[发明专利]用于透明和着色的涂层的耐抛光且耐擦伤的树脂

说明书

一种用于形成乳剂聚合物的方法包含通过将单体组合物与含硅氧烷的组合物在水中组合来形成预制乳剂，并且通过将该预制乳剂与自由基引发剂在反应器中组合以形成反应混合物来使该预制乳剂聚合的步骤。典型地，该单体组合物包含一种或多种单体，该一种或多种单体选自由以下组成的组：(甲基)丙烯酸单体、(甲基)丙烯酸类单体、苯乙烯单体、乙酸乙烯酯单体、乙烯酯单体以及其组合。还提供了一种包含该乳剂聚合物的油漆组合物。本发明描述了一种用于在避免可能由于添加硅氧烷导致的膜外观方面的问题的同时提供优良的耐抛光性和耐擦伤性的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月30日提交的美国专利申请第16/917,029号以及于2020年5月28日提交的美国专利申请第16/885,623号的优先权，该美国专利的公开内容特此通过引用以其整体并入本文。

技术领域

在至少一个方面，本发明涉及包含硅氧烷的涂层组合物。

背景技术

贯穿本说明书对现有技术的任何讨论绝不应被视为承认此类现有技术是本领域中众所周知的或构成公共常识的一部分。

非官能硅氧烷和官能化硅氧烷是在聚合后与水性乳胶聚合物组合的油漆添加剂。硅氧烷添加实现了经改进的耐抛光性和耐擦伤性。虽然没有得到证实，但疑似这些硅氧烷可能迁移到油漆的表面，从而使硅氧烷在涂层的表面上分层为防滑层，并且防止与基材或油漆膜发生不期望的相互作用。这种方法是假设的，因为这些化合物能够在膜中产生表面缺陷，使得有必要适当地分散这些硅氧烷。这种硅氧烷与乳胶聚合物或油漆的混合能力部分取决于硅氧烷的疏水性和亲水性。只有水溶性或分散性硅氧烷才可以容易地混合以产生光滑的乳胶和最终油漆膜。

由于大多数硅氧烷在化学和设计上都是非常疏水的，因此掺入如此供应的硅氧烷会使大液滴聚集从而导致最终乳胶聚合物和涂层中出现严重的橘皮皱和鱼眼。减少以上缺陷的方法之一是使用高剪切和混合以有效地将大硅氧烷团块破碎成小的均匀的液滴，这些液滴可以稳定化并且可以以乳剂的形式均匀地融入到涂层中。然而，这在技术上是困难的，因为有很大的可能破坏乳胶乳剂和涂层的稳定性。

用于分散硅氧烷的另一种方法是在将硅氧烷添加到乳胶聚合物和涂层中之前使用表面活性剂以使硅氧烷在水中乳化。然而，这种方法通常需要更大水平的乳化剂。此外，这第二种方法需要另外的单独步骤，这会增加成本和过程时间。

因此，需要用于将硅氧烷掺入到聚合物乳剂和油漆组合物中的经改进的方法。

发明内容

在至少一个方面，本发明提供了一种用于形成含硅氧烷的树脂乳剂的方法。该方法包含通过将单体组合物与含硅氧烷的组合物在水中组合来形成预制乳剂，以及之后通过将该预制乳剂与自由基引发剂在反应器中组合以形成反应混合物来使该预制乳剂聚合的步骤，该反应混合物聚合成乳剂聚合物。该单体组合物包含一种或多种单体，该一种或多种单体选自由以下组成的组：(甲基)丙烯酸单体、(甲基)丙烯酸类单体、乙烯基官能单体(例如，苯乙烯单体、乙酸乙烯酯单体、乙烯酯单体)以及其组合。

在另一方面，提供了一种用于形成含硅氧烷的树脂乳剂的方法。该方法包含通过将水与单体组合物组合来形成预制乳剂的步骤，该单体组合物包含一种或多种单体，该一种或多种单体选自由以下组成的组：(甲基)丙烯酸单体、(甲基)丙烯酸类单体、苯乙烯单体、乙酸乙烯酯单体、乙烯酯单体以及其组合。该预制乳剂是通过将该预制乳剂与自由基引发剂在反应器中组合以形成反应混合物聚合的，该反应混合物聚合成乳剂聚合物。该乳剂聚合物在水中与第一含硅氧烷的乳剂组合以形成含硅氧烷的树脂乳剂。典型地，该第一含硅氧烷的乳剂包含含硅氧烷的组合物。