[发明专利]包含水性聚合物分散体、交联剂和聚环氧烷的酸或盐的防雾涂料

说明书

背景技术

如例如在美国专利No.7,008,979中所述，雾形成在高湿度和高温条件下或在存在大的温度和湿度差的界面边界处发生。已经提出据报告降低表面“起雾”趋势的涂料(即防起雾涂料)。

为防止该起雾，已知的是使用各种表面活性剂以向制品提供防雾特性。例如，已将亲水性试剂添加到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，这些防雾涂料组合物包含三维交联的聚氨酯，在其交联结构中的开放域内设有游离的表面活性剂。所述涂料组合物通过以下方法制备：使异氰酸酯与多官能多元醇反应以获得聚氨酯，并且随后使因而制得的聚氨酯与亲水性表面活性剂接触以便使表面活性剂的分子扩散到涂料的内部中。(参见例如授予Radisch等人的美国专利No.4,551,484和4,609,688)。

然而，表面活性剂并非通过化学反应进入聚氨酯，而是以物理方式设置在聚合物结构内。因此，固化的涂料易发生表面活性剂的不可取的浸出和腐蚀，从而减弱涂料组合物的防雾特性。

还已提议使表面活性剂反应进入聚氨酯涂料组合物中以便向涂料组合物赋予防雾特性。例如，已提出向聚氨酯添加磺化“树脂”以便制备具有各种特性(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的方式反应进入聚氨酯主链而非作为侧基来提高聚氨酯涂料的亲水性特征和吸水性。以首尾相连的方式反应而非保持侧接在聚氨酯链的末端处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，并且在该方面不作为表面活性剂发挥作用，即它们不提供不同亲水性部分与疏水性部分之间的合作以减小界面张力。(参见例如授予Blair等人的美国专利No.3,822,238)。

还已提出可用作透明基底的涂料的聚氨酯组合物，其具有改善的自行复原特性并防止形成表面水分。所述聚氨酯组合物由异氰酸酯与多元醇混合物(包含双官能磺化聚醚多元醇和三官能多元醇)的反应而制备。此类聚氨酯组合物仅掺入赋予涂料亲水性特征的多元醇组合，并且不进一步在组合物中掺入表面活性剂材料。(参见例如授予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(即在反复洗涤或在水中长时间浸泡后维持的抗雾特性)，也不在使用超过几小时后有效。

另外，已知的是，向用作为亲水剂的聚乙烯吡咯烷酮制备的聚氨酯中掺入含有反应性官能团的非离子表面活性剂。例如，已知掺有异氰酸酯预聚物的防雾涂料组合物，该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性基团(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有助于增大聚氨酯基质的亲水性并改善防雾特性，但是一般降低固化的聚氨酯表面的耐刮性、耐化学品性、水敏感性和耐久性。因此，尽管已知这些组合物在固化时提供防雾特性，但是其溶剂敏感性、柔韧性和耐刮特性不够理想。(参见例如授予Creasy的美国专利No.4,467,073)。

发明内容

尽管已描述了各种防雾涂料，但是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，描述了一种涂料组合物，该涂料组合物包含水性聚合物分散体；交联剂；以及聚环氧烷的酸或盐。

还描述了包含设置在基底上的干燥并固化的涂料组合物的制品以及在基底上提供防雾涂料的方法。

具体实施方式

本文所述的涂料组合物适于赋予防雾特征。该涂料组合物包含水性聚合物分散体，通常为可制备为胶乳的水性聚合物分散体，并且更典型为可制备为碱性pH稳定胶乳的水性聚合物分散体。有利的聚合物分散体包括聚氨酯聚合物分散体、丙烯酸聚合物分散体、以及它们的混合物。此类聚合物通常为热塑性的。

术语“聚氨酯”包括包含聚氨酯链段的任何聚合物材料。术语“聚氨酯链段”是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(也称为扩链剂)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链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基团，即碳原子以双键键合到氧原子(C＝O)。