[发明专利]包含乙酰乙酰基官能聚合物的水性涂料组合物、涂层及方法

说明书

本申请要求2004年12月17日提出的美国临时申请60/636,921的优先权，通过引用将其全部内容结合到本文。 

技术领域

本发明涉及一种涂料组合物及其涂覆方法。 

发明背景 

因为日益提高的环境限制，在涂料工业很需要含VOC(含挥发性有机化合物)更少和没有甲醛的体系。可将水性热塑性涂料(例如胶乳)与少量溶剂和甲醛一起使用，但其不具有许多应用所需的硬度和耐化学品性。具有良好抗结块性和耐化学品性的化学交联涂料，例如水性三聚氰胺固化涂料的甲醛含量低。然而对于室内应用，例如用于厨柜的涂料，许多消费者需要没有致癌物质的“绿色”体系。其他交联技术例如嵌段异氰酸酯或烯属不饱和化合物也可实现所需性能；然而，这些技术通常成本太高，或者对皮肤、眼睛或二者刺激很大。 

因此，需要具有一种或多种以下性质的涂料组合物：高性能、低VOC含量、基本上没有甲醛以及低刺激性。 

发明内容

本发明提供了包含具有一个或多个以下乙酰乙酰基官能团的聚合物的水性涂料组合物： 

其中R¹为C1-C22亚烷基，R²为C1-C22烷基。优选，R¹为C1-C4亚烷基，R²为C1-C4烷基，更优选R¹为亚甲基(-CH₂-)，R²为甲基(-CH₃)。 

需要该种官能化的聚合物是因为其可成为交联网状结构的一部分，从而提供有利的涂层性质。优选组合物还具有以下性质中的一种或多种：低VOC含量、基本上没有甲醛、高性能和低刺激性。 

可如同油漆那样将该涂料组合物涂覆至基底上并干燥(例如固化)。理想的涂层性质包括耐化学品性、耐磨性、硬度、光泽、反射率、外观、或这些性质的组合以及其他类似性质。 

上述具有一个或多个乙酰乙酰基官能团的聚合物可为胶乳聚合物或可在水中分散的聚合物。 

优选的涂料组合物包含占组合物总重量不大于10重量％(更优选不大于7重量％)的挥发性有机化合物(VOC)。 

优选的乙酰乙酰基官能聚合物包括乙酰乙酰基官能聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、氯化的聚烯烃、丙烯酸树脂、油改性的聚合物、聚酯、其混合物或其共聚物。优选在pH不大于8.5，更优选在pH不大于8.0，最优选在pH不大于7.8的条件下制备乙酰乙酰基官能聚合物。在某些实施方案中，所述乙酰乙酰基官能聚合物为乙酰乙酰基官能胶乳聚合物。优选，所述乙酰乙酰基官能胶乳聚合物包含平均粒径(即颗粒最长尺寸的平均值，通常为直径)小于75nm的胶乳颗粒(由Coulter N4Plus所测)。 

除具有乙酰乙酰基官能度的聚合物外，本发明的涂料组合物还包含与乙酰乙酰基官能聚合物不同的烯属不饱和化合物。这类化合物可为单体、低聚物、聚合物或其混合物。优选该种烯属不饱和化合物包含(甲基)丙烯酸酯官能度(其中“(甲基)丙烯酸酯”指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)、乙烯基醚官能度、(甲基)烯丙基醚官能度(其中(甲基)烯丙基醚指烯丙基醚和甲代烯丙基醚)或其混合物。优选，所述烯属不饱和化合物包含(甲基)丙烯酸酯官能度。(甲基)丙烯酸酯官能化合物的实例包括选自(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸β-羧乙 酯、双酚A乙氧基化二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化和丙氧基化的新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯及其混合物的化合物。 

本发明还提供了一种涂覆方法，所述方法包括将涂料组合物涂覆至基底上，并使所述涂料组合物硬化(例如通过将所述涂料组合物暴露在例如紫外光或可见光的辐照下)。 

在一个实施方案中，一种优选的方法包括：提供一种涂料组合物，所述组合物包含：水；包含一个或多个下式乙酰乙酰基官能团的聚合物：