[发明专利]水性涂料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性涂料组合物，更具体地说涉及一种含有由AB嵌段共聚物形成的炭黑颜料分散体的水性涂料组合物，其黑色黑度得到改善。

发明背景

在本领域中，AB共聚物分散剂是众所周知的，用来形成颜料分散体用于各种各样的涂料组合物和油墨中，特别是用于喷墨打印机的油墨中。1987年4月7日颁给hutchins等人的美国专利4,656,226揭示，AB嵌段共聚物分散剂含有如酸或胺基的极性基团，附着于颜料的表面，而聚合物的其它嵌段则使颜料在分散体中或涂料组合物中保持稳定。1993年7月27日颁给Chu等人的美国专利5,231,131揭示，用接枝共聚物来生成水性颜料分散体的方法。1993年12月21日颁给Ma等人的美国专利5,272,201和1994年6月22日颁给他们的美国专利5,221,334皆指出AB或BAB嵌段聚合物可用于水性印刷油墨以使在油墨中的颜料保持分散状态。

上述若干聚合物分散剂是通过基团转移聚合(GTP)制备的，GTP是一种“活”自由基聚合技术，也是用来制备上述嵌段聚合物的众所周知的技术。在GTP中引发剂断开，其一端接到一个丙烯酸单体单元的尾上，另一端接到其头上。当第二个单体单元与第一个单体聚合时，头上的基团就转移到第二个单体单元的头上。这些技术可参见：1983年11月22日颁给O.W.Webster的美国专利4,417,034和1985年4月2日颁给他的美国专利4,508,880；1983年11月8日颁给Farnham等人的美国专利4,414,372和1985年6月18日颁给他们的美国专利4,524,196。上述专利在此引入供参考。

传统的卡车和轿车的面漆包括：涂敷于着色的底漆上的透明漆，而该底漆则涂于底层上。在底漆中使用的聚合物分散剂不仅需要保持颜料的分散，而且需要含有能与涂料组合物中使用的交联剂反应的反应性基团，使分散剂在涂料组合物固化时成为最终形成的面漆的一个组成部分。聚合物分散剂可导致涂层间粘接失败，因此通常仅限量使用。人们希望聚合物分散剂含有能与底层(primer layer)结合的反应性基团以改善底漆(base coat)与底层的层间粘接，而不是引起层间粘接问题进而引起最终生成面漆的鳞剥和起屑。炭黑颜料特别难以分散，因此需要一种不仅能使炭黑颜料分散，而且具有上述性能的分散剂。

                       发明概述

一种水性涂料组合物，包括：(a)一种水性载体介质；(b)一种pH值低于7.0的颜料；(c)一种AB嵌段共聚物颜料分散剂树脂，由下列组成：

(1)含有胺基的疏水性聚合物A嵌段；和

(2)含有羟基和羧基的亲水性聚合物B嵌段；

AB嵌段共聚物的数均分子量为5,000～20,000，其中聚合的A链段占20～80重量％，聚合的B链段相应地占80-20重量％；

其中颜料和分散剂是以颜料与分散剂的重量比为0.1/1～20/1存在的；(d)一种含羧基的成膜聚合物粘合剂；和(e)一种交联剂，在涂料组合物固化时，它会与AB嵌段共聚物中的羧基和羟基以及成膜聚合物粘合剂中的羧基进行反应。

AB嵌段共聚物的颜料分散体以及形成该分散体的方法也是本发明的一部分。

                           发明详述

本发明的新型涂料组合物是一种水基涂料组合物，其中包含10-70重量％成膜聚合物组分，包括成膜聚合物粘合剂、交联剂以及AB-嵌段共聚物分散剂；和相应量为30-90重量％基本上为水的水性载体。难以分散的酸性颜料比如炭黑可用于本发明的涂料组合物中。用于该组合物中的AB嵌段共聚物，含有A嵌段，它是憎水的，且含有胺官能度，并被吸引到酸性颜料上。共聚物的B嵌段是亲水的，它含有羟基和羧基，通过加入氨或胺可生成盐，以使共聚物在水性介质中容易分散，从而使聚合物和与之相结合的颜料分散在水性介质中。