[发明专利]快速干燥含水气溶胶涂料组合物

说明书

本发明涉及含水(也称作水基)气溶胶涂料组合物；更具体地说，涉及一种与目前水基系统相比，改进了干燥能力、硬度和耐碱性的光泽度得到控制的气溶胶涂料组合物。

已经知道和广泛使用了用挥发性有机溶剂作为载体和成膜聚合物喷射剂的油漆组合物。不过，在气溶胶组合物中存在有机溶剂，因其有毒的性质，带来了严重的环境问题的关注。此外，由于这类有机溶剂高度易燃，它们使工地条件恶化。尽管含水气溶胶油漆组合物在某种程度上解决了毒性和易燃性问题，但与有机溶剂基气溶胶系统快速干燥相比，水基系统所需的干燥时间一般较长，这仍一直使人关注。

此外，一般为溶剂基的高光泽度气溶胶油漆组合物一般不适用于涂覆溶剂敏感的表面，例如皮革基底的表面。本发明解决了这种问题，即提供不破坏或擦坏这种下面是溶剂基敏感的基底表面的高光泽度气溶胶油漆组合物。

在含水气溶胶组合物中，可以使用多种聚合物如丙烯酸类、醇酸类、环氧酯类和乙烯基聚合物和共聚物作为成膜聚合物，它们也称作薄膜形成剂。已知具有二甲醚、水和水溶性溶剂(如一元醇)混合物作为载体和喷射剂的水基气溶胶油漆配方。据说，二甲醚基喷射剂系统提供了水溶性(WS)聚合物和水稀释性(也称作水还原性(WR))乳液聚合物，这类聚合物可用作成膜聚合物。

美国专利4，450，253(Suk专利)介绍了一种成膜聚合物，它包括一种通过用碱(如氨或胺)中和提供了水溶性的油改性的丙烯酸类酯聚合物。通过使用一种单相水基载体和具有二甲醚、水和水溶性极性有机溶剂的喷射剂系统，将这种成膜聚合物涂覆到基底上。Suk专利第6列56-64行将Rohm和Haas公司产品Acrysol^RWS-24丙烯酸类分散树脂错误地说成是适用作成膜聚合物的油改性的丙烯酸酯。这是把一般以于水中36％固体提供且非油改性的Acrysol^RWS-24丙烯酸类分散树脂的化学组成错误地定性。

此外，在Suk专利中没有提出未用油改性的丙烯酸类分散体可用作成膜聚合物。不仅如此，Suk专利发明的关键问题是成膜聚合物必须是在由二甲醚、水和至少一种极性溶剂如一元醇提供的液相推进剂一溶剂溶液中可溶和溶解的油改性的酯聚合物(说明书第5列，32-37行)。因此，由于Acrysol^R WS-24丙烯酸类分散树脂不是油改性的，其被说成是干燥油改性的聚合物是错误的。

本发明涉及一种包括热塑性丙烯酸类聚合物的含水气溶胶涂料组合物，所述热塑性丙烯酸类聚合物溶于一元醇水溶液中形成增溶的丙烯酸溶液，该热塑性丙烯酸聚合物的重均分子量为105，000-200，000。

该含水气溶胶涂料组合物进一步包括一种增溶的丙烯酸类溶液与控制量的水基丙烯酸聚合物的共混物，用以提供所需光泽度和耐碱性，该水基丙烯酸类聚合物选自水溶性丙烯酸聚合物、水还原性丙烯酸聚合物及其结合体。

本发明还涉及一种生产含水涂料组合物的方法，包括往水中加入一元醇形成水溶液，在该水溶液中溶解一种重均分子量为105，000-200，000的热塑性丙烯酸聚合物以形成增溶的丙烯酸溶液，将控制量的水基丙烯酸聚合物与该增溶的丙烯酸溶液共混以给由该含水涂料组合物得到的涂层提供所需光泽度和耐碱性。

尽管与有机溶剂基系统相比，水基载体和喷射剂系统已取得一些改进，但仍要求改进根据固化时间测得的干燥时间、干燥触摸时间以及不粘时间。本发明旨在使用油改性的丙烯酸类树脂作为成膜剂来解决由传统的含水气溶胶系统所具有的较长干燥时间的问题。

本发明还提供环境上安全的含水气溶胶涂料组合物，用该组合物得到的涂层具有改进的耐碱性、硬度且光泽度等于或超过在使用溶剂基气溶胶系统的涂层中通常见到的光泽度。

一般来说，一元醇不溶解丙烯酸聚合物，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)〔PMMA〕。不过，业已出人意料地发现，甲基丙烯酸的酯的某些热塑性聚合物和共聚物溶于醇和水的某些混合物。与其它有机溶剂相比，这些溶液在室温下迅速干燥，生产出硬而韧的膜。这里定义的热塑性丙烯酸聚合物是以粉末或颗粒生产出的100％固体热塑性丙烯酸聚合物。多种热塑性丙烯酸聚合物，包括以下介绍的聚合物以及共聚物在内，均适用作本发明气溶胶组合物的成膜剂。