可辐射固化的水性涂料组合物和相关方法技术

披露了可辐射固化的水性涂料组合物。这些涂料组合物包括水分散性聚合物和疏水多官能烯属不饱和化合物。该组合物的特征在于在升高的温度和碱性条件下是粘度稳定的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可辐射固化的水性涂料组合物。这些涂料组合物包含水分散性聚合物和疏水多官能烯属不饱和化合物，并且特征在 于在升高的温度和碱性条件下是粘度稳定的。背景信息热固化的溶剂基和水基涂料已经可广泛获得。溶剂基涂料 的一个缺点是与水基涂料相比高的VOC (挥发性有机化合物)含量。 另外，与可紫外("uv，，)光固化的涂料相比，溶剂基和水基热固化涂料可以具有緩慢的固化速率，这是由于，在至少一些情形中，所使用的交联剂的反应速率緩慢引起的。因为使用具有一定频率的uv光而 由光引发剂形成将乙烯基交联到树脂上的自由基，所以可uv固化体系通常提供快得多的反应。与可能花费明显更长(包括几分钟或更长)的热固化反应相反，uv光固化反应可以在数秒钟内进行。可以在一些情形中使用可UV固化的水基涂料。通常除了可辐射固化的材料之外，这些涂料通常包括水分散性聚合物例如酸官能 的丙烯酸类或聚酯，该水分散性聚合物在水中用胺中和。由于将可uv 固化的水基涂料固化需要极少的热或不需要热，因此可以将它们涂覆 至热敏性基材例如纤维素和塑料。与可UV固化的水基涂料组合物相关的一个缺点是在通常 所希望的或必要的碱性条件下，它们通常表现出不良的pH和粘度稳定 性。通常在这些条件下，存在的可辐射固化材料例如多官能(曱基)丙 烯酸酯会在水的存在下水解，这导致组合物的粘度随时间所不希望地 增力口。因此，将希望提供在碱性条件下粘度稳定的可辐射固化的水性涂料组合物。 专利技术概述在某些方面中，本专利技术涉及可辐射固化的水性涂料组合 物。这些组合物包含(a)水分散性聚合物；(b)疏水多官能烯属 不饱和化合物；和(c)主要包含pKa不超过9.5的单官能叔胺的中和 剂。在另 一些方面中，本专利技术涉及包含酸官能的聚合物和疏水 多官能烯属不饱和化合物的可辐射固化的水性涂料组合物，其中所述 组合物当被中和至7 - 9的pH时在120。 F下粘度稳定达至少28天。专利技术详述出于以下详述的目的，应当理解的是本专利技术可以采取各种 备选变化方式和步骤顺序，除了在明确说明相反的情况下。此外，除 了在任何工作例中，或者在另外说明的情况下，在说明书和权利要求 书中使用的表示例如组分量的所有数值将被理解为在所有情形中由术 语"约"修饰。因此，除非相反地说明，在以下说明书和附属的权利 要求书中描述的数值参数是近似值，其可以根据将通过本专利技术获得的 所希望的性能而变化。至少地并且不试图限制等同原则应用于权利要 求书的范围，每一数值参数应该至少根据具有所报导的有效数位的数 值并且通过采用 一般舍入技术来理解。尽管描述本专利技术的宽范围的数值范围和参数是近似值，但 描述于具体实施例中的数值被尽可能准确地报导。然而，任何数值固 有地含有由在它们各自的试验测量中发现的标准偏差必然产生的一定 误差。另外，应该理解的是本文中列出的任何数值范围意在包括 包含于其中的所有子范围。例如，范围"1-10"意在包括在所列出的 最小值1与所列出的最大值IO之间(并且包括端值)的所有子范围， 即具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值的所有子范围。在本申请中，单数的使用包括复数并且复数包括单数，除非另外特别地说明。另外在本申请中，"或"的使用是指"和/或"， 除非另外特别地说明，尽管在某些情形中可能明确地使用"和/或"。如前所述，本专利技术的某些实施方案涉及"水性"涂料组合 物。本文中使用的术语"水性"涂料组合物是指其中溶剂或载液根本 上或主要地包含水的组合物。例如，在本专利技术的某些实施方案中，载 液是至少80wt。/。的水。在某些实施方案中，除了水之外，水性介质可 以进一步包含有机溶剂，例如具有至多约8个碳原子的醇例如曱醇、 异丙醇等；或二醇醚例如乙二醇、二甘醇或丙二醇的单烷基醚等。当 存在时，基于水性介质的总体积，有机溶剂通常以至多约10体积％的 量使用。另外，本专利技术的某些实施方案涉及作为"低VOC，，涂料组 合物的涂料组合物。本文中使用的术语"低VOC组合物"是指该组合 物含有不超过三(3)磅挥发性有机化合物/每加仑组合物。在某些实 施方案中，本专利技术的涂料组合物含有不超过一 (1)磅挥发性有机化合 物/每加仑涂料组合物。本文中使用的术语"挥发性有机化合物，，是指 具有至少 一个碳原子并且在组合物的干燥和/或固化期间从组合物中 释放的化合物。"挥发性有机化合物，，的实例包括，但不限于，醇、 苯、甲苯、氯仿和环己烷。如另外所示的那样，本专利技术的水性涂料组合物是"可辐射 固化的"。本文中使用的术语"可辐射固化，，是指包括具有可通过暴 露于能量源例如电子束(EB) 、 UV光或可见光而聚合的反应性组分的 化合物的组合物。可辐射固化的化合物的实例包括含有烯属不饱和官 能团的那些，例如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类、富马酸酯类、乙烯基醚 类、马来酸酯类、硫醇类、烯烃、环氧化物等。如前所述，本专利技术的可辐射固化的水性涂料组合物包含水 分散性聚合物。本文中使用的术语"水分散性聚合物"是指在借助于况下能够稳定地分散在水中的聚合物。在某些实施方案中，在不借助于或不使用显著量即基于聚合物的重量不超过lwtW的表面活性剂的 情况下，用于本专利技术的涂料组合物中的水分散性聚合物能够稳定地分 散在水中。合适的水分散性聚合物包括聚氨酯、环氧化物、聚酰胺、 氯化聚烯烃、丙烯酸类(acrylics)、油改性的聚合物以及其混合物 或共聚物。可以使用常规技术容易地合成这些聚合物并且使其为水分 散性的。在某些实施方案中，例如酸官能团的引入产生水分散性。因 此，在某些实施方案中，包含在本专利技术的组合物中的水分散性聚合物 包括酸官能的聚合物。引入到这些聚合物上的酸官能团在某些实施方案中是羧 酸，尽管在另一些实施方案中可以使用其他的酸例如磺酸。在某些实 施方案中，酸官能的聚合物以每分子计具有至少两个羧基。合适的酸官能的聚合物包括，但不限于，酸官能的丙烯酸 类聚合物、聚烯烃、环氧化物、聚酰胺和聚氨酯，包括其混合物在内。 在某些实施方案中，包含在本专利技术的涂料组合物中的酸官能的聚合物 具有5 - 50,例如5 - 30的酸值。适用于本专利技术中的羧酸官能的丙烯酸类聚合物可以通过 本领域那些普通技术人员已知的自由基聚合方法制备。在某些实施方 案中，该聚合物通过将一种或多种羧酸官能的烯属不饱和单体例如(甲 基)丙烯酸与一种或多种不含羧酸官能团的烯属不饱和单体例如(甲基) 丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸异水片酯、(甲基)丙烯酸丁酯和苯乙烯聚 合而制备。作为选择，该羧酸官能的丙烯酸类聚合物可以通过首先制 备羟基官能的丙烯酸类聚合物，然后使其与环状酐例如琥珀酸酐反应 而制备。另外，合适的烯属不饱和单体是可以提供用于热固性聚合物 的交联部分的官能单体，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、和羟基官能的丙 烯酸酯和甲基丙烯酸酯，例如丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙 烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丙酯。在某些实施方案中，本专利技术的涂料组合物包含自交联的丙烯酸类聚合物，例如具有乙酰基乙酰氧基-类官能部分的丙烯酸类聚合物，如描述于例如美国专利申请公开号2005/0176874A1 ， -中的，该申请的引述部分在此通过引用并入本文。酸官能的丙烯酸聚合物可以例如通过本领域那些技术人 员已知的溶液聚合技术制备。 一般而言，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可辐射固化的水性涂料组合物，其包含：　（ａ）水分散性聚合物；　（ｂ）疏水多官能烯属不饱和化合物；和　（ｃ）主要包含ｐＫａ不超过９．５的单官能叔胺的中和剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：ML珀赖因，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]