[发明专利]包含含水聚合物分散体、交联剂和表面活性剂的防雾涂料

说明书

背景技术

如例如美国专利No.7,008,979中所述，在高湿度和高温条件下，或在存在较大温度和湿度差的界面边界处，发生雾的形成。已提出报导可降低表面“起雾”趋势的涂料(即防起雾涂料)。

为防止该起雾，已知使用各种表面活性剂以向制品提供防雾特性。例如，将亲水性试剂加入聚氨酯中以赋予防雾特性。已提出用于透明表面的防雾涂料组合物，所述防雾涂料组合物包含三维交联的聚氨酯，其交联结构的开放域内设有游离的表面活性剂。通过使异氰酸酯与多官能多元醇反应，获得聚氨酯，随后使由此制备的聚氨酯与亲水性表面活性剂接触以使表面活性剂的分子扩散至涂料的内部，来制备涂料组合物。(参见例如Radisch等人的美国专利No.4,551,484和4,609,688。)

然而，表面活性剂不经由化学反应进入聚氨酯中，而是物理设置在聚合结构内。因此，固化涂料易发生不可取的表面活性剂浸出和溶蚀，从而降低涂料组合物的防雾特性。

还已提出，使表面活性剂经由反应进入聚氨酯涂料组合物中，从而向涂料组合物赋予防雾特性。例如，已提出向聚氨酯中加入磺化“树脂”以制备具有各种特性(包括防雾特征)的涂料。所述树脂通过二醇或二胺与二羧酸酯反应，随后使双键磺化或使胺季化而制得。所述树脂旨在通过以首尾相连方式反应进入聚氨酯主链中而非作为侧基，来提高聚氨酯涂料的亲水特征和吸水性。以首尾相连方式反应而非保持侧接在聚氨酯链的末端的此类树脂不能提供亲水性基团与疏水性基团的明确划分，并且在该方面不能作为表面活性剂起作用，即它们不提供不同亲水性部分与疏水性部分之间的合作来减小界面张力。(参见例如Blair等人的美国专利No.3,822,238。)

还已提出可用作透明基材的涂料的聚氨酯组合物，其具有改善的自行复原特性，并且防止形成表面湿气。所述聚氨酯组合物由异氰酸酯与多元醇混合物(包括双官能磺化聚醚多元醇和三官能多元醇)的反应来制备。此类聚氨酯组合物仅掺入向涂料赋予亲水性特征的多元醇组合，并且不另外向组合物中掺入表面活性剂物质。(参见例如Fock等人的美国专利No.4,754,152。)

然而，这些组合物既不提供永久抗雾特性(即在反覆洗涤或在水中长时间浸泡后维持的抗雾特性)，也不在使用超过数小时时仍有效。

另外，已知向用聚乙烯吡咯烷酮作为亲水性试剂制备的聚氨酯中掺入包含反应性官能团的非离子表面活性剂。例如，已知掺入异氰酸酯预聚物的防雾涂料组合物，所述异氰酸酯预聚物与聚乙烯吡咯烷酮聚合物反应，其反应产物随后与具有与异氰酸酯反应的反应基团(例如羟基反应性基团)的非离子表面活性剂反应。然而，聚乙烯吡咯烷酮聚合物尽管用于提高聚氨酯基质的亲水性并且改善防雾特性，但是通常降低固化聚氨酯表面的抗刮性、耐化学性、水敏性和耐久性。因此，尽管已知这些组合物在固化时提供防雾特性，但它们的溶剂敏感性、柔韧性和抗刮特性不够理想。(参见例如Creasy的美国专利No.4,467,073。)

发明内容

尽管已描述各种防雾涂料，但工业上将发现可提供持续耐久防雾特性的替代性组合物的优点。

在一个实施例中，描述了防雾涂料组合物，所述组合物包含含水聚合物分散体、交联剂和表面活性剂，其中经干燥和固化的涂料组合物在25℃水中浸泡1小时后，在8秒内不呈现起雾。在较佳实施例中，经干燥和固化的涂料组合物在50℃水中浸泡24小时后，在60秒内不呈现起雾。

还描述包含设置在基材上的经干燥和固化的涂料组合物的制品，以及在基材上提供防雾涂料的方法。

具体实施方式

本文描述的涂料组合物适于赋予防雾特征。涂料组合物包含含水聚合物分散体，通常包含可制成胶乳的含水聚合物分散体，并且更通常包含可制成碱性pH稳定胶乳的含水聚合物分散体。较佳的聚合物分散体包括聚氨酯聚合物分散体、丙烯酸类聚合物分散体、以及它们的混合物。所述聚合物通常是热塑性的。

术语“聚氨酯”包括包含聚氨酯片段的任何聚合材料。术语“聚氨酯片段”指通过有机基团连接的至少两个氨基甲酸酯和/或脲基团。

术语“丙烯酸”包括丙烯酸、甲基丙烯酸、这些酸的酯、或丙烯腈的任何聚合物或共聚物。

热塑性聚氨酯组合物一般为二异氰酸酯与短链二醇(还称作增链剂)以及二异氰酸酯与长链双官能二醇(称为多元醇)的反应产物。聚氨酯的特征为具有连接衍生自二异氰酸酯和二醇的片段的氨基甲酸酯基团，即-NH-(C＝O)-O-。此类氨基甲酸酯基团包含羰基，即双键键合氧原子的碳原子C＝O。