[发明专利]改进厚涂层干燥时间的方法

说明书

本发明专利申请是2000年11月30日提交的名称为“改进厚涂层干燥时间的方法”、申请号为00134284.3的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及改进水性厚涂层干燥时间的方法。更具体地说，本发明涉及通过涂布至少两层分离的涂层来改善含有快干粘合剂的水性厚涂层的干燥时间的方法。

背景技术

涂料可作为厚涂层(即湿态厚度至少为0.4毫米)来涂布以提高耐久性，改善诸如隔音、绝缘、遮盖和保护基材等特定性能。典型地，可能需要使用厚涂层的用途包括屋顶涂料和路标或路线漆，涂布厚涂层的一个缺陷是干燥时间过长。特别是对于在温度、湿度可变和天气变化不定的情况下使用的外用涂料，这一缺点就成了大问题。而对于在尽可能短的时间内使车辆在刚涂布的路标漆上通行的应用来说，该问题就更加严重。

涂料工业中有许多用于加速外用厚涂层中所用的产品的干燥时间的化学和方法。很多产品使用溶剂基快干涂料。低沸点、易挥发的有机溶剂在涂料被涂到地面上之后迅速蒸发，以使刚涂布的路标具有所期望的快干特性。但是，此类涂料配料除将挥发性有机溶剂释放到环境中以外，还将使工人暴露于有机溶剂的蒸气中。因为这些缺点以及来自政府和社区的日益严厉的环境法令，特别希望开发更多的在保留快速干燥性能和/或特性的同时对环境更友好的涂料。

人们已做了许多努力来开发水性或水基涂料体系。主要是由于水的高沸点、高蒸发潜热、强极性和强的氢键作用，水性涂层的干燥时间通常比有机溶剂基涂层的干燥时间更长。干燥时间强烈地依赖于在涂布涂料时大气气氛的相对湿度。在高湿度的情况下，可能需要数小时或者更长的时间来干燥水性涂层。干燥速度的延迟问题对于更快涂布的路标漆特别严重。过长的干燥时间严重限制了水性涂料的使用性，特别是对路线漆和路标漆来说更是如此，这是由于过长的干燥时间导致较长时间的交通中断。

在试图制备干燥时间较短的水性涂料、即迅速或快速干燥或固化的涂料中，设计了使用盐或酸及其组合来诱导凝固的方法，如含有对PH值敏感的粘合剂的体系。这些涂料包括在以下公布的专利申请和已授权的专利中公开的那些涂料：

(a)EP-A-0,066,108公开了水性路标组合物，其中该粘合剂是纯丙烯酸类树脂、羧基化苯乙烯/富马酸二丁酯共聚物和聚多官能胺如聚甲基吖丙啶的混合物。

(b)EP-B-0,322,188公开了含有成膜胶乳聚合物、弱碱官能化合成胶乳聚合物和挥发性碱的水性涂料组合物。

(c)EP-B-0,409,459公开了水性涂料组合物，其含有Tg不低于0℃且阴离子稳定的乳液聚合物、多胺官能化聚合物和挥发性碱，其中碱的用量使该组合物具有使基本上全部多胺官能化聚合物处于非离子状态的pH值，和其中多胺官能化聚合物的50重量％以上将在挥发性碱蒸发时在5-7的pH下仍可溶解。处于非离子状态(即脱质子化)时，多胺与阴离子稳定的乳液以及可能存在于组合物中的任何其它阴离子成分之间的相互作用被消除。挥发性碱必须具有足够的挥发性，以便在空气干燥的条件下释放。在不存在挥发性碱的情况下，质子化胺部分与阴离子成分相互作用，导致涂料组合物不稳定。

(d)US-A-5,804,627公开了制备用于外用表面的快干涂层的方法，该方法包括将水性组合物涂在这些表面上，其中该水性组合物含有Tg高于0℃且阴离子稳定的乳液聚合物、多胺官能化聚合物和挥发性碱，其中多胺官能化聚合物含有约20重量％至约100重量％的含胺基的单体单元，挥发性碱的量足以使组合物的pH值升至使基本上全部多胺官能化聚合物处于非离子状态的值，并使挥发性碱蒸发以制备该涂层。

(e)US-A-5,922,398公开了含有含胺官能侧基的胶乳粒子的水性涂料组合物。胶乳粒子具有大于约0℃的Tg且能在涂布温度下成膜。加入一定量的碱(例如氨)以将组合物的pH值提高至使基本上全部胺官能团处于非离子状态的值。在成膜时，碱蒸发，使侧胺部分被质子化。然后所得的侧铵部分与阴离子表面活性剂发生相互作用，导致该水性体系不稳定，从而加速干燥。

(f)US-A-5,824,734公开了水性涂料组合物，其含有胺官能化胶乳聚合物、交联的单体和小于5重量％的亲水性单体，其中该胶乳聚合物含有以聚合物固体重量计的0.1-5重量％的仲或叔氨基丙烯酸酯。该组合物也含有矿物性颜料。在pH值至少为7的条件下制备胺官能化胶乳聚合物。聚合之后，调高pH值，优选pH值在8-9.5之间，以保证体系的稳定性。当pH值降低时，聚合物粒子和矿物颜料粒子的分散体的稳定性降低，导致聚合物和矿物粒子沉淀和干燥。