水性分散液和包含其的涂料组合物制造技术

本发明专利技术提供一种水性分散液，其能够提供具有早期抗粘连性和良好耐化学性，包括耐水性、耐48％酒精和耐石蜡油性的平衡特性的涂料组合物；其制备方法；和包含其的涂料组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种水性分散液和包含其的涂料组合物。
技术介绍
水性聚合物分散液广泛用于水性涂料组合物(如木器涂料组合物)中。水性涂层必须满足如耐化学性的特性和处理特性的平衡。如厨房、浴室和餐桌的许多应用中的水性木器涂层需要具有良好耐化学性，包括耐水性、耐48％酒精和耐石蜡油性以满足工业要求。此外，水性涂层需要具有令人满意的处理特性。举例来说，根据GB/T23982-2009标准的至少C-0的早期抗粘连性增加生产效率且避免分离在储存、包装和/或运送期间堆叠或彼此接触地放置的两个涂布表面时的潜在涂层损害。但是，耐化学性和早期抗粘连性特性通常彼此不相容。木器涂层达成两种特性的令人满意的平衡通常具挑战性。使用由高含量的软疏水性单体，如丙烯酸2-乙基己酯(例如在大于40重量％的聚合物下)制得的聚合物分散液可提供具有足够耐化学性的木器涂层以满足以上工业要求，但早期抗粘连性不符合要求。由具有高含量的交联剂(例如在大于4重量％聚合物下)的聚合物分散液制得的木器涂层可具有所需早期抗粘连性，但耐化学性不足。因此，期望提供尤其适合于涂料应用的水性聚合物分散液，其提供具有良好耐化学性和令人满意的早期抗粘连性的平衡特性的涂层膜。
技术实现思路
本专利技术提供一种尤其适用于木器涂料应用的新颖水性聚合物分散液。包含此类水性聚合物分散液的涂料组合物能够提供具有良好耐化学性，包括至少4的耐水性水平、和至少4的耐48％酒精水平和至少4的耐石蜡油性水平(根据BS：EN12720：2009方法)的涂层膜。此涂料组合物也提供根据GB/T23982-2009方法具有C-0或更好的早期抗粘连性的涂层膜。在第一方面中，本专利技术为包含以下的水性分散液：(A)共聚物粒子，其中按共聚物的重量计，共聚物包含以下各者作为聚合单元：(i)0.5重量百分比(重量％)到2重量％的烯丙醚磷酸酯功能单体；(ii)0.1重量％到10重量％的烯系不饱和羟基功能单体；(iii)0.1重量％到10重量％的自交联单体；(iv)0.01重量％到1.5重量％具有至少一个烷氧基硅烷官能团的烯系不饱和单体；(v)28重量％到46重量％的(甲基)丙烯酸酯C6-C22烷基酯非离子疏水性单体；和(vi)包含除单体(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)以外的至少一种疏水性单体和至少一种亲水性单体的烯系不饱和非离子单体；其中疏水性单体与亲水性单体的重量比为0.5到2.0；(B)按共聚物的重量计0.3重量％到5重量％的烷基乙氧基化磷酸酯或烷基苯酚乙氧基化磷酸酯表面活性剂；和(C)按共聚物的重量计0到10重量％含有至少两个-NH2或-NH-官能团的化合物，或每分子含有至少两个酰肼基团的多官能羧酸酰肼。在第二方面中，本专利技术为包含以下的水性分散液：(A)共聚物粒子，其中按共聚物的重量计，共聚物包含以下各者作为聚合单元：(i)0.5重量％到1.5重量％的烯丙醚磷酸酯功能单体；(ii)0.1重量％到3重量％的烯系不饱和羟基功能单体；(iii)1重量％到3重量％的二丙酮丙烯酰胺；(iv)0.1重量％到1.3重量％具有下式的烯系不饱和烷氧基硅烷功能单体：其中R5、R6和R7各自独立地选自由烷氧基和烷基组成的群组，其条件是存在至少一个烷氧基，n为0到4的整数，且Y为选自乙烯基、甲基丙烯酰氧基或其混合物的基团；(v)32重量％到40重量％的丙烯酸2-乙基己酯；和(vi)烯系不饱和非离子单体，其包含除单体(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)以外的至少一种选自苯乙烯或经取代苯乙烯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯或其混合物的疏水性单体；和至少一种选自(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸、丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或其混合物的亲水性单体；其中疏水性单体与亲水性单体的重量比为0.5到2.0；(B)按共聚物的重量计0.8重量％到1.7重量％的烷基乙氧基化磷酸酯或烷基苯酚乙氧基化磷酸酯表面活性剂；和(C)按共聚物的重量计0.5重量％到1.5重量％的己二酸二酰肼。在第三方面中，本专利技术为包含第一或第二方面的水性分散液的涂料组合物。在第四方面中，本专利技术为制备第一或第二方面的水性分散液的方法。所述方法包含：(I)在0.3重量％到5重量％的烷基乙氧基化磷酸酯或烷基苯酚乙氧基化磷酸酯表面活性剂存在下通过自单体的乳液聚合形成共聚物粒子，其中按单体的总重量计，单体包含：(i)0.5重量％到2重量％的烯丙醚磷酸酯功能单体；(ii)0.1重量％到10重量％的烯系不饱和羟基功能单体；(iii)0.1重量％到10重量％的自交联剂；(iv)0.01重量％到1.5重量％的烯系不饱和烷氧基硅烷功能单体；(v)28重量％到46重量％的(甲基)丙烯酸酯C6-C22烷基酯非离子疏水性单体；和(vi)包含除单体(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)以外的至少一种疏水性单体和至少一种亲水性单体的烯系不饱和非离子单体，其中疏水性单体与亲水性单体的重量比为0.5到2.0；和(II)添加按共聚物的重量计0到10重量％含有至少两个-NH2或-NH-官能团的化合物，或每分子含有至少两个酰肼基团的多官能羧酸酰肼。具体实施方式使用术语“(甲基)”后跟另一术语，如(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或其混合物。在本专利技术中，“疏水性单体”是指具有≥2.20的汉施值(Hanschvalue)的单体。在本专利技术中，“亲水性单体”是指具有＜2.20的汉施值的单体。在本文中，汉施值可通过由A.J.Leo在《化学评论(Chem.Rev.)》，93(4)：1281-1306(1993)中描述的方法测定。本专利技术的水性分散液包含共聚物粒子。适用于本专利技术的共聚物可包含(i)一或多种烯丙醚磷酸酯功能单体作为聚合单元。烯丙醚磷酸酯功能单体可呈酸形式、呈盐形式或呈中和形式，或可为部分酸性和部分中和的。适用于本专利技术的烯丙醚磷酸酯功能单体可具有下式(I)：[CH2＝CH-CH2-R1-O]xP(＝O)(OM1)3-x(I)其中R1为键联二价基团，x为介于1到2范围内的平均数，且每一M独立地包含氢原子或阳离子型相对离子。R1可为具有2到20个碳原子或(聚)氧基亚烷基的二价亚烷基。在一些实施例中，R1为(聚)氧基亚烷基。适合(聚)氧基亚烷基的实例包括-[O-CH2-CH2]n-、-[O-CH2-CH(CH3)]n-、-[O-CH(CH3)CH2]n-或其组合，其中n为1到10，且优选地2到6的平均数。在优选实施例中，R1为-[O-CH2-CH2]n-，其中n为介于2到10范围内的平均数。数目x可为1.0到1.5。在一些实施例中，M1为阳离子型相对离子，例如NH4+、Na+或K+。烯丙醚磷酸酯功能单体可式(I)的单磷酸酯(当x为1时)和式(I)的磷酸二酯(当x为2时)的混合物。适合的可商购烯丙醚磷酸酯功能单体包括例如购自Solvay的SIPOMERTMCOPS-3烯丙醚磷酸酯铵盐。适用于本专利技术的共聚物可包含按共聚物的重量计0.5重量％或更多或甚至0.7重量％或更多，且同时2重量％或更少或甚至1.5重量％或更少的共聚合烯丙醚磷酸酯功能单体。适用于本专利技术的共聚物可进一步包含(ii)一或多种烯系不饱和羟基功能单体作为聚合单元。适用于本专利技术的烯系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性分散液，其包含：(A)共聚物粒子，其中按共聚物的重量计，所述共聚物包含以下各者作为聚合单元：(i)0.5重量％到2重量％的烯丙醚磷酸酯功能单体；(ii)0.1重量％到10重量％的烯系不饱和羟基功能单体；(iii)0.1重量％到10重量％的自交联单体；(iv)0.01重量％到1.5重量％具有至少一个烷氧基硅烷官能团的烯系不饱和单体；(v)28重量％到46重量％的(甲基)丙烯酸酯C6‑C22烷基酯非离子疏水性单体；和(vi)包含除单体(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)以外的至少一种疏水性单体和至少一种亲水性单体的烯系不饱和非离子单体；其中所述疏水性单体与所述亲水性单体的重量比为0.5到2.0；(B)按所述共聚物的重量计0.3重量％到5重量％的烷基乙氧基化磷酸酯或烷基苯酚乙氧基化磷酸酯表面活性剂；和(C)按所述共聚物的重量计0到10重量％含有至少两个‑NH2或‑NH‑官能团的化合物，或每分子含有至少两个酰肼基团的多官能羧酸酰肼。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种水性分散液，其包含：(A)共聚物粒子，其中按共聚物的重量计，所述共聚物包含以下各者作为聚合单元：(i)0.5重量％到2重量％的烯丙醚磷酸酯功能单体；(ii)0.1重量％到10重量％的烯系不饱和羟基功能单体；(iii)0.1重量％到10重量％的自交联单体；(iv)0.01重量％到1.5重量％具有至少一个烷氧基硅烷官能团的烯系不饱和单体；(v)28重量％到46重量％的(甲基)丙烯酸酯C6-C22烷基酯非离子疏水性单体；和(vi)包含除单体(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)以外的至少一种疏水性单体和至少一种亲水性单体的烯系不饱和非离子单体；其中所述疏水性单体与所述亲水性单体的重量比为0.5到2.0；(B)按所述共聚物的重量计0.3重量％到5重量％的烷基乙氧基化磷酸酯或烷基苯酚乙氧基化磷酸酯表面活性剂；和(C)按所述共聚物的重量计0到10重量％含有至少两个-NH2或-NH-官能团的化合物，或每分子含有至少两个酰肼基团的多官能羧酸酰肼。2.根据权利要求1所述的水性分散液，其中按所述共聚物的重量计，所述共聚物包含以下各者作为聚合单元：(i)0.5重量％到1.5重量％的烯丙醚磷酸酯功能单体；(ii)0.1重量％到5重量％的烯系不饱和羟基功能单体；(iii)1重量％到5重量％的自交联剂；(iv)0.1重量％到1.3重量％具有至少一个烷氧基硅烷官能团的烯系不饱和单体；(v)32重量％到40重量％的(甲基)丙烯酸酯C6-C22烷基酯非离子疏水性单体；和(vi)烯系不饱和非离子单体。3.根据前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述烯系不饱和羟基功能单体选自(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯或其混合物。4.根据前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述自交联剂为二丙酮丙烯酰胺。5.根据前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述烯系不饱和单体具有至少一个具有以下结构的烷氧基硅烷官能团：其中R5、R6和R7各自独立地选自由烷氧基和烷基组成的群组，其条件是存在至少一个烷氧基，n为0到4的整数，且Y为选自乙烯基、甲基丙烯酰氧基或其混合物的基团。6.根据前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述烯系不饱和单体具有至少一个选自以下的烷氧基硅烷官能团：乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或其混合物。7.根据前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述(甲基)丙烯酸酯C6-C22烷基酯非离子疏水性单体为丙烯酸2-乙基己酯。8.根据前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中(vi)所述疏水性单体选自苯乙烯或经取代苯乙烯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯或其混合物；且所述亲水性单体选自(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸、丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺或其混合物。9.根据前述权利要求中任一项所述的水性分散液，其中所述烯丙醚磷酸酯功能单体具有以下结构：[CH2＝CH-CH2-R1-O]xP(＝O)(OM1)3-x(I)...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·杨，Y·徐，B·郑，B·沈，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US