具有改善的可洗性和抗粘连性的乳胶聚合物制造技术

本申请公开了涂层组合物或漆，所述涂层组合物或漆的颜料与包含一种或多种乳胶聚合物的聚合物体系共混，其中所述聚合物体系包含碱溶性树脂，所述碱溶性树脂具有某一酸价和分子量并且以优选期望的量提供以在不负面地影响抗粘连性的情况下展示可洗性、抗污性或擦洗性的最佳性能特性，尤其在用低挥发性碱中和时。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的可洗性和抗粘连性的乳胶聚合物相关申请本申请要求2017年12月8日提交的美国临时申请No.62/596,421的权益，该美国临时申请据此通过引用整体地并入本文。
本专利技术涉及含有一种或多种乳胶聚合物的乳胶漆组合物。
技术介绍
照惯例，含有乳胶聚合物粒子的漆组合物除了颜料和填料之外还包含聚结剂。聚结剂通常充当聚合物粒子的溶剂以及增塑剂，以软化乳胶聚合物粒子并且在将涂层施加到表面并允许涂层干燥之后辅助形成连续涂层或膜。所希望的聚结剂在存在水的情况下通常是稳定的并且与漆配制品中通常使用的其他成分特别是乳胶聚合物相容，使得不损害乳胶基组合物的稳定性。典型的聚结剂含有挥发性有机化合物(VOC)并且是足够挥发性的以在允许所施加的涂层组合物干燥时逃逸，但是足够非挥发性的以比延迟膜形成的其他成分(例如，干燥延迟剂、防冻剂)蒸发更慢。出于环境和法规原因，在不使用VOC的情况下或在较低VOC含量的情况下，开发可在用于油漆建筑表面尤其是内部表面的漆和涂层组合物中使用的乳胶聚合物已变得迫切。例如，美国专利号6,762,230和7,812,079中描述的类型的聚结剂是在促进膜形成的同时满足严格的环境要求的低VOC化合物。为了制成具有期望颜色和饰面的漆配制品，例如，在销售点出口处将基础漆组合物与美国专利号7,659,340中描述的类型的低VOC着色剂组合物组合。然而，具有低VOC含量的典型的乳胶漆组合物可以形成软粘性涂层，所述软粘性涂层显示出差的性能特性，例如诸如差的抗粘连性(blockresistance)、差的抗污性(stainresistance)或差的可洗性(washability)。这种情形在需要低VOC或零VOC着色剂的高加载的深色漆配制品中更复杂，所述低VOC或零VOC着色剂通常具有残留的非挥发性软组分，从而使硬膜形成变得甚至更困难。因此，此类漆的应用通常限于建筑物或住宅的天花板或低交通量区域。在一些情况下，漆配制品用改善可洗性的低挥发性碱中和。然而，低挥发性碱可能负面地影响抗粘连性。根据上文，将认识到对于用在具有各种饰面(诸如平光、高或中等光泽度)的漆配制品中的乳胶组合物存在需求，所述漆配制品包括在存在低VOC或零VOC组分的情况下、甚至在缺少聚结剂的情况下也形成硬膜的深色配制品，并且展示优异的性能特性，包括在维持抗粘连性和耐擦洗性的同时涂层的抗污性和可洗性，包括用一种或多种低挥发性碱中和的此类配制品。
技术实现思路
本专利技术提供了用于漆的包含至少一种乳胶聚合物和碱溶性树脂的涂层组合物。因此，在一些方面中，本专利技术提供了包含聚合物体系、聚结剂和至少一种颜料的漆或涂层组合物，所述聚合物体系包含一种或多种乳胶聚合物和碱溶性树脂，其中存在于涂层组合物中的总聚合物树脂固体的至少约2.5重量％直至约15重量％包含碱溶性树脂，所述碱溶性树脂优选地具有约1,500至约20,000的重均分子量(Mw)和至少约100个单位(mgKOH/g树脂)直至约250个单位(mgKOH/g树脂)的酸值。在一些方面中，聚结剂是低VOC聚结剂。在一些方面中，碱溶性树脂用低挥发性碱中和。在一些其他方面中，本专利技术提供了一种通过以下步骤来制成漆或涂层组合物的方法：提供具有一种或多种乳胶聚合物的基础乳胶聚合物；以及将至少一种碱溶性树脂与基础乳胶聚合物共混以提供聚合物体系。在一些方面中，设想了可在存在碱溶性树脂的情况下以分散体(例如，乳液聚合的)形式形成基础乳胶聚合物。所述漆或涂层组合物还可以包含与基础乳胶聚合物、碱溶性树脂、基础乳胶聚合物和碱溶性树脂的共混物、或基础乳胶聚合物和碱溶性树脂的分散体共混的一种或多种颜料。当碱溶性树脂与基础乳胶聚合物共混或者基础乳胶聚合物分散在碱溶性树脂中时，聚合物体系基于存在于涂层组合物中的总聚合物树脂固体优选地包含约2.5重量％至约15重量％的碱溶性树脂，所述碱溶性树脂优选地具有约1,500至约20,000的重均分子量(Mw)和至少约100直至约250的酸值。在一些方面中，至少一种碱溶性树脂在与基础乳胶聚合物共混之前溶于碱性水溶液中。在一些方面中，聚合物体系的酸物用低挥发性碱中和。在一些方面中，基础乳胶聚合物是在存在溶于碱性水溶液中的至少一种碱溶性树脂的情况下形成的以形成分散体。在一些方面中，基础乳胶聚合物包含具有至少第一阶段和第二阶段的多阶段乳胶聚合物。在一些方面中，例如所述涂层组合物当用在漆(例如，建筑漆)诸如平光、半光泽或光泽饰面漆中时，具有改善的抗污性和可洗性同时维持抗粘连性、耐擦洗性或二者。在一些方面中，用在面漆中的这样的涂层组合物具有至少7的可洗性等级、至少约750次擦洗的耐擦洗性和至少6的抗粘连性。在一些其他方面中，所述涂层组合物当用在漆中时具有至少8的可洗性等级、至少约1000次擦洗的耐擦洗性和至少7的抗粘连性。因此，在一些方面中，本专利技术提供了具有聚合物体系的基础漆，所述聚合物体系包含基础乳胶聚合物并且基于存在于涂层组合物中的总聚合物树脂固体优选地包含至少约2.5重量％至约15重量％的碱溶性树脂，所述碱溶性树脂具有约1,500至约20,000的重均分子量(Mw)和至少约100个单位(mgKOH/g树脂)直至约250个单位(mgKOH/g树脂)的酸值。在一些其他方面中，本专利技术提供了一种制成基础漆配制品的方法，其中所述基础漆配制品具有聚合物体系，所述聚合物体系包含基础乳胶聚合物并且基于存在于涂层组合物中的总聚合物树脂固体优选地包含至少约2.5重量％至约15重量％的碱溶性树脂，所述碱溶性树脂具有约1,500至约20,000的重均分子量(Mw)和至少约100个单位(mgKOH/g树脂)直至约250个单位(mgKOH/g树脂)的酸值。在一些其他方面中，本专利技术提供了一种通过在销售点处将着色剂组合物添加到基础漆配制品来制成期望颜色的漆配制品的方法。本专利技术的以上概要不旨在描述本专利技术的每个公开的实施方式或每一实施方案。下面的描述更特别地举例说明了说明性实施方式。在遍及本申请的若干地方中，通过实施例的列表来提供指导，这些实施例可以各种组合使用。在每种情况下，所叙述的列表仅用作代表性组，而不应该被解释为排他性列表。选择的定义除非上下文另外指示，否则以下术语应具有以下含义并且应适用于单数和复数：术语“一种”、“该”、“至少一种”和“一种或多种”或不使用数量词可互换地使用。因此，例如，包含“一种”聚合物的体系或方法意味着该体系或方法可以包含“一种或多种”聚合物。术语“酸值”是指中和一克的组分或组分的混合物所需要的以毫克为单位的氢氧化钾(KOH)的质量，使得它可用于量化组分(例如碱溶性树脂)或组分的混合物的酸度。通过中和一种或多种组分的酸度，酸值是对一种组分或多种组分混合物中的羧酸基的数量的量度。因此针对酸值的“单位”是mgKOH/g树脂。可以使用BSENISO3682-1998标准来确定酸值。术语“酸百分比”是指组分中酸的重量百分比。为了在酸值与酸百分比之间转换，可使用以下等式：例如：对于为30重量％的甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层组合物，包含：/n聚合物体系，所述聚合物体系包含一种或多种乳胶聚合物和至少一种碱溶性树脂；和/n至少一种颜料；/n其中所述涂层组合物基于所述涂层组合物的总树脂固体含量包含至少约2.5重量％的所述碱溶性树脂，所述碱溶性树脂具有约1,500至约20,000的重均分子量(Mw)和大于约100mg KOH/g树脂的酸值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171208 US 62/596,4211.一种涂层组合物，包含：
聚合物体系，所述聚合物体系包含一种或多种乳胶聚合物和至少一种碱溶性树脂；和
至少一种颜料；
其中所述涂层组合物基于所述涂层组合物的总树脂固体含量包含至少约2.5重量％的所述碱溶性树脂，所述碱溶性树脂具有约1,500至约20,000的重均分子量(Mw)和大于约100mgKOH/g树脂的酸值。


2.一种涂层组合物，包含：
一种或多种乳胶聚合物和至少一种碱溶性树脂的分散体，其中所述分散体基于所述涂层组合物的总树脂固体含量包含至少约2.5重量％的所述碱溶性树脂，并且所述碱溶性树脂具有约1,500至约20,000的重均分子量(Mw)和大于约100mgKOH/g树脂的酸值。


3.一种制备涂层组合物的方法，包括：
将一种或多种乳胶聚合物与至少一种碱溶性树脂共混以提供涂层组合物，其中所述涂层组合物基于所述涂层组合物的总树脂固体含量包含至少约2.5重量％的所述碱溶性树脂，并且所述碱溶性树脂具有约1,500至约20,000的平均分子量(Mw)和大于约100mgKOH/g树脂的酸值。


4.一种制备涂层组合物的方法，包括：
在存在至少一种碱溶性树脂的情况下聚合一种或多种乳胶聚合物以提供分散体，其中所述分散体基于所述涂层组合物的总树脂固体含量包含至少约2.5重量％的所述碱溶性树脂，并且所述碱溶性树脂具有约1,500至约20,000的重均分子量(Mw)和大于约100mgKOH/g树脂的酸值。


5.根据权利要求1或2所述的涂层组合物，或根据权利要求3或4所述的方法，其中所述涂层组合物基于总树脂固体含量包含最多约15重量％的所述碱溶性聚合物。


6.根据权利要求1或2所述的涂层组合物，或根据权利要求3或4所述的方法，其中所述涂层组合物基于总树脂固体含量包含约2.5重量％至约7重量％的所述碱溶性聚合物。


7.根据权利要求1或2所述的涂层组合物，或根据权利要求3或4所述的方法，其中所述涂层组合物基于总树脂固体含量包含约3重量％至约10重量％的所述碱溶性聚合物。


8.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中使用7密耳陶氏棒施加到黑色密拉基材的所述涂层组合物的固化膜在环境温度下在1周时具有至少7的可洗性等级。


9.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中使用7密耳陶氏棒施加到黑色密拉基材的所述组合物的固化膜在环境温度下在1周时显示出至少8的可洗性等级。


10.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中使用7密耳陶氏棒施加到黑色密拉基材的所述涂层组合物的固化膜在环境温度下在1周时具有至少约600次擦洗的耐擦洗性。


11.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中使用7密耳陶氏棒施加到黑色密拉基材的所述组合物的固化膜在环境温度下在1周时显示出至少约1000次擦洗的耐擦洗性。


12.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中使用7密耳陶氏棒施加到黑色密拉基材的所述涂层组合物的固化膜在环境温度下在1周时具有至少6的抗粘连性。


13.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中使用7密耳陶氏棒施加到黑色密拉基材的所述涂层组合物的固化膜在环境温度下在1周时具有至少7的抗粘连性。


14.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中所述涂层组合物包含含有碱性氢氧化物的低挥发性碱。


15.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中所述涂层组合物包含含有中和胺的低挥发性碱。


16.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中所述涂层组合物包含选自由以下组成的组的低挥发性碱：氢氧化钾、氢氧化钠、氨、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、二乙胺(DEA)、二甲基乙醇胺(DMEA)、三乙胺(TEA)、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺(TEOA)、链烷醇胺VantexTMT，以及它们的组合。


17.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中所述涂层组合物包含在25℃下的蒸汽压低于约100mmHg的低挥发性碱。


18.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中与在没有所述碱溶性树脂的情况下制成的类似的涂层组合物相比，所述涂层组合物的固化膜具有改善的可洗性。


19.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中与使用量大于15重量％并且酸值小于约100的碱溶性聚合物制成的类似的涂层组合物相比，所述涂层组合物的固化膜具有改善的可洗性。


20.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中所述一种或多种乳胶聚合物由一种或多种烯属不饱和单体形成。


21.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中所述一种或多种乳胶聚合物由包含以下的一种或多种烯属不饱和单体形成：丙烯酸、丙烯酸的C1-C8酯、丙烯酸的取代C1-C8酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸的C1-C8酯、甲基丙烯酸的取代C1-C8酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯或它们的混合物。


22.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中所述一种或多种乳胶聚合物由一种或多种丙烯酸单体形成。


23.根据任一项前述权利要求所述的涂层组合物或方法，其中所述一种或多种乳胶聚合物包含：多阶段乳胶聚合物，所述多阶段乳胶聚合物具有Tg为大于约0℃至120℃的第一阶段和...

【专利技术属性】
技术研发人员：达纳·克里斯滕森，泰勒·贝尔，罗伯特·沙多瓦尔，玛丽·简·希本，迈克尔·维尔德曼，
申请(专利权)人：宣伟投资管理有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US