干燥之后具有柔软触感的水性涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及包含分散的聚合物颗粒的水性涂料组合物，其中(i)分散的聚合物颗粒是在聚氨酯存在下通过至少一种乙烯基单体的自由基聚合而获得的聚氨酯‑乙烯基聚合物杂化颗粒，(ii)杂化颗粒中的聚氨酯和乙烯基聚合物以聚氨酯与乙烯基聚合物的重量比为1∶1至20∶1而存在，(iii)聚氨酯是至少以下组分的反应产物：(a)5至40重量％的至少一种有机双官能异氰酸酯，(b)0.5至4重量％的含离子性或潜在离子性水分散基团的异氰酸酯反应性化合物，其分子量为100至500g/mol，(c)40‑80重量％的至少一种分子量为500至5000的二醇，(d)0至10重量％的至少一种官能度至少为2的活性氢扩链化合物(除了水之外)，(e)0至10重量％的至少一种分子量低于500g/mol的二醇，其中(a)、(b)、(c)、(d)和(e)的量是相对于用于制备聚氨酯的组分(由该组分产生聚氨酯的结构单元)的总量给出，并且其中用于制备聚氨酯的组分中的异氰酸酯基和羟基以范围为0.8∶1至5∶1、优选1.05∶1至5∶1、甚至更优选1.1∶1至3.5∶1的各自摩尔比(NCO∶OH)而存在。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】干燥之后具有柔软触感的水性涂料组合物本专利技术涉及包含氨基甲酸酯-丙烯酸类杂化物的水性涂料组合物、制备这种组合物的方法以及由这种组合物获得的涂层，其中涂层为涂有该组合物的表面提供具有良好透明性的柔软触感，和/或其中涂层具有良好的机械性能，例如抗粘连性和/或良好的阻隔性能，例如耐水性和/或耐咖啡性。长期以来，涂料组合物用于生产具有所需涂层特性的涂料。传统上，涂层具有视觉功能。例如，它们保护打印的产品并完成打印图像。触觉涂层提供额外的性能。触觉性能也接近人的其他感官，并实现多传感营销。感觉和触觉是一种潜意识过程，在材料的感知中被认为是非常重要的。用具有柔软感的饰面涂布表面旨在提供柔软、温暖的触感，还可以赋予物体优质的感觉。可以创建表面，以提供柔软或天鹅绒的感觉或使人想起小山羊皮。奢华和精致是经常用来描述触觉涂层可以产生的效果的词。通常，基材的视觉方面是重要的，因此涂层的透明度是至关重要的。具有无光泽但透明的涂层，可显著提高印刷材料的颜色。例如，当应用无光泽的柔软触感涂层时，深色的调色板将显得更加柔和、精致。木质基材也可以通过使用这些涂料来保持自然的印象。尽可能平的运行行为、良好的抗磨损性和非常好的抗粘连性在这些涂层的应用领域中被认为是重要特性。在涂层具有差的抗粘连性的情况下，两个涂覆表面之间可能存在不期望的粘附。WO2010015494描述了一种基于平均粒径高于600nm和特定(低)酸含量的阴离子聚氨酯水分散体的单组分涂料组合物。要求保护软触性能，但是已经发现，机械性能(如抗粘连性)和阻隔性能(如抗咖啡性)差。如EP1647399、US2008021153、WO2012052406、US2010092766中所述，通过使用双组分涂料组合物作为包含聚异氰酸酯交联剂和水性粘合剂的柔软触感涂层，可以增强机械性能和阻隔性能。然而，这种体系的缺点是适用寿命(potlife)短，有毒多异氰酸酯交联剂的处理，以及异氰酸酯与水的副反应，导致在最终涂层中捕获的二氧化碳气泡。此外，这些双组分体系仍然可能表现出较差的透明度。在本专利技术的上下文中，单组分涂料组合物被理解为这样的涂料组合物，其不需要在干燥时进行交联以获得涂层。因此，施加到基材上的水性涂料组合物不需要含有交联组分以获得涂层，因此单组分涂料组合物的适用寿命比需要加入交联组分以获得涂层的涂料组合物长。本专利技术的目的是提供可作为单组分涂料组合物施用的水性涂料组合物，其可以产生柔软触感的涂层，结合良好的透明性、良好的抗粘连性和/或良好的阻隔性能(如耐水性、耐乙醇性、耐洗涤剂性和/或耐咖啡性)。本专利技术人惊奇地发现，使用氨基甲酸酯-丙烯酸类杂化物可导致柔软触感涂层具有改善的机械性能(如抗粘连性)和/或改善的阻隔性能(如耐水性、耐乙醇性、耐洗涤剂性和/或耐咖啡性)，并且还结合良好的透明性。因此，本专利技术的目的已经通过提供一种在干燥时具有柔软触感的水性涂料组合物来实现，所述水性涂料组合物包含分散的聚合物颗粒，其中(i)分散的聚合物颗粒是在聚氨酯存在下通过至少一种乙烯基单体的自由基聚合获得的聚氨酯-乙烯基聚合物杂化颗粒，(ii)杂化颗粒中的聚氨酯和乙烯基聚合物以聚氨酯与乙烯基聚合物的重量比为1∶1至20∶1而存在，(iii)聚氨酯是至少以下组分的反应产物：(a)5至40重量％的至少一种有机双官能异氰酸酯；(b)0.5至4重量％的含有分子量为100至500g/mol的离子性或潜在离子水性分散基团的异氰酸酯反应性化合物；(c)40-80重量％的至少一种分子量为500至5000且优选玻璃化转变温度为-110℃至+110℃的二醇；(d)0至10重量％的至少一种官能度至少为2的活性氢扩链化合物(除了水之外)；(e)0至10重量％的至少一种分子量低于500g/mol的二醇，其中(a)、(b)、(c)、(d)和(e)的量是相对于用于制备聚氨酯的组分(由该组分产生聚氨酯的结构单元)的总量给出，并且其中用于制备聚氨酯的组分中的异氰酸酯基和羟基以范围为0.8∶1至5∶1、优选1.05∶1至5∶1、甚至更优选1.1∶1至3.5∶1的各自摩尔比(NCO∶OH)而存在。优选地，在干燥时具有柔软触感的水性涂料组合物包含90-99.9重量％分散的聚合物颗粒和0.1-10重量％的表面活性剂(其中量是相对于分散的聚合物颗粒和表面活性剂的总量给出的)。更优选地，水性涂料组合物包含：(A)75-99.7重量％的分散的聚合物颗粒；(B)0.2-15重量％的流变添加剂；(C)0.1-10重量％的表面活性剂；其中(A)、(B)和(C)的量相对于分散的聚合物颗粒、流变添加剂和表面活性剂的总量给出。根据本专利技术的水性涂料组合物包含在聚氨酯(优选水性扩链聚氨酯)存在下通过至少一种乙烯基单体的自由基聚合而获得的分散的聚氨酯-乙烯基聚合物杂化颗粒。杂化颗粒中的聚氨酯和乙烯基聚合物以聚氨酯与乙烯基聚合物的重量比为1∶1至20∶1，优选2∶1至16∶1，甚至更优选3∶1至12∶1，甚至更优选4∶1至12∶1，甚至更优选4∶1至10∶1存在。制备聚氨酯的方法是本领域已知的，并且描述于例如G.Oertel的“聚氨酯手册”(PolyurethaneHandbook)第2版，CarlHanser出版，1994年。聚氨酯(A)可以通过使现有技术中众所周知的方法使至少一种有机多异氰酸酯与至少一种异氰酸酯反应性组分反应而以常规方式制备。异氰酸酯反应性基团包括-OH、-SH、-NH-和-NH2。通常首先形成异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物，然后使用含活性氢的化合物扩链，尽管也可以在没有扩链步骤的情况下制备聚氨酯。存在于本专利技术的水性涂料组合物中的聚氨酯通过至少组分(a)、(b)、(c)和任选的(d)和任选的(e)反应获得。组分(a)组分(a)是至少一种有机双官能异氰酸酯。相对于用于制备聚氨酯的组分的总量，组分(a)的量为5至40重量％，优选10至35重量％。合适的有机双官能异氰酸酯(组分(a))的实例包括亚乙基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环己烷-1，4-二异氰酸酯、4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯(4，4′-H12MDI)、对亚二甲苯基二异氰酸酯、对四甲基二甲苯二异氰酸酯(p-TMXDI)(及其间位异构体m-TMXDI)、1，4-亚苯基二异氰酸酯、氢化2，4-甲苯二异氰酸酯、氢化2，6-甲苯二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(4，4′-MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、3(4)-异氰酸酯基甲基-1-甲基环己基异氰酸酯(IMCI)和1，5-亚萘基二异氰酸酯。优选的有机双官能异氰酸酯是提供改进的低黄化的IPDI和/或H12MDI。可以使用有机双官能异氰酸酯的混合物。方便地，相对于组分(a)的总重量，组分(a)包含至少30重量份、更方便地≥50重量份、最方便地≥70重量份的IPDI。组分(b)组分(b)是含有离子性或潜在离子性水分散基团并具有100-500g/mol的(数均)分子量的至少一种异氰酸酯反应性化合物。相对于用于制备聚氨酯的组分的总量，组分(b)的量为0.5至4重量％，优选0.8至3.2重量％，甚至更优选1至2.5重量％。如本文所用，潜在阴离子性分散基团是指在相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含分散的聚合物颗粒的水性涂料组合物，其中(i)所述分散的聚合物颗粒是在聚氨酯存在下通过至少一种乙烯基单体的自由基聚合获得的聚氨酯‑乙烯基聚合物杂化颗粒，(ii)所述杂化颗粒中的聚氨酯和乙烯基聚合物以聚氨酯与乙烯基聚合物的重量比为1∶1至20∶1，优选2∶1至16∶1，甚至更优选3∶1至12∶1，甚至更优选4∶1至12∶1，甚至更优选4∶1至10∶1而存在，(iii)所述聚氨酯是通过至少以下组分的反应获得的：(a)5至40重量％、优选10至35重量％的至少一种有机双官能异氰酸酯；(b)0.5至4重量％、优选0.8至3.2重量％、甚至更优选1至2.5重量％的含有离子性或潜在离子水性分散基团且分子量为100至500g/mol的异氰酸酯反应性化合物；(c)40至80重量％、优选45至75重量％、甚至更优选50至70重量％的至少一种分子量为500至5000的二醇；(d)0至10重量％、优选0.5至4重量％且更优选1至3重量％的至少一种官能度至少为2的活性氢扩链化合物(除了水之外)；(e)0至10重量％的至少一种分子量低于500g/mol的二醇，其中(a)、(b)、(c)、(d)和(e)的量是相对于用于制备所述聚氨酯的组分的总量给出，由所述用于制备所述聚氨酯的组分产生聚氨酯的结构单元，并且其中用于制备聚氨酯的组分中的异氰酸酯基和羟基以范围为0.8∶1至5∶1、优选1.05∶1至5∶1、甚至更优选1.1∶1至3.5∶1的各自摩尔比(NCO：OH)而存在。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.23 EP 14200188.21.一种包含分散的聚合物颗粒的水性涂料组合物，其中(i)所述分散的聚合物颗粒是在聚氨酯存在下通过至少一种乙烯基单体的自由基聚合获得的聚氨酯-乙烯基聚合物杂化颗粒，(ii)所述杂化颗粒中的聚氨酯和乙烯基聚合物以聚氨酯与乙烯基聚合物的重量比为1∶1至20∶1，优选2∶1至16∶1，甚至更优选3∶1至12∶1，甚至更优选4∶1至12∶1，甚至更优选4∶1至10∶1而存在，(iii)所述聚氨酯是通过至少以下组分的反应获得的：(a)5至40重量％、优选10至35重量％的至少一种有机双官能异氰酸酯；(b)0.5至4重量％、优选0.8至3.2重量％、甚至更优选1至2.5重量％的含有离子性或潜在离子水性分散基团且分子量为100至500g/mol的异氰酸酯反应性化合物；(c)40至80重量％、优选45至75重量％、甚至更优选50至70重量％的至少一种分子量为500至5000的二醇；(d)0至10重量％、优选0.5至4重量％且更优选1至3重量％的至少一种官能度至少为2的活性氢扩链化合物(除了水之外)；(e)0至10重量％的至少一种分子量低于500g/mol的二醇，其中(a)、(b)、(c)、(d)和(e)的量是相对于用于制备所述聚氨酯的组分的总量给出，由所述用于制备所述聚氨酯的组分产生聚氨酯的结构单元，并且其中用于制备聚氨酯的组分中的异氰酸酯基和羟基以范围为0.8∶1至5∶1、优选1.05∶1至5∶1、甚至更优选1.1∶1至3.5∶1的各自摩尔比(NCO：OH)而存在。2.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其中，所述涂料组合物包含：(A)75-99.7重量％的分散的聚合物颗粒；(B)0.2-15重量％的流变添加剂；(C)0.1-10重量％的表面活性剂。3.根据权利要求1或2所述的水性涂料组合物，其中，用于制备所述乙烯基聚合物的乙烯基单体总量的至少30重量％、更优选至少50重量％、甚至更优选至少70重量％选自由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯腈、苯乙烯以及两种或更多种所述单体的混合物组成的组。4.根据前面任意一项权利要求所述的水性涂料组合物，其中，所述二醇(c)的玻璃化转变温度Tg为-110℃至+110℃。5.根据前面任意一项权利要求所述的水性涂料组合物，其中，官能度至少为2的活性氢扩链化合物(d)的量为0.5至10重量％，更优选为1至3重量％，其中在用于制备所述聚氨酯的组分上异氰酸酯基和羟基以1.05∶1至5∶1的各自摩尔比(NCO∶OH)存在。6.根据前面任意一项权利要求所述的水性涂料组合物，其中，所述聚氨酯-乙烯基聚合物杂化颗粒的所述聚氨酯是交联的。7.根据权利要求6所述的水性涂料组合物，其中，交联的聚氨酯是通过进一步加入下列交联剂(f)、(g)和(d′)中的至少一种来制备：(f)1至20重量％、更优选5至15重量％、甚至更优选8至12重量％的至少一种平均官能度>2.3、更优选>2.5的有机多异氰酸酯；(g)1至10重量％、更优选2至7重量％的至少一种分子量为500-5000g/mol且平均官能度至少为2.3、更优选至少2.6、...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗尔·乔纳斯·马里纳斯·斯万斯，罗纳德·坦尼布罗克，格拉达斯·可纳利斯·奥佛比克，保罗·考克·德，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL