOL 100，並進行混合。然後在充分混合下滴加1.32g六亞甲基二異氰酸酯三聚體(HDI三聚體)溶液。將氫氧化物與異氰酸酯官能團之比保持在0.9：1.0，從而導致過量的異氰酸酯。認為任何未與氫氧化物反應的異氰酸酯均與溶液中過量的甲醇反應了。
將上面製備的0.9指數催化劑(部分B)與一批包含丙二酸酯官能的邁克爾加成供體組分和丙烯酸酯官能的邁克爾加成受體組分的成品塗劑(部分A)混合。將部分A和B以10：1(A：B)的比率混合以形成本發明的塗料組合物。作為對照，使用與上述相同的部分A與作為部分B的潛在催化劑(可從Allnex作為ACURE 500商購獲得)的6%溶液(即稀溶液)的組合來製備組合物。
實施例2：固化性能
將實施例1中製備的對照塗料組合物和本發明塗料組合物以約2密耳(50.8μm)的乾膜厚度施塗到經預處理的金屬測試面板上。然後通過以下方式來評定塗料的固化性能：如下表1中所示在給定溫度下使塗料固化並烘烤塗層達給定時間段，然後測試固化的塗層的鉛筆硬度和Konig擺杆硬度。結果顯示在表1中。
Figure 109132124-A0202-12-0021-5
實施例3：催化劑穩定性
為了評估本文所述的潛在鹼催化劑的穩定性，將實施例1中製備的0.9指數催化劑在120℉(48.8℃)的熱箱中放置一周。然後如實施例2中所示評定塗層的固化性能。為了進行比較，使用如實施例2中的對照樣品。固化性能的結果顯示在表2中。
Figure 109132124-A0202-12-0021-7
Figure 109132124-A0202-12-0022-8
實施例4：適用期
為了確定本文所述的潛在催化劑對塗料組合物的適用期的影響，將實施例1的0.9指數催化劑(部分B)與一批實施例1的成品塗劑(部分A)以10：1(A：B)的比率混合。初始黏度用3號signature察恩杯測量，然後在180分鐘後再次測量。另外，將塗料組合物在120℉(48.8℃)的熱箱中放置一周，並測量初始黏度，然後測量180分鐘後的黏度。結果顯示在表3A中。
Figure 109132124-A0202-12-0022-9
還針對本文所述的塗料組合物評定了水對適用期的影響。將實施例1的成品塗劑的樣品(部分A)與實施例1的0.9指數催化劑(部分B)以按重量計10：1混合以製備塗料組合物。將所述塗料組合物一半用作對照，另一半與2重量%的水與丙酮的1：1溶液混合。使用3號signature察恩杯測量初始黏度，並將所述初始黏度表示為流出時間(以分鐘為單位)，在此後的特定時間點處獲取另外的黏度測量值。結果顯示在表3B中。
Figure 109132124-A0202-12-0022-10
實施例5：性能特徵(固化回應和耐腐蝕性)
為了確定本文所述的塗料的性能，製備包含可通過邁克爾加成交聯的樹脂組分的底漆組合物A、B、C和D。用0.9指數催化劑以表4所示的水準製備組合物A、B和C。組合物D是用商購可得的潛在鹼催化劑(ACURE 500，Allnex)以表4所示的水準製備的對照。
將每種組合物以約2.0密耳(50μm)的乾膜厚度噴塗到金屬測試面板上。然後將每個面板在150℉(65.5℃)下固化10分鐘。使用Konig擺杆硬度測試評定每個樣品的固化響應(每個組合物3-4次重複)。
為了確定塗料組合物的耐腐蝕性，將樣品A、B、C和D以約1.5至2.0密耳(38μm至50μm)的乾膜厚度噴塗到經磷酸鹽處理的冷軋鋼測試面板上(ACT B1000 P99X)，並在150℉(65.5℃)下強制固化30分鐘。然後，如ASTM B117中所述，將面板放置在鹽噴霧櫃中500小時。通過評估每個樣品的起泡、生銹和劃痕蠕變來評定其耐腐蝕性。結果顯示在表4中。
Figure 109132124-A0202-12-0023-11
Figure 109132124-A0202-12-0024-12
本發明組合物(樣品B)和對照組合物(樣品D)的固化性能和鹽噴霧結果的比較顯示出相似的性能。
本文引用的所有專利、專利申請和出版物的完整公開內容以及可電子獲得的材料均以引用方式併入本文。僅出於清楚理解的目的給出了前面的詳細描述和實施例。由此應當理解沒有不必要的限制。本發明不限於所示出和描述的確切細節，對於本領域技術人員顯而易見的變化將包括在由申請專利範圍限定的本發明內。在一些實施方式中，在不存在本文未具體公開的任何要素的情況下，可以適當地實踐本文示例性公開的發明。

Claims (19)

  1. 一種潛在鹼催化劑，所述潛在鹼催化劑包含：
    具有通式(I)的結構的經取代的氨基甲酸鹽
    Figure 109132124-A0202-13-0001-17
    其中：
    每個X+獨立地為非酸性陽離子；
    每個R1獨立地為H，C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合；
    R2和R3各自獨立地為C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合；並且
    n大於1，
    其中所述潛在鹼催化劑能夠與可交聯樹脂組合物的至少一種可交聯組分反應。
  2. 一種塗料組合物，所述塗料組合物包含：
    可交聯聚合物，所述可交聯聚合物包含至少一種可交聯樹脂組分；以及
    具有通式(I)的結構的潛在催化劑
    Figure 109132124-A0202-13-0002-15
    其中：
    每個X+獨立地為非酸性陽離子；
    每個R1獨立地為H，C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合；
    R2和R3各自獨立地為C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合；並且
    n大於1。
  3. 一種製備潛在催化劑的方法，所述方法包括：
    提供氫氧化物官能的組分；
    提供能夠與所述氫氧化物官能的組分反應的多官能組分：
    使所述氫氧化物官能的組分與能夠與所述氫氧化物官能的組分反應的組分反應，以產生具有通式(I)的結構的潛在催化劑：
    Figure 109132124-A0202-13-0002-14
    其中：
    每個X+獨立地為非酸性陽離子；
    每個R1獨立地為H，C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合；
    R2和R3各自獨立地為C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合；並且
    n大於1。
  4. 一種固化的塗層，所述固化的塗層包含：
    聚合物塗料組合物，所述聚合物塗料組合物包含
    可交聯樹脂組分；以及
    具有通式(I)的結構的潛在催化劑
    Figure 109132124-A0202-13-0003-16
    其中：
    每個X+獨立地為非酸性陽離子；
    每個R1獨立地為H，C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合；
    R2和R3各自獨立地為C1至C10烷基、芳基、芳烷基，或C1至C10的經取代的烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合；並且
    n大於1，
    其中，在施塗到基材上之後，所述聚合物塗料組合物在150℉(65.5℃)下在約1分鐘至10分鐘內固化以形成所述固化的塗層，並且
    其中所述固化的塗層表現出最佳的固化性能。
  5. 如上述請求項中任一項所述的組合物或方法，其中X+選自鹼金屬離子、鹼土金屬離子、銨離子、鏻離子，或它們的組合。
  6. 如上述請求項1至4中任一項所述的組合物或方法，其中X+為季銨陽離子或鏻離子。
  7. 如上述請求項1至4中任一項所述的組合物或方法，其中X+為具有通式NR'4的季銨陽離子，
    其中R'為H、未取代的C1-C10烷基、經取代的C1-C10烷基、芳基、芳烷基，或它們的混合物或組合。
  8. 如上述請求項1至4中任一項所述的組合物或方法，其中X+為具有通式NR'4的季銨陽離子，其中R'為C1-C4未取代的烷基。
  9. 如上述請求項1至4中任一項所述的組合物或方法，其中所述潛在催化劑以約0.1meq至1.0meq的量存在。
  10. 如上述請求項1至4中任一項所述的組合物或方法，其中所述潛在催化劑以約0.01meq至0.5meq的量存在。
  11. 如請求項3所述的方法，其中所述氫氧化物官能的化合物選自氫氧化C1-C10烷基銨、氫氧化芳基銨、氫氧化芳烷基銨，或它們的組合。
  12. 如請求項3所述的方法，其中所述羥基官能的化合物是氫氧化C1-C10烷基銨。
  13. 如請求項12所述的方法，其中所述氫氧化C1-C10烷基銨為氫氧化四丁基銨。
  14. 如請求項3所述的方法，其中所述能夠與所述羥基官能的組分反應的組分是多官能異氰酸酯。
  15. 如請求項14所述的方法，其中所述多官能異氰酸選自2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、4,4'-亞甲基二苯基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、多亞甲基-多苯基異氰酸酯、它們的均聚物、它們的環三聚物、它們的共環三聚物，以及它們的混合物。
  16. 如請求項15所述的方法，其中所述多官能異氰酸酯是六亞甲基二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯均聚物，或它們的組合。
  17. 如請求項15所述的方法，其中未與所述羥基官能的化合物反應的 任何多官能異氰酸酯與溶液中的過量溶劑反應。
  18. 如上述請求項1至4中任一項所述的組合物或方法，所述組合物或方法任選地包括適用期或開放時間延長組分，所述適用期或開放時間延長組分包括：
    一種或多種含酸性X'-H基團的化合物，
    其中X'是N、P、O、S或C，並且其中X'H的pKa比所述組合物中存在的邁克爾加成供體組分小至少一個單位。
  19. 如請求項4所述的塗層，其中所述基材選自經預處理的金屬、木材、塑膠、聚合物材料、陶瓷材料、玻璃、或它們的組合。
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