[发明专利]环境友好的水性涂料组合物

说明书

本公开提供了一种水性乳液，其在低聚物的水溶液存在下，乳液聚合至少一种可自由基聚合单体和一种或多种双官能或更高官能扩链单体来制备，所述低聚物由包含酸官能可自由基聚合共聚单体、粘附促进可自由基聚合共聚单体和其它可自由基聚合共聚单体的可自由基聚合单体的混合物制成。所述水性乳液基本上不含己二酸二酰肼，最低成膜温度≤55℃，干燥时的Koenig硬度至少为40秒。

技术领域

本发明涉及水基漆料和清漆。

背景技术

水基漆料和清漆用于涂布各种工业品和消费品，包括家具、木材装饰、窗户和其他物体。当经涂布的表面在压力下彼此接触时，固化或硬化的涂层必须满足各种性能要求，包括与基材的粘附性、耐流体性和抗粘连性(涂层与其自身的粘附性)。己二酸二酰肼(ADH)是广泛使用的存在于许多漆料和清漆中的粘合促进剂和交联剂。不幸的是，即使交联进入涂层，ADH仍具有水解倾向，水解副产物会渗入周围区域。2014年，ADH在欧洲被归类为对水生环境有害(慢性第2类)及相关危害说明H411(对水生生物有毒并具有长期影响)，参见2016年3月16日委员会决定(EU)2016/397。然而，根据行业的观点“市场上还没有同样效率和有效的ADH替代品”，同一委员会决定批准在欧盟生态标签漆料和清漆中使用ADH，“在使用替代材料技术上不可行的情况下，因为涂料产品不能为消费者提供所需的功能水平”。ADH因此继续用于此类漆料和清漆。

NEOCRYL TM XK-98自交联丙烯酸类乳液聚合物是广泛使用的用于许多漆料和清漆产品中的含ADH的水基粘合剂，并且被认为类似于欧洲专利No.EP 0758 364B2中描述的聚合物。包括Alberdingk Boley和Allnex(以前的NuPlex)在内的几家供应商现在生产认为含有ADH的类似丙烯酸类乳液产品。希望用不含ADH的体系替换这些产品，该体系具有相当或更好的性能并且具有更低的危害环境的潜力。

因此，应理解，本领域需要改进的不含ADH的丙烯酸类乳液聚合物和水基漆料和清漆体系。本文公开并要求保护这样的体系。

发明概述

在一个方面，本发明提供了制备水性乳液的方法，该方法包括：

a)在水溶液(aqueous solution)中使可自由基聚合的单体的混合物低聚，所述混合物包含1至45重量％的酸官能可自由基聚合共聚单体、0.5至20重量％的粘附促进可自由基聚合共聚单体、和98.5-50重量％的其它(即，非酸官能和非粘合促进的)可自由基聚合共聚单体，以形成数均分子量(Mn)为500-50000且玻璃化转变温度(Tg)为至少70℃的水溶性低聚物；所述酸官能共聚单体使得所述低聚物本身是水溶性的或通过中和使得所述低聚物是水溶性的，并且当含有所述水性乳液的涂料组合物被涂覆于木材、塑料、金属或水泥基材上并干燥时，所述粘附促进共聚单体赋予对所述基材的改善的粘附性；

b)在所述低聚物的水溶液存在下，使至少一种可自由基聚合的单体和基于所述可自由基聚合的单体的重量0.1至20重量％的至少一种双官能或更高官能的扩链单体乳液聚合，以形成Tg比所述低聚物的Tg低至少40℃的疏水性聚合物的水性乳液，其中所述低聚物的重量占所述低聚物加上所述疏水性聚合物的重量的5至50重量％；并且所述水性乳液基本上不含己二酸二酰肼，最低成膜温度(MFFT)≤55℃且干燥时的Koenig硬度至少为40秒。

在一些实施方式中，上述双官能或更高官能的扩链单体可用作分子内交联单体。为了简洁起见，这些单体将被称为扩链单体，而不考虑它们在形成特定水性乳液时可能发挥的一个或多个特定作用。