具有改进的与脆性表面粘附性的含水涂料组合物制造技术

本发明专利技术提供一种具有改进的与脆性表面粘附性的含水涂料组合物。该含水涂料组合物包括许多聚合物颗粒，颗粒的粒径小于１２０纳米并且含有至少两种聚合物，其中一种聚合物含有作为聚合单元的酸官能单体、水溶性单体或两者。任选地，含水涂料组合物包括非离子表面活性剂。此外，还提供用本发明专利技术含水涂料组合物改进与脆性表面粘附性的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有改进的与脆性表面粘附性的含水涂料组合物                     专利
本专利技术涉及含水涂料组合物，该组合物提供改进的与脆性表面例如粉化并风化的漆面和圬工表面的粘附性，本专利技术还涉及在脆性表面上制备涂层的方法。                     
技术介绍
将涂料通常涂覆在多孔且不牢固的表面上，即经受磨损的表面上，诸如已风化到一定程度的涂料的粉化表面，所谓风化到一定程度的涂料粉化表面是指固结不良的颜料在涂层上形成的表面层，以及被风化或未风化的、具有不良固结表面的圬工表面。涂覆涂料的基底表面可全部为脆性的或可仅部分为脆性的。对用涂膜器来说该基底存在着这样的问题，即在不用该机理进行限制的情况下，含水涂料组合物不能透过脆性表面或脆性表面区域的不牢固界面层，不能在不牢固的表面下充分地得到具有与基底所需粘附性的干涂层。US-A-4771100公开了在制备用作涂料的含约0.1～10重量％共聚羧酸单体、粒径为889～1091埃的单级乳胶中使用乙氧基化脂肪胺。在文献中没有披露将这些单级胶乳与乙氧基化脂肪胺结合使用以改进与脆性表面的粘合性。US-A-5035944公开了一种处理表面以使涂料在光泽性和硬度方面具有优异外观质量的方法，这些要处理的表面包括木材，塑料和水泥基底的表面。基底用含水涂料组合物进行处理，所述含水涂料组合物含有尺寸为20～70纳米的聚合物颗粒并在分离相中至少具有两种互不相容的共聚物。颗粒外部主相所含共聚物的Tg明显要比组成颗粒内部(核)主相共聚物的Tg要低。优选外相共聚物具有小于35℃的低Tg，而内(核)相共聚物具有至少为45℃的高Tg。外相共聚物的重均分子量(Mw)为50000～10000000，而颗粒内(核)相共聚物的Mw为-->1000000～10000000。通过用软的、可流动的外相聚合物(即Tg接近或低于室温，并且Mw低至50000)在室温条件下包裹硬的内(核)相聚合物(即，Tg在室温以上，并且分子量至少为1000000)，所述颗粒就可实现硬度的改进，同时还可保持良好的成膜性能。在文献中没有披露使用这些多级乳胶来改进与脆性表面的粘附性。                    专利技术概述我们迄今已制备出含水涂料组合物，包括分散在其中的许多聚合物颗粒，这些颗粒的平均粒径小于120纳米，每个聚合物颗粒包括至少一种聚合物A和至少一种聚合物B。聚合物A含有作为聚合单元的基本量的酸官能单体，水溶性单体或两者。在聚合物B中含有的作为聚合单元的酸官能单体、或水溶性单体或两者的总量要少于聚合物A中所含的总量。我们惊奇的发现：与其中聚合物颗粒是在单一聚合阶段中制备的含水涂料组合物相比，这些组合物具有改进的与粉化、风化表面的粘附性。我们还发现：对于含有许多聚合物颗粒，其中每个颗粒包括至少一种聚合物A和至少一种聚合物B的含水涂料组合物来说，观察到非离子表面活性剂的存在进一步改进了与粉化、风化表面的粘附性。在这里，以引号圈起的这些术语定义如下：“脆性表面”指的是多孔的不牢固且遭受磨损的表面，它包括：已风化到一定程度的粉化涂料表面，所谓风化到一定程度的粉化涂料表面是指固结不良的颜料在涂层上形成的表面层；被风化或未风化的具有不良固结表面的圬工表面；壁板；风化的未涂覆的木材；和石膏。“聚合阶段”指的是一段时间间隔，在该时间内单体或单体的混合物聚合形成聚合物。“聚合颗粒”的平均粒径小于120nm，并大量存在(即，以“许多聚合物颗粒”的形式存在)，它是通过乳液聚合法在两个或多个聚合阶段制备的，至少一个聚合阶段生成“聚合物A”，并且至少一个聚合阶段生成聚合物B”；“聚合物A”的特征在于，与“聚合物B”相比，它具有较高的酸-->值，或它是由含有5～99.5％的至少一种水溶性单体的单体混合物制备的，或者两者皆有；“水溶性”指的是基于水的重量计，单体具有8％重量或更高的水溶解度，由QSAR法计算(见下表A)。“酸值”是聚合物中所含的酸官能度含量的恰当表示。“酸值”被限定为中和1克聚合物固体中的游离酸所需的氢氧化钾的毫克数。本专利技术涉及具有改进的与脆性表面粘附性的含水涂料组合物，该涂料组合物包括许多聚合物颗粒，每个所述颗粒包括：(a)至少一种聚合物A，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，其中所述聚合物A是一种乳液聚合物，它基本上由下述成分组成：         (i)至少一种共聚的烯键式不饱和非离子单体，其水         溶解度小于8％重量，以水的重量计；和         (ii)至少一种共聚的酸单体，以使所述聚合物A的酸         值为13～260；以及(b)至少一种聚合物B，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，其中所述聚合物B为乳液聚合物，它包括作为聚合单元的至少一种烯键式不饱和非离子单体，其中所述颗粒的平均粒径小于120nm。本专利技术的第二方面涉及具有改进的与脆性表面粘附性的含水涂料组合物，该涂料组合物包括许多聚合物颗粒，每个所述颗粒包括：(a)至少一种聚合物A，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，其中所述聚合物A是一种乳液聚合物，包括：         (i)以所述聚合物A的重量计，5～99.5％重量的至少         一种共聚的烯键式不饱和第一非离子单体，其水溶解         度为8％重量或更高，以水的重量计；         (ii)以所述聚合物A的重量计，0～94.5％重量的至         少一种共聚的烯键式不饱和第二非离子单体，其水溶         解度小于8％重量，以水的重量计；和-->         (iii)至少一种共聚的酸单体，以使所述聚合物A的         酸值为3～100；以及(b)至少一种聚合物B，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，其中所述聚合物B为乳液聚合物，它包括作为聚合单元的至少一种烯键式不饱和非离子单体，其中所述颗粒的平均粒径小于120nm。本专利技术的第三方面涉及在脆性表面上制备涂层的方法，包括：(1)向所述脆性表面上涂覆一层包括许多聚合物颗粒的含水涂料组合物，每个所述颗粒包括：  (a)至少一种聚合物A，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，  其中所述聚合物A是一种乳液聚合物，它基本上由下述成分组  成：         (i)至少一种共聚的烯键式不饱和非离子单体，其水         溶解度小于8％重量，以水的重量计；和         (ii)至少一种共聚的酸单体，以使所述聚合物A的酸         值为13～260；以及  (b)至少一种聚合物B，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，  其中所述聚合物B为乳液聚合物，它包括作为聚合单元的至少  一种烯键式不饱和非离子单体，其中所述颗粒的平均粒径小于120nm；以及(2)干燥所述涂料组合物。本专利技术的第四方面涉及在脆性表面上制备涂层的方法，包括：(1)向所述脆性表面上涂覆一层包括许多聚合物颗粒的含水涂料组合物，每个所述颗粒包括：  (a)至少一种聚合物A，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，  其中所述聚合物A是一种乳液聚合物，包括：         (i)以所述聚合物A的重量计，5～99.5％重量的至少         一种共聚的烯键式不饱和第一非离子单体，其水溶解 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有改进的与脆性表面粘附性的含水涂料组合物，包括许多聚合物颗粒，每个所述颗粒包含： （ａ）至少一种聚合物Ａ，其玻璃化转变温度为－２０℃～１００℃，其中所述聚合物Ａ是一种乳液聚合物，它基本上由下述成分组成： （ｉ）至少一种共聚的烯键式不饱和非离子单体，其水溶解度小于８％重量，以水的重量计；和 （ｉｉ）至少一种共聚的酸单体，以使所述聚合物Ａ的酸值为１３～２６０；以及 （ｂ）至少一种聚合物Ｂ，其玻璃化转变温度为－２０℃～１００℃，其中所述聚合物Ｂ为乳液聚合物，它包括作为聚合单元的至少一种烯键式不饱和非离子单体， 其中所述颗粒的平均粒径小于１２０ｎｍ。

【技术特征摘要】
US 2000-10-11 60/239,4581.一种具有改进的与脆性表面粘附性的含水涂料组合物，包括许多聚合物颗粒，每个所述颗粒包含：(a)至少一种聚合物A，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，  其中所述聚合物A是一种乳液聚合物，它基本上由下述成分  组成：        (i)至少一种共聚的烯键式不饱和非离子单体，其水        溶解度小于8％重量，以水的重量计；和        (ii)至少一种共聚的酸单体，以使所述聚合物A的酸        值为13～260；以及(b)至少一种聚合物B，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，其中所述聚合物B为乳液聚合物，它包括作为聚合单元的至少一种烯键式不饱和非离子单体，其中所述颗粒的平均粒径小于120nm。2.根据权利要求1的含水涂料组合物，其中，所述聚合物A的酸值为26～195。3.根据权利要求1的含水涂料组合物，其中所述聚合物A的存在量为10～95％重量，以所述颗粒的总重量计。4.根据权利要求1的含水涂料组合物，其中所述聚合物A的存在量为30～70％重量，以所述颗粒的总重量计。5.根据权利要求1的含水涂料组合物，其中所述颗粒的平均粒径小于80纳米。6.根据权利要求1的含水涂料组合物，进一步包括至少一种非离子表面活性剂，作为所述表面活性剂干重，含量为0.25～10重量％，以所述颗粒的总干重计。7.根据权利要求6的含水涂料组合物，其中所述非离子表面活性剂选自烷基酚烷氧基化物，烷氧基化胺，烷基醇烷氧基化物和其混合物。8.一种具有改进的与脆性表面粘附性的含水涂料组合物，包括许多聚合物颗粒，每个所述颗粒包含：(a)至少一种聚合物A，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，   其中所述聚合物A是一种乳液聚合物，包括：        (i)以所述聚合物A的重量计，5～99.5％重量的至少        一种共聚的烯键式不饱和第一非离子单体，其水溶解        度为8％重量或更高，以水的重量计；        (ii)以所述聚合物A的重量计，0～94.5％重量的至        少一种共聚的烯键式不饱和第二非离子单体，其水溶        解度小于8％重量，以水的重量计；和        (iii)至少一种共聚的酸单体，以使所述聚合物A的        酸值为3～100；以及(b)至少一种聚合物B，其玻璃化转变温度为-20℃～100℃，   其中所述聚合物B为乳液聚合物，它包括作为聚合单元的至   少一种烯键式不饱和非离子单体，其中所述颗粒的平均粒径小于120nm。9.根据权利要求8的含水涂料组合物，其中所述聚合物A的酸值为3～26。10.根据权利要求8的含水涂料组合物，其中所述聚合物A的存在量为10～95％重量，以所述颗粒的总...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS吉布哈德，KA克兹斯基，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]