辐照可固化组合物制造技术

本发明专利技术是含有胶乳聚合物乳化液和多官能团（甲基）丙烯酸酯的水基、紫外线可固化的涂料组合物，其中胶乳聚合物选择使其含有约大于４７％（摩尔）的丙烯酸酯且玻璃化温度约小于２８℃的组分和玻璃化温度的这一选择可使涂料具有优良的直接冲击性能，这一性能对木材涂料涂敷是有用的。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水基、辐照可固化的涂料组合物。具体地说，本专利技术涉及水基、紫外线（“UV”）辐照可固化的含胶乳聚合物乳化液和多官能团丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的涂料组合物，其中胶乳聚合物乳化液含有约大于47%（摩尔）的丙烯酸酯且玻璃化温度约小于28℃。目前，需要能与低污染溶剂一起使用的高性能涂料。水基热塑涂料能与低污染溶剂一起使用，但它们没有在许多应用场合要求的耐热和耐化学性，特别是在涂敷后不久各部分必须归垛，底物不能加热到高温。有良好耐热和耐化学性的化学固化涂料仍有适用期和固化速度的问题。UV可固化涂料解决了上述问题。然而目前的涂敷技术仍很昂贵且难以涂成薄涂层。常规的UV可固化涂料必须用溶剂稀释，才能喷涂。一些专利和文献披露了由胶乳聚合物乳化液和多官能团化合物形成的含水UV-可固化组合物。美国专利4，107，013描述了一种带有含未反应的烯丙基表面基团的共聚二官能团单体外壳的胶乳。美国专利4，925，893和欧洲专利232，016描述了通过加入低活性多官能团化合物如邻苯二甲酸二烯丙酯，随后聚-->合而形成有残余不饱和度的自动氧化和辐照可固化的1，1-二氯乙烯/氯乙烯/丙烯酸2-乙基己酯胶乳。Loutz等人[Organic    Coatings，No.8，pp，197-209（1986）]讲述了按照7/3的比例引入原料预乳化液的芯一壳制备乳化液。二官能团单体含在壳预乳化液中。日本公开专利63-27070702讲述了一种光凝固组合物，它含有共聚物水分散液和光聚单体，其中共聚物含有至少10%（重量）甲基丙烯酸酯类单体和/或丙烯酸甲酯，共聚物与单体的比例为从40∶60到98∶2，光聚单体分子量为100-1000，溶解参数8-12，沸点至少100℃。美国专利4，101，493涉及一种交联型乳化液及其制备方法，该乳化液由水包油型聚合物乳化液和至少一种低聚酯-（甲基）丙烯酸酯制成，低聚酯-（甲基）丙烯酸酯每分子至少有2个（甲基）丙烯醇基，每一个羟（甲基）丙烯基团分子量不大于1000，在大气压下沸点至少200℃。上述大量的先有技术的示例试图由聚合物乳化液和多官能团化合物混合物制备可交联的、UV-可固化的涂料。然而，这些文献没有一个提示丙烯酸酯摩尔百分数和聚合物乳化液的玻璃化温度值的选择对取得优良的涂料性能如直接冲击强度是关键性的。因此本专利技术的目的是提供一种水基、UV辐照可固化的涂料组合物，它含胶乳聚合物乳化液和多官能团（甲基）丙烯酸酯，这里胶乳聚合物乳化液由大于约47%（摩尔）的丙烯酸酯形成且有约-->小于28℃的玻璃化温度。通过选择，组合物可获得优良的涂料性能，特别是直接冲击强度，而不损涂料的其它性能如抗印痕，抗划痕，铅笔硬度。直接冲击强度对于在各种底物和复合材料如木材、油漆、油墨、塑料、纤维、皮革等上的涂料是特别重要的性能。通过下面的说明书和权利要求书的描述，本专利技术的其它目的和优点将更清楚。本专利技术是水基、UV辐照可固化的涂料组合物，它含有胶乳聚合物乳化液和多官能团（甲基）丙烯酸酯，其中胶乳聚合物的选择使其含有约大于47%（摩尔）的丙烯酸酯且有约小于28℃的玻璃化温度。组分和玻璃化温度的这一选择可使UV-可固化涂料具有优良的直接冲击性能，这一性能对木材涂料的涂敷是有用的。本专利技术可以不用有毒溶剂而进行薄层涂层的涂敷。它具有常规UN可固化涂料的适用期和固化速度且具有低成本和任意使用小于约0.5%（以不挥发性物质为基）的光引发剂的优点。此处使用的“胶乳”是指可通过常规聚合技术如乳化液聚合来制备的水不溶的聚合物。此处使用的“玻璃化温度”或“Tg”系指聚合物的玻璃化温度，可按Fox方程（Bulletin    of    American    physics    Society1，3，page    123（1956）]计算：1/(Tg)=(w1)/(Tg(1))+(w2)/(Tg(2))-->对于共聚物，W1和W2是指两个共聚用单体的重量分数，Tg（1）和Tg（2）是指相应均聚物的玻璃化温度。作为此处使用的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯通称为“（甲基）丙烯酸酯”，丙烯酰基和甲基丙烯酰基通称为“（甲基）丙烯酰基”，丙烯酸和甲基丙烯酸通称为“（甲基）丙烯酸”。本专利技术的UV可固化组合物含胶乳聚合物乳化液，多官能团（甲基）丙烯酸酯和任选的光引发剂。通过选择可使组合物获得优良的涂料性能，特别是直接冲击强度而不损失涂料的其它性能如抗印痕强度，抗划痕强度和铅笔硬度。直接冲击强度对在各种底物和复合材料包括如木材、油漆、油墨、塑料、纤维、纸、皮革等上的涂料是特别重要的性能。用于UV可固化组合物中的胶乳聚合物可通过本领域公知的乳化聚合技术制备。由任一单体或能生成水不溶胶乳聚合物的单体的混合物形成胶乳聚合物，它（1）含有约大于47%（摩尔）的丙烯酸酯;和（2）在无水状态有约小于28℃的玻璃化温度。丙烯酸酯最小摩尔百分数和胶乳聚合物乳化液的最大玻璃化温度的选择对实施本专利技术是很关键的。各种单体或单体混合物能用于制备胶乳聚合物。例如丙烯酸酯单体包括丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丙酯，丙烯酸异丙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸异丁酯，丙烯酸仲丁酯，丙烯酸叔丁酯，丙烯酸戊酯，丙烯酸新戊酯，丙烯酸己酯，丙烯酸庚酯，丙烯酸辛酯，丙烯酸异辛酯，丙烯酸2-乙基己酯，丙烯酸癸酯，丙烯酸异癸-->酯，丙烯酸十二烷酯，丙烯酸2-莰烷酯，丙烯酸异2-莰烷酯，丙烯酸十四烷酯，丙烯酸十五烷酯，丙烯酸十八烷酯等;甲基丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丙酯，甲基丙烯酸异丙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸异丁酯，甲基丙烯酸己酯，甲基丙烯酸辛酯，甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸癸酯，甲基丙烯酸异癸酯，甲基丙烯酸十二烷酯，甲基丙烯酸2-莰烷酯，甲基丙烯酸异2-莰异酯，甲基丙烯酸十四烷酯，甲基丙烯酸十五烷酯，甲基丙烯酸十八烷酯等。丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸，马来酸，富马酸，苯乙烯，取代苯乙烯，丁二烯，丙烯腈，乙烯，乙酸乙烯酯等可以使用。当苯乙烯和取代苯乙烯单体掺入到该聚合物中时，它们可以以约小于12%（重量，以单体总重量为基础）来使用。胶乳聚合物颗粒尺寸应比较小，在约70nm到约225nm之间，优选从约70nm到约120nm之间。众所周知，假设聚合物骨架相同，颗粒尺寸主要由所使用的乳化剂的类型和量控制。胶乳聚合物乳化液的固体含量应从约30%到约50%，优选从约35%到约50%。用在此处的“多官能团（甲基）丙烯酸酯”是指每分子至少有2个（甲基）丙烯酰管能基团，每个官能基团的分子量不超过1000且在大气压下沸点至少为200℃的物料。多官能团（甲基）丙烯酸酯可以单独使用或混合使用。每一个（甲基）丙烯酰基分子量小于约1000，优选从约95到约300，更好为从约95到约150。-->适宜的多官能团（甲基）丙烯酸酯包括通过含（甲基）丙烯氧基的化合物像（甲基）丙烯酸，（甲基）丙烯酰卤，或（甲基）丙烯酸酯同各种化合物如含羟基的醇酸树脂，聚酯缩合物，或聚醚缩合物反应获得的多官能团（甲基）丙烯酸酯。这些复合（甲基）丙烯酸酯化的产品在某些情况下可称为“聚合物”，因为（甲基）丙烯酸氧基可连到缩合聚合物上如聚酯或聚氨基甲酸乙酯上，连到加聚物上如聚醚上或连到乙烯基加聚物如（甲基）丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含胶乳聚合物乳液和多官能团（甲基）丙烯酸酯的组合物，其中在所述的乳液中的胶乳聚合物含有大于约４７％（摩尔）的丙烯酸酯且有着小于约２８℃的玻璃化温度。

【技术特征摘要】
US 1990-11-16 614,3311、一种含胶乳聚合物乳液和多官能团(甲基)丙烯酸酯的组合物，其中在所述的乳液中的胶乳聚合物含有大于约47%(摩尔)的丙烯酸酯且有着小于约28℃的玻璃化温度。2、权利要求1的组合物，其中胶乳聚合物含有大于约50%（摩尔）的丙烯酸酯。3、权利要求1的组合物，其中胶乳聚合物含有大于约70%（摩尔）丙烯酸酯且有着约小于15℃的玻璃化温度。4、权利要求1的组合物，其中胶乳聚合物含有选自下列一组单体：丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酸，甲基丙烯酸，衣康酸，马来酸，富马酸，丁二烯，丙烯腈，乙烯和乙酸乙烯酯。5、权利要求4的组合物，其中胶乳聚合物还含有约小于12%（重量）的苯乙烯。6、权利要求4的组合物，其中胶乳聚合物还含有约小于12%（重量）的取代的苯乙烯。7、权利要求4的组合物，其中胶乳聚合物含有丙烯酸甲酯。8、权利要求1的组合物，其中多官能团（甲基）丙烯酸酯是三丙烯酸三羟甲基丙酯。9、权利要求1的组合物，其中多官能团（甲基）丙烯酸酯是三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯。10、权利要求1的组合物，其中胶乳聚合物同多官能团（甲基）丙烯酸酯的重量比是约30∶70到约95∶5。11、权利要求1的组合物，其中胶乳聚合物同多官能团（甲基）丙烯酸酯的重量比是约40∶60到60∶40。12、权利要求1的组合物，其中胶乳聚合物同多官能团（甲基）丙烯酸酯的重量比是约65∶35到75∶25。13、权利要求1的组合物，它还含有光引发剂。14、权利要求13的组合物，其中光引发剂约小于约0.5%（重量）（以不挥发性物质为基）。15、权利要求13和14的组合物，其中光引发剂是裂解型光引发剂。16、权利要求1的组合物，它还含有一种热引发剂。17、权利要求1的组合物，它还含有一种自动氧化固化的催化剂。18、一种使用含胶乳聚合物乳液和多官能团（甲基）丙烯酸酯的涂料组合物作为通常可固化涂料的方法，其中胶乳聚合物含有大于约47%（摩尔）的丙烯酸酯且有约小于28℃的玻璃化温度。19、一种使用含胶乳聚合物乳液和多官能团（甲基）丙烯酸酯的涂料组合物作为通常可固化涂料的方法，其中胶乳聚合物含有大于约50%（摩尔）的丙烯酸酯且有约小于28℃的玻璃化温度。20、一种使用含胶乳聚合物乳液和多官能团（甲基）丙烯酸酯的涂料组合物作为通常可固化涂料的方法，其中胶乳聚合物含有大于约70%（摩尔）的丙烯酸酯且有约小于15℃的玻璃化温度。21、权利要求18，19和20的方法，其中组合物用作木材上的涂料。22、权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾尔伯特博奈布朗，福里德里克基姆石德勒，艾文米切尔毛里思，马萨哈宝富沃尔福伯格，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]