[发明专利]复合颗粒水性分散体作为粘合剂用于弹性涂料的用途

说明书

本发明提供了一种由聚合物和细碎无机固体组成的颗粒的水性分散体(复合颗粒水性分散体)作为粘合剂用于弹性涂料——例如油漆、更特别地是外用建筑油漆——的用途，包含通过将烯键式不饱和单体分散地分布在水性介质中并借助于至少一种自由基聚合引发剂、在至少一种分散地分布且平均粒径≤100nm的细碎无机固体和至少一种分散剂的存在下、通过自由基水性乳液聚合法进行聚合反应来制备所述复合颗粒水性分散体，并使用一种单体混合物作为烯键式不饱和单体，所述单体混合物包含烯键式不饱和单体A和任选地0重量％至≤10重量％的含有一个环氧基的烯键式不饱和单体B(环氧单体)。

本发明还提供了一种包含本发明的复合颗粒水性分散体的弹性涂料材料及其制备和用途，以及包含所述涂料材料的油漆、更特别地是外用建筑油漆。本发明的弹性涂料材料——基于所述复合颗粒水性分散体——是以改善的防粘污性(soil pickup resistance)、高的水蒸汽渗透性和良好的弹性而著称的。

弹性涂料以高度的弹性为特征。该特性被用来给予弹性涂料以足够的裂纹桥连能力(即使在低温下(-10℃))。弹性涂料的其它要求是高的防水性、良好的水蒸汽渗透性和高的防粘污性。通常通过单体组成调节所述聚合物的玻璃化转变温度至低于-10℃的温度。玻璃化转变温度低的聚合物的粘污倾向增加。可用使聚合物更加坚硬且更具弹性的交联体系来防止这种情况(提高了玻璃化转变温度)。技术现状是例如金属盐交联或UV交联。钙离子的随后加入导致交联，如B.G.Bufkin和J.R.Grawe在J.Coatings Tech.，1978 50(644)，83中所述。一个可能的缺点可能是对水的敏感性增加。通过加入二苯酮及其衍生物而实现UV交联和/或日光交联，如US 3,320,198、EP 100 00、EP 522 789、EP 1 147 139中所述。EP 1 845 142描述了将光敏引发剂加入至含有AAEM的分散体。

获得较高的弹性和良好的水蒸汽渗透性的其它可能包括使用硅氧烷，如US 5,066,520中所描述。氟代丙烯酸酯的使用产生了同样能够排斥污物的高疏水涂料(EP 890 621)。

本发明的一个目的是开发一种具有足够的弹性和防水性连同高的防粘污性和水蒸汽渗透性的弹性涂料材料。

令人惊奇的是，特征在于以上述定义的复合颗粒水性分散体作为粘合剂的涂料体系具有显著的高的防粘污性，这归因于聚合物膜的硬度。与此同时，分散体中的无机部分积极地影响着水蒸汽渗透性。

由聚合物和细碎无机固体组成的复合颗粒总体上是已知的，特别是以其水性分散体(复合颗粒水性分散体)的形式。这些通常是流体体系，其包含分散分布的颗粒，由聚合物团(聚合物团由多条交织的聚合物链组成)、所谓的聚合物基质、和作为分散相存在于水性分散介质中的细碎无机固体组成。所述复合颗粒的中间直径通常在≥10nm且≤1000nm的范围内，经常在≥10nm且≤400nm的范围内并且时常在≥50nm且≤300nm的范围内。

复合颗粒及其复合颗粒水性分散体形式的制备方法和用途是本领域技术人员已知的，描述于，例如公开文本US-A 3,544,500、US-A 4,421,660、US-A 4,608,401、US-A 4,981,882、EP-A 104 498、EP-A 505 230、EP-A 572128、GB-A 2 227 739、WO 0118081、WO 0129106、WO 03000760和Long等，Tianjin Daxue Xuebao 1991，4，10至15页；Bourgeat-Lami等，Die Angewandte Makromolekulare Chemie 1996，242，105至122页；Paulke等，Synthesis Studies of Paramagnetic Polystyrene Latex Particles in Scientific and Clinical Applicatio

所述复合颗粒水性分散体的制备是通过将烯键式不饱和单体分散在水性介质中，并借助于至少一种自由基聚合引发剂、在至少一种分散的细碎无机固体和至少一种分散剂的存在下、通过自由基水性乳液聚合方法将其聚合而有利地实现的。

根据本发明，可使用所有复合颗粒水性分散体，例如包括根据上述现有技术可获得的那些，其使用包含＞0且≤10重量％、优选地0.1至5重量％、特别优选地0.5至3重量％的环氧单体的单体混合物制备而来。这类复合颗粒水性分散体及其制备方法公开于EP 1838 740，该专利的全部内容通过引用的方式纳入本专利申请。