[发明专利]包含阳离子聚合物的稳定水性组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有意想不到的抗污阻隔性(stain block resistance)的用于单涂层底漆加面漆应用的一组分水性组合物，所述一组分水性组合物包含具有一种或多种含磷酸官能团的乳液共聚物，阳离子污迹阻隔聚合物和稳定剂。更具体地本发明涉及水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包含：阳离子污迹阻隔聚合物，所述阳离子污迹阻隔聚合物选自阴离子交换树脂聚合物珠粒、阳离子加成共聚物和它们的混合物，所述阴离子交换树脂共聚物珠粒的重均粒度小于或等于20μm，优选小于或等于10μm，并且共聚的交联剂含量为0.5-2.0重量％；一种或多种乳液共聚物，所述乳液共聚物具有至少一种含磷酸单体的共聚残基；和稳定剂，所述稳定剂包括含无机磷的分散剂、非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，本发明涉及制备所述组合物的方法和使用所述组合物形成单涂层底漆加面漆(topcoat)的方法。

背景技术

在过去的50年中，建筑涂料市场从溶剂型(SB)慢慢转换成更加环保的水性(WB)技术。但是，其中WB技术仅取得有限突破的一个市场部分是污迹阻隔涂料组合物领域。对这种转化的阻力来自SB醇酸涂料的竞争，SB醇酸涂料因其固有的成膜能力和疏水特性具有优异的阻隔性质。

多年来已进行多种尝试通过结合使用疏水的和分子量(MW)低的乳液聚合物来模拟SB醇酸底漆的性能。虽然一系列市售WB产品取得了成功，但真正的类似醇酸树脂的耐污迹阻隔性仍难以获得。一个更具有挑战性的问题是设计WB乳液聚合物来赋予优异的底漆性质同时赋予出色的面漆性能的难度。在基于水的乳液聚合物体系中，已证明很难制备在涂覆基材上形成完整的物理阻隔的涂层。

向胶乳基质中掺入具有季胺官能团的阴离子交换树脂时，可以获得优良的底漆性质，如污迹阻隔性。为了得到面漆性质，可以将具有含磷酸官能团的乳液共聚物与阴离子交换树脂结合使用。但是，乳液共聚物组合物中可能难以同时得到油漆和粘合剂稳定性。具体地，由于乳液共聚物是阴离子性的并且被其他阴离子物质如低聚物和表面活性剂包围，当阴离子交换树脂掺入乳液共聚物基质中时，将主要发生形成粗砾或凝絮现象。当乳液共聚物骨架的一部分是强酸性含磷酸官能团时，会加重这种胶体稳定性问题。另外，阴离子交换树脂珠粒不能很好地悬浮在阴离子乳液共聚物中(沉降稳定性)。

近来，Van Rheenen的美国专利第6815466B2号公开了一种胶态和沉降稳定的涂料组合物，其包含阴离子型离子交换树脂(IER)和在非离子型表面活性剂或非离子型保护胶体如聚乙烯醇(PVOH)或羟乙基纤维素(HEC)的存在下制备的乳液聚合物。所述非离子型稳定的乳液聚合物通过弱相互作用形成具有IER的结构网络，从而形成使所述组合物具有胶态和沉降稳定性的网络，除保护胶体以外不需要水溶性成膜聚合物。得到的组合物形成耐污迹涂层。但是，VanRheenen组合物需要保护胶体来提供所公开的稳定性；其中使用的离子交换树脂或者使用大量这种影响面漆性能的树脂的需求损害了Van Rheenen组合物的面漆性能。

本发明人致力于提供能在涂料中赋予底漆污迹阻隔和面漆性能(包括家庭去污和耐擦洗性)的稳定水性组合物(特别是低VOC(挥发性有机化合物)含量的水性组合物)来解决所述问题。

发明内容