[发明专利]水性粘结剂体系和它们在生产涂料组合物中的用途

说明书

技术领域

本发明涉及水性粘结剂体系，它们的制备和它们在生产涂料组合物特别是室内油漆(paint)中的用途。

背景技术

为了提高水性胶乳油漆的低温性能，比如它们的冻融稳定性和最低成膜温度(MFFT)，已知向胶乳基油漆配制剂中添加挥发性聚结剂和冻融添加剂。然而，这些聚结剂，例如二甘醇丁醚醋酸酯(butyl carbitol acetate)和3-羟基-2，2，4-三甲基戊基异丁酸酯，以及冻融添加剂，例如丙二醇和乙二醇，现在是全球公认的对环境有害的挥发性有机化合物(VOC)。因此需要不包含挥发性聚结剂或冻融添加剂而仍提供需要的冻融和成膜性能的胶乳基油漆。

例如，美国专利No.6,087,437公开了一种水性涂料组合物，其在不存在常规的挥发性聚结剂和挥发性冻融(F/T)添加剂时为冻融稳定

的。该涂料组合物利用含有EVA热塑性共聚物的胶乳粘结剂，所述共聚物是通过约10pphm-约25pphm的乙烯、约60pphm-约90pphm的乙酸乙烯酯和0.05-约1.0pphm的结构(I)所表示的单体的乳液聚合而制备，

其中R为氢或甲基，X为O或NH，以及n为1-11的整数。

另外，美国专利No.5,874,498公开了一种适合用于制备不添加聚结剂而具有良好的低温性能的水性基油漆的胶乳组合物。所述胶乳组合物包含水、颜料以及约40-70％的成膜聚合的树脂颗粒，该树脂颗粒包含80wt％-95wt％的乙酸乙烯酯、约5-20wt％的乙烯和0-10wt％的丙烯酸烷基酯共聚单体，特别是丙烯酸丁酯。所述胶乳中聚合的树脂颗粒具有通过毛细管流体动力分级测量的按重量计平均0.2-0.35微米的颗粒尺寸，约-5至约+8℃的玻璃化转变温度，在25℃的甲苯中基本上没有不溶性级分并且在25℃在甲苯中具有1.1°-1.6°的特性粘度。

GB1,217,373A公开了一种机械的和冻融稳定的乳液，该乳液包含具有亚胺化的(iminated)共聚物分散在其中的水性相，和包含基于共聚物重量至少0.2wt％的选自水可溶性纤维素衍生物和水可溶性聚乙烯醇的保护胶体；所述共聚物衍生自低级羧酸的乙烯基酯、乙烯和至少一种同时包含可聚合的烯属不饱和基团和羧基的单体，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、富马酸和马来酸，并且在保护胶体的存在下进行制备，并且在亚胺化(imination)之前，每克聚合物包含0.01-1.0毫当量的酸。

美国专利No.3,578,618公开了一种具有改善的冻融稳定性的水性油漆组合物，其包括合成的聚合物胶乳、颜料和基于油漆的重量0.1-3％的纤维素增稠剂，该增稠剂选自甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素，所述合成聚合物胶乳包含具有分散在其中的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物的水性介质，该乙酸乙烯酯-乙烯共聚物在共聚物中含有5-40％的乙烯，所述共聚物还以在30℃的苯中测量的1-2.5分升每克的特性粘度为特征，所述分散共聚物具有0.1-2的颗粒尺寸，所述油漆具有45-60wt％的固体含量以及所述颜料以10-1000重量份/100重量份所述乙酸乙烯酯-乙烯胶乳固体的量存在。

根据本发明，现开发了一种水性粘结剂体系，当并入涂料组合物，例如室内油漆时，它不仅产生良好的冻融稳定性而且还产生改善的耐低温断裂性和弹性。

发明概述

在一方面，本发明在于一种水性粘结剂混合物，该水性粘结剂混合物包含：

(A)水性共聚物分散体，其玻璃化转变温度Tg低于10℃，和它通过包含以下的单体混合物的乳液聚合而制备：

(i)基于单体总量，至少60wt％的至少一种乙烯基酯，优选乙酸乙烯酯；

(ii)基于单体总量，15-30wt％、优选18-30wt％、更优选20-25wt％的乙烯；

(iii)基于单体总量，0.05-5wt％、优选0.2-1.5wt％的具有至少4个碳原子的烯属不饱和羧酸，优选巴豆酸；和

(iv)基于单体总量，0.05-5wt％、优选0.2-1.5wt％的烯属不饱和磺酸，优选乙烯基磺酸，或其盐。

方便地，水性共聚物分散体还包含(v)基于单体总量，至多1wt％，例如0.1-0.5wt％的不饱和硅烷共聚单体。

在一个实施方案中，水性粘结剂混合物还包含(B)基于单体总量，至少0.05wt％，例如0.2-3wt％的纤维素基稳定剂，优选羟乙基纤维素。