[发明专利]含水胶乳基涂料组分

说明书

优先权要求

本申请要求2012年5月23日提交的美国临时申请号60/650,645的优先权，其全文经此引用并入本文。

技术领域

本发明涉及包含乙烯基酯和乙烯的共聚物、中和的非离子型表面活性剂和中和的磷酸酯或磷酸盐表面活性剂的含水胶乳基涂料组分。本发明还涉及制备该组分的方法。本发明进一步涉及包含该含水胶乳基涂料组分的漆料组合物。

发明背景

由于胶乳基漆料具有超越溶剂基产品的许多优点，此类漆料已经占据了室内和室外漆料市场的一大部分。胶乳基漆料的优点包括易于清理、低气味和快干。

两种主要类型的乳液聚合物用于配制胶乳漆料，即(1)丙烯酸类乳液共聚物，包含丙烯酸和甲基丙烯酸的烷基酯，或此类酯与乙烯基芳族共聚单体如苯乙烯的组合，以及少量的丙烯酸和甲基丙烯酸，以及(2)乙酸乙烯酯共聚物，包含与乙烯(VAE)、氯乙烯和/或少量更柔软的丙烯酸类单体组合的乙酸乙烯酯。该丙烯酸类乳液聚合物因优异的耐水性、所需流平性、膜硬度和耐擦洗性而主要用于高品质漆料。该VAE共聚物表现出韧性，但是具有低劣的耐擦洗性。VAE共聚物往往要比丙烯酸类共聚物便宜得多。

尽管使用VAE-基胶乳漆料存在优势，有据可查的是漆料产品中的VAE乳液相对于溶剂基漆料和丙烯酸基胶乳漆料存在几点不足。一点此类不足涉及耐擦洗性。术语“耐擦洗性”在漆料行业用于描述漆料涂层在擦洗时耐受侵蚀的能力。因为颜料体积浓度(PVC)较高，颜料体积对漆料总体积之比增加以最大化涂层覆盖，耐擦洗性降低。

过去已经进行了许多努力以改善胶乳基漆料的耐擦洗性能力。这些努力涉及试图优化各种漆料制剂参数，如使用硅烷基料、使用聚结溶剂和使用特定表面活性剂与保护性胶体的组合。

特别地，授予Carroll等人的美国专利号4,277,385公开了包含塑料颜料粒子以提供高PVC丙烯酸类基料制剂，同时保持良好的物理性质。该制剂还可以包含聚结溶剂。

授予Pierre等人的美国专利号6,673,854公开了含水乙酸乙烯酯-乙烯聚合物分散体，其包含乙酸乙烯酯、乙烯和任选的第三单体、具有4至70个环氧乙烷单元的醇醚磷酸酯或磷酸盐表面活性剂、至少一种保护性胶体和水。Pierre等人公开了使用中和的磷酸酯或磷酸盐表面活性剂，但是教导了需要保护性胶体来稳定该聚合物。该保护性胶体尤其可以是羟乙基纤维素(HEC)、聚乙烯醇(PVA)。

尽管上述现有技术用于改善VAE基胶乳漆料的耐擦洗性，仍然需要寻找新的涂料制剂(尤其为漆料形式的制剂)，该涂料制剂使用VAE并同样提供高PVC和高耐擦洗性。

令人惊讶和预料不到地，已经发现通过使用非离子型表面活性剂与中和的磷酸酯或磷酸盐表面活性剂的组合，可以在保持高PVC的同时改善VAE基胶乳漆料的耐擦洗性。进一步令人惊讶和预料不到地发现，表面活性剂的此类组合可以减少或消除通过保护性胶体稳定分散体的需要。

发明概述

在第一实施方案中，本发明涉及一种含水胶乳基涂料组分，包含：(a)至少一种C_1-13链烷酸的乙烯基酯与乙烯的共聚物；(b)非离子型表面活性剂；和(c)中和的磷酸酯或磷酸盐表面活性剂，其中非离子型表面活性剂对中和的磷酸酯或磷酸盐表面活性剂的重量比大于1:1。

在第二实施方案中，本发明涉及一种漆料组合物，包含：(i)第一实施方案中描述的含水胶乳基涂料组分；(ii)以使得该漆料组合物具有大约25体积％至90体积％的颜料体积浓度(PVC)的量存在的选自无机颜料、无机填料及其混合物的颜料组分；和(ii)至少一种选自润湿剂、分散剂、乳化剂、填料、增稠剂、消泡剂、染料和防腐剂的辅助组分。

在第三实施方案中，本发明涉及一种表面活性剂稳定的涂料组分，所述组合物包含：(a)包含至少一种C_1-13链烷酸的乙烯基酯与乙烯的共聚物；(b)非离子型表面活性剂；和(c)中和的磷酸酯或磷酸盐表面活性剂，其中该组合物不含保护性胶体。

在第四实施方案中，本发明涉及一种制造含水胶乳基涂料组分的方法，包括在非离子型表面活性剂与中和的磷酸酯或磷酸盐表面活性剂的存在下和在不存在保护性胶体的情况下共聚合至少一种C_1-13链烷酸的乙烯基酯与乙烯。

在第五实施方案中，本发明涉及一种制造含水胶乳基涂料组分的方法，包括在非离子型表面活性剂与中和的磷酸酯或磷酸盐表面活性剂的存在下以大于1:1的非离子型表面活性剂对中和的磷酸酯或磷酸盐表面活性剂重量比共聚合至少一种C_1-13链烷酸的乙烯基酯与乙烯。