[发明专利]辐照可固化组合物

说明书

本发明涉及水基、辐照可固化的涂料组合物。具体地说，本发明涉及水基、紫外线（“UV”）辐照可固化的含胶乳聚合物乳化液和多官能团丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的涂料组合物，其中胶乳聚合物乳化液含有约大于47%（摩尔）的丙烯酸酯且玻璃化温度约小于28℃。

目前，需要能与低污染溶剂一起使用的高性能涂料。水基热塑涂料能与低污染溶剂一起使用，但它们没有在许多应用场合要求的耐热和耐化学性，特别是在涂敷后不久各部分必须归垛，底物不能加热到高温。有良好耐热和耐化学性的化学固化涂料仍有适用期和固化速度的问题。

UV可固化涂料解决了上述问题。然而目前的涂敷技术仍很昂贵且难以涂成薄涂层。常规的UV可固化涂料必须用溶剂稀释，才能喷涂。

一些专利和文献披露了由胶乳聚合物乳化液和多官能团化合物形成的含水UV-可固化组合物。

美国专利4，107，013描述了一种带有含未反应的烯丙基表面基团的共聚二官能团单体外壳的胶乳。

美国专利4，925，893和欧洲专利232，016描述了通过加入低活性多官能团化合物如邻苯二甲酸二烯丙酯，随后聚合而形成有残余不饱和度的自动氧化和辐照可固化的1，1-二氯乙烯/氯乙烯/丙烯酸2-乙基己酯胶乳。

Loutz等人[Organic    Coatings，No.8，pp，197-209（1986）]讲述了按照7/3的比例引入原料预乳化液的芯一壳制备乳化液。二官能团单体含在壳预乳化液中。

日本公开专利63-27070702讲述了一种光凝固组合物，它含有共聚物水分散液和光聚单体，其中共聚物含有至少10%（重量）甲基丙烯酸酯类单体和/或丙烯酸甲酯，共聚物与单体的比例为从40∶60到98∶2，光聚单体分子量为100-1000，溶解参数8-12，沸点至少100℃。

美国专利4，101，493涉及一种交联型乳化液及其制备方法，该乳化液由水包油型聚合物乳化液和至少一种低聚酯-（甲基）丙烯酸酯制成，低聚酯-（甲基）丙烯酸酯每分子至少有2个（甲基）丙烯醇基，每一个羟（甲基）丙烯基团分子量不大于1000，在大气压下沸点至少200℃。

上述大量的先有技术的示例试图由聚合物乳化液和多官能团化合物混合物制备可交联的、UV-可固化的涂料。然而，这些文献没有一个提示丙烯酸酯摩尔百分数和聚合物乳化液的玻璃化温度值的选择对取得优良的涂料性能如直接冲击强度是关键性的。

因此本发明的目的是提供一种水基、UV辐照可固化的涂料组合物，它含胶乳聚合物乳化液和多官能团（甲基）丙烯酸酯，这里胶乳聚合物乳化液由大于约47%（摩尔）的丙烯酸酯形成且有约小于28℃的玻璃化温度。

通过选择，组合物可获得优良的涂料性能，特别是直接冲击强度，而不损涂料的其它性能如抗印痕，抗划痕，铅笔硬度。直接冲击强度对于在各种底物和复合材料如木材、油漆、油墨、塑料、纤维、皮革等上的涂料是特别重要的性能。

通过下面的说明书和权利要求书的描述，本发明的其它目的和优点将更清楚。

本发明是水基、UV辐照可固化的涂料组合物，它含有胶乳聚合物乳化液和多官能团（甲基）丙烯酸酯，其中胶乳聚合物的选择使其含有约大于47%（摩尔）的丙烯酸酯且有约小于28℃的玻璃化温度。组分和玻璃化温度的这一选择可使UV-可固化涂料具有优良的直接冲击性能，这一性能对木材涂料的涂敷是有用的。本发明可以不用有毒溶剂而进行薄层涂层的涂敷。它具有常规UN可固化涂料的适用期和固化速度且具有低成本和任意使用小于约0.5%（以不挥发性物质为基）的光引发剂的优点。

此处使用的“胶乳”是指可通过常规聚合技术如乳化液聚合来制备的水不溶的聚合物。此处使用的“玻璃化温度”或“Tg”系指聚合物的玻璃化温度，可按Fox方程（Bulletin    of    American    physics    Society1，3，page    123（1956）]计算：

1/(T_g) = (w₁)/(T_g(1)) + (w₂)/(T_g(2))

对于共聚物，W₁和W₂是指两个共聚用单体的重量分数，Tg（1）和Tg（2）是指相应均聚物的玻璃化温度。作为此处使用的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯通称为“（甲基）丙烯酸酯”，丙烯酰基和甲基丙烯酰基通称为“（甲基）丙烯酰基”，丙烯酸和甲基丙烯酸通称为“（甲基）丙烯酸”。