[发明专利]水性涂料组合物

说明书

本发明涉及可交联的水性乙烯基聚合物组合物，其包含70‑97.5wt％的乙烯基聚合物P1的可交联的低聚物稳定的分散体PD1，PD1包含水溶性或水分散性可交联的低聚物OL和至少一种在水溶性或水分散性可交联的低聚物OL存在下制备的高分子量乙烯基聚合物P1；2‑29.5wt％的乙烯基聚合物P2的至少一种非低聚物稳定的分散体PD2；和0.5‑28wt％的至少一种交联剂X，及其在涂料组合物中的用途。

技术领域

本发明涉及可交联的水性乙烯基聚合物组合物、包含所述可交联的水性乙烯基聚合物组合物的涂料组合物和涂覆有所述涂料组合物的制品。

背景技术

最近，有关有机溶剂排放的法规发生了变化，这使得人们对工业和装饰应用的水性涂料体系越来越感兴趣。水性涂料体系已经在涂层的装饰方面比保护性能更重要的应用中使用了很长时间。在此类涂料中用作粘结剂的水性聚合物分散体通常通过乳液聚合工艺制备。

由于关于涂料中挥发性有机化合物的允许含量的法律越来越严格，已作出重大努力以尽量减少有机助溶剂在基于丙烯酸类粘结剂的水性涂料中的使用。然而，在使用乙烯基聚合物作为主要粘结剂的水性涂料中，由于需要降低最低成膜温度(MFFT)，因此最终硬度受有机助溶剂用量减少的影响。对于某些涂层应用，需要最低硬度，例如，如果高抗粘连性或抗擦伤性很重要。

最终涂层的硬度可通过在涂料组合物中引入交联机制来增加。通过在分散的聚合物上提供具有交联性基团的低聚物和任选地交联性基团来引入交联机理是一种众所周知的方法，所述方法可在水性聚合物分散体用于涂料应用时改善其某些性能(例如耐水性和耐化学性)。这些产品的实例可在US5859112、US5962571和US5498659中找到。

水性常温至中温交联性涂料组合物通常以单包装或双包装体系提供。在单包装体系中，聚合物分散体与交联剂预结合，并密封在单包装中以供储存。在双包装体系中，粘结剂和交联剂以单独的包装提供给消费者，并在即将施涂到基材之前由消费者混合。当涂料组合物在环境温度下暴露于外部环境或通过施涂后在中温(例如50-60℃)下烘烤涂料时，发生单包装体系固化。在双包装体系中，固化发生在混合后，因此粘结剂和交联剂发生反应。

双包装体系的缺点是各组分的混合必须由消费者来进行，需要精确测定和通常需要专门混合设备。单包装体系没有这个缺点，但可能会遇到保质期问题，因为交联性反应物在储存期间在单包装中接触。为了用作单组分涂料，该组合物必须是稳定的，这意味着反应性组分必须共存于货架期稳定的单组合物中。通常，单包装体系利用连接到聚合物上的羰基与羰基反应性交联剂之间的反应。羰基可通过羰基官能单体引入聚合物中。羰基反应性交联剂通常是多官能胺或胺衍生物，例如二官能或多官能酰肼。在使用酰肼的情况下，酰肼基团通过缩合反应与羰基反应以在聚合物链之间形成腙连接键。包含可交联的低聚物和基于此类交联体系的聚合物的水性聚合物分散体具有用于水性涂料组合物的性能和应用性能的良好组合。

在这些涂料组合物中，聚合物的交联在干燥时通过形成希夫碱发生。从体系中去除水分，例如在空气干燥过程中通过蒸发，推动反应向交联产物方向发展。由于水蒸发驱动反应，因此可以在环境温度或中等温度下固化此类组合物。然而，所述涂料组合物的使用有时受到限制，因为这些单包装体系在储存或将其配制成涂料时显示粘度不稳定性的情况并不少见。配制涂料的粘度行为也会影响涂料的应用性能，也称为开放时间(OT)。更具体地说，当新施加到基材上的涂料组合物的层仍处于固化过程中可操作而在固化涂层中不留下明显可见缺陷的状态时，该涂料组合物的层被称为开放的。开放时间是指从开始施加涂层的点到其中在湿漆膜上不能再进行修正而不留下可见缺陷(如刷痕、辊痕、喷尘(通常称为“过喷”)或相邻涂层之间接缝处的可见线)的点之间的时间段。

US9365731B2描述了一种羰基官能的乳液聚合物(乳胶)，其由用作载体聚合物的“固体级低聚物”(SGO)稳定。SGO是通过高温聚合制备的碱溶性羧酸官能的共聚物。胶乳共聚物中的羰基可以与二酰肼交联剂反应。然而，除非在油墨制备期间添加碳二酰亚胺交联剂，否则载体聚合物保持热塑性。由于碳二酰亚胺已在水相中反应，涂料组合物的粘度将不稳定。