高耐候性涂料组合物、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术描述的是涂料组合物，其包括颜料和／或填料和作为粘结剂的多级聚乙烯基酯分散体。这些粘结剂通过选择的多步骤方法制备，其中在第一步得到聚乙烯基酯分散体，在第二步将单体以溶解或纯的形式或乳液的形式加至该反应混合物中，且然后再开始聚合反应。该聚乙烯基酯分散体包括聚合的硅烷和／或环氧化物，或该聚乙烯基酯分散体仅具有少量的保护性胶体，如果有的话。用以此方法得到的多级聚乙烯基酯分散体配制的涂料组合物因为非常高的耐候性而值得注意。

【技术实现步骤摘要】
高耐候性涂料组合物、其制备方法及其应用本专利技术涉及涂料组合物，其包括基于多步骤制备的聚乙烯基酯分 散体的粘结剂，涉及其制备，以及涉及这些涂料组合物的应用，特别 是用于建筑保护，如乳胶漆。与包括基于聚丙烯酸酯的粘结剂的乳胶 漆相比，由这些乳胶漆制造的涂料具有非常好的耐候性。从乙烯基酯和可与其共聚的单体得到聚合物分散体以及它们用作 建筑防护粘结剂的应用是已知的，并己多次被描述。此类聚合物分散 体通常通过乳液聚合法制备；该聚合反应可在一步或多步中实现。在 到目前为止已知的聚合反应方法中，在保护性胶体和/或乳化剂的存在 下，通过添加引发剂利用自由基聚合将单体混合物转化。单体在该自 由基聚合前或期间加入。单体的一些组合物彼此之间难以聚合。这可用很易变的共聚反应 参数说明(参见P. A. Lowell,乳液聚合和乳液聚合物(Emulsion Polymerization and Emulsion Polymer) ， Wiley, New York 1997, pp. 26-31)。在此情况下，可没有共聚物形成，而分别是两种单独的均聚 物。现有技术巳经公开了几种用于诱导实际上难以彼此反应形成共聚 物的单体的方法。例如，EP-A-710,675描述了用于聚合至少一种具有差水溶性的单 体，或用于其中有差水溶性聚合物形成的聚合反应的方法。该方法包 括在聚合反应期间使用具有疏水空腔的大分子单体，例如环糊精。在 该方法的一个变化中，共聚在所述大分子单体的存在下于水体系中进 行，其中略微水溶解的单体首先与该大分子单体复合，然后进行聚合， 优选在其他水溶性单体的存在下。得到的分散体用作涂料组合物用的 粘结剂、胶粘剂、塑料添加剂或石油产品用添加剂。EP-A-381,122描述了用于制备醋酸乙烯酯共聚物乳液的两步聚合 法。该共聚物含有与醋酸乙烯酯不相容的共聚单体。所述方法包括， 在第一步中，醋酸乙烯酯和任选的其他共聚单体的乳液聚合，直到醋 酸乙烯酯几乎完全转化，和，在第二步中，添加并聚合与醋酸乙烯酯 不相容的第二单体。在该方法中，在第二步反应期间没有加入其它的 稳定剂，且第二步的共聚在加入不相容单体后立即发生，而不用在加 入的不相容单体和第一步的反应产物之间建立分配平衡。得到的多级 聚合物用作非织造布或纺织品的粘结剂。US-A-4,616,057描述了包括互穿网络的聚合物乳液。该文献描述 了醋酸乙烯酯和可与其共聚的交联单体，如N-羟甲基丙烯酰胺，和仅 与其可共聚的单体的多步乳液聚合，如果有的话，如甲基丙烯酸甲酯 或苯乙烯。在第一步中，该方法包括第一乳液聚合物的制备。向该第 一步的产物中加入包含不同于第一步单体的单体的第二乳液，且等待 达到平衡。此后，开始乳液聚合的第二步，且形成物理可区分的互穿 网络。得到的分散体用作非织造布和其它织物的粘结剂、涂料组合物 和胶粘剂。EP-A-581，264公开了基本上由醋酸乙烯酯-乙烯共聚物和选择的 有较高比例的聚合的丙烯酸或马来酸酐与苯乙烯或丙烯酸酯的共聚物 组成的共聚物的混合物。所述的分散体包括那些源自醋酸乙烯酯和乙 烯的分散体，其与苯乙烯或选择的丙烯酸酯以及与相对高含量的丙烯 酸或马来酸酐混合，且然后经历聚合。由于高含量的酸(酸酐)，该 得到的混合物或分散体倾向于形成高粘度。所述的混合物被描述用作 成型材料，用于涂料的制备，用作粘结剂或用于乳液。DE 10 2006 013 898 Al描述了聚合物分散体包括至少两种具有不 同的玻璃化转变温度的共聚物A和B和至少一种选择的非离子乳化剂。 该共聚物可以聚合物混合物或两级聚合物的形式使用。DE 10 2005 032 194 Al描述了主要包括由非离子乳化剂稳定的多 级聚合物的水性聚合物分散体。这些可从硬和软单体组合物得到，所 述组合物包括乙烯基酯，所述组合物中包括至少一种有机硅化合物。 该分散体可被用于乳胶漆或其他涂料中的粘结剂。DE 102 36 395 Al描述了具有良好防锈性能的腐蚀防护的水性聚 合物分散体。其含有包含磷酸基团乳化剂。在该聚合物分散体中，可 以在其它基材中使用多级聚合物。EP 1 370 621 Bl描述了基于乙烯基酯共聚物的水性聚合物分散 体，所述乙烯基酯通过硬单体混合物和软单体混合物的多步聚合得到， 且其包括选择的且主要的离子稳定体系。该分散体可用作涂料组合物 中的粘结剂。DE 101 26 560 CI描述了也包括乙烯基酯共聚物的特别共聚物的 混合聚合物在建筑材料中的应用。共聚在相对大量的保护性胶体存在 下分两步进行。该产物适于生产易于再分散的乳胶粉。它们在建筑材 料中用作进一步的粘结剂，所述材料包括由水硬性材料(hydmulically setting materials )形成的进一 步的粘结剂。本专利技术的目的是提供基于聚乙烯基酯粘结剂的涂料组合物，且所 述组合物的膜具有非常高的耐候性。对于许多领域的应用，需要其得到的膜仅具有低的再乳化能力(如 果有的话)的涂料组合物。其中在涂覆的表面上没有任何形成水斑的倾 向以及没有任何所谓的蜗牛痕迹(snail trail)的形成。此外，由此类涂 料组合物形成的膜具有低的水吸收性。现已发现仅具有低含量(如果 有的话)保护性胶体和/或乳化剂的涂料组合物具有此类性质。对于其它领域的应用，需要其得到的膜具有高粘结抗张强度的涂 料组合物。现已发现包括含有共聚的硅烷和/或环氧化物单元的粘结剂 的涂料组合物具有此类性质。令人惊奇的是，现已发现使用通过选择的和多步骤制备的聚乙烯 基酯分散体可制备具有这些性质的涂料组合物，又由于其令人吃惊的 高耐候性而值得注意。在一个实施方案中，本专利技术涉及包括颜料和/或填料和多级聚乙烯 基酯分散体的涂料组合物，其通过如下得到i) 在至少一种乳化剂和/或至少一种保护性胶体的存在下，聚合至 少一种饱和羧酸的乙烯基酯和任选其他可与其共聚的单体，直到所使 用单体至少90%的转化率，ii) 以纯的形式、溶液的形式或乳液的形式，向步骤i)中得到的聚合混合物加入至少一种不同于步骤i)中使用的乙烯基酯的可自由基聚 合的单体，和iii) 在步骤ii)中单体添加完毕后，加入至少一种自由基聚合引发 剂，从而使得步骤ii)中加入的单体在步骤i)中得到的分散体的存在下 聚合，其中iv) 在步骤i)和/或步骤ii)中，使用至少一种含有烯键式不饱和硅 烷基的单体和/或至少一种烯键式不饱和环氧化物化合物。在另一实施方案中，本专利技术涉及涂料组合物，其包括颜料和/或填 料，和多级聚乙烯基酯分散体，其通过如下得到i) 在至少一种乳化剂和/或至少一种保护性胶体存在下，聚合至少 一种饱和羧酸的乙烯基酯和任选其他可与其共聚的单体，直到所使用单体至少90%的转化率，ii) 以纯的形式、溶液的形式或乳液的形式，向步骤i)中得到的聚 合混合物加入至少一种不同于步骤i)中使用的乙烯基酯的可自由基聚 合的单体，和iii) 在步骤ii)中单体添加完毕后，加入至少一种自由基聚合引发 剂，从而使得步骤ii)中加入的单体在步骤i)中得到的分散体的存在下 聚合，其中iv) 基于总的单体含量，保护性胶体的量为0至小于1重量％。 从这些涂料组合物中形成的膜在户外风化后具有不寻常的高色光稳定性。此可使用色导分光光度计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料组合物，其包括颜料和／或填料和多级聚乙烯基酯分散体，所述分散体通过如下得到：　ｉ）在至少一种乳化剂和／或至少一种保护性胶体的存在下，聚合至少一种饱和羧酸的乙烯基酯和任选的其他可与其共聚的单体，直到所使用单体的转化率为至少９０％，　ｉｉ）以纯的形式、溶液的形式或乳液的形式，向步骤ｉ）中得到的聚合混合物加入至少一种除步骤ｉ）中使用的乙烯基酯之外的可自由基聚合的单体，和　ｉｉｉ）在步骤ｉｉ）中单体添加完毕后，加入至少一种自由基聚合引发剂，从而使得步骤ｉｉ）中加入的单体在步骤ｉｉ）得到的分散体的存在下聚合，其中　ｉｖ）在步骤ｉ）和／或步骤ｉｉ）中，使用至少一种含有烯键式不饱和硅烷基团的单体和／或至少一种烯键式不饱和环氧化物化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯菲希特纳，哈拉尔德彼得里，斯蒂凡克里格，伊万卡布雷拉，
申请(专利权)人：塞拉尼斯乳剂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]