[发明专利]水性分散体和水性涂料组合物

说明书

一种作为生物基粘结剂的水性分散体和包含所述水性分散体并显示出平衡的耐污性、冻融稳定性和防结渣性的水性涂料组合物。

技术领域

本发明涉及适合用作生物基粘结剂的水性分散体和具有良好的油漆性质平衡的包含所述水性分散体的水性涂料组合物。

背景技术

水性或水基涂料组合物由于较少的环境问题变得越来越比溶剂基涂料组合物更重要。进一步希望使用可再生材料来代替化石材料，从而减少温室气体的排放并有助于可持续性。例如，美国农业部(USDA)的“生物优选”计划要求，在中间体油漆和涂料组分类别中，生物基粘结剂的最低生物基含量为22％，如根据ASTM D-6866-16所确定。然而，对于包含这些生物基粘结剂的水性涂料组合物而言，要获得与常规水性涂料相当的涂料性能，如冻融(F/T)稳定性、耐污性和防结渣性是一个挑战。例如，根据中国的标准方法GB/T 9780-2013，一些高端应用要求涂层的总去污分数至少为60。中国专利公开第102516436号公开了一种自交联苯乙烯丙烯酸粘结剂，其通过以下方法制备：按单体的总重量计，将15重量％的甲基丙烯酸硬脂基酯/32重量％的丙烯酸丁酯/2.5重量％的丙烯酸/3.5重量％的乙二醇乙酰乙酸酯甲基丙烯酸酯/32重量％的苯乙烯/15重量％的甲基丙烯酸甲酯聚合。然而，在聚合期间形成大量的凝结物，并且包含这类粘结剂的水性涂料组合物显示出差的F/T稳定性。

因此，仍然需要开发适合用作涂料组合物中的生物基粘结剂的水性分散体，其仍然提供上述平衡的性质。

发明内容

本发明提供了一种新型的水性分散体，可用作用于制备水性涂料组合物的生物基粘结剂。水性分散体可以提供包含其的水性涂料组合物，其在耐污性、冻融稳定性和防结渣性方面具有改进的平衡。

在第一方面，本发明是水性分散体，其包含：

(i)乳液聚合物，按所述乳液聚合物的重量计，所述乳液聚合物包含：

30重量％至80重量％的生物基含量大于30％至60％的软(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元；

多于5重量％至30重量％的生物基含量大于60％的(甲基)丙烯酸C₈-C₁₆烷基酯的结构单元，

0.1重量％至10重量％的乙酰乙酰氧基或乙酰乙酰胺官能单体的结构单元，

0.1重量％至10重量％的带有至少一个官能团的烯键式不饱和单体的结构单元，所述官能团选自羧基、羧酸酐、磺酸、酰胺、磺酸酯、膦酸酯、磷酸酯、羟基、脲基或其组合；

零至50重量％的硬丙烯酸单体的结构单元；和

零至3重量％的(甲基)丙烯酰基官能硅烷的结构单元；以及

(ii)按乳液聚合物的重量计，零至3重量％的环氧官能硅烷；

其中按乳液聚合物的重量计，环氧官能硅烷和(甲基)丙烯酰基官能硅烷的结构单元以0.05重量％至3重量％的组合量存在。

在第二方面，本发明是水性涂料组合物，其包含第一方面的水性分散体。

具体实施方式

如本文所用，“丙烯酸”包括(甲基)丙烯酸、丙烯酸(甲基)烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈以及其改性形式，如丙烯酸(甲基)羟烷基酯。在整篇文件中，词语片段“(甲基)丙烯酰基”是指“甲基丙烯酰基”和“丙烯酰基”。例如，(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸和丙烯酸两者，而(甲基)丙烯酸甲酯是指甲基丙烯酸酯和丙烯酸甲酯两者。