[发明专利]增稠的组合物和使水性聚合物组合物增稠的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及增稠的水性聚合物组合物和使水性聚合物组合物增稠 的方法。本发明尤其描述了控制增稠的水性组合物的粘度漂移的方法，该 增稠的水性组合物包含颜料和共聚物，该共聚物包含含磷酸盐/酯或膦酸盐/ 酯的单体的聚合单元，本发明还描述了由此制备的表现出最小粘度漂移的 水性组合物。

背景技术

水性聚合物体系，如含有乳液聚合物粘结剂的水性涂料组合物，一般 使用增稠剂获得适当配制和应用该水性体系所需要的粘度。用于水性聚合 物体系的一种常见类型的增稠剂在本领域中称为“缔合性”增稠剂。对缔合 性增稠剂进行疏水改性，以便提供具有某些特性的水性体系，如容易配制、 防止颜料沉降、施涂过程中成膜、飞溅抗性、低垂度、良好流动性和流平 性。这些缔合性增稠剂可以在水溶性聚合物主链上连接有疏水基团，或在 其水溶性聚合物主链内部具有疏水基团。聚合物主链可由一个或多个聚合 的氧化烯单元(一般是聚环氧乙烷或聚环氧丙烷单元)的嵌段构成。它们也 可使用纤维素主链。

目前市场上的大部分缔合性增稠剂以可倾倒水性液体形式出售。为了 易于使用，需要这类增稠剂产品的粘度(6rpm时的布氏粘度)低于15,000厘 泊(cp)，或者甚至低于5,000cp，以便该产品易于从储存容器中排出，并易 于掺入其加入的水性体系中。水性增稠剂产品的粘度可通过减少活性固体 浓度来降低，但是该方法的缺点是在准备用该产品增稠的水性体系的重量 固体方面限制了配方的范围。

许多包含含磷酸盐/酯和膦酸盐/酯的单体的聚合单元的聚合物粘结剂 的水性组合物经证实特别难以稠化，因为这些组合物在调配和加入增稠剂 后数小时到数周内发生明显的粘度增加(粘度漂移)。这对于工业制剂而言 是成问题的，对于这类含磷聚合物的商品化途径而言也是一个障碍，含磷 聚合物被认为是提供改善的二氧化钛利用效率和改善的遮盖性所需的。也 就是说，含磷粘结剂已经显示能增加干燥的涂层膜中二氧化钛颜料颗粒之 间的间距。

美国专利申请公开第US 2007/0021536 A1号中描述了一种水性组合 物，该组合物包含颜料和丙烯酸类聚合物，并且颜料颗粒的絮凝减少。表 3(0029段)说明了包含颜料和共聚物的增稠的水性组合物的粘度漂移问题， 所述共聚物包含含磷酸盐/酯或膦酸盐/酯的单体的聚合单元。通过加入至 少一种含焦磷酸盐/酯键并且具有不超过12％碳的化合物，可以在一定程度 上减轻上述问题。除了所揭示的该方法，还可以使用其它方法来最大程度 地降低粘度漂移。特别理想的是可用于将这些水性聚合物组合物的粘度提 高到目标粘度(KU)的增稠剂，该增稠剂能抵制粘度漂移，从而减少较贵的 添加剂。

因此，本领域仍然需要具有低粘度和可能的最高活性增稠剂固体的可 倾倒缔合性增稠剂，该增稠剂为包含具有含磷单体的聚合物的水性组合物 提供具有最小粘度漂移的增稠的体系。

发明内容

在第一方面中，提供一种水性涂料组合物，其包含：

(a)颜料颗粒；(b)丙烯酸类聚合物或苯乙烯-丙烯酸类聚合物的颗粒， 所述聚合物包含含磷酸盐/酯或膦酸盐/酯基团的单体的聚合单元；和(c)缔合 性增稠剂聚合物，其具有含有聚氧化烯、多糖或聚乙烯醇的主链，所述缔 合性增稠剂聚合物还包含与主链连接或者在主链中的多个疏水性基团，一 种或多种所述疏水性基团包括仲胺、或叔胺、或叔膦、或它们的组合，以 及任选的季胺，前提是全部胺官能团中小于80％的官能团是季胺；所述仲 胺、或叔胺、或叔膦、或它们的组合基本上是未质子化的。

对于本文所述发明的各种涂料组合物，存在一种优选的实施方式，其 中缔合性增稠剂具有基本非离子型水溶性主链。缔合性增稠剂优选具有非 离子型水溶性主链。

在本文中，水溶性主链可以在酸性、中性和碱性条件下，优选pH＝3 至pH＝10的条件下溶解于水。在酸性或碱性条件下不溶于水的主链不是水 溶性主链。25℃时，该主链在水中的溶解度为至少10重量％。