包含成膜聚合物的水性分散体和硅氧烷聚醚的涂料组合物、它们制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及新型涂料组合物或表面处理组合物，如漆组合物。本发明专利技术组合物可用于不同应用，包括：内部或外部水性漆、底灰、清漆、半厚涂料、建筑织物罩面漆的配制剂、刚性或柔性塑料表面、或表面保护产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含成膜聚合物的水性分散体和硅氧烷聚醚的涂料组合物、它们制备方法和用途本专利技术涉及新型涂料组合物，或表面处理组合物，尤其是漆组合物。这些组合物能用于各种应用，如内部或外部水性漆、底灰(render)、清漆、半厚(semi-thick)涂料、建筑织物罩面漆的配制剂、刚性或柔性塑料表面、或表面保护产品。它们有利地用来生产抗污涂料。现有技术没有指出任何涂料组合物能恰当地形成这样的膜，它在最终应用(例如以漆形式)中能在涂层外表面提供持久的，即耐洗涤性的强亲水性，而不会降低涂层起到保护作用的能力，即不会损害保护膜的形成或它对所涂覆的载体的粘附性。因此，本专利技术主要目的之一是提供新型涂料组合物，其在最终应用中在涂层外表面提供持久的(即耐洗涤性的)强亲水性，而不会降低该涂层起到保护作用的能力，即不会损害保护膜的形成或它对所涂覆的载体的粘附性。更具体地说，所开发的并构成本专利技术主题的新型涂料组合物包含：-成膜聚合物的水性分散体，和-足够量的满足以下通式(I)的硅氧烷聚醚：该氧化乙烯或氧化丙烯端基是OR基其中：EO表示-O-CH2-CH2--->PO表示-O-CH2-CH2-CH2-R代表氢原子、或具有1到22个碳原子，优选1到4个碳原子的线形或支化烷基，x是5和50之间的数，y是3和10之间的数，e是10和30之间的数，p是0和10之间的数，应该理解的是：x/y小于10，优选小于或等于8，e+p小于30，优选小于或等于20，e/p大于1，优选大于或等于4，和x+y小于60，优选小于40。优选的形式尤其是满足以下条件的产品：x＝9.5、y＝3.5、e＝11.5和p＝2.5，且R是氢原子；x＝14、y＝4、e＝17和p＝1，且R是氢原子；x＝48、y＝6、e＝15和p＝5，且R是氢原子。这些产品全部是非水性液体产品。该术语“水不溶性成膜聚合物的水性分散体(胶乳)”用来指天然的或合成的胶乳。优选的水不溶性成膜聚合物是通过聚合选自以下的单体而获得的：-乙烯基酯，更具体地说乙酸乙烯酯；-其中烷基含有1到10个碳原子丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸正丁酯，和丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯；-乙烯基芳族单体，尤其是苯乙烯。这些单体可以彼此或与其它烯属不饱和单体共聚合，从而形成均聚物、共聚物或三元共聚物。作为可与乙酸乙烯酯和/或丙烯酸系酯和/或苯乙烯共聚合的单体-->的非限制性实例，可以提及的是：乙烯和烯烃如异丁烯；支化或未支化，饱和的具有1到12个碳原子的单羧酸的乙烯基酯，如丙酸乙烯酯、“Versatate”乙烯酯(C9-C11支化酸的酯的注册商标)、新戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯脂；具有3到6个碳原子的不饱和单或二羧酸与具有1到10个碳原子的烷醇的酯，如马来酸甲基、乙基、丁基或乙基己基酯，或富马酸甲基、乙基、丁基或乙基己基酯；乙烯基芳族单体如甲基苯乙烯或乙烯基甲苯；卤乙烯如氯乙烯，偏二氯乙烯；二烯烃，尤其是丁二烯；(甲基)丙烯酸(甲基)烯丙酯，马来酸单和二酯、富马酸单和二酯和衣康酸单和二酯的(甲基)烯丙酯，以及丙烯酸酰胺和甲基丙烯酸酰胺的链烯衍生物，如N-甲代烯丙基马来酰亚胺。为了获得三元共聚物，可以尤其选择至少2种性质上不同的可共聚合单体。举例来说，可提及乙酸酯/versatate/马来酸二丁酯型三元共聚物。按照本身已知的方式，作为可聚合单体的水性乳液在至少一种自由基引发剂和优选转移剂(例如硫醇类)的存在下，以通常介于20和60重量％之间的单体在反应介质中的浓度进行该胶乳的聚合。该聚合可在单体部分连续地引入下，连续地、间歇地或半连续地进行，且根据获得均相和多相结构的颗粒的任何已知的变化方式可具有“接种”或“逐级(incremental)”型。为了制备胶乳，作为非限制性实例，可参考本申请人名下的专利EP599 676中所描述的工序。优选，使用丙烯酸系涂料组合物，即它们包括基于丙烯酸类单体(如其中烷基包括1到10个碳原子的丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸的和甲基丙烯酸的甲基、乙基、正丁基或2-乙基己基酯)的聚合物。它们也可以包括其它单体；它们例如可以是苯乙烯-丙烯酸系清漆。然而，在预计的应用中，“纯”丙烯酸系涂料组合物(即仅基于丙烯酸类单体)是更加优选的。所使用的胶乳经选择要求它们的玻璃化转变温度(TG)介于10和60-->℃，优选20和40℃之间。根据本专利技术作为构成该胶乳的水性分散体的聚合物颗粒的尺寸介于300纳米和20纳米之间。这些颗粒尺寸在样品冷冻切片(freeze-fracture)之后用激光粒度计或通过扫描显微术来测量。任选地，该成膜聚合物的水性分散体可包括增塑剂，以降低当在非常低的温度条件下(即温度在0℃以下)使用本专利技术方法时的膜形成温度(MFFT)。一般而言，添加到该成膜聚合物的水性分散体(胶乳)中的足够量的通式(I)的硅氧烷聚醚为相对于干胶乳的重量的0.1和10重量％之间的通式(I)的干硅氧烷聚醚。优选，添加到该成膜聚合物的水性分散体(胶乳)中的足够量的通式(I)的硅氧烷聚醚为相对于干胶乳的重量的1和5重量％之间的通式(I)的干硅氧烷聚醚。当然，出于经济以及技术原因，必须适合地计量该通式(I)的硅氧烷聚醚的添加。该通式(I)的硅氧烷聚醚的添加通过简单地将液体硅氧烷聚醚添加到成膜聚合物的水性分散体(胶乳)中(即通过液/液混合技术)来进行。为了混合而不会导致引入空气，该通式(I)的硅氧烷聚醚以及成膜聚合物的水性分散体的混合可在任何液/液混合机中通过液/液混合来进行。在涂料组合物中使用本专利技术通式(I)的硅氧烷聚醚具有若干优点。首先，当它与成膜聚合物的水性分散体(胶乳)混合时，该化合物是可混溶的、相容的和稳定的。另外，当将该涂料组合物施用到载体时，它具有既不会防止也不会改变膜形成的优点。更特别地是，该化合物在所形成的膜的表面上提供强亲水性，而不会降低该涂层起到保护作用的能力。不希望受到科学理论或机理的限制，看起来这一性能归因于以下事实：该携带亲水基团的硅氧烷聚醚在-->膜形成之后仅位于所述膜的最外层表面，即暴露于空气下的那一侧。另外，该化合物以耐久的方式提供该涂层这一亲水性效果，且不会被雨或洗涤冲走。根据本专利技术，胶乳和通式(I)的硅氧烷聚醚的混合物是稳定的且即使在长期储存之后(包括当它们暴露于40℃的温度下2个月时)仍保持均相。通过添加通式(I)的硅氧烷聚醚而在最外层表面上提供的亲水性通过常规的“润湿角”法来评价。在标准和重复的条件下，滴一滴校准尺寸的蒸馏水于待研究的表面上。该水滴会根据该表面的亲水性铺展或收缩到更大或更小的程度，有可能使用适当的装置，如测量润湿角的测角计(例如Tantec测角计)来测量由在该表面上滴的水滴形成的角度。大于70°的高接触角与疏水表面对应。小角度，尤其是小于40°的那些(这表示获得了水滴的铺展)与亲水表面对应。由根据本专利技术的体系提供的表面亲水性的耐久性通过相同的技术来评价，但在膜或涂有这些膜的物体上进行，该膜或涂有这些膜的物体已完全地浸入纯水中若干12小时的时期并然后在50℃干燥了1小时。在根据本专利技术的实施例中，总是观察该表面亲水性即使在15个完全浸入和干燥的循环之本文档来自技高网...

【技术保护点】
涂料组合物，包含：－成膜聚合物的水性分散体，和－足够量的满足以下通式（Ⅰ）的硅氧烷聚醚：＊＊＊（Ⅰ）该氧化乙烯或氧化丙烯端基是ＯＲ基其中：ＥＯ表示－Ｏ－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－ ＰＯ表示－Ｏ－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－Ｒ代表氢原子、或具有１到２２个碳原子，优选１到４个碳原子的线形或支化烷基，ｘ是５和５０之间的数，ｙ是３和１０之间的数，ｅ是１０和３０之间的数，ｐ 是０和１０之间的数，应该理解的是：ｘ／ｙ小于１０，优选小于或等于８，ｅ＋ｐ小于３０，优选小于或等于２０，ｅ／ｐ大于１，优选大于或等于４，和ｘ＋ｙ小于６０，优选小于４０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2003-10-8 03117591.涂料组合物，包含：-成膜聚合物的水性分散体，和-足够量的满足以下通式(I)的硅氧烷聚醚：该氧化乙烯或氧化丙烯端基是OR基其中：EO表示-O-CH2-CH2-PO表示-O-CH2-CH2-CH2-R代表氢原子、或具有1到22个碳原子，优选1到4个碳原子的线形或支化烷基，x是5和50之间的数，y是3和10之间的数，e是10和30之间的数，p是0和10之间的数，应该理解的是：x/y小于10，优选小于或等于8，e+p小于30，优选小于或等于20，e/p大于1，优选大于或等于4，和x+y小于60，优选小于40。2.根据权利要求1的组合物，特征在于该硅氧烷聚醚选自满足以下条件的通式(I)的硅氧烷聚醚：x＝9.5、y＝3.5、e＝11.5和p＝2.5，且R是氢原子；x＝14、y＝4、e＝17和p＝1，且R是氢原子；X＝48、y＝6、e＝15和p＝5，且R是氢原子。3.根据权利要求1和2之一的组合物，特征在于该成膜聚合物的水性分散体(胶乳)包括至少一种通过聚合选自以下的单体获得的水不溶性聚合物：-乙烯基酯，更具体地说乙酸乙烯酯；-其中烷基含有1到10个碳原子的丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸正丁酯，和丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯；-乙烯基芳族单体，尤其是苯乙烯；这些单体有可能彼此或与其它可与乙酸乙烯酯和/或丙烯酸系酯和/或苯乙烯共聚合的烯属不饱和单体共聚合，从而形成均聚物、共聚物或三元共聚物。4.根据权利要求3的组合物，特征在于该可与乙酸乙烯酯和/或丙烯酸系酯和/或苯乙烯共聚合的单体选自乙烯和烯烃如异丁烯；具有1到12个碳原子的支化或未支化，饱和的单羧酸的乙烯基酯，如丙酸乙烯酯、“Versatate”乙烯酯(C9-C11支化酸的酯的注册商标)、新戊酸乙烯酯、月桂酸乙烯脂；具有3到6个碳原子的不饱和单或二羧酸与具有1到10个碳原子的烷醇的酯，如马来酸甲基、乙基、丁基或乙基己基酯，或富马酸甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：G劳伦兹，D尤伯特，
申请(专利权)人：禾逊专业化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]