[发明专利]单组分环境可固化水性涂料组合物、相关方法以及所涂布基材

说明书

技术领域

本发明涉及涂料组合物。更具体而言,本发明涉及单组分、环境可固化、水性涂料组合物。该本发明还涉及上述组合物的使用方法以及至少部分涂布上述组合物所沉积涂层的基材。

背景技术

全部组分在单一容器中存储一起的涂料组合物，经常被称为1-K组合物，从诸如方便最终用户来看,许多情况下对其是有需求的。在上述涂料组合物性能中应呈现的是储存稳定性。换言之,组合物的粘度随着时间的延长不应显著增大至该组合物不再适于便利地沉积涂层。

多数情况下,合乎需要的是使用液体涂料组合物，其在与有机溶剂相反的水中被承载。此要求主要源于在涂装过程期间对于挥发性有机化合物(VOC)排放的环境关注。

还经常需要提供在大气温度以及压力环境条件下固化的涂料组合物。上述组合物多数情况下优于例如热固化或者辐射固化的涂料组合物，因为(i)几乎不需要能量固化该组合物，(ii)一些基材的构成材料禁不住高温硫化条件,和/或(iii)大的或者复杂的待涂布制品不便于通过高温或者辐射固化设备加工。

获得1-K、水性的、环境可固化涂料组合物的方法是使用含羰基聚合物乳液,其包含多酰肼化合物交联剂。随着在该乳液被涂布于基材之后乳液蒸发,该酰肼基团以及该羰基由脱水缩合而产生交联以形成固化膜。尽管多年以来一直对利用羰基-酰肼化学作用的1-K、水性涂料组合物进行各种改进,仍然需要提供进一步改善的组合物。

比如,在某些应用中，该涂料需要适于涂布至各种基材,包括各种塑料和金属,并且必须对它们中每一个显示出极好的粘附性。此外,在某些应用中，比如当该涂料组合物被用于医疗设备(和其他的物体)时,该涂料必须特别既耐水又耐醇。因此,需要提供基于羰基-酰肼化学作用的1-K、水性的、环境可固化的涂料组合物，其显示出对塑料和金属基材极好的粘附性以及其显示出极好的耐水性和耐醇性。

发明内容

在某些方面,本发明涉及水性涂料组合物，比如1-K,环境可固化涂料组合物。这些涂料组合物包含:(a)包含侧链羰基官能团的丙烯酸系共聚物树脂颗粒;以及(b)交联剂,其包含至少两个与该丙烯酸系共聚物的羰基官能团有反应性的官能团。在这些组合物中，该丙烯酸系共聚物树脂颗粒具有的计算玻璃化转变温度(Tg)为至少40℃以及包含反应物的反应产物，该反应物包含：(i)至少50重量%的疏水性丙烯酸系单体、基于该反应物总重量,以及(ii)包含醛和/或酮官能团的丙烯酸系单体。此外,该疏水性丙烯酸系单体包含:(A)至少60重量%苯乙烯系单体,基于疏水性丙烯酸系单体的重量,以及(B)烷基醇的(甲基)丙烯酸酯,其中醇的烷基部分是直链的或者支链的以及包含至少4个碳原子。

在其它方面,本发明还涉及使用上述涂料组合物的方法以及至少部分地涂布上述涂料组合物所沉积涂层的基材。

发明详述

为了以下详细说明,应理解本发明可以假定各种的可替换变量以及步骤序列,除其中特别相反指定的外。此外,除在任何操作实施例中之外,或者其中另外指明,用于本说明书以及权利要求书的所有的数字表示比如组分数量被理解为在所有情况下都由该术语约修饰。因此,除非相反指示,在以下说明书和所附权利要求书中列举的数字参数是近似值,这些近似值可以由本发明要获得的需要的性能而改变。至少,丝毫不是要限制对本权利要求范围应用等同原则,各个数字参数应该至少按照所报告有效数字的数目以及通过应用一般的近似技术加以解读。

尽管表明本发明宽泛范围的数值范围以及参数是近似化的,但是在具体实施例中所述数值报告的尽可能地准确。然而,任何数值,固有地包含某些由它们的各自的试验测定中的标准偏差而必然产生的误差。

此外,很清楚本申请列举的任意数值范围意指包括其中包含的所有子区间。例如,范围1-10意指包括之间的所有子区间以及包括列举的最小值1以及列举的最大值10,也就是说,具有等于或者大于1的最小值以及等于或者小于10的最大值。

在本申请中，使用的单数包括复数以及复数包含单数,除非另外具体说明。此外,在本申请中，或者意指和/或除非另外特殊说明,即使和/或可以明确地用于某些情况。