气味小的涂料组合物和油漆制造技术

本发明专利技术提供了气味小的稳定的涂料组合物，及其制备方法。所述稳定的水性涂料组合物和油漆包含一种或多种乳液聚合的加成聚合物以及一种或多种羧基酯酶，所述羧基酯酶在组合物中的酯水解活性小于０．０３微摩／分钟，通过３３℃的顶空气相色谱－质谱（ＧＣ－ＭＳ）测得，所述水性涂料组合物的顶空挥发性有机化合物（ＶＯＣ）含量包括小于１０ｐｐｍ的一种或多种标准沸点低于１５０℃的有机羧基酯，以及大于５０ｐｐｍ的一种或多种分子量小于７６的一元醇。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气味小的稳定的涂料组合物，包括气味小的稳定的油漆，还涉及它们 的生产方法。更具体来说，本专利技术涉及稳定的水性涂料组合物和油漆，其包含一种或多种乳 液聚合的加成聚合物以及一种或多种羧酸酯酶，所述羧酸酯酶在组合物中的酯水解活性小 于0. 03微摩/分钟，通过33°C的顶空气相色谱-质谱(GC-MQ测得，所述水性涂料组合物 的顶空挥发性有机化合物(VOC)含量包括小于IOppm的一种或多种标准沸点低于150°C的 有机羧酸酯，以及大于50ppm的一种或多种式量小于76的一元醇。
技术介绍
配制油漆的人员努力减少或消除会使得水性漆带有气味的配方添加剂，但是，羧 酸酯化合物的存在仍然会带来问题。这些化合物可能少量地包含在乳液聚合物胶乳中(例 如在顶空中的含量约为50-400ppm)，所述乳液聚合物胶乳在油漆中起粘合剂的作用。这些 羧酸酯化合物通常源自形成胶乳聚合物的聚合反应残留的未反应的羧酸酯单体，与粘合剂 一起被带入最终的涂料组合物或油漆中。通过在配制所述涂料组合物或油漆之前、过程中 或之后，使得所述水性乳液聚合物与羧酸酯酶接触来减少羧酸酯的含量，从而制得本专利技术 的气味小的涂料组合物和气味小的油漆。通过使用自由基引发和增长反应，使得烯键式不饱和单体聚合，从而制备乳液聚 合的加成聚合物。在大多数情况下，这些反应不会在合理的时间内进行到使烯键式不饱和 单体100%转化为聚合物。例如，由于残留的单体产生的气味、不稳定性或毒性，希望除去残 留的单体。在过去人们都已经揭示了随后通过以下方式除去剩余的烯键式不饱和单体通 过例如在加入或不加入离子源或自由基源的情况下，进行长时间加热，从而将剩余的烯键 式不饱和单体转化为聚合物；或者通过例如真空汽提和蒸汽喷射的方式，用物理方法除去 残留的烯键式不饱和单体；或者例如将残留的烯键式不饱和单体转化为不希望有的程度较 低的物质，例如转化为非挥发性的加合物。但是，基于一般对有机化合物、特别是烯键式不 饱和单体的毒性或气味的担心，人们降低了乳液聚合的加成聚合物以及包含该聚合物的涂 料中残留的烯键式不饱和单体的可接受的含量，通过常规技术达到该含量经常有难度并且 成本高。一类烯键式不饱和单体是羧酸酯单体，其中包含至少一个羧酸酯基团-C00R。另外， 烯键式不饱和单体可能以杂质的形式包含饱和的有机羧酸酯，即存在于乳液聚合物胶乳中 的包含至少一个酯基但是并非是烯键式不饱和的化合物。另外，聚合助剂可能会引入另外 的有机羧酸酯，即包含至少一个酯基但不是烯键式不饱和单体的化合物。这些化合物也会 带来关于毒性或气味的问题，应从气味小的涂料组合物和气味小的油漆中除去。Nicks等在美国专利第5，422，269号中揭示了一种在烯键式不饱和羧酸酯单体 (例如丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯)的聚合物的表面活性剂稳定的分散体(例如胶 乳或者由胶乳配制的产品)中减少这些单体的残留含量的方法。通过用水解酶、特别是脂 肪酶或酯酶进行处理来减少残留的单体的含量，这种处理减少了由于存在单体而带来的气 味。但是，该文献内容并未讨论配制的涂料或油漆的性质，并且其中描述的方法未能制得任3何工业上可行的气味小的油漆，这是因为其中所述的酶以及使用其中所揭示的酶的含量会 造成油漆的酶降解。也就是说，酶具有破坏有用的油漆配方组分中存在的酯的活性。因此，本专利技术的一个目的是提供气味小的稳定的水性涂料组合物和油漆。本专利技术 的另一个目的是提供稳定的涂料组合物和油漆，通过33°C的顶空GC-MS测量，所述稳定的 涂料组合物和油漆的有机羧酸酯的顶空VOC含量为小于lOppm，优选小于5ppm。本专利技术的 另一个目的是提供稳定的涂料组合物和油漆，所述涂料组合物和油漆的有机羧酸酯的顶空 VOC含量小于lOppm、优选小于5ppm，并且酯水解酶活性小于0. 03微摩/分钟。本专利技术的另 一个目的是提供一种制备气味小的稳定涂料组合物和油漆的方法，并且所述涂料组合物和 油漆的顶空VOC含量包括小于lOppm、优选小于5ppm的有机羧酸酯。
技术实现思路
本专利技术提供了包含以下组分的稳定的气味小的水性涂料组合物i) 一种或多种 乳液聚合的加成聚合物；ii) 一种或多种羧酸酯酶，所述羧酸酯酶在所述组合物中的酯水 解活性小于0. 03微摩/分钟，优选小于0. 02微摩/分钟；iii) 一种或多种式量小于76的 一元醇；以及iv)任选的一种或多种标准沸点低于150°C的有机羧酸酯；通过33°C的顶空 气相色谱-质谱(GC-MQ测得，所述水性涂料组合物的顶空挥发性有机化合物(VOC)含量 包括小于IOppm的一种或多种有机羧酸酯，以及大于50ppm的一种或多种一元醇。本专利技术还提供了一种制备气味小的水性涂料组合物的方法，所述方法包括a)制 备包含残留有机羧酸酯和一元醇的一种或多种乳液聚合的加成聚合物；b)制备包含所述 一种或多种乳液聚合的加成聚合物的水性涂料组合物；c)在步骤(b)之前或之后，使得所 述一种或多种乳液聚合的加成聚合物与有效量的一种或多种羧酸酯酶接触，以减少所述有 机羧酸酯的含量，使得通过33°C的顶空气相色谱-质谱(GC-MQ测得，所述水性涂料组合物 的顶空VOC含量包括小于IOppm的有机羧酸酯和大于50ppm的一元醇，并使得所述羧酸酯 酶在所述涂料组合物中的酯水解活性小于0. 03微摩/分钟，优选小于0. 02微摩/分钟。具体实施方式除非另有说明，温度和压力条件是室温和标准压力。术语“环境固化”表示在环境 条件下固化(也就是说，不进行加热)。所述涂料可以在不同于环境条件的条件下进行干O在本文中，除非另外说明，术语“标准沸点”表示在760毫米汞柱下测得的液体的 沸点。除非另外说明，任何包括括号的术语表示不存在括号的完整术语情况，以及不包 括括号内的内容的情况，以及这些情况的组合。因此，术语“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸 酯、甲基丙烯酸酯、以及它们的混合物，类似地，术语“(甲基)丙烯酸类”表示丙烯酸类，甲 基丙烯酸类以及它们的混合物。在本文中，术语“聚合物”包括术语“共聚物”，除非另外说明，术语“共聚物”表示 由任意两种或更多种不同单体制备的聚合物，例如三元共聚物、五元共聚物等，以及在聚合 之后官能化，使得产物共聚物中存在两种或更多种不同的官能团的均聚物。在本文中，除非另外说明，术语“乳液聚合物”表示通过乳液聚合制备的聚合物。在本文中，“丙烯酸类乳液聚合物”表示包含至少50重量％的烯键式不饱和(甲基)丙烯酸 酯的聚合单元的乳液聚合物。“苯乙烯-丙烯酸类乳液聚合物”是满足以下条件的乳液聚合 物其包含至少50重量％的源自烯键式不饱和(甲基)丙烯酸酯或苯乙烯的聚合单元，所 述聚合物中这些种类聚合单元中的每一种的含量至少为5%。类似地，“乙酸乙烯酯-丙烯 酸类乳液聚合物”是满足以下条件的乳液聚合物其包含至少50重量％的源自烯键式不饱 和(甲基)丙烯酸酯或乙酸乙烯酯的聚合单元，所述聚合物中这些种类聚合单元中的每一 种的含量至少为5%。“乙酸乙烯酯-乙烯乳液聚合物”的定义类似。在本文中，术语“天然来源的增塑剂”表示源自动物的油，源自鱼的油，源自植物的 油，它们的烷基酯，甘油酯，及其混合物。在本文中，术语“玻璃化转变温度”或“Tg”表示通过差示扫描量热法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气味小的水性涂料组合物，其包含：ｉ）一种或多种乳液聚合的加成聚合物；ｉｉ）一种或多种羧酸酯酶，其在所述组合物中的酯水解活性小于０．０３微摩／分钟；ｉｉｉ）一种或多种式量小于７６的一元醇；以及ｉｖ）任选的一种或多种标准沸点低于１５０℃的有机羧酸酯；其中，通过３３℃的顶空气相色谱－质谱（ＧＣ－ＭＳ）测得，所述水性涂料组合物的顶空挥发性有机化合物（ＶＯＣ）含量包括小于１０ｐｐｍ的一种或多种所述有机羧酸酯，以及大于５０ｐｐｍ的所述一种或多种一元醇。

【技术特征摘要】
US 2009-10-2 61/278,2201.一种气味小的水性涂料组合物，其包含i)一种或多种乳液聚合的加成聚合物；ii)一种或多种羧酸酯酶，其在所述组合物中的酯水解活性小于0. 03微摩/分钟；iii)一种或多种式量小于76的一元醇；以及iv)任选的一种或多种标准沸点低于150°C的有机羧酸酯；其中，通过33°C的顶空气相色谱-质谱(GC-MQ测得，所述水性涂料组合物的顶空挥 发性有机化合物(VOC)含量包括小于IOppm的一种或多种所述有机羧酸酯，以及大于50ppm 的所述一种或多种一元醇。2.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述酯水解活性小于0.02微摩/分钟。3.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述顶空VOC含量包括小于 5ppm的所述一种或多种有机羧酸酯。4.如权利要求1所述的水性涂料组合物，以所述水性涂料组合物的总重量为基准计， 其整体VOC小于1，OOOppm05.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述一种或多种乳液聚合的加 成聚合物包含丙烯酸类、苯乙烯-丙烯酸类、乙酸乙烯酯-丙烯酸类或乙酸乙烯酯-乙烯乳 液聚合物，乳液聚合物固体含量至少为5重量％，以涂料组合物的固体总量计。6.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述一种或多种乳液聚合的加 成聚合物包含含羰基的单烯键式不饱和单体的聚合单元。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：J博林，D弗拉达瑞利，P多尔，A莫莱斯，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]