[发明专利]水性丙烯酸系聚合物胶乳及其作为粘合剂的用途

说明书

本发明涉及水性丙烯酸系聚合物胶乳，其适合用作涂料组合物中的粘合剂以提供柔性屋面。本发明还涉及包含这种粘合剂的涂料组合物，其适用于提供柔性屋面。所述水性丙烯酸系聚合物胶乳具有的玻璃化转变温度T_g为最高‑10℃、特别是最高‑20℃，或在多级聚合物胶乳的情况下，重均玻璃化转变温度T_g为最高‑10℃，其中所述丙烯酸系聚合物胶乳的聚合物具有由包含丙烯酸系单体的聚合烯键式不饱和单体M形成的碳聚合物主链，并且其中所述碳聚合物主链带有与聚合物主链的碳原子相连的式(I)的官能团^*‑C(＝O)‑O‑[A‑NH]_nH (I)，其中星号表示与聚合物主链的碳原子相连的原子，n为整数，在式(I)的所有官能团中n的数均值1，特别是至少1.1或至少1.2或至少1.3，并且A选自1,2‑乙二基或1,2‑丙二基，其中式(I)的官能团对丙烯酸系聚合物胶乳中聚合物的总重量的贡献为0.1至10重量％。

本发明涉及水性丙烯酸系聚合物胶乳，其适合用作涂料组合物中的粘合剂以提供柔性屋面。本发明还涉及包含这种粘合剂的涂料组合物，其适用于提供柔性屋面。

平屋顶(包括完全和近乎平的屋顶，即具有小的坡度或倾斜度，特别是不大于15°的屋顶)必须加以保护，以免受风化的不利影响，更特别是防止雨水、露水、薄雾、雪或极端温度。特别地，水是有问题的，因为重力和表面张力会将水拉到最小的裂缝或缝隙中。

在过去，平屋顶的屋顶保护是通过基于沥青的涂料来实现的，例如屋面油毡。虽然这些材料便宜，但其耐久性却不令人满意。此外，还存在环境问题。虽然使用金属例如铜或锌屋面可以代替沥青材料，但金属屋面却非常昂贵。近来，基于人造橡胶例如EPDM(基于乙烯、丙烯和二烯单体的聚合物)和TPO(聚丙烯橡胶和乙烯-共聚丙烯橡胶)或热塑性聚合物例如PVC(聚氯乙烯)的片材和面板的单层屋面已经取代了基于沥青的屋面。然而，在运输到建筑工地的过程中或在建筑工地上施用的过程中，使用片材和面板会承担机械损坏的风险。此外，单层屋面需要大量的面板或薄板纤维网(sheeting web)，为了制作组件，必须将它们粘结在一起。然而，由于不充分的粘合或老化，这些粘合部位是损坏的来源，并且这可能导致泄漏，并最终导致屋顶涂层的失效。

最近，用于制备柔性屋面的液态涂料组合物进入市场。这些液态涂料组合物例如通过辊涂、刷涂或喷涂以液态涂层形式施用至平屋顶上，并在固化后提供无缝的柔性屋面膜。该技术也称为液态屋面。用于液态屋面的涂料组合物可作为对现有屋面的修补，但其也可施用于无涂层的平屋顶作为柔性屋面膜。大多数液态屋面组合物是基于2K聚氨酯体系或环氧体系。尽管2K体系提供了具有高机械强度的柔性屋面，但其组分在施用前必须立即进行混合，这会承担一定的错误施用风险。除此之外，2K体系非常昂贵，并且包含大量的有机溶剂，该有机溶剂在固化时会蒸发并因此释放到环境中。

用于液态屋面体系的液态2K涂料组合物的环境友好型替代品是包含丙烯酸系聚合物胶乳或聚氨酯分散体作为粘合剂的水基涂料组合物。尽管基于聚氨酯分散体的涂料组合物提供了良好的机械强度和高的柔韧性，但由于单体成本的原因，它们非常昂贵。尽管丙烯酸系聚合物胶乳比聚合物分散体便宜，但所得涂层的机械性能并不总是令人满意。特别地，由此获得的涂层通常不具有足够的拉伸强度和弹性，因此其桥联裂纹的耐受性差。除此之外，现有的用于柔性屋面的水性涂料组合物在其施用时通常需要较长的干燥时间，直至已形成所需的屋面。特别是在阴凉、潮湿或多雨的条件下，这种缺点尤为明显。特别地，阵雨可能会冲刷掉新的涂层。此外，在干燥过程中，始终存在对涂层机械损坏的风险。

US 6,242,515记载了粘合剂组合物，其包含具有羰基的丙烯酸系聚合物胶乳和二羧酸的二酰肼，例如己二酸二酰肼(ADDH)。这些粘合剂用于涂料组合物中以提供高拉伸强度和高柔韧性并降低涂料的吸水率。因此，这些粘合剂可用于柔性屋面的涂料组合物中。然而，由于作业卫生的原因，二羧酸的二酰肼是有问题的。