用于柔性屋顶涂层的水性聚合物组合物制造技术

本发明专利技术涉及含有水性聚合物胶乳和至少一种无机颗粒材料的液体水性聚合物组合物用于提供柔性屋顶涂层的用途。本发明专利技术还涉及一种提供柔性屋顶涂层的方法，其包括将所述液体水性聚合物组合物涂覆于平屋顶上。所述液体水性聚合物组合物含有：a.水性聚合物胶乳，其中聚合物胶乳中的聚合物由聚合单体M制成，其中聚合的烯键式不饱和单体M包含：i)至少两种不同的单烯键式不饱和非离子单体M1，其均聚物的理论玻璃化转变温度T

Aqueous polymer composition for flexible roof coating

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于柔性屋顶涂层的水性聚合物组合物本专利技术涉及含有一种水性聚合物胶乳和至少一种无机颗粒材料的液体水性聚合物组合物用于提供柔性屋顶涂层的用途。本专利技术还涉及一种提供柔性屋顶涂层的方法，该方法包括将所述液体水性聚合物组合物涂覆至平屋顶上。必须保护平屋顶(包括完全平坦和近乎平坦的屋顶，即倾斜度不大于15°的屋顶)免受风化，更特别是免受雨水、露水、薄雾、雪或极端温度的不利影响。特别是水容易产生问题，因为重力和表面张力会使水进入最小的裂缝或缝隙中。之前，平屋顶的保护通过沥青基底(如屋面(roofing)油毡)上的涂层来实现。这些材料虽然便宜，但它们的耐久性却不令人满意。此外，还有环境问题。尽管使用诸如铜或锌等金属的屋面可代替沥青材料，但金属屋面相当昂贵。近来，基于人造橡胶或热塑性聚合物的片材和面板的单层屋面已取代沥青基底的屋面，所述人造橡胶如EPDM(基于乙烯、丙烯和二烯单体的聚合物)和TPO(聚丙烯橡胶和乙烯丙烯共聚橡胶)，所述热塑性聚合物如PVC(聚氯乙烯)。然而，使用片材和面板在运输到建筑工地的过程中或在建筑工地上的施用期间具有机械损坏的风险。此外，单层屋面需要大量的面板或片材网，必须将它们粘合在一起以制备组件。然而，由于粘合不足或老化，这些粘合部位是损坏的源头，并且这可导致渗漏，并最终导致屋顶涂层的失效。最近，用于制备柔性屋顶涂层的液体涂料组合物受到关注。这些液体涂料组合物以液体涂料的形式例如通过辊涂、刷涂或喷涂涂覆至平屋顶上，并在固化后提供无缝的柔性屋面膜。该技术也称为液体屋面。用于液体屋面的涂料组合物可作为对现有屋面的修补而涂覆，但也可作为柔性屋面膜施用于未涂布的平屋顶。大多数液体屋面组合物均基于2K聚氨酯或环氧体系。尽管2K体系提供了高机械强度的柔性屋顶涂层，但其组分必须在混合后立即施用，这存在一定的不当施用的风险。除此之外，2K体系还相当昂贵，并且含有大量有机溶剂，所述有机溶剂在固化时蒸发并因此释放到环境中。用于液体屋面体系的液体2K涂料组合物的环保替代物为水性涂料组合物，其含有丙烯酸聚合物胶乳或聚氨酯分散体作为粘合剂。尽管基于聚氨酯分散体的涂料组合物提供了良好的机械强度和高柔韧性，但由于单体成本，它们非常昂贵。尽管丙烯酸聚合物胶乳比聚氨酯分散体便宜，但由其获得的涂层的机械性能并不总是令人满意。特别地，由其获得的涂层通常不具有足够的拉伸强度和弹性，因此其桥接裂缝的耐受性差。除此之外，现有的用于柔性屋面的水性涂料组合物通常在其施用时还需要较长的干燥时间，直至形成所需的屋面。特别是在阴凉、潮湿或下雨的条件下，该缺点产生。特别是一场阵雨可冲刷掉新的涂层。此外，在干燥工艺期间，始终存在涂层机械损坏的风险。US6,242,515记载了粘合剂组合物，其含有具有羰基的丙烯酸聚合物胶乳和二羧酸的二酰肼(如己二酸二酰肼(ADDH))。这些粘合剂用于涂料组合物中，以提供高拉伸强度和高柔韧性并降低涂层的吸水率。因此，这些粘合剂可用于柔性屋顶涂层的涂料组合物中。然而，出于工作卫生的原因，二羧酸的二酰肼容易产生问题。WO2012/038099记载了用于制备柔性防水屋顶涂层的组合物，其含有水硬固化粘合剂(如波特兰水泥)和聚合物胶乳的组合。这些组合物为干粉，所述干粉不可原样使用，而是在与水混合后立即施用。这些水性组合物不稳定，适用期短，并且必须在制备后立即使用。这产生了一定的不当施用的风险。WO2014/060456记载了基于丙烯酸聚合物胶乳的粘合剂组合物，所述粘合剂组合物含有改性的聚亚烷基亚胺。含有这种粘合剂的涂料组合物具有良好的机械性能，并且固化快，还提供了早期的耐雨牢度，即将新涂覆的涂层被阵雨冲刷掉的风险最低化。不幸的是，涂料组合物不完全稳定，并且在储存期间观察到附聚和粘度增加，并且涂层趋于变黄。此外，聚亚烷基亚胺很昂贵。WO2014/075969记载了水性聚合物分散体的用途，所述水性聚合物分散体含有以下组分：a)至少两种玻璃化转变温度Tg为至少25℃的单体M1，b)至少两种玻璃化转变温度Tg小于25℃的单体，和另外的单体M3，其作为用于外墙涂料的粘合剂，以提高保色性。没有记载或暗示这些水性聚合物分散体用于制备平屋顶的涂层的用途。对水性聚合物组合物存在持续需求，所述水性聚合物组合物适于用作涂覆平屋顶的涂料组合物的粘合剂，并且避免迄今已知的用于涂布平屋顶的水性聚合物组合物的缺点。因此，本专利技术的一个目的是提供水性聚合物组合物，其可用于制备具有良好的机械性能(如高拉伸强度和良好的弹性)，同时具有良好的长期抗紫外线性、防水性和耐候性的柔性屋顶涂层。此外，基于水性聚合物胶乳的涂料组合物应具有快速固化的性能并且应是稳定的，特别是在长时间储存和/或在高温下储存时。特别地，需要防止附聚和防止粘度增加的稳定性。出乎意料地发现，这些目的和其他目的通过如本文所定义的液体水性聚合物组合物实现，所述液体水性聚合物组合物包含水性聚合物胶乳与合适的无机颗粒材料的组合。因此，本专利技术的第一个方面涉及液体水性聚合物组合物用于提供柔性屋顶涂层的用途，该组合物包含以下物质：a.水性聚合物胶乳，其中聚合物胶乳中的聚合物由聚合的单体M制成，其中聚合的烯键式不饱和单体M包含以下组分的组合：i)至少两种不同的单烯键式不饱和的非离子单体M1，其均聚物的理论玻璃化转变温度Tg(th)为至少25℃，和ii)至少两种不同的单烯键式不饱和的非离子单体M2，其均聚物的理论玻璃化转变温度Tg(th)小于25℃，其中每种单体M1和M2在去离子水中的溶解度为至多50g/L，并且其中单体M1和M2的总量占单体M的总量的至少90重量％，和b.至少一种无机颗粒材料，其选自无机颜料、无机填料及其混合物。如本文所定义的含有水性聚合物胶乳和至少一种无机颗粒材料的本专利技术的液体水性聚合物组合物提供了具有良好的机械性能(如高拉伸强度和良好的弹性)的涂层。此外，所提供的涂层具有良好的抗紫外线性和耐候性以及良好的耐水渗透性。此外，所述水性聚合物组合物是稳定的，特别是在长期储存和/或在高温下储存时，特别是防止附聚和粘度增加。此外，由此获得的涂料非常有效地粘附到各种不同的基材上，且易于涂覆，并且在屋顶涂层的制备过程中，固化迅速且无需长时间干燥。因此，本专利技术的液体水性聚合物组合物可有利地用于提供柔性屋顶涂层。本专利技术的第二个方面涉及一种提供柔性屋顶涂层的方法，该方法包括将如上定义的组合物作为涂料涂覆于倾斜度不大于15°的平屋顶上。如本文所用，术语“聚合物胶乳”涉及水性聚合物分散体，其中聚合物具有由聚合的烯键式不饱和单体形成的C-C主链，并且其中聚合物以精细分散的颗粒形式存在于水性液相中。在术语“聚合物胶乳”的上下文中，术语“水性液相”意指水和水性组合物，所述水性组合物主要由特别是至少95重量％的水组成，但是其中在水中可溶解通常在聚合物胶乳中发现的组分，如表面活性剂、杀生物剂和无机盐。通常，水相中挥发性化合物的浓度小于1重量％，基于水相中含有的水的总重量计。此处和下文中，前缀Cn-Cm表示化合物或基团可具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.液体水性聚合物组合物用于提供柔性屋顶涂层的用途，该组合物含有以下物质：/na.水性聚合物胶乳，其中聚合物胶乳中的聚合物由聚合的单体M制成，其中聚合的烯键式不饱和单体M包含以下组分的组合：/ni)至少两种不同的单烯键式不饱和的非离子单体M1，其均聚物的理论玻璃化转变温度Tg(th)为至少25℃，和/nii)至少两种不同的单烯键式不饱和的非离子单体M2，其均聚物的理论玻璃化转变温度Tg(th)小于25℃，/n其中每种单体M1和M2在去离子水中的溶解度为至多50g/L，/n并且其中单体M1和M2的总量占单体M的总量的至少90重量％，和/nb.至少一种无机颗粒材料，其选自无机颜料、无机填料及其混合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170830 EP 17188588.21.液体水性聚合物组合物用于提供柔性屋顶涂层的用途，该组合物含有以下物质：
a.水性聚合物胶乳，其中聚合物胶乳中的聚合物由聚合的单体M制成，其中聚合的烯键式不饱和单体M包含以下组分的组合：
i)至少两种不同的单烯键式不饱和的非离子单体M1，其均聚物的理论玻璃化转变温度Tg(th)为至少25℃，和
ii)至少两种不同的单烯键式不饱和的非离子单体M2，其均聚物的理论玻璃化转变温度Tg(th)小于25℃，
其中每种单体M1和M2在去离子水中的溶解度为至多50g/L，
并且其中单体M1和M2的总量占单体M的总量的至少90重量％，和
b.至少一种无机颗粒材料，其选自无机颜料、无机填料及其混合物。


2.根据权利要求1所述的用途，其中单体M1的Tg(th)为至少50℃，并且其中单体M2的Tg(th)为至多-20℃。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的用途，其中单体M1为至少一种单体M1a和至少一种单体M1b的组合，所述单体M1a选自乙烯基芳族烃单体和甲基丙烯酸C5-C6-环烷基酯，所述单体M1b选自甲基丙烯酸的C1-C4-烷基酯和丙烯酸叔丁酯。


4.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中单体M1包含苯乙烯，并且其中苯乙烯占单体M的总量的10至35重量％。


5.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中单体M1a与单体M1b的重量比为3:1至1:3。


6.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中单体M1的总量占单体M的总量的25至70重量％。


7.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中单体M2为除丙烯酸叔丁酯外的至少两种不同的丙烯酸C2-C12-烷基酯的组合。


8.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中每种单体M2占单体M的总重量的至少10重量％，并且其中单体M2的总量占单体M的总量的20至75重量％。


9.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中单体M包含至少一种选自以下的其他单烯键式不饱和单体：
-单体M3，其选自单烯键式不饱和的C3-C6-单羧酸、单烯键式不饱和的C4-C6-二羧酸、单烯键式不饱和的C3-C6-单羧酸的伯酰胺和单烯键式不饱和的C3-C...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·扬斯，T·曼吉尔，Y·伯克，J·帕库施，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE