[发明专利]丙烯酸改性水性醇酸分散液

说明书

                        发明背景

发明领域

本发明涉及一种丙烯酸改性水性醇酸分散液在水中的水基胶乳。这样的丙烯酸改性水性醇酸可用于多种多样的涂料组合物中。

相关技术说明

近年来，涂料工业已经做出了颇多努力来开发低或零VOC含量涂料配方。限制工业涂料的VOC含量的法规有利于研究与开发，以探索减少汽车、电器、一般金属、家具等工业溶剂基涂料作业的溶剂排放所涉及的新技术。一种技术涉及用水代替有机溶剂，而且由于可得性、成本和环境可接受性等明显理由而特别有益。然而，虽然从有机溶剂基组合物向水基组合物的转变带来了健康与安全效益，但水基涂料组合物必须达到或超过从溶剂基组合物预期的性能标准。达到或超过此类性能标准的需要，表明要重视用于水基涂料组合物中的水性聚合物分散液的特征和性能。

水性聚合物分散液一直是从如下三种初级工业成膜聚合物类型中的每一种制备的：聚酯类，丙烯酸类，和醇酸类。这三种聚合物类型中，水性醇酸树脂显示出比水性聚酯或丙烯酸树脂显著高的贮存稳定性和涂布稳定性。此外，由于其低分子量，醇酸树脂也显示出格外的成膜能力，从而使最终涂布膜有非常高的光泽。如同用传统的溶剂基醇酸一样，抗性性能是通过该醇酸膜的自氧化交联来展现的。然而，虽然醇酸聚合物已经显示出并继续显示出希望，但它们的“干燥”和/或固化时间相当慢，尤其在常温下更是如此。在针对此类关注的尝试中，水性醇酸与相对高分子量丙烯酸聚合物的混合物已经受到颇多注意。

美国专利4,413,073描述了一种包含一种预生成聚合物和至少一种就地生成聚合物的成膜聚合物的微粒(“多聚合物微粒”)的水基分散液制备方法。该分散液是在其HLB为至少8的两亲性稳定化合物的存在下制备的，且其亲油部分包含至少一个烯键不饱和。这种水分散液可用来作为涂料组合物的一种成膜成分。

美国专利4,451,596描述了用于水可稀释漆体系的水可稀释醇酸和丙烯酸酯树脂。也描述了一种基于醇酸和丙烯酸树脂的水可稀释树脂制剂的制备方法。

欧洲专利申请0 555 903描述了一种不饱和脂肪酸官能化聚酯的水可分散混合聚合物。此外，也描述了用于高固体含量水基涂料组合物的这样一种混合聚合物的水分散液，和用此类涂料组合物产生的涂膜。

PCT申请WO 95/02019描述了一种用水分散的风干树脂的乳液，和此类乳液的制备方法。也描述了一种醇酸树脂和一种丙烯酸树脂的混合乳液。

这些以前混合物的丙烯酸聚合物要么是非反应性的，要么具有能像醇酸树脂中存在的类似基团那样与蜜胺-甲醛树脂等氨基塑料反应且只在高温下反应的反应性基团(如羟基基团)。

发明概要

本发明的一个方面是一种丙烯酸改性水性醇酸树脂的水基胶乳。该丙烯酸改性水性醇酸树脂是从至少一种潜在氧化性官能(LOF)丙烯酸单体在一种水性醇酸的存在下聚合得到的一种混合树脂，使得所得到的混合树脂具有潜在氧化性官能度。本发明也提供一种通过使从至少一种LOF丙烯酸单体在一种水性醇酸的存在下聚合得到的一种混合树脂聚合来制备此类水基胶乳的方法，使得所得到的混合树脂具有潜在氧化性官能度。本发明进一步提供含有本发明水基胶乳的涂料组合物。

发明详细说明

本发明提供一种丙烯酸改性水性醇酸树脂的水基胶乳。在一种具体实施方案中，该胶乳提供从至少一种有潜在氧化性官能(LOF)的丙烯酸单体在一种水性醇酸的存在下聚合得到的一种混合树脂的一种稳定乳液，使得该丙烯酸单体保留足够量的LOF基团用于在成膜后或成膜时与其它LOF基团或醇酸官能度进一步反应。本发明的胶乳当在室温或稍高于室温的温度下贮存时是稳定的。本发明的胶乳能影响成膜时的交联。这样的胶乳膜或涂膜可以在常温下热固化或光化学固化。

在本发明的水基胶乳中，丙烯酸改性水性醇酸树脂一般以分散于水中的微粒形式存在。这些微粒一般是球形的。这些微粒可以是结构性的或非结构性的。结构性微粒包括但不限于芯/壳微粒和梯度微粒。芯/壳聚合物微粒也可以制备成多瓣形式、花生壳形式、橡子形式、或悬钩子形式。这样的微粒中更好的是芯部分占所述微粒总重量的约20～约80％(重量)，壳部分占该微粒总重量的约80～约20％(重量)。

这种混合胶乳的平均粒度范围可为约25～约500nm。较好的粒度范围是约50～约300nm，更好的是约100～250nm。该混合胶乳微粒一般是球形的。