[发明专利]利用RAFT得到的嵌段共聚物

说明书

本发明涉及一种用于制备含有嵌段共聚物和聚合物的水性涂料组合物，其中该组合物优选适于涂覆到醇酸树脂或木质表面上以改善粘附性、具体改善湿粘附性、具体改善对经老化的醇酸树脂或经风化的木质表面的湿粘附性。

醇酸树脂表面在例如将含有醇酸树脂的组合物诸如漆料涂覆到任何基材上以得到含醇酸树脂的涂层时候获得。

经老化的醇酸树脂表面在如下情况下得到：例如将醇酸树脂漆料涂覆到表面上并允许在特定条件下老化，例如允许醇酸树脂膜在环境条件下干燥一天或一周，然后使涂层在升高的温度下老化固定时间段(例如在110°F下24小时或者在80℃下1周)，接着使涂层在环境条件下放置至少1天或一周。除非另有声明，本文中使用的术语“环境条件”指是指，50％±5％的相对湿度，小于或等于0.1m/s的空气流速；本文中使用的术语“环境温度”是指23℃±2℃。

经风化的木质表面(weathered wood surface)是暴露于户外条件一定时间段的木质表面。新切割的木质表面通常是光滑的，而经风化的木质表面是粗糙的、更多孔的，而且风化往往在木质基材中产生断裂。此外，未经涂漆的木质基材在户外条件下暴露于UV辐射，这可能导致木质基材的结构发生化学和物理变化。

众所周知，醇酸树脂基涂层的表面是极性的，当老化时，这种极性由于UV光和湿气的影响而随时间增强。这些极性基团的存在允许润湿，由此形成有利的强粘附条件。对老化醇酸树脂表面的干粘附性通常很好，但是在潮湿条件下或者在高相对湿度下粘附性通常不太好。本文中，“良好粘附性”是指在干燥条件和湿润或潮湿条件下的粘附性都很好。这种所谓的湿粘附性是木工和装饰细分市场中的漆料体系的重要要求。现有技术描述了使用官能团以实现对经老化醇酸树脂表面的湿粘附性。对经老化醇酸树脂涂层的湿粘附性的改善通常通过使用环状脲化合物来实现，诸如GB2086917、US 4104220、US 4151142、EP1167356、US 5496907、US6031041、WO 97/49676、WO 97/49685、WO 97/49686和WO 97/49687中所述的。如R R.W.Kreis和A.M.Sherman在1988年新奥尔良的第15届水性、高固含量涂层论坛中提出的，醇酸树脂表面上的官能团使该表面具有轻微负电荷，并且这种轻微负电荷与环状脲化合物的相互作用改善了对经老化醇酸树脂表面的湿粘附性。其他N-官能化合物也被用于实现对经老化醇酸树脂的湿粘附性。US 4176103中已经描述了组合使用二丙酮二丙烯酰胺和己二酸二酰肼来改善湿粘附性。US 5661212中已经描述了甲基丙烯酸乙酰乙酰氧乙酯和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的组合。US 3261796中已经描述了聚合物乳胶中的羧酸基团与氮丙啶的反应。然而，氮丙啶是有毒，优选避免使用这种化合物。

具有湿粘附性促进官能团的单体具有如下缺点：这些单体通常昂贵，并且由于它们的高水溶性因而往往对涂层的耐水性具有不利影响。此外，业已发现，特别对于使用乳液聚合方法制备的水性聚合物而言，显著量的粘附性促进单体在水相中聚合。由于这种非均相结合，这种昂贵的粘附性促进单体的效力大幅下降了，从而结合剂对经老化醇酸树脂或经风化的木质基材的粘附水平可能不足。为了实现所需粘附性质，可能要提高粘附促进单体的量，然而，从经济观点出发这被认为是不理想的，此外可能对结合剂的最终膜性质有害，例如水敏感性增强。

对经打磨、经老化的醇酸树脂基材的粘附性通常相当好，但希望取消费力的打磨步骤以缩减成本。总的来说，非常希望实现对未经打磨的、经老化的醇酸树脂基材的良好粘附性，尤其在潮湿条件或高相对湿度下。

在制备传统的水性共聚物过程中通常遇到的另一个问题是：对聚合物链结构和链组成的控制水平通常不足以获得所需要的最终应用性质。例如，有时可能希望仅在一个聚合物片段中具有粘附性促进官能团并且在聚合物的其它片段中具有不同的官能团，例如颜料润湿官能团。此外，对于木工和装饰细分市场中的漆料体系而言，通常希望良好粘附性和颜料润湿性组合。此外，这些性质优选与所需机械性质(诸如弹性和耐粘连性)以及与良好的耐污性组合。

具体地，已经研究了可控自由基聚合技术(诸如氮氧化物介导的自由基聚合NMR、原子转移自由基聚合ATRP)和衰减链转移技术(诸如可逆加成-断裂链转移RAFT聚合)作为控制聚合物链组成和结构的手段。