[发明专利]用于预测涂料室外耐久性的方法

说明书

本发明涉及用于预测由包括热塑性乳液聚合物和非必需的颜料的水性涂料组合物形成的涂料的室外耐久性的方法。更具体地说，本发明涉及通过使一组涂料曝露相同环境的室外条件中达到相同的时间，使曝露过的涂料进行化学发光试验，再对比化学发光试验的结果，来以该组涂料中其它涂料的室外耐久性为基准来预测其中第一涂料的室外耐久性的方法。

接触室外条件的透明或着色涂料的耐久性是涂料的重要性能。耐久性是一个多方面问题。耐久性关系到涂料的各种性能，如光泽度、色彩、粘合力和机械性能中的至少一种的命运，它们可以在曝露时具有不同的磨损速度和对于各种涂料具有不同的重要性。据信，光、氧气、水和温度在涂料的室外耐久性中都具有作用。涂料本身可以是物理和化学多相体系。

在用涂料的预期使用寿命相应估算的条件和时间下的室外曝露是最不合适的。预测涂料室外耐久性的加速和可靠方法已经寻求了数十年。大多数尝试依赖于使涂料曝露到比普通遇到的条件更苛刻的条件，如使涂料曝露到热带地区的强太阳光和湿度下或者使涂料曝露到人工条件如曝露到短波长、高能量光下或高于环境强度的正常太阳光谱下以便加速涂料的降解。尽管它们相对于实时室外曝露被加速，但这些试验的许多仍要花费许多个月的时间来完成，而且也许通过改变降解方法的化学和/或物理性质，会与实际使用条件下的耐久性不充分相关。

聚合物降解和稳定性，Vol.47，第117-127页(1995)公开了反射FT-IR光谱法用于检测水性丙烯酸类基料胶乳经受UV辐射的环境稳定性的用途。

聚合物降解和稳定性，Vol.60，第351-360页(1998)公开了化学发光成象用于研究随人工老化时间而变化的交联丙烯酸类车用涂料的光降解的用途。

有机涂料进展，Vol.27，95-106(1996)公开了用于评价聚合物涂料耐久性的工序。还公开了化学发光不是特别适合用于快速回答耐久性预测结果，主要因为必需长久的曝露时间，以及其它缺陷包括该技术不能检测着色体系。

希望能够利用在与涂料在使用中经受的使用条件类似的室外环境条件下曝露适宜短时间的涂料的测定结果来预测涂料的室外耐久性，而该时间可有效产生室外耐久性的可靠预测结果。“室外耐久性”这里是指至少6个月期间的室外耐久性。“适宜的短时间”是指三个月或三个月以内的时间，优选一个月或一个月以内。现在已经令人惊奇地发现，对在自然条件下室外曝露适宜短时间的涂料进行的某些化学发光试验的结果能预测涂料的室外耐久性，尤其一组涂料的各成员相对于彼此的室外耐久性。

在本发明的第一个方面，提供了以一组涂料的至少另外一种的室外耐久性为基准来预测其中第一涂料的室外耐久性的方法，各所述涂料由包括热塑性乳液聚合物和非必需的颜料的水性涂料组合物形成，包括使所述涂料组曝露到相同的室外环境条件达到相同的时间，使所述曝露涂料进行化学发光试验，以及对比在所述第一涂料上进行的所述化学发光试验与所述涂料组的其它涂料的相应结果。

在一个实施方案中，本发明的方法包括使一组涂料曝露，它的相对耐久性是有意义的。该组涂料包括第一涂料和在组成中不同于第一涂料的至少一种其它涂料。一般，所曝露的涂料含有不同的乳液聚合物组成和相同量的其它成分如颜料。据认为，各种涂料组合物成分和涂料组合物成分的相对量的变化也可以影响涂料的室外耐久性以及这些变化对室外耐久性的影响可以通过本发明的方法来预测。

在另一个实施方案中，本发明方法包括使一组涂料曝露，它的一种或者多种已经、正在或者将在室外曝露延长的时间，以致可以根据该组的一种或多种涂料的实际室外性能来预测这些涂料的室外耐久性。

通过在0℃-100℃的温度下干燥已经施涂于基材的水性涂料组合物来形成涂层。水性涂料组合物含有至少一种热塑性乳液聚合物和非必需的至少一种颜料。

用于制备在本发明的涂料组合物中使用的水乳液聚合物的方法包括在乳液聚合条件下提供至少一种烯属不饱和单体和自由基热或氧化还原引发剂体系。