[发明专利]含有可自动氧化组分的涂料组合物

说明书

本发明涉及含有可自动氧化组分的涂料组合物以及制备这些组合物的方法。在本发明的所述组合物涂覆到表面上之后，所得涂层减少了表面不平整的透印。

当向基材涂覆装饰性或保护性涂层时，一般性的要求是获得不具有可见不平整性的光滑表面。可以通过涂层以可见方式确认下表面的程度通常被描述为透印(telegraphing)(即给出某物出现的明显的不美观暗示或者过早提示)。业已发现，基材(诸如木材)上会导致粗糙不平的不平整性通常透过传统的干涂层透印。

通常使用较厚的涂层材料来减少透印，这是因为它们能够充分地使表面上的任何不均匀匀化。因此，基材下表面的粗糙不平以降低程度显现，形成了目测光滑的最终涂层。但是，较厚涂层因为可能需要以若干层形式涂覆而具有成本增加的缺点。此外，当使用较厚层时，可能出现干透(through-drying)慢、起皱和流挂。

有机溶剂已被用于减少透印。但是，由于对使用有机溶剂的持续担忧，所以长期需要一种水性涂料组合物，这种涂料组合物的性质与使用有机溶剂基组合物获得的性质相当。

涂料还应当干燥得足够快，从而避免灰尘粘附并且确保涂层快速变得耐水(例如在户外应用的情况下)、耐粘连、不发粘。

水性组合物诸如可水稀释的、可自动氧化的酯(也被称为可水稀释的不饱和醇酸树脂或醇酸乳液)也被用于解决上述透印问题。但是，这些体系具有一些公知的问题。

可水稀释醇酸树脂还可能遭遇主链水解。这可能导致性能随时间变化，这是不太理想的。传统的醇酸乳液在如下文献中有讨论：N.Tuck的“Water borne and solvent based alkyds and their end user applications”，第VI卷，Wiley/Sita Series In Surface Coatings technology；(ISBN 471985910)，2000年出版。

传统醇酸乳液的另一常见问题是，该乳液当以外涂层形式涂覆时具有产生收缩(cissing或crawling)的趋势。收缩是指，当涂层拒绝形成连续膜时从表面回缩，聚集成小球并留在部分暴露的表面上，因而降低了被涂物体的外观。

传统醇酸体系(尤其是含有相对高百分比不饱和脂肪酸残余物的那些体系)的另一缺点在于，它们具有随时间明显泛黄(明或暗)的趋势。

目前的涂层缺乏上述性能特征中的一些或全部，所以希望的涂层具有低透印与如下性质的组合：醇酸树脂的主链水解最少、随时间泛黄低和/或收缩性低。

在许多市场中，现有的水性涂料未被广泛地接受作为溶剂基涂料的替代品。例如，溶剂基醇酸树脂在装饰市场仍是优选的，在装饰市场中，因为涂层通常通过刷子涂覆所以要求非常低的透印。还需要水性组合物是澄清的或透明的，而不是乳白色的或不透明的。

还通常已知的是，聚酯基醇酸树脂(PE醇酸树脂)通常具有宽分子量分布，从而包含显著量的低分子量材料，这使得干燥更慢，因此意味着涂层发粘的时间段更长(即具有长表干时间)。出于一些原因不能避免存在较低分子量的材料。例如，丙三醇(与三个脂肪酸-甘油三酯)和季戊四醇(与四个脂肪酸)是制备PE醇酸树脂的常见原料。为了解决存在低分子量级分而引起的问题，可以以高度支化形式制备PE醇酸树脂以获得更快干燥的高分子量部分。然而，所得支化PE醇酸树脂具有显著增加的粘度和降低的流动性(与较少支化的等同物相比)，因而在它们可以使用前必须采用更多的有机溶剂进行稀释。这是不希望的，因为例如这增加了挥发性有机化合物(VOC)的量并且不利地影响组合物的流动性。

已知可自动氧化的乙烯基聚合物可以通过如下制备：使乙烯基单体在脂肪酸衍生物的存在下进行自由基聚合。但是，所得聚合物具有宽分子量分布，并且这些聚合物需要更大量的溶剂来制备涂料，该涂料通常还包含高水平的游离单体。并未希望受缚于理论，据信不饱和脂肪酸使自由基聚合延迟，并接枝到乙烯基聚合物上，从而得到更多分子量更高、分子量分布更宽的材料。

WO 2002-033012(＝EP 1328594)(Avecia)公开了一种水性涂料组合物，该涂料组合物以可交联的水分散性乙烯基低聚物和可选的分散性聚合物为基体。该申请中描述的低聚物具有少量脂肪酸(＜40重量％)。如该文中的对比数据所表明的，这些低聚物被设计用于不同的目的(改善开放时间)，并且制成的涂层在几天内就不具有令人满意的主体(在本文所定义的测试中)，并且无法得到令人满意的表干时间。