[发明专利]含羟基和羧基官能团的乳胶分散体及其在制漆中的用途

说明书

本发明涉及固化后能形成优质涂层的水相分散体，这使得在油漆中减少使用甚至不用溶剂成为可能。

在油漆和清漆领域中，醇的衍生物被广泛用于与其它官能团，尤其是与异氰酸酯官能团(屏蔽或否)进行缩合。然而，至今还存在两个问题尚未完全解决，即有机溶剂的使用，其存在被认为对高级哺乳动物有毒并对环境有害，和需要在使用温度下不挥发的产品。

油漆和清漆工业中要解决的问题的另一方面在于含复合官能团，如异氰酸酯(屏蔽或否)的化合物费用很高。

然而，要摒弃这些复合官能度很困难，因为它们常常产生显著的使用性能。在此适于根据作为产物母体的涂漆的质量来评价形成油漆或清漆的组合物的能力。在清漆涂层的必需的质量中值得一提的是机械性能和抗溶剂行为性能。机械性能中帕氏硬度是一个非常重要的因素。这就是本发明的目的之一是提供其中主要溶剂是水相的组合物的原因。

本发明的另一目的是提供一种组合物，它通过自身或与其它物质结合可产生具有良好的机械性能并且尤其具有良好的帕氏硬度的涂层。

本发明的另一目的是提供具有良好的抗溶剂性能的上述类型的组合物。

这些目的及后面所示的其它目的可通过这样一种组合物达到：该组合物可用于油漆和清漆，由含至少一个水相和一组(共)聚合物颗粒A的分散体组成，(共)聚合物颗粒尺寸为10—1000nm，颗粒可接受的酸性(羧酸较好)官能团含量为0.2—1.2，优选0.4—1毫当量/克固体物质，其可接受的醇官能团含量为0.3—1.5，优选0.4—1.2毫当量/g。

酸性官能团，可以理解为中性状态的官能团也是酸性的。如羧基被认为是一个酸性官能团，即使是在羧酸酯状态。

离表面至多有5nm的羧基官能团和离表面至多有10nm的羟基(醇)官能团[乳胶情况下颗粒—连续相(多数情况下是水相)]被认为是可以接受的。

这些乳胶的固含量为10—80％比较有利，优选10—60％(以质量为基计)。

A组颗粒的酸性官能团优选弱酸性官能团，其PKa至少为2，优选至少为3。在具有合适性能的酸性官能团中优选使用羧基官能团。然而，也可以设想使用膦酸官能团。

酸性官能团—至少是那些可与介质进行交换的—以盐的形式存在比较有利，以便形成易解离的盐。在这些令人满意的阳离子中，碱和碱土金属值得一提，尤其是那些在元素周期表中至少是第三周期的。

优选碱金属与其关系紧密的阳离子。铵或鏻型阳离子，尤其是三和上述所有的四烷基化阳离子尤其值得提及。

在本说明书中，颗粒尺寸特征常常指的是dn型符号，其中n是一个1—99的数；该符号在许多技术领域已为大家所熟知但在化学中较少见，因此对其意义可给予一个有用的提示。该符号表示有n％的颗粒小于或等于所说的尺寸(以重量，或更确切地说以质量为基计，因为重量表示的不是物质的质量而是一个力)。

对于这些颗粒组来说具有0—1/4的组A的分散率([d₉₀－d₁₀]/d₉₀)是合乎需要的。

组A的聚合物通常由不同不饱和单体间(乙烯型不饱和单体)的聚合产生，由以下单体激活比较有利：

—一种非本质(immaterial)单体，或单体混合物，其为非离子型且不含醇官能团，

—一种醇的单体，或单体混合物，含一个醇官能团，

—一种酸的单体，或单体混合物，含一个酸官能团，该官能团游离或以它的一种盐的形式存在。

非本质单体可提及的有：乙烯型单体，其主要例子有异戊二烯、1，3—丁二烯、亚乙烯基氯和丙烯腈；乙烯基芳香型单体，其主要代表物可提及的例子有：苯乙烯、溴苯乙烯、α—甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯或乙烯基萘，和丙烯酸型单体，其中可提及的例子有丙烯酸或甲基丙烯酸的酯类和含4或5个碳原子的乙烯酸的酯。

可提及的醇的单体有：含有用芳基核激活的乙烯基官能团的酚类，和酯类，尤其是丙烯酸酯类或一个多元醇，尤其是二元醇，其中至少有一个醇官能团是游离的。还可提及的是被带有一个醇官团的烷基取代的酰胺，如乙醇酰胺或丙烯酰胺。

可提及的酸单体有：所有的含活性键的酸类，尤其是丙烯酸系列的酸，它在羧基官能团的α或β位使碳原子可被一次或多次取代。

还可以设想含有活性双键的二酸，如富马酸和衣康酸，其取代产物和其异构体。上述酸的对称或不对称的酸酐(内部或非内部)也可作为“酸性”单体，代替酸或它们的盐。

还应当注意二酸和二醇的单酯，其中仅有一个官能团进行了酯化，这使得在醇官能团和酸官能团的聚合物上接枝成为可能，并且可以代替最后所提的两种单体，即醇类单体和酸单体。