水性涂料组合物制造技术

一种水性涂料组合物，其具有良好冻融稳定性并且提供具有良好抗污染性的涂料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性涂料组合物
本专利技术涉及一种零或低挥发性有机化合物(VOC)水性涂料组合物。
技术介绍
水性或水基涂料组合物由于较少的环境问题变得比溶剂基涂料组合物越来越重要。涂层行业始终对开发没有或具有显著降低的VOC含量的涂料组合物，例如每升的涂料组合物包含不大于5克(g)的VOC的水性涂料组合物感兴趣。然而，水性涂料组合物，特别是低VOC油漆和胶乳分散体，通常受缺乏冻融(F/T)稳定性的困扰，特别是在运输和储存期间。将常规防冻剂添加到涂料组合物可达到冻融稳定性。这些常规防冻剂的实例包括乙二醇(EG)、丙二醇(PG)、二乙二醇和低沸点聚结剂。然而，零或低VOC要求意味着必须减少或消除可使用的这些二醇衍生物或低沸点聚结剂的水平。最近开发的对VOC含量没有贡献的防冻剂，如聚乙二醇(PEG)和三苯乙烯基苯酚乙氧基化物可用于改进涂料组合物的F/T稳定性。举例来说，欧洲专利第2,703,434号公开使用烷氧基化三苯乙烯基苯酚或烷氧基化三丁基苯酚用于改进胶乳分散体和涂料配制物的冻融稳定性。不利的是，添加这些化合物损害所得涂料的抗污染性。一些高端应用要求涂料的总污渍去除分数至少为60，如根据GB/T9780-2013方法测量。因此，需要开发满足零或低VOC要求并且提供F/T稳定涂料组合物而不牺牲由其获得的涂料的抗污染性的水性涂料组合物。
技术实现思路
本专利技术使用特定多元醇作为用于包含特定丙烯酸乳液聚合物的水性涂料组合物的防冻剂。本专利技术的水性涂料组合物得到良好冻融稳定性并且提供具有如由根据GB/T9780-2013方法至少60的总污渍去除评分指示的良好抗污染性的涂料。同时，水性涂料组合物具有零或低VOC，即，如根据GB18582-2008方法所测量5g/LVOC或更少。本文GB/T9780-2013方法为2013年11月27日发布的2014年8月1日生效的用于建筑涂料和油漆的膜的耐积尘性和污渍去除测试方法的国家标准。本文GB18580-2008方法为2008年4月1日发布的2008年10月1日生效的室内装饰和修整材料-内部建筑涂料的危害物质的限制的国家标准。GB/T9780-2013和GB18582-2008方法由中华人民共和国质量监督检验检疫总局和中华人民共和国标准化管理局公布。在第一方面，本专利技术为一种VOC含量为5g/L或更少的水性涂料组合物，其包含：丙烯酸乳液聚合物，其包含作为聚合单元的可聚合表面活性剂；和数均分子量为350到1,900的聚氧化丙烯多元醇。在第二方面，本专利技术为一种制备第一方面的水性涂料组合物的方法。方法包含：将丙烯酸乳液聚合物与聚氧化丙烯多元醇混合以形成水性涂料组合物；其中丙烯酸乳液聚合物包含作为聚合单元的可聚合表面活性剂；并且聚氧化丙烯多元醇的数均分子量为350到1,900。在第三方面，本专利技术为一种赋予丙烯酸乳液聚合物冻融稳定性的方法，其包含将丙烯酸乳液聚合物与数均分子量为350到1,900的聚氧化丙烯多元醇混合，其中丙烯酸乳液聚合物包含作为聚合单元的可聚合表面活性剂。具体实施方式本专利技术中的“丙烯酸”包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈和其改性形式，如(甲基)羟基烷基丙烯酸酯。在整篇文件中，词语片段“(甲基)丙烯酰基”是指“甲基丙烯酰基”和“丙烯酰基”。举例来说，(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸和丙烯酸，并且(甲基)丙烯酸甲酯是指甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯。在本专利技术中的“玻璃化转变温度”或“Tg”可通过各种技术包括例如差示扫描量热法(“DSC”)测量或通过使用福克斯方程式计算。本文报告的Tg的特定值为通过使用福克斯方程式(T.G.Fox，《美国物理学会通报(Bull.Am.PhysicsSoc.)》，第1卷，第3期，第123页(1956))计算的那些。举例来说，为了计算单体M1和M2的共聚物的Tg，其中Tg(calc.)为针对共聚物计算的玻璃化转变温度，W(M1)为单体M1在共聚物中的重量分数，w(M2)为单体M2在共聚物中的重量分数，Tg(M1)为M1的均聚物的玻璃化转变温度，并且Tg(M2)为M2的均聚物的玻璃化转变温度，所有温度均以K为单位。均聚物的玻璃转化温度可见于例如“聚合物手册(PolymerHandbook)”，由J.Brandrup和E.H.Immergut编，国际科学出版社(IntersciencePublishers)。本专利技术的水性涂料组合物可包含一种或多种丙烯酸乳液聚合物。本文“丙烯酸乳液聚合物”是指包含作为聚合单元的一种或多种丙烯酸单体或其与其它单体包括例如苯乙烯或经取代的苯乙烯的混合物的乳液聚合物。适用于本专利技术的丙烯酸乳液聚合物可包含作为聚合单元的一种或多种烯系不饱和非离子单体。本文中的“非离子单体”是指不具有在pH＝l-14之间的离子电荷的单体。合适的烯系不饱和非离子单体的实例包括(甲基)丙烯酸酯单体，如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸异癸脂、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸羟乙基酯和甲基丙烯酸羟丙酯；(甲基)丙烯腈；苯乙烯和经取代的苯乙烯如α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯；丁二烯；乙烯、丙烯和1-癸烯；乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯和其它乙烯基酯；乙烯基单体，如氯乙烯和偏二氯乙烯；或其混合物。优选的烯系不饱和非离子单体选自苯乙烯、丙烯酸丁酯或其混合物。以丙烯酸乳液聚合物的干重计，丙烯酸乳液聚合物可包含作为聚合单元的60重量％或更多、80重量％或更多，或甚至90重量％或更多，并且同时99.9重量％或更少、97重量％或更少，或甚至95重量％或更少的烯系不饱和非离子单体。适用于本专利技术的丙烯酸乳液聚合物可进一步包含作为聚合单元的一种或多种具有一种或多种官能团的烯系不饱和单体。官能团可选自羰基、乙酰乙酸、烷氧基硅烷、脲基、酰胺、酰亚胺、氨基、羧基、磷基或其组合。这类含官能团烯系不饱和单体的实例可包括α、β-烯系不饱和羧酸，包括带有酸的单体，如甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、顺丁烯二酸或反丁烯二酸；或带有酸形成基团(其产生或随后可转化成此类酸基团)的单体(如酸酐、(甲基)丙烯酸酸酐或马来酸酐)；乙烯基膦酸、烯丙基膦酸、(甲基)丙烯酸磷酸烷基酯，如(甲基)丙烯酸磷酸乙酯、(甲基)丙烯酸磷酸丙酯、(甲基)丙烯酸磷酸丁酯或其盐；2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸；2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸的钠盐；2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸的铵盐；乙烯基磺酸钠；烯丙醚磺酸钠盐；等等；二丙酮丙烯酰胺(DAAM)、乙酰乙酰氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、乙酰乙酰氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、乙酰乙酰氧基丁基(甲基)丙烯酸酯、2，3-二(乙酰乙酰氧基)(甲基)丙烯酸丙酯、乙酰乙酸烯丙酯，或乙酰乙酸乙烯酯；单取代的(甲基)丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-2-乙基己基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺或其混合物。优选的含官能团烯系不饱和单体包括芳基酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VOC含量为5g/L或更少的水性涂料组合物，其包含丙烯酸乳液聚合物，其包含作为聚合单元的可聚合表面活性剂；和数均分子量为350到1,900的聚氧化丙烯多元醇。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种VOC含量为5g/L或更少的水性涂料组合物，其包含丙烯酸乳液聚合物，其包含作为聚合单元的可聚合表面活性剂；和数均分子量为350到1,900的聚氧化丙烯多元醇。2.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其中以所述水性涂料组合物的总重量计，所述聚氧化丙烯多元醇的存在量为0.3重量％到1.9重量％。3.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其进一步包含含环氧基的聚硅氧烷低聚物。4.根据权利要求1至3中任一项所述的水性涂料组合物，其中所述可聚合表面活性剂具有式(I)的结构，其中R1为经烷基取代的苯基；经烷基苯取代的苯基；具有1到20个碳原子的烷基；-CH2OCH2CH(CH2OR4)-，其中R4为C1-C20烷基；羧基；或-CH2OCH2CHR5-，其中R5为C1-C20烷基或经烷基取代的苯基；R2为氢或C1-C20烷基；R3为氢或C1-C20烷基；A表示具有2到4个碳原子的亚烷基或经取代亚烷基；n为在0到1,000范围内的整数；并且X表示氢或选自以下的阴离子亲水基：-(CH2)a-SO3M、-(CH2)b-COOM、-PO3M2、-P(Z)O2M或-CO-CH2-CH(SO3M)-COOM，其中a和b各自独立地为0到4的整数，Z表示通过从所述通式(I)去除X获得的残基，并且M各自表示氢、碱金属原子、碱土金属原子、铵残基或烷醇胺残基。5.根据权利要求1至3中任一项所述的水性涂料组合物，其中所述可聚合表面活性剂具有式(II)的结构，其中R1为具有1到4个碳原子的烷基，R2为经烷基取代的苯基，m1为0或1，并且m2为0、1、2或3；并且其中R2为氢或C1-C20烷基，R3为氢或C1-C20烷基，A表示具有2到4个碳原子的亚烷基或经取代亚烷基，n为在0到1,000范围内的整数，并且X表示氢或选自以下的阴离子亲水基：-(CH2)a-SO3M、-(CH2)b-COOM、-PO3M2、-P(Z)O2M或-CO-CH2-CH(SO3M)-COOM，其中a和b各自独立地为0到4的整数，Z表示通过从所述通式(I)去除X获得的残基，并且M各自表示氢、碱金属原子、碱土金属原子、铵残基或烷醇胺残基。6.根据权利要求3所述的水性涂料组合物，其中所述含环氧基的聚硅氧烷低聚物具有式(IV)的结构，其中R”为-CH2CH2CH2-并且p为0到4的整数。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱镇，赵亚光，许建明，张庆伟，李伟，L·李，
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