專利名稱：水性涂料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水性涂料組合物。
背景技術(shù)：
在窗戶、鏡子、透鏡、眼鏡片和面具或防護(hù)屏中使用的玻璃和透明塑料材料在低于露點(diǎn)、有大氣濕度存在時(shí)會(huì)起霧。超細(xì)的小水滴沉積在表面上，極大地降低了透明性。
已有建議，用某種具有高羥基含量的聚合物涂布玻璃片。由US-A 5,075,133已經(jīng)知道了聚乙烯醇涂料，其包括特殊的氧化鋁粒子。這永久性地降低了透明性。已由US-A 5,578,378知道用丙烯酸單體的混合物涂布玻璃片并用紫外線輻照固化此混合物。只有在這些單體對(duì)其不會(huì)引起部分溶解或其它破壞，例如由應(yīng)力龜裂的形成引起的破壞的那些基材的情況下，才能使用該種方法。由JP 01-0 69 688 A已知，向以98-50∶2-50的質(zhì)量比的醋酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯或氯乙烯為基礎(chǔ)的樹脂的含水乳液和蠟乳液的混合物中添加作為防霧劑的添加劑，例如聚甘油脂肪酸酯、硬酯酰乳酸或鏈烷磺酸鹽，其用量為使得上述混合物對(duì)添加劑的質(zhì)量比為98-50∶2-50。將該混合物施用于塑料材料的表面，產(chǎn)生良好的防霧效果、粘合性、注射模塑性和低的粘連傾向。但是，由于其蠟含量，該種混合物會(huì)產(chǎn)生混濁，其在透明基材的情況下會(huì)產(chǎn)生干擾。由JP 53-018 641 A還可知的是一種用于聚烯烴膜的涂料組合物，其賦予聚烯烴膜良好的滑移特性而沒有粘連，即蟲膠漆和蔗糖與高級(jí)脂肪酸的酯的混合物。該種涂料組合物是疏水性的，不能被引入到水性涂料組合物中。JP 63 241 056 A公開了用于注射模塑PVC制品的防霧劑，它們是多元醇、烯化氧、高級(jí)脂肪酸和二元酸或(甲基)丙烯酸的共低聚物的反應(yīng)產(chǎn)物。至于PVC，“霧化”是表示揮發(fā)性的增塑劑的滲出(發(fā)汗)及其沉積在鄰近表面上，如在汽車內(nèi)的擋風(fēng)玻璃的內(nèi)表面上。從該參考文獻(xiàn)中無(wú)從知道超細(xì)水滴在較冷表面上的沉積的抑制。在JP 56 043 383 A中，描述了用作防霧劑并防止玻璃表面或透鏡表面霧化的樹脂組合物，其中一種每分子中含至少兩個(gè)聚氧化烯鏈的物質(zhì)與一種交聯(lián)劑和表面活性劑混合。將該混合物施用于由玻璃或合成樹脂制成的物體中，并通過加熱劑50℃到200℃固化5分鐘到6小時(shí)。在此情況下，對(duì)熱敏基材的使用是嚴(yán)格的；同樣，不可能處理大表面積的基材，因?yàn)樗鼈儾荒鼙环胖玫狡浔匦璧募訜嵫b置中。由US 3,957,707可知，使用丙烯酸組合物用于生產(chǎn)不粘連和濕度作用下不起霧的膜，其中將40到80份(甲基)丙烯酸烷基酯與20到60份乙烯基腈共聚合，并使用包括山梨(糖)醇單脂肪酸酯和聚氧化乙烯單脂肪酸酯的配混劑的混合物。未提及該種混合物或相似的混合物用于水性涂料組合物的適宜性。最后JP 08 188 770公開了用于塑料膜的防霧劑，其包括含8到18個(gè)碳原子的脂肪酸和選自山梨(糖)醇、1，5-脫水山梨(糖)醇、1，4-脫水山梨(糖)醇和異山梨(糖)醇的多元醇的單酯與含8到18個(gè)碳原子的脂肪酸和至少一個(gè)選自山梨(糖)醇、1，5-脫水山梨(糖)醇、1，4-脫水山梨(糖)醇和異山梨(糖)醇的多元醇的二酯的混合物，其中單酯與二酯的質(zhì)量比為3∶7到9∶1。引用的文獻(xiàn)都沒有指出此化合物作為添加劑用于水性涂料組合物的可能性，在該水性涂料組合物中使用了物理干燥、空氣干燥和自交聯(lián)的粘合劑。此外還知道(EP-A 1 041 105)用電暈放電處理膜，然后以某種親水性添加劑如脂肪酸與乙氧基化多元醇(糖醇)的酯對(duì)其進(jìn)行涂布。電暈處理很昂貴且不方便，對(duì)于連續(xù)技術(shù)實(shí)施僅限于膜形式的基材。
發(fā)明概述因此，目的是提出一種簡(jiǎn)化的方法，以提供裝配好的、透明的片材以及未成型的透明基材，例如具有防止霧化的涂層的片材，在此任何材料的基材都可以進(jìn)行處理。
依照本發(fā)明，此目的通過使用具有防霧效果的水性涂料組合物完成，其包括在水中溶解或分散的粘合劑A和選自多元醇的含羥基脂肪酸酯的化合物B，其中粘合劑A選自物理干燥、空氣干燥和自交聯(lián)的粘合劑。
該涂料組合物可以通過一種常規(guī)施用方法直接施用于基材，無(wú)需首先生產(chǎn)包括相應(yīng)改性劑的膜。
優(yōu)選的實(shí)施方案的詳述在水中溶解或分散的粘合劑A優(yōu)選是聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹脂和聚丙烯酸酯的水分散體；尤其優(yōu)選聚氨酯的水分散體。在水中的溶解性或在水中的分散性可以通過引入親水基團(tuán)(自乳化樹脂)或通過添加外部乳化劑(外部乳化的樹脂)獲得。適宜于本發(fā)明的粘合劑是不加入交聯(lián)劑，通過溶劑或分散劑的蒸發(fā)形成致密膜的那些粘合劑(物理干燥、空氣干燥或自交聯(lián)的粘合劑)。該粘合劑可以通過加入附加的交聯(lián)劑如多官能度的異氰酸酯、氨基樹脂、胺、聚羧酸或其酸酐進(jìn)行固化，其中依據(jù)粘合劑的官能團(tuán)選擇合適的附加交聯(lián)劑。優(yōu)選使用僅含有不加入交聯(lián)劑而通過溶劑或分散劑的蒸發(fā)形成致密膜的該種粘合劑(物理干燥、空氣干燥或自交聯(lián)的粘合劑)的涂料組合物。合適的自交聯(lián)粘合劑可以通過將化合物，尤其是低摩爾質(zhì)量的化合物加入到含合適官能團(tuán)如羰基(以酮基或醛基的形式)的樹脂中進(jìn)行配制，其中加入的化合物優(yōu)選是胺或肼的衍生物，尤其是優(yōu)選含4到20個(gè)，更優(yōu)選含6到12個(gè)碳原子的脂族二羧酸的二酰肼。當(dāng)然，生成的膜必須不再是水溶的，與水或濕氣接觸時(shí)還應(yīng)該沒有局部溶脹，那樣就成為力學(xué)敏感的或喪失其透明性。例如，對(duì)于由文獻(xiàn)中所知的、包括蠟或蠟的乳液的混合物，會(huì)發(fā)生該透明性的損失。
化合物B是多元醇B1與脂肪酸B2的酯或酯的混合物，其中優(yōu)選每分子多元醇B1中有平均至少0.2個(gè)羥基、更優(yōu)選有至少0.4個(gè)羥基和尤其優(yōu)選有至少0.6個(gè)羥基未酯化。多元醇B1每分子具有至少2個(gè)，優(yōu)選至少3個(gè)和更優(yōu)選至少4到6個(gè)羥基。它們包含2到40個(gè)碳原子，優(yōu)選是脂肪族的線型的、支化的或環(huán)狀的醇。優(yōu)選的醇是乙二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、赤蘚醇、threitol、季戊四醇、核糖醇、阿糖醇、木糖醇、山梨(糖)醇、己六醇和甘露醇，此外也可以使用這些最后提到的在糖的還原過程中得到的醇(糖醇)的混合物。在本發(fā)明的上下文中，也可能且優(yōu)選通過與1，2-環(huán)氧化物如環(huán)氧乙烷、甲基環(huán)氧乙烷或其混合物的反應(yīng)改性這些醇，其方式為它們可以帶上至少兩個(gè)連續(xù)的氧化烯單元。在此優(yōu)選每個(gè)醇分子平均2到40個(gè)氧化烯單元。
合適的脂肪酸B2包括含8到40個(gè)碳原子的不飽和的以及飽和的脂肪酸，優(yōu)選含10到30個(gè)碳原子的線型的脂肪族單羧酸。尤其合適作為飽和酸的是肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、二十二碳(烷)酸、二十四(烷)酸、二十六(烷)酸和三十(烷)酸。也可以使用脂族二羧酸(所謂的二聚體脂肪酸)，其可以通過將不飽和的脂肪酸進(jìn)行二聚得到，并含有20到60個(gè)碳原子。合適的不飽和脂肪酸是棕櫚油酸、油酸和芥酸、山梨酸和亞油酸及亞麻酸和桐酸。
特別合適的是上述酸B2與含3到6個(gè)碳原子的三元到六元醇的單酯，尤其由于與環(huán)氧乙烷反應(yīng)而其每分子帶有約5到20個(gè)氧乙烯單元的四元到五元醇與飽和的或單不飽和脂肪酸的那些。
優(yōu)選本發(fā)明的涂料組合物包括0.1％到50％，更優(yōu)選0.2％到10％，和尤其優(yōu)選0.25％到5％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的化合物B，2％到98％，更優(yōu)選5％到80％，和尤其優(yōu)選10％到70％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的粘合劑A，如果需要直到20％，更優(yōu)選直到10％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的可水稀釋的溶劑，0.1％到98％，更優(yōu)選0.5％到80％，和尤其優(yōu)選1％到70％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水。優(yōu)選化合物B與粘合劑A的固體份額的質(zhì)量比為0.1∶9.9到3∶7。
該涂層組合物可以進(jìn)一步包括用于增強(qiáng)潤(rùn)濕的常用添加劑(基材濕潤(rùn)劑)，其特別優(yōu)選從0.1％到5％，尤其從0.2％到1％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，和更優(yōu)選從0.1％到2％，尤其從0.2％到1％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的消泡劑。當(dāng)然，在此情況下所述的質(zhì)量分?jǐn)?shù)合計(jì)為100％。
可以通過常用的施用方法如噴涂法、輥涂法、刷涂法和刮涂法將該涂料組合物施用于任何的透明基材如玻璃、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚醚酰亞胺、聚醚砜和聚砜以及聚(甲基)丙烯酸酯如聚甲基丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酰亞胺如聚甲基甲基丙烯酰亞胺(polymethylmethacrylimide)及其它丙烯酸酯玻璃，并固化成透明膜。當(dāng)將以此處理的表面與空氣濕度接觸和將其置于低于露點(diǎn)的溫度經(jīng)受濕空氣時(shí)，它不起霧。以此生產(chǎn)的膜不會(huì)受到濕氣的浸蝕；尤其，當(dāng)延長(zhǎng)與空氣濕度接觸時(shí)，由于通過洗去改性劑B，在此不會(huì)降低預(yù)期效果。尤其當(dāng)聚氨酯用作粘合劑時(shí)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過涂布生產(chǎn)的膜中的改性劑的粘合有效地抑制了浸析。如此處理過的透明基材可以極為有利地用于各種玻璃體。
下列實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1依據(jù)下表，使用聚氨酯分散體，由粘合劑A和化合物B(防霧劑)制備發(fā)明的涂料組合物。其中示出了涂料組合物中的各固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
表 以％表示的涂料組合物的組成(g/100g)聚氨酯462.25％防霧劑11.99％甲氧基丙醇 1.99％濕潤(rùn)劑20.33％消泡劑30.33％總計(jì)66.89％水 33.11％1油酸單酯化的乙氧基化的山梨(糖)醇(20mol氧乙烯單元/1mol山梨(糖)醇)2Byk 346，濕潤(rùn)劑3Additol XW 376，消泡劑4Daotan VTW 6462，含36％固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水性聚酯-氨基甲酸酯分散體，Solutia Austria GmbH所述的成分以高速攪拌機(jī)混合5分鐘。
實(shí)施例2
將三條依據(jù)實(shí)施例1制備的、干燥膜厚度為7μm的涂料組合物彼此并排施用于聚碳酸酯片材(層厚為0.45mm)。將已涂層的片材在80℃下干燥30分鐘。
實(shí)施例3將如實(shí)施例2中的聚碳酸酯片材用電暈放電進(jìn)行表面活化并用實(shí)施例1中所述的防霧劑的水溶液進(jìn)行涂布。選擇施用量以使得相對(duì)于聚碳酸酯片材的面積，防霧劑的質(zhì)量是相同的。如實(shí)施例2干燥已涂層的片材。
實(shí)施例4在室溫(22℃)下，將實(shí)施例2和3的片材以60°角置于裝有已加熱到30℃的蒸餾水的槽上。僅在短時(shí)間后，在片材的未涂層的地方上就生成了冷凝液滴，在片材上平行于條流動(dòng)。在已涂布的條上，在每種情況下都僅在較低的區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)大液滴生成。兩天后，觀察到即使在實(shí)施例3的片材的已涂層地方上也有小的冷凝液滴生成。再過兩天后，實(shí)施例3的片材均勻地覆蓋上了冷凝液滴。在實(shí)施例2的片材上，僅在片材上涂層條紋間的未涂層地方上可以看到冷凝液滴。即使觀察20天后，在涂層條紋上也看不到液滴生成；正如實(shí)驗(yàn)起始，在較低區(qū)域內(nèi)形成一個(gè)大液滴。此后，停止該實(shí)驗(yàn)。
盡管該涂層作為防霧涂層是有效的，但是與濕空氣接觸的涂層條紋仍然是透明的。顯然實(shí)施例3中的片材的涂層是通過冷凝水逐漸洗滌掉的，同時(shí)根據(jù)本發(fā)明束縛在粘合劑膜中的防霧劑的活性保持不變。
權(quán)利要求
1.一種具有防霧效果的水性涂料組合物，包括在水中溶解或分散的粘合劑A和選自多元醇的含羥基脂肪酸酯的化合物B。
2.權(quán)利要求1的水性涂料組合物，其特征在于化合物B與粘合劑A的固體份額的質(zhì)量比是從0.1∶9.9到3∶7。
3.權(quán)利要求1的水性涂料組合物，其特征在于粘合劑A包括選自聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹脂和聚丙烯酸酯的樹脂的水分散體。
4.權(quán)利要求1的水性涂料組合物，其特征在于粘合劑A是物理干燥、空氣干燥或自交聯(lián)性的。
5.權(quán)利要求4的水性涂料組合物，其特征在于粘合劑A包括在水中溶解或分散的含有羰基的樹脂和脂肪族二羧酸的二酰肼。
6.權(quán)利要求1的水性涂料組合物，其特征在于化合物B是多元醇B1與脂肪酸B2的酯，其中每分子多元醇B1平均至少0.2個(gè)羥基保持未酯化。
7.權(quán)利要求6的水性涂料組合物，其特征在于多元醇B1每分子具有2到6個(gè)羥基。
8.權(quán)利要求6的水性涂料組合物，其特征在于多元醇B1通過與1，2-環(huán)氧化物的反應(yīng)進(jìn)行改性。
9.權(quán)利要求6的水性涂料組合物，其特征在于脂肪酸B2選自含10到30個(gè)碳原子的飽和的和單不飽和的線型脂肪族單羧酸。
10.權(quán)利要求6的水性涂料組合物，其特征在于化合物B是含3到6個(gè)碳原子的乙氧化脂肪族三元到六元醇B1的單酯，每分子中有5到20個(gè)氧乙烯單元。
11.用于生產(chǎn)包括透明基材和沉積在其上的膜的防霧玻璃體的方法，其特征在于將權(quán)利要求1的水性涂料組合物施用于透明基材上，和通過交聯(lián)在基材上生成一層膜。
12.可由權(quán)利要求11的方法得到的防霧玻璃體。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有防霧效果的水性涂料組合物，其包含在水中溶解或分散的粘合劑A和選自多元醇的含羥基脂肪酸酯的化合物B，并涉及其用于防霧玻璃化的用途。
文檔編號(hào)C09K3/18GK1747906SQ200480003618
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月6日
發(fā)明者R·葉德利奇卡, J·伯克爾, M·沙夫霍伊特勒, E·厄爾巴諾 申請(qǐng)人:舒飛士特種化工奧地利有限公司