[发明专利]在零或低VOC涂料组合物中有用的胶乳粘合剂

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于制备涂料组合物的胶乳粘合剂，该涂料组合物含有低水平的(或其基本上不含)挥发性有机化合物(VOC)如挥发性冻融添加剂，并且涉及制备此类胶乳粘合剂和涂料组合物的方法。

发明背景

胶乳涂料组合物被用于多种应用，包括，例如，作为各种类型的表面的涂料。然而，当此类组合物暴露于冻融循环时被认为是潜在地不稳定的。即，胶乳涂料组合物的反复冷冻和加热经常可以导致在胶乳中的分散的聚合物的不稳定(例如，导致凝胶的形成)。当然，因为这些涂料组合物在装运和存储过程中预期是暴露在宽范围的温度下，这是一个显著的问题。为此原因，不同的冻融添加剂已经被配制到胶乳涂料组合物中以便提高它们对此类温度循环的耐受性。传统上，这些添加剂包括相对低分子量的化合物，如醇类、二元醇和类似物。

然而，近年来，此类低分子量的冻融添加剂已受到密切关注，因为许多被归类为挥发性有机化合物(VOC)。许多地方的环境法规限制可能存在于涂料组合物中的VOC的水平。为此原因，一直努力开发作为零或低VOC合适但仍符合行业内预期的冻融稳定性要求的不同的新配制品。然而，配制低VOC，冻融稳定的涂料组合物经常损害涂料组合物的其他重要特征，如耐磨损性(擦洗性)和着色强度。

发明简述

本发明涉及一种乳液聚合物组合物(在此也称为“胶乳粘合剂”)，这种组合物对于配制具有零或低VOC含量(例如，小于50g/L的VOC)的涂料组合物是有利的。这种胶乳粘合剂包含例如，由烯键式不饱和单体(包括至少一种丙烯酸单体和一种可聚合的聚亚烷基二醇单体如烷氧基化的(甲基)丙烯酸酯)的乳液聚合形成的聚合物。在本发明的一个实施例中的单体混合物可以包含一种含有大的疏水基团(例如，苯乙烯基、丁基)取代的苯基的可聚合的聚亚烷基二醇单体。在另一个实施例中，胶乳粘合剂包含一种乳化剂，该乳化剂是一种在酚部分上被大的疏水基团取代的烷氧基化的酚。这种乳化剂可以被添加到已经形成的聚合物的乳液中和/或可以存在于形成聚合物的乳液聚合过程中。

已经出乎意料地发现，包含根据本发明的胶乳粘合剂的零或低VOC的涂料组合物表现出优异的冻融稳定性，同时保持良好的耐擦洗性和着色强度。这种特性的组合在以前是很难实现的。

在本发明的一个方面，提供了一种用于制备零或低VOC的胶乳涂料组合物的有用的胶乳粘合剂，该胶乳粘合剂包含：

a)一种至少以下各项的聚合产物：

i)至少一种对应于结构式(I)的可聚合的聚亚烷基二醇单体：

(I)R¹-(XO)_x-R²

其中R¹是选自由(甲基)丙烯酸酯、烯丙基、乙烯基、马来酸酯、衣康酸酯和富马酸酯组成的组的第一可聚合的部分，X是一个C₂-C₃二价亚烷基基团，x是2至50，并且R²是H或CH₃；

ii)至少一种与结构式(I)的可聚合的聚亚烷基二醇单体可共聚的丙烯酸单体；以及

iii)任选地，至少一种结构式(II)的可聚合的聚亚烷基二醇单体：

(II)Ph-(OY)_n-R⁶

其中Ph是一个分别在2、4和6位上被基团R³、R⁴和R⁵取代的苯基，其中R³、R⁴和R⁵独立地选自丁基、叔丁基、异丁基、-CH₂-A、以及-CH(CH₃)-A组成的组，其中A是苯基或环己基，其中Y是包含一个具有从约2至8个碳原子的直链或支链的亚烷基自由基的二价烃基团；其中n是一个从1至100的整数；并且其中R⁶是一个选自由(甲基)丙烯酸酯、烯丙基、乙烯基、马来酸酯、衣康酸酯以及富马酸酯组成的组的第二可聚合的部分；

b)水；以及

c)至少一种乳化剂；

条件是如果对应于结构式(II)的可聚合的聚亚烷基二醇单体没有在聚合物中使用，则该胶乳粘合剂包括对应于结构式(III)的乳化剂：

(III)Ph-(OZ)_m-R¹⁰