[发明专利]可辐射固化的水性涂料组合物和相关方法

说明书

发明领域

本发明涉及可辐射固化的水性涂料组合物。这些涂料组合 物包含水分散性聚合物和疏水多官能烯属不饱和化合物，并且特征在 于在升高的温度和碱性条件下是粘度稳定的。

背景信息

热固化的溶剂基和水基涂料已经可广泛获得。溶剂基涂料 的一个缺点是与水基涂料相比高的VOC(挥发性有机化合物)含量。 另外，与可紫外(“UV”)光固化的涂料相比，溶剂基和水基热固化 涂料可以具有缓慢的固化速率，这是由于，在至少一些情形中，所使 用的交联剂的反应速率缓慢引起的。因为使用具有一定频率的UV光而 由光引发剂形成将乙烯基交联到树脂上的自由基，所以可UV固化体系 通常提供快得多的反应。与可能花费明显更长(包括几分钟或更长) 的热固化反应相反，UV光固化反应可以在数秒钟内进行。

可以在一些情形中使用可UV固化的水基涂料。通常除了可 辐射固化的材料之外，这些涂料通常包括水分散性聚合物例如酸官能 的丙烯酸类或聚酯，该水分散性聚合物在水中用胺中和。由于将可UV 固化的水基涂料固化需要极少的热或不需要热，因此可以将它们涂覆 至热敏性基材例如纤维素和塑料。

与可UV固化的水基涂料组合物相关的一个缺点是在通常 所希望的或必要的碱性条件下，它们通常表现出不良的pH和粘度稳定 性。通常在这些条件下，存在的可辐射固化材料例如多官能(甲基)丙 烯酸酯会在水的存在下水解，这导致组合物的粘度随时间所不希望地 增加。

因此，将希望提供在碱性条件下粘度稳定的可辐射固化的 水性涂料组合物。

发明概述

在某些方面中，本发明涉及可辐射固化的水性涂料组合 物。这些组合物包含：(a)水分散性聚合物；(b)疏水多官能烯属 不饱和化合物；和(c)主要包含pK_a不超过9.5的单官能叔胺的中和 剂。

在另一些方面中，本发明涉及包含酸官能的聚合物和疏水 多官能烯属不饱和化合物的可辐射固化的水性涂料组合物，其中所述 组合物当被中和至7-9的pH时在120°F下粘度稳定达至少28天。

发明详述

出于以下详述的目的，应当理解的是本发明可以采取各种 备选变化方式和步骤顺序，除了在明确说明相反的情况下。此外，除 了在任何工作例中，或者在另外说明的情况下，在说明书和权利要求 书中使用的表示例如组分量的所有数值将被理解为在所有情形中由术 语“约”修饰。因此，除非相反地说明，在以下说明书和附属的权利 要求书中描述的数值参数是近似值，其可以根据将通过本发明获得的 所希望的性能而变化。至少地并且不试图限制等同原则应用于权利要 求书的范围，每一数值参数应该至少根据具有所报导的有效数位的数 值并且通过采用一般舍入技术来理解。

尽管描述本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值，但 描述于具体实施例中的数值被尽可能准确地报导。然而，任何数值固 有地含有由在它们各自的试验测量中发现的标准偏差必然产生的一定 误差。

另外，应该理解的是本文中列出的任何数值范围意在包括 包含于其中的所有子范围。例如，范围“1-10”意在包括在所列出的 最小值1与所列出的最大值10之间(并且包括端值)的所有子范围， 即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值的所有子范 围。

在本申请中，单数的使用包括复数并且复数包括单数，除 非另外特别地说明。另外在本申请中，“或”的使用是指“和/或”， 除非另外特别地说明，尽管在某些情形中可能明确地使用“和/或”。

如前所述，本发明的某些实施方案涉及“水性”涂料组合 物。本文中使用的术语“水性”涂料组合物是指其中溶剂或载液根本 上或主要地包含水的组合物。例如，在本发明的某些实施方案中，载 液是至少80wt％的水。在某些实施方案中，除了水之外，水性介质可 以进一步包含有机溶剂，例如具有至多约8个碳原子的醇例如甲醇、 异丙醇等；或二醇醚例如乙二醇、二甘醇或丙二醇的单烷基醚等。当 存在时，基于水性介质的总体积，有机溶剂通常以至多约10体积％的 量使用。