【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用于涂料组合物的包含可交联多级(multistage)聚合物颗粒的水性分散体。多级颗粒具有最后形成的层，该层包含能够通过二酰肼组分交联的二酮官能团，所述二酰肼组分也包含在分散体中。本专利技术还涉及第二实施方式的水性分散体，除了多级颗粒之外，其还包含具有二酮官能团的可交联胶乳颗粒，所述可交联胶乳颗粒能够相互交联和/或通过二酰肼组分与多级颗粒交联。本专利技术还涉及用于形成多级颗粒的聚合方法。本专利技术还涉及包含水性分散体的实施方式的涂料组合物。
技术介绍
1、水基涂料因其挥发性有机化合物(voc)含量低且易于施用而广泛应用于现代工业。在众多涂料特性中，抗粘连性(block resistance)，作为避免两个表面之间的有害粘连(即在施加压力时不会粘附到自身或接触到的其他表面)的涂料性能，是水性涂料用于众多涂料应用时所必需的。
2、基于环氧基的聚合物因其硬度、韧性、出色的附着力和耐化学性而被广泛应用于涂料领域。为了符合环境voc法规的要求，水基环氧涂料组合物通过三个合成步骤制成：1)环氧聚合物与脂肪酸反应形成环氧酯；2)烯键式(ethylenic)单体在环氧酯存在下进行自由基聚合；3)通过用碱中和羧酸基，将丙烯酸改性的环氧酯分散在水中。所得丙烯酸改性的环氧酯分散体可以是不含表面活性剂的，并且能够在低温下以相对低的voc含量实现优异的成膜。然而，此类丙烯酸改性环氧酯分散体可能缺乏抗粘连性，因此不适用于许多需要抗粘连性的涂料应用。涂漆粘连是涂料行业中经常遇到的一种不希望发生的现象。当两个涂漆/涂覆表面相互接触并
3、本专利技术涉及包含新型的基于环氧基的水性分散体的组合物，其显示出优异的抗粘连性，同时保持良好的硬度、低吸水性和高耐沾污性。本专利技术还涉及进一步包含非基于环氧基的乳液聚合物以提高涂料组合物的抗粘连性、硬度和耐沾污性的组合物。
4、us 4212781描述了一种丙烯酸改性环氧涂料组合物，其通过在约110℃至120℃下在至少3重量％过氧化苯甲酰存在下使包含羧酸官能化单体的烯键式(ethylenically)不饱和单体发生自由基聚合而制备。所得产物可以在碱性水性介质中形成稳定的分散体。
5、us 4296011公开了一种水溶性环氧酯共聚物的组合物。低分子量的聚环氧化物首先与单羧酸反应。所得的羟基官能化环氧酯与单烯键式不饱和二羧酸进行聚酯化反应，随后与单烯键式单体进行自由基共聚。
6、us 4377433描述了一种水性涂料组合物，其包含以下成分的共混物：(1)乙烯基或丙烯酸单体与含有羟基或羧基官能团的烯键式不饱和单体的共聚物；(2)环氧化合物；(3)聚胺硬化剂。胶乳聚合物基本上不能与环氧化合物交联。
7、us4619952描述了一种涂料组合物，其包含含有酸基的胶乳聚合物和用聚羧酸部分酰胺化的胺官能化环氧化合物的共混物。胺官能化环氧化合物是通过使聚环氧树脂与胺或氨反应，然后与羧酸酐或官能等同物反应制备的。胶乳聚合物基本上不能与胺官能化的环氧聚合物交联。
8、us 5196481教导了一种低voc涂料组合物，其包含丙烯酸改性环氧分散体、胶乳聚合物和聚合物表面活性剂的共混物。丙烯酸改性环氧分散体基本上不能与胶乳聚合物交联。
9、us 5342864描述了一种制备高分子量环氧乳液的方法。首先使用表面活性剂将低分子量环氧聚合物和双官能团酚的混合物在水中乳化，然后在约105℃和高于5psi的压力下，在氢氧化物或叔胺催化剂的存在下反应以制备高分子量环氧乳液。产物可以通过乳液聚合与含有羧基官能化单体的丙烯酸单体进一步聚合，形成环氧/丙烯酸共混乳液。
10、us 5464885a描述了一种生产低voc、储存稳定的丙烯酸改性环氧酯分散体的方法，其方法是首先用烯键式不饱和羧基封端聚酯酯化低分子量环氧树脂以生产水分散的环氧酯，然后使环氧酯与烯键型不饱和单体进行自由基聚合。
11、us 5830952公开了一种水分散性丙烯酸改性环氧聚合物。环氧聚合物首先与含有环氧反应性基团和共轭碳-碳双键或碳-碳三键的化合物反应。将所得产物与含有羧基封端单体的丙烯酸单体共聚以产生水分散性丙烯酸改性环氧聚合物。
12、us 6008273a描述了一种水性涂料组合物，其包含环氧树脂、水分散性丙烯酸树脂、易挥发碱(fugitive base)和水性载体。该涂料组合物通过环氧树脂与烯键式不饱和羧酸和乙烯基或丙烯酸单体的共混物在约125℃下反应，然后用碱性化合物将产物分散到水中来制备。
13、us 7868066描述了一种水性分散体涂料组合物，其包含改性环氧树脂，所述改性环氧树脂由松香和亲二烯羧酸反应然后与环氧化合物进一步反应而形成。
14、ep 0398577描述了一种涂料组合物，其包含以下成分的共混物：(1)交联剂；(2)含有能与交联剂反应的官能团的丙烯酸类聚合物；(3)冲击改性剂。优选的交联剂是乳化的环氧树脂或含有环氧官能团的反应性表面活性剂。
15、目前仍然需要可交联多级聚合物颗粒的基于环氧基的水性分散体，其能够生产具有所需的抗粘连性、硬度、耐水性和耐沾污性的组合的涂料组合物。
16、同样，还需要一种voc含量相对较低的涂料组合物，其中丙烯酸改性环氧聚合物可在环境条件下通过交联剂与胶乳聚合物交联，从而提高抗粘连性。
技术实现思路
1、本专利技术的第一实施方式涉及水性分散体形式的可交联多级环氧丙烯酸二酮改性颗粒，其可用作涂料应用的聚合物粘合剂。所述颗粒用二酮官能团改性，并且在施加到基材以及随后涂料中的挥发物蒸发时能够通过二酰肼组分/化合物相互交联。本专利技术还涉及另一个实施方式，该实施方式还包含也用二酮官能团改性的非基于环氧基的乳液颗粒。水性分散体的两个实施方式都包含具有二酰肼官能团的组分，并且还包含至少一种水溶性碱。具有二酰肼官能团的组分使得具有二酮官能团的两种类型的颗粒彼此交联，或与相同类型颗粒的其他颗粒交联。
2、本专利技术还提供了形成多级环氧丙烯酸二酮改性颗粒的方法。本专利技术还提供了包含任一实施方式的水性分散体的涂料组合物。
3、提供了包含以下物质的第一实施方式的水性分散体：a)聚合物多级二酮官能化颗粒；b)至少一种水溶性碱；c)至少一种包括二酰肼官能团的组分；和d)水。
4、a)聚合物多级二酮官能化环氧丙烯酸类颗粒包含至少三级，a)、b)和c)。a)第一形成级包含，作为聚合单体的：i)至少一种包含至少两个环氧基团的环氧化合物，和ii)至少一种多羟基化合物。i)的环氧基团以化学计量过量于ii)的羟基基团的量存在。b)第二形成级包含iii)至少一种包含至少一个碳-碳双键的脂肪酸和任选的可聚合或不可聚合的松香。c)第三形成级包含，作为聚合单体的：iv)至少一种不同于iii)的含有羧酸基团的烯键式不饱和单体；v)至少一种不含羧酸基团本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水性分散体，其包含：
2.如权利要求1所述的水性分散体，其包含基于所述水性分散体重量以重量％计的：
3.如权利要求1所述的水性分散体，其中基于A)聚合物多级二酮官能化颗粒的总干重，所述A)聚合物多级二酮官能化颗粒包含：
4.如权利要求1所述的水性分散体，其中A)聚合物多级二酮官能化颗粒具有通过动态光散射测量的10至500nm的体积平均粒径。
5.如权利要求1所述的水性分散体，其中A)聚合物多级二酮官能化颗粒具有通过GPC色谱法测量的100至500000道尔顿的重均分子量(Mw)。
6.如权利要求1所述的水性分散体，其中i)环氧化合物选自下组：双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、溴化双酚A二缩水甘油醚、溴化双酚F二缩水甘油醚、溴化双酚S二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、三羟甲基乙烷三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、山梨醇缩水甘油醚、2-甲基-1,3-丙二醇二缩水甘油醚，新戊二醇二缩水甘油醚、2,2,4-三甲基戊二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、氢化双酚A二缩水
7.如权利要求1所述的水性分散体，其中ii)多羟基化合物选自下组：双酚A、双酚F、双酚S、溴化双酚A、溴化双酚F、溴化双酚S、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三羟甲基乙烷、乙二醇、山梨醇、2-甲基1,3-丙二醇、新戊二醇、2,2,4-三甲基戊二醇、丙二醇、氢化双酚A、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己基二甲醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、聚乙二醇、聚丙二醇及其混合物。
8.如权利要求1所述的水性组合物，其中iii)至少一种脂肪酸选自下组：亚油酸、脱水蓖麻脂肪酸、红花脂肪酸、向日葵脂肪酸、妥尔油脂肪酸、亚麻籽脂肪酸、桐油脂肪酸、油酸、共轭亚油酸及其混合物。
9.如权利要求1所述的水性组合物，其中iv)至少一种含有羧酸基团的烯键式不饱和单体选自下组：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸及其混合物。
10.如权利要求1所述的水性组合物，其中v)至少一种不含羧酸基团的烯键式不饱和单体选自下组：(甲基)丙烯酸烷基酯单体、乙烯基单体、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、单烯键式不饱和羧酸单体、含磷单体、含硫单体及其混合物。
11.如权利要求1所述的水性组合物，其中vi)至少一种含有二酮基团的烯键式不饱和单体选自下组：二丙酮丙烯酰胺、二丙酮甲基丙烯酰胺及其混合物。
12.如权利要求1的水性组合物，其中B)至少一种水溶性碱选自下组：氢氧化铵、三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺、n-吗啉、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾及其混合物。
13.如权利要求1所述的水性组合物，其中所述组合物的pH为7-11。
14.如权利要求1的水性组合物，其中C)至少一种包含二酰肼官能团的组分选自下组：己二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼及其混合物。
15.如权利要求1所述的水性组合物，其包含：
16.如权利要求1所述的水性分散体，其还包含：
17.如权利要求16所述的水性分散体，其包含：
18.如权利要求16所述的水性分散体，其中基于E)不同于颗粒A)的聚合物二酮官能化颗粒的总干重，E)不同于颗粒A)的聚合物二酮官能化颗粒包含：
19.如权利要求16的水性分散体，其中vii)至少一种烯键式不饱和单体选自下组：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸及其混合物。
20.如权利要求16所述的水性分散体，其中viii)至少一种含有二酮基团的烯键式不饱和单体选自下组：二丙酮丙烯酰胺、二丙酮甲基丙烯酰胺及其混合物。
21.如权利要求16所述的水性分散体，其中E)不同于颗粒A)的聚合物二酮官能化颗粒包括选自均质颗粒、核壳颗粒或其混合物的颗粒。
22.一种形成水性分散体的方法，其中所述方法包括以下步骤：
23.如权利要求22所述的方法，还包括以下步骤：
24.一种涂料组合物，其包含：
25.一种涂料组合物，其包含：
26.一种涂料组合物、涂漆组合物、油墨组合物和/或粘合剂组合物，其包含如权利要求1所述的水性分散体。
27.一种涂覆的基材，其包括用权利要求26所述的涂料组合物、涂漆组合物、油墨组合物和/或粘合剂组合物涂覆的干燥形式的基材，其中所述基材选自下组：金属、沥青、混凝土、石材、陶瓷、木材、塑料、聚合物、轨道车、农业机械...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种水性分散体，其包含：
2.如权利要求1所述的水性分散体，其包含基于所述水性分散体重量以重量％计的：
3.如权利要求1所述的水性分散体，其中基于a)聚合物多级二酮官能化颗粒的总干重，所述a)聚合物多级二酮官能化颗粒包含：
4.如权利要求1所述的水性分散体，其中a)聚合物多级二酮官能化颗粒具有通过动态光散射测量的10至500nm的体积平均粒径。
5.如权利要求1所述的水性分散体，其中a)聚合物多级二酮官能化颗粒具有通过gpc色谱法测量的100至500000道尔顿的重均分子量(mw)。
6.如权利要求1所述的水性分散体，其中i)环氧化合物选自下组：双酚a二缩水甘油醚、双酚f二缩水甘油醚、双酚s二缩水甘油醚、溴化双酚a二缩水甘油醚、溴化双酚f二缩水甘油醚、溴化双酚s二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、三羟甲基乙烷三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、山梨醇缩水甘油醚、2-甲基-1,3-丙二醇二缩水甘油醚，新戊二醇二缩水甘油醚、2,2,4-三甲基戊二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、氢化双酚a二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚及其混合物。
7.如权利要求1所述的水性分散体，其中ii)多羟基化合物选自下组：双酚a、双酚f、双酚s、溴化双酚a、溴化双酚f、溴化双酚s、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三羟甲基乙烷、乙二醇、山梨醇、2-甲基1,3-丙二醇、新戊二醇、2,2,4-三甲基戊二醇、丙二醇、氢化双酚a、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己基二甲醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、聚乙二醇、聚丙二醇及其混合物。
8.如权利要求1所述的水性组合物，其中iii)至少一种脂肪酸选自下组：亚油酸、脱水蓖麻脂肪酸、红花脂肪酸、向日葵脂肪酸、妥尔油脂肪酸、亚麻籽脂肪酸、桐油脂肪酸、油酸、共轭亚油酸及其混合物。
9.如权利要求1所述的水性组合物，其中iv)至少一种含有羧酸基团的烯键式不饱和单体选自下组：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸及其混合物。
10.如权利要求1所述的水性组合物，其中v)至少一种不含羧酸基团的烯键式不饱和单体选自下组：(甲基)丙烯酸烷基酯单体、乙烯基单体、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、单烯键式不饱和羧酸单体、含磷单体、含硫单体及其混合物。
11.如权利要求1所述的水性组合物，其中vi)至少一种含有二酮基团的烯键式不饱和单体选自下组：二丙酮丙烯酰胺、二丙酮甲基丙烯酰胺及其混合物。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，KJ·金，J·A·施奈德，伍文君，曹锦宝，
申请(专利权)人：阿科玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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