[发明专利]干燥速度改善的胶乳组合物

说明书

一般地说，本发明涉及胶乳组合物，具体地说，是涉及单包装贮存稳定的胶乳组合物。本发明尤其适用于能经辐射固化的胶乳组合物。这类胶乳组合物可用于涂料(尤其是木材、木制品、金属、塑料和皮革)、胶粘剂、油墨及填缝剂中。这类组合物具有改善的干燥速度。

在许多用途中，干燥速度是一重要的性能。在干燥的初期阶段，水性胶乳配方是软的并有粘性的，因而易遭损坏(干燥速度越快，涂层、油墨、填缝剂等的硬度增加越快)。在生产线中快的干燥速度是特别重要的，较快的生产线速度就会有较高的生产率。例如，在印刷工业中，油墨的干燥速度对保持印刷机最高的可能印刷速度是至关重要的。干燥速度起着关键作用的另一个领域是紫外光(UV)固化的水性组合物。如果已涂组合物在固化前不能充分地干燥，那么，紫外线照射固化会使水分或其它溶剂长久地截留在胶膜中。因为许多水性组合物在湿态时呈乳白色的，因此水持久地截留在膜上会使所得胶膜显乳白色或呈条纹状。

EP 313179A2(Bogdany)公开了一种具有高粘着性和改善的干燥速度的改性胶乳组合物。改性是指在组合物被涂敷到基材上之前立刻向胶乳添加芳族或烷基取代的芳族多异氰酸酯。这类组合物适用于在地毯基底上形成涂层或用于其它粘结的用途中。

Bogdany提出的改性胶乳组合物的明显缺点是其适用期短。Bogdany提出了为了控制所得组合物的粘度增加，多异氰酸酯应在组合物刚被涂敷到适用的基材上之前加入组合物中。这主要是由于众所周知的异氰酸酯有与胶乳过早地反应的倾向，如果它们仍留在容器中就会析出凝胶。

因此，要求的是干燥速度改善的单包装、贮存稳定的胶乳组合物。

本发明的一个方面是涉及干燥速度改善的、包括含一个或多个侧基链的改性胶乳，这种侧链包括能与酸或羟基单元发生反应的单-或多-官能基团与存在于前体聚合物中的酸或羟基单元之间发生反应的产物。

本发明的另一方面是涉及在基材上形成交联的保护涂层的方法，该方法包括如下步骤：将本发明的组合物涂料涂敷到基材上，然后使组合物在室温或高于室温下固化，或采用辐射使组合物达到固化。

本说明书中所用的下列术语的含义如下，除非文中另有明确说明。“胶乳”或“胶乳组合物”是指可采用常规聚合技术如乳液聚合制备的、不溶于水的聚合物的分散体。“前体胶乳”或“前体胶乳聚合物”是指加入侧基链前的本发明的胶乳。“可交联”和“交联”是指在聚合物链之间形成新的化学键以及“固化”是指组合物被涂敷在基材上后聚合物形成交联。“贮存稳定的”是指组合物中反应活性组分在贮存容器内、即使长期贮存后，本身基本上不发生交联。“适用期”或“贮存期限”是指组合物贮存稳定的时间。“二分装”或“双组分”是指涂料组合物(或体系)中两组分是分别贮存的，就在使用前才将它们混合在一起的涂料组合物。另一方面，“单包装”或“单组分”是指涂料组合物中各组分是贮存在一个容器内的涂料组合物。要说明的内容都已包括在此，除非另有说明。

在本发明中，本发明的前体胶乳组合物包括(但不限于)：丙烯酸乳液、乙烯基加聚物乳液、聚氨酯乳液、苯乙烯丁二烯乳液、醇酸乳液、环氧乳液、聚醚乳液、聚酯乳液、聚脲乳液以及它们的配混物(如丙烯酸/聚氨酯混合乳液或掺混物)。这些聚合物可以是单相或多相胶乳微粒。多相胶乳微粒包括至少两种互不相容的共聚物，共聚物可以若干种形态构型中任何一种构型，例如：核/壳型微粒、壳相不完全包覆核相的核/壳型微粒、有多个核的核/壳型微粒、互穿网络微粒等，微粒表面积的较大部分是由至少一种外相所占据，而微粒的内部则由至少一种内相所占据。

具体地说，本发明适用于可辐射固化的聚合物。适用于本发明的阴离子稳定化的、可辐射固化聚合物的实例包括(但不限于)：US 4287039(Buethe等人)、DE 4011353及DE 4011349(Kressdorf等人)、DE 4031732及DE 4203546(Beck等人)、EP 399160(Flakus，W.)、EP 392552(Haberle等人)、EP518020(Flakus)、CA 207097(Mexiner等人)、US 5306744(Wolfersberger等人)、US 4730021(Zom等人)、US 4107013(McGinniss等人)以及EP 442653(Pears等人)中所公开和介绍的那些聚合物。这些专利的内容已列入本文供参考。

根据具体用途，本发明前体胶乳组合物中固体聚合物含量通常在10(重量)％与70(重量)％之间。对涂料用途来说，优选的固体聚合物含量在20(重量)％与50(重量)％之间，最优选在25(重量)％与50(重量)％之间。