水性涂料组合物、相关方法以及涂覆的基材技术

公开了一种涂料组合物，其包括包含水的连续相以及包含平均粒度大于50纳米的微凝胶的分散相。该微凝胶由选择为提供具有特定计算Tg并包含环脂族(甲基)丙烯酸酯的共聚物的反应物形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及涂料组合物。更具体而言，本专利技术涉及水性涂料组合物。本专利技术还涉及使用上述组合物的方法以及涂覆有由上述组合物所沉积的涂层的基材。
技术介绍
其中全部组分在单一容器中储存在一起的涂料组合物，经常称为I-K组合物，在许多情况下从例如方便最终用户来说是合乎需要的。上述涂料组合物应具有的性能之一是储存稳定性。换言之，组合物的粘度不应随时间显著地增加，达到该组合物不再适于沉积涂层方便使用的程度。在许多情况下，期望使用液体涂料组合物，其与有机溶剂相反，承载在水中。此期 望通常主要来源于在涂布过程期间对挥发性有机化合物(VOC)释放的环境关注。有时，比如当涂料组合物涂覆于人经常用的制品如消费电子设备，包括便携式计算机、个人数字助理、移动电话等时，重要的是该组合物制备的涂层特别耐某些刺激人出汗的油和酸，如油酸。此外，重要的是当使用任何各种喷涂设备以及条件时，上述涂料都特别耐醇、耐溶剂和耐磨损，以及能够在美学方面具有令人喜爱的高光泽外观，包括没有疵点O有鉴于以上作出了本专利技术。
技术实现思路
在某些方面，本专利技术涉及涂料组合物，如I-K水性涂料组合物。这些涂料组合物包含连续相以及分散相。该连续相包含水。该分散相包含平均粒度大于50纳米的微凝胶。微凝胶由反应物形成，该反应物包含或者在一些情况下基本上由以下组成(i)基于该反应物总重量的不超过5重量％的多烯属不饱和化合物，以及(ii)多种单烯属不饱和化合物，该多种单烯属不饱和化合物选择为提供计算Tg大于100°C并包含环脂族(甲基)丙烯酸酯的共聚物。在其它方面，本专利技术涉及水性涂料组合物，其包含连续相以及分散相。该连续相包含水。该分散相包含微凝胶。该微凝胶包含反应物的反应产物，所述反应物包含或者在一些情况下基本由以下组成(i)多烯属不饱和化合物，以及(ii)多种单烯属不饱和化合物，该多种单烯属不饱和化合物选择为提供计算Tg大于100°C并包含环脂族(甲基)丙烯酸酯的共聚物。另外，该微凝胶的平均粒度大于50纳米以及在该涂料组合物中以基于在该组合物中树脂固体的总重量的至少50重量％的量存在。除此之外，本专利技术还涉及使用上述涂料组合物的方法以及用由上述涂料组合物沉积涂层至少部分地涂覆的基材。专利技术详述为了以下详细说明的目的，应理解本专利技术可以采取各种可替换的变型以及步骤序列，除非有相反的明确说明。而且，除在任何操作实施例中之外，或者其中另外指明，用于表示例如本说明书以及权利要求书使用的组分量的数字表示应理解为在所有情况下都由术语约修饰。因此，除非有相反指明，在以下说明书和所附权利要求书中给出的数字参数是近似值，这些近似值可以根据由本专利技术获得的需要性能而改变。丝毫不是要限制本权利要求范围的等同原则 的适用，各个数字参数应该至少按照所报告有效数字的数目以及通过适用一般的近似技术来解释。尽管阐明本专利技术宽泛范围的数值范围以及参数是近似值，但是在具体实施例中给出的数值是尽可能地准确报告的。然而，任何数值固有地包含某些由它们的各自的试验测定中的标准偏差必然产生的误差。此外，应理解本申请列举的任意数值范围意指包括其中包含的所有子范围。举例来说，范围1-10意指包括列举的最小值I以及列举的最大值10之间的所有子范围，即具有等于或者大于I的最小值以及等于或者小于10的最大值的所有子范围。在本申请中，使用的单数包括复数，并且复数包含单数，除非另外具体说明。另外，在本申请中，所用或者意指和/或，除非另外具体说明，但是和/或可以明确用于某些情况。如前面提到的，本专利技术某些实施方案涉及涂料组合物，如I-K水性涂料组合物。如本文所用，该术语I-κ指其中全部组合物组分在单一容器中储存在一起的涂料组合物并且是储存稳定的，其意指组合物的粘度不随时间显著地增加，达到该组合物不再适于沉积涂层方便使用的程度。实际上，在某些实施方案中，该涂料组合物在140 T在密封容器储存最高达I年时是储存稳定的。如本文所用，术语〃水性〃指在涂料组合物中，对于该涂料组合物来说，溶剂或者载体流体即连续相大部分地或者主要地包含水。举例来说，在某些实施方案中，该连续相是至少70重量％，在一些情况下是至少80重量％的水，基于该连续相总重量。此外，本专利技术某些该涂料组合物是〃低挥发性有机化合物涂料组合物。如本文所用，术语〃低挥发性有机化合物组合物意指该组合物含有不超过五(5)磅挥发性有机化合物每加仑该涂料组合物。如本文所用，术语挥发性有机化合物指在具有至少一个碳原子且在组合物的干燥和/或固化期间从该组合物释放的化合物。适用于本专利技术的挥发性有机化合物的实例包括，但是不局限于，醇、苯、甲苯、氯仿、以及环己烷。合适的挥发性有机化合物的一个具体实例是二甘醇单乙醚。如先前所述，本专利技术涂料组合物包含分散相，该分散相包含微凝胶。如本文所用，以及如本领域技术人员所理解的那样，该术语微凝胶指凝胶化的、即内部交联的聚合物颗粒，该聚合物颗粒直径通常在微米范围或者更小。存在于本专利技术涂料组合物中的微凝胶颗粒通常是常总体均匀的，即非核壳。在本专利技术的某些实施方案中，该微凝胶粒径均匀地小，即聚合后少于20%的凝胶微粒粒度大于5微米、或者在一些情况下大于I微米。在某些实施方案中，该微凝胶的平均粒度为不超过I微米，如不超过900纳米,不超过800纳米,不超过500纳米,不超过400纳米，或者在一些情况下，不超过350纳米。此外，在某些实施方案中，该微凝胶的平均粒度为至少I纳米，如大于5纳米，大于10纳米，大于50纳米，或者在一些情况下，大于100纳米。该凝胶颗粒直径可以通过光子关联能谱法测量，如国际标准ISO 13321所述。本申请记录的平均粒径数值通过光子相关能谱法使用Malvern Zetasizer 3000HSa依照下面的方法测量。将大约IOmL的超滤去离子水和I滴均质测试样品加入干净的20ml小瓶，然后混合。将试管清洗并填充超滤去离子水，并向其中加入约3-6滴该稀释的样品。一旦除去任何气泡，将该试管放在 Zetasizer 3000HSa 中使用 Zetasizer 软件中的 Correlator Control 窗口(100-200KCts/sec)以确定该样品是否具有恰当的浓度。然后用Zetasizer 3000HSa进行粒度测量。在某些实施方案中，该微凝胶是在本专利技术涂料组合物中树脂固体的主要来源，或者在一些情况下，基本上是唯一来源。结果，在某些实施方案中，该微凝胶体在本专利技术涂料组合物中以至少50重量％，如至少70重量％，至少80重量％，至少90重量％，或者在一些情况下，至少92重量％的量存在，基于该涂料组合物中树脂固体的总重量。实际上，令人惊讶地发现，本申请描述的较高Tg的微凝胶，即使当用作本专利技术涂料组合物树脂固体的基本上唯一来源时，仍能聚结以形成具有令人喜爱的无疵点高光泽外观(即使当使用多种喷涂设备以及条件涂覆时)以及令人惊讶的具有良好耐化学品和耐污性如耐乙醇、异丙醇、乳酸、油酸和甲乙酮性的固化膜。在某些实施方案中，本专利技术的涂料组合物基本上、或者在一些情况下完全无任何其它聚合物颗粒，如平均直径在I至50纳米的聚合物颗粒。在本说明书中，基本上不含〃意指其它聚合物颗粒以少于I重量％，如不超过O. 5重量％或者不超过O. I重量％的量存在于所述组合物中，基于该涂料组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.03 US 12/630,2761.涂料组合物，其包含 (a)包含水的连续相；以及 (b)分散相，其包含平均粒度大于50纳米的微凝胶并且由反应物形成，所述反应物包含 (i)基于该反应物总重量的不超过5重量％的多烯属不饱和化合物，以及( )多种单烯属不饱和化合物，其选择为提供计算Tg大于10(TC并包含环脂族(甲基)丙烯酸酯的共聚物。2.权利要求I的涂料组合物，其中所述微凝胶的平均粒度为80至500纳米。3.权利要求I的涂料组合物，其中所述微凝胶以基于所述涂料组合物中树脂固体总重量的至少50重量％的量存在。4.权利要求3的涂料组合物，其中所述微凝胶以基于所述涂料组合物中树脂固体总重量的至少90重量％的量存在。5.权利要求I的涂料组合物，其中所述计算Tg为大于100°C至120°C。6.权利要求I的涂料组合物，其中所述多种单烯属不饱和化合物还包含Tg为至少100°C的乙烯基芳族单体以及Tg为至少100°C的(甲基)丙烯酸烷基酯。7.权利要求6的涂料组合物，其中所述多种单烯属不饱和化合物包含 (a)基于单烯属不饱和化合物总重量的10-40重量％的Tg至少为100°C的乙烯基芳族单体， (b)基于单烯属不饱和化合物总重量的50-80重量％的Tg为至少100°C的(甲基)丙稀酸烧基酷，以及 (C)基于单烯属不饱和化合物总重量的1-20重量％的18为至少95°C的环脂族(甲基)丙烯酸酯。8.权利要求I的涂料组合物，其中所述多种单烯属不饱和化合物以基于用于制备所述微凝胶的反应物总重量的至少90重量％的量存在。9.权利要求7的涂料组合物，其中所述反应物进一步包含 (iii)基于所述反应物总重量的最高达2重量％的水溶性的烯属不饱和单体。10.权利要求7的涂料组合物，其中所述反应物进一步包含 (iv)基于所述反应物总重...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·M·卡尼亚，I·G·施温德曼，V·卡尔萨尼，RJ温特斯，M·齐格勒，M·伍恩施，C·A·康利，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：