[发明专利]含有反应性稀释剂的涂料组合物和方法

说明书

本申请是申请日为2004年5月27日(国际申请号为PCT/US2004/016755)、进入国家阶段申请号为200480016373.2、发明名称为“含有反应性稀释剂的涂料组合物和方法”的申请的分案申请。

对相关申请的交叉参考

本申请要求在2003年6月12日提交的美国临时申请No.60/478070的权益，其全部引入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及含有反应性稀释剂的涂料组合物和方法。

背景技术

由于日益增加的环境限制，在涂料工业中强烈需要更低VOC含量(挥发性有机化合物含量)的体系。典型地，通过使用低分子量聚合物实现了低VOC含量的体系。但是，这可导致产品具有较差的性能。

为了降低释放的VOC的数量并保持性能，制造商已经开始使用水基聚氨酯。此类水解聚氨酯通常是线型聚合物并且产生的膜的耐化学品性低于高度交联的带有溶剂的氨基甲酸酯体系。对水基聚氨酯聚合物预交联以制备聚氨酯涂料组合物可以通过在预聚物阶段加入大量具有具有多于两个的反应性官能团的单体实现。但是这导致预聚物混合物极粘稠而不能容易地分散于水中。已使用稀释剂来克服该粘度问题，但是很多稀释剂对皮肤或眼睛或者对这两者都有高度刺激性。在很多情况下在“刺激性”稀释剂的存在需要在使用该产品之前将采取大量的工业保健措施。然而，这些措施可能并不实用并且此类产品可能并不会成为用户的选择。

因此，所需要的是具有高性能、低VOC水平和低刺激水平的涂料组合物。

发明内容

本发明提供含有反应性稀释剂并具有高性能、低VOC水平和低刺激水平的涂料组合物。本发明的某些实施方案包括水和水分散聚合物，一些实施方案不包括水。

优选的水分散涂料组合物包括不超过7wt％(更优选不超过4wt％)的挥发性有机化合物(VOC)。但是，一些其它组合物，例如醇酸基组合物，可以含有更高的VOC水平。

在一个实施方案中，提供一种涂料组合物，其包括：水分散聚合物(例如聚氨酯，环氧树脂，聚酰胺，氯化聚烯烃，丙烯酸类树脂，油改性的聚合物，聚酯和其混合物或共聚物)；包括分子量至少为350g/mol(优选分子量为350g/mol-1000g/mol)的化合物的反应性稀释剂，其中所述反应性稀释剂基本没有环氧乙烷和环氧丙烷部分并且OH-官能度不超过30毫克当量KOH/g；和水。

在另一个实施方案中，提供一种涂料组合物，其包括水分散聚合物，基本上没有刺激性的反应性稀释剂和水。如果所述反应性稀释剂是作为化合物的混合物提供，该混合物作为一个整体是基本没有刺激性的。也就是说，术语“反应性稀释剂”可包括一种或多种混合物。如果其是化合物的混合物，该整个混合物应该基本没有刺激性。

在另一个实施方案中，提供一种涂料组合物，其包括油改性的聚合物(例如醇酸树脂，油改性的聚氨酯，油改性的环氧树脂，油改性的聚酰胺，油改性的丙烯酸类树脂，和其混合物和共聚物)；和包括分子量至少为350g/mol(优选分子量为350g/mol-1000g/mol)的化合物的反应性稀释剂，其中所述反应性稀释剂基本没有环氧乙烷和环氧丙烷部分并且OH-官能度不超过30毫克当量KOH/g。所述油改性的聚合物对某些实施方案是水分散的。

在另一个实施方案中，提供一种涂料组合物，其包括油改性的聚合物和基本没有刺激性的反应性稀释剂。如果反应性稀释剂作为化合物的混合物提供，那么这个混合物是基本没有刺激性的。

典型地，水分散聚合物包括胺或酸官能度。它也可以包括烯属不饱和官能度(例如(甲基)丙烯酸酯官能度或自氧化的碳-碳双键)。

反应性稀释剂可包括(甲基)丙烯酸酯(其中“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)，乙烯基醚，(甲基)烯丙基醚(其中(甲基)烯丙基醚是指烯丙基醚和甲基烯丙基醚)，或其混合物或共聚物。优选地，反应性稀释剂包括(甲基)丙烯酸酯官能的化合物，例如选自二(三羟甲基丙烷四丙烯酸酯)、二(三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯)及其混合物的那些。

本发明还提供了涂布方法，该方法包括在基质上涂布涂料组合物并使涂料组合物硬化。本发明还提供了由或者可由本发明描述的涂料组合物制备的涂层。例如，通过包括在基质上涂布本发明的涂料组合物并使涂料组合物硬化的方法可制备本发明的涂层。