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      用于改進晾置時間的具有聚烷氧基化物的水性組合物的制作方法

      文檔序號:11211815閱讀:550來源:國知局
      本發(fā)明涉及水性組合物,其包含(i)水性聚合物組合物,例如一或多種乳液聚合物或水性分散聚合物,以及以組合物中固體的總重計0.1.到5wt.%,或優(yōu)選地至多2.0wt.%的(ii)一或多種聚烷氧基化物,所述聚烷氧基化物具有2到15個聚烷氧基鏈和以組合物中聚烷氧基化物固體的總重計20到70wt.%的環(huán)氧乙烷(eo)含量。更具體而言,它涉及低揮發(fā)性有機物含量(voc)的水性組合物,其包含(i)一或多種乳液聚合物、水性分散聚合物或其混合物和(ii)以組合物中固體的總重計0.1到5wt.%,或優(yōu)選地至多2.0wt.%的一或多種式i-[aonh]f聚烷氧基化物,其中i為含有有機活性氫的化合物;其中ao為環(huán)氧烷,其包含環(huán)氧乙烷(eo)或者以隨機次序與環(huán)氧丙烷(po)和/或環(huán)氧丁烷(bo)結(jié)合的eo或在具有嵌段,優(yōu)選具有至少一個eo嵌段的低聚物中的eo;其中n為ao基團的總數(shù)并可在1到50,或優(yōu)選地2到20范圍內(nèi);其中f為i中活性氫基團的總數(shù),其在2到15范圍內(nèi)。最近已經(jīng)開發(fā)了具有更低量的揮發(fā)性有機化合物(vocs)(例如低于150g/l)的水載(waterborne)或水性(aqueous)涂料組合物。水性組合物可包含乳液聚合物,其具有-50到30℃的測量的(dsc)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg),并且依賴于添加vocs作為聚結(jié)劑而使得能夠在環(huán)境溫度下形成薄膜并隨后固化。vocs在水性油漆或涂料組合物制品中的存在還賦予更好的晾置時間和凍融(f/t)穩(wěn)定性,并使得能夠進行更好的流動和流平、襯底潤濕和油漆薄膜消泡,其可導(dǎo)致更好的粘附和表面外觀特征。隨著市場移向低含量/零含量的由于快速薄膜形成而具有低tg零voc粘結(jié)劑的voc涂料,許多這些特征受到損害。對在涂覆時具有顯著改進的晾置時間和/或濕邊時間的水性油漆或涂料組合物存在市場需求。palmerjr.等人的美國專利公開號us2014/0256862a1公開了用于涂料、醇酸油漆和紙涂料組合物的水性組合物,所述組合物包含三-或二-苯乙烯化的苯酚和環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷表面活性劑的烷氧基化物,其中組合物被賦予晾置時間或凍融特征。此外,如果被轉(zhuǎn)化成硫酸根或磷酸根陰離子,此類烷氧基化物可提供改進的晾置時間。因此,本發(fā)明發(fā)明人尋求解決提供用作涂料油漆、特別是高固體和彈性聚合物組合物的水性組合物的優(yōu)異的晾置時間特征的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素:1.根據(jù)本發(fā)明,水性組合物包含(i)一或多種乳液聚合物、一或多種水性分散聚合物或其混合物的水性聚合物組合物,和(ii)以組合物中固體的總重計0.1到5wt.%,或優(yōu)選地至多2.0wt.%的一或多種聚烷氧基化物,其具有2到15個、或優(yōu)選地3到10個、或更優(yōu)選地3到8個聚烷氧基鏈和以組合物中聚烷氧基化物固體的總重計20到70wt.%,或優(yōu)選地20到50wt.%的環(huán)氧乙烷(eo)含量。2.根據(jù)如以上條目1中的本發(fā)明的水性組合物,其中(i)水性聚合物組合物包含一或多種乳液聚合物,所述一或多種乳液聚合物包含一或多種乙烯基或丙烯酸乳液聚合物,優(yōu)選地至少一種如例如彈性乳液聚合物的測量的(dsc)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(測量的tg)為-100到20℃,或優(yōu)選地-60到15℃的乙烯基或丙烯酸乳液聚合物。3.根據(jù)以上條目1或2中任一項的本發(fā)明的水性組合物,其中(i)水性聚合物組合物包含一或多種乳液聚合物,其含有一或多種共聚形式的選自以下的單體:丙烯酸c1到c24烷酯或甲基丙烯酸c1到c24烷酯、烯基酯、如苯乙烯的乙烯基芳香族化合物。優(yōu)選地,(i)水性聚合物組合物包含一或多種乙烯基或丙烯酸乳液聚合物。更優(yōu)選地,乙烯基或丙烯酸乳液聚合物另外還包含一或多種共聚形式的選自以下的單體:如(甲基)丙烯酸或其鹽的烯屬不飽和羧酸單體;如丙烯酰胺的烯屬不飽和酰胺單體;如甲基丙烯酸膦基乙酯的含有磷酸基團的乙烯基或丙烯酸單體;如甲基丙烯酰胺基丙烷磺酸或其鹽的含有硫酸基團的乙烯基或丙烯酸單體;如甲基丙烯酸烯丙酯的多烯屬不飽和單體;羥基-官能單體;胺-官能單體;環(huán)氧基-官能單體;酮-官能單體,以及可自氧化單體。4.根據(jù)如以上條目1、2、或3中任一項中的本發(fā)明的水性組合物,其中(ii)一或多種聚烷氧基化物具有式i-[aonh]f,其中i為含有有機活性氫的化合物;其中ao為環(huán)氧烷,其包含環(huán)氧乙烷(eo)或者以隨機次序與環(huán)氧丙烷(po)和/或環(huán)氧丁烷(bo)結(jié)合的eo或在具有嵌段,優(yōu)選具有至少一個eo嵌段的低聚物中的eo;其中n為ao基團的總數(shù)并可以在1到50,或優(yōu)選地2到20范圍內(nèi);其中f為i中活性氫基團的總數(shù),其在2到15、或優(yōu)選地3到10、或更優(yōu)選地3到8范圍內(nèi)。5.根據(jù)如以上條目1、2、3、或4中任一項中的本發(fā)明的水性組合物,其中(ii)一或多種聚烷氧基化物具有800到10,000,或優(yōu)選地800到6000的數(shù)均分子量(mn)。6.根據(jù)如以上條目1、2、3、4、或5中任一項中的本發(fā)明的水性組合物,其中(ii)一或多種聚烷氧基化物中的至少一種在100kpa下具有280℃到450℃,或優(yōu)選地300℃或更高的標(biāo)準(zhǔn)沸點。7.根據(jù)如以上條目1、2、3、4、5、或6中任一項中的本發(fā)明的水性組合物,其中(ii)一或多種聚烷氧基化物為選自以下的活性氫化合物的聚烷氧基化物:具有3個或更多個羥基的多元醇、雙官能氨基醇、二胺、三胺、多胺、以及具有3到8個羥基的酚醛樹脂。8.根據(jù)如以上條目7中的本發(fā)明的水性組合物,其中(ii)一或多種聚烷氧基化物為二乙醇胺、甘油、季戊四醇、糖醇、二胺或三胺的聚烷氧基化物。9.根據(jù)如以上條目1、2、3、4、5、6、7或8中任一項中的本發(fā)明的水性組合物,其中組合物進一步包含一或多種聚結(jié)劑,如標(biāo)準(zhǔn)沸點為280℃到450℃,或優(yōu)選地300℃或更高的二醇酯或二醇醚酯。10.根據(jù)如以上條目1到9中任一項中的本發(fā)明的水性組合物,其中水性組合物具有以總組合物的總重計40到85wt.%,或優(yōu)選地50到85wt.%的固體含量。11.根據(jù)如以上條目1到10中任一項中的本發(fā)明的水性組合物,其中水性組合物具有150g/l或更低,或優(yōu)選地100g/l或更低、或更優(yōu)選地50g/l或更低的揮發(fā)性有機物含量(voc)。12.根據(jù)如以上條目1到11中任一項中的本發(fā)明的水性組合物,其中組合物進一步包含一或多種填充劑、增充劑(優(yōu)選為碳酸鈣、氧化鈣、二氧化硅、硅酸鹽)、和/或如白色不透明的顏料(優(yōu)選為二氧化鈦)的顏料、或者優(yōu)選地與一或多種填充劑和/或增充劑組合的一或多種顏料。13.根據(jù)本發(fā)明的另一方面,使用如以上條目1到12中任一項中的水性組合物的方法包含將水性組合物涂覆到襯底上并干燥,優(yōu)選在環(huán)境條件下干燥。除非另外說明,溫度和壓力條件為室溫和標(biāo)準(zhǔn)壓力,本文也稱作“環(huán)境條件”。單數(shù)形式的“一”、“一個”和“所述”包括復(fù)數(shù)對象,除非上下文清楚地另外規(guī)定。所有包含括號的短語表示包括括號內(nèi)的物質(zhì)或它不存在,或者兩者都有。例如,短語“(甲基)丙烯酸酯”包括可供選擇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。如本文所使用,術(shù)語“酸單體或陰離子單體”意指酸形式或陰離子形式(coo-)的烯屬不飽和羧酸單體。如本文所使用,術(shù)語“水性”意指水或者與至多16wt.%、或至多6wt.%、或優(yōu)選地至多0.5wt.%的在環(huán)境條件下是揮發(fā)性的水混溶溶劑(例如低級烷醇)混合的水。如本文所使用,術(shù)語“環(huán)氧乙烷(eo)含量”是指通過以下方式對于任何聚烷氧基化物確定的重量百分?jǐn)?shù):從相同聚烷氧基化物的數(shù)均分子量減去用來制造聚烷氧基化物的活性氫化合物的分子量,除以聚烷氧基化物的數(shù)均分子量并將所述結(jié)果乘以100%。對于含有環(huán)氧乙烷和其它環(huán)氧烷的聚烷氧基化物,將以上計算修改以體現(xiàn)用來制造聚烷氧基化物的環(huán)氧乙烷和其它環(huán)氧烷的相對數(shù)量。因此,例如,如果使用2份環(huán)氧乙烷和3份環(huán)氧丙烷從乙二胺(fw=64)制造數(shù)均分子量為1000的聚烷氧基化物,環(huán)氧烷的總重%為(1000-64)/1000x100%或93.6%,環(huán)氧乙烷的含量為2/5x93.6%或37.44wt.%。如本文所使用,除非另外說明,短語“測量的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度”或“測量的tg”是指通過差示掃描量熱計(dsc)測定的tg,包括將聚合物預(yù)熱到120℃,迅速將其冷卻到-100℃,然后以20℃/分鐘的加熱速率加熱到150℃,同時收集數(shù)據(jù)。所記錄的tg為使用半高度法的熱流溫度測量曲線的彎曲中點。如本文所使用,除非另外說明,術(shù)語“乳液聚合物”是指通過水性乳液聚合制造的聚合物。如本文所使用,術(shù)語“烯屬不飽和羧酸單體”是指丙烯酸、甲基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸、乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、α-乙烯基丙烯酸、巴豆酸、α-苯基丙烯酸、肉桂酸、氯代肉桂酸、β-苯乙烯基丙烯酸、馬來酸、衣康酸、檸康酸、及其鹽。如本文所使用,術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯”意指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、及其混合物,本文使用的術(shù)語“(甲基)丙烯酸”意指丙烯酸、甲基丙烯酸及其混合物。如本文所使用,除非另外說明,短語“重均分子量”是指通過凝膠滲透色譜法(gpc)分別相對于聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚(苯乙烯)標(biāo)準(zhǔn)物為丙烯酸或乙烯基乳液聚合物測量的重均分子量。如本文所使用,除非另外說明,針對本發(fā)明的聚烷氧基化物的術(shù)語“數(shù)均分子量”是指通過聚烷氧基化物對照聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)物的凝膠滲透色譜(gpc)測量的數(shù)均分子量,其中聚烷氧基化物作為二甲苯中0.25wt.%溶液的100微升樣品,測量在40℃下進行,使用四氫呋喃(thf)作為洗脫液,流速為1ml/min。如本文所使用,術(shù)語“顏料體積濃度”或%pvc是指通過下式計算的量:如本文所使用,術(shù)語“乙烯基或丙烯酸乳液聚合物”是指由一或多種不同單體制造的聚合物,例如共聚物、三元共聚物、四元共聚物、五元共聚物等,或者無規(guī)、嵌段、接枝、序列或梯度聚合物中的任一種。如本文所使用,術(shù)語“總聚合物固體”或者“聚合物固體”意指一或多種(i)乳液聚合物和/或水性分散聚合物的總固體。如本文所使用,術(shù)語“固體”是指在100℃下為非揮發(fā)性的任何材料。因此,固體概念不包括揮發(fā)性溶劑、水和氨水。如本文所使用,術(shù)語“標(biāo)準(zhǔn)沸點”是指在100kpa或大氣壓下測定的液體沸點。如本文所使用,短語“wt.%”代表重量百分比。如本文所使用,除非另外說明,術(shù)語“重均顆粒尺寸”意指使用brookhaven90plus顆粒尺寸分析器(紐約州霍特斯維爾的brookhaveninstrumentscorp.)通過光散射(ls)測定的顆粒尺寸。所列舉的所有范圍均具有包含性和組合性。例如,列舉的2到15、或優(yōu)選地3到10、或更優(yōu)選地3到8個聚(烷氧基)鏈意指2到15、2到10、2到8、2到3、3到15、8到15、10到15、或優(yōu)選地3到10、或優(yōu)選地8到10、或更優(yōu)選地3到8個聚(烷氧基)鏈中的任一個或全部。本發(fā)明發(fā)明人發(fā)現(xiàn),具有2到15個,或優(yōu)選地至多8個聚烷氧基鏈并具有以總聚烷氧基化物固體的重量計20到70wt.%的環(huán)氧乙烷基團的聚烷氧基化物可制造用作油漆和涂料的水性組合物,其具有顯著改進的晾置時間但幾乎不對如薄膜形成的油漆特征產(chǎn)生不利影響。本發(fā)明的聚烷氧基化物晾置時間添加劑包含液體,并可以具有非常低粘度的100wt.%的固體提供,從而使得能夠便于添加劑單獨處理或與其它添加劑組合處理。本發(fā)明的聚烷氧基化物也是零voc材料。一或多種本發(fā)明的聚烷氧基化物(ii)可表示為式i-[aonh]f,其中i為含有有機活性氫的化合物,ao為環(huán)氧烷,其包含環(huán)氧乙烷(eo)或者以隨機次序與環(huán)氧丙烷(po)和/或環(huán)氧丁烷(bo)結(jié)合的eo或在具有嵌段,優(yōu)選具有至少一個eo嵌段的低聚物中的eo,n為ao基團的總數(shù)并可在1到50,或優(yōu)選地2到20范圍內(nèi);f為i中活性氫基團的總數(shù),其在2到15、或優(yōu)選地3到10、或更優(yōu)選地3到8范圍內(nèi)。用來制造本發(fā)明的聚烷氧基化物(ii)的合適的活性氫化合物i可選自:如乙二醇的二醇,如甲酚的具有2個羥基的酚;如二乙醇胺的雙官能氨基醇;如甘油、季戊四醇、糖醇(例如山梨糖醇、木糖醇或甘露醇)的具有3個或更多個羥基的多元醇;如乙二胺的二胺;如二亞乙基三胺的三胺;如聚賴氨酸或聚乙烯亞胺的多胺;如羥基官能化的苯酚甲醛樹脂的具有2到15個、或優(yōu)選地2到8個、或優(yōu)選地3個或更多個羥基的酚醛樹脂;縮水甘油醚與多元醇的環(huán)氧加合物;如二仲二元胺的縮水甘油醚與二胺或多胺的環(huán)氧加合物。糖醇在本發(fā)明中被認(rèn)為是多元醇。優(yōu)選地,活性氫化合物為具有3個或更多個羥基的多元醇、雙官能氨基醇、二胺、三胺、多胺以及具有3到8個羥基的酚醛樹脂。本發(fā)明的聚烷氧基化物(ii)的環(huán)氧乙烷(eo)含量可以是以聚烷氧基化物中固體的總重計20到70wt%,或優(yōu)選地20到50wt.%中的任何數(shù)值。eo含量應(yīng)該足夠高從而使得聚烷氧基化物能夠分散于水中,但也應(yīng)該足夠低以使聚烷氧基化物足夠小從而與粘結(jié)劑相容。本發(fā)明的聚烷氧基化物(ii)的數(shù)均分子量或mn可在800到10,000范圍內(nèi),或優(yōu)選地6,000或更低。太高的mn可導(dǎo)致產(chǎn)生凝膠和/或絮化或含有聚烷氧基化物的水性組合物。聚烷氧基化物(i)的實例可包括例如如丙二醇的二-聚乙氧基化的二醇、如甘油的三-聚乙氧基化的三醇、如聚乙氧基化的季戊四醇的具有四個或更多個活性氫基團的聚乙氧基化的醇、二-、三-、或四-聚乙氧基化的二胺、如五-聚乙氧基化的三亞乙基戊胺的三-或更高-聚乙氧基化的多胺、以及含有兩個或更多個聚(烷氧基)鏈的乙氧基化的烷基苯酚甲醛樹脂。一或多種本發(fā)明的聚烷氧基化物(ii)可通過以常規(guī)方式將活性氫化合物與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷和/或環(huán)氧丁烷的組合反應(yīng)來制造。用來制造本發(fā)明的聚烷氧基化物(ii)的活性氫化合物與環(huán)氧乙烷的反應(yīng)可在50到200℃、或優(yōu)選地90到150℃下,在100到2000kpa的壓力下,在壓力反應(yīng)器或高壓釜中進行??墒褂脡A性催化劑,例如甲醇鈉、如naoh或koh的堿金屬氫氧化物。本發(fā)明的水性聚合物組合物(i)可選自如聚氨酯分散體系和多聚烯烴分散體系的水性分散聚合物、水性乳液聚合物及其混合物。優(yōu)選地,本發(fā)明的水性聚合物組合物(i)包含一或多種乳液聚合物。合適的水性乳液聚合物可從一或多種如例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、或丙烯酸乙基己酯的可聚合的烯屬不飽和單體制備。用來制造本發(fā)明的乳液聚合物(i)的合適的非離子型烯屬不飽和單體可包括:如苯乙烯和α-甲基苯乙烯的乙烯基芳香族化合物;丁二烯;烯烴;乙烯基酯;乙烯基鹵化物;偏二氯乙烯;(甲基)丙烯腈;(甲基)丙烯酸的c4-c24烷基酯,例如甲基丙烯酸正丁酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、以及其它(甲基)丙烯酸酯。用來制造本發(fā)明的乳液聚合物(i)的合適的可聚合的單體可進一步包括以用來制造聚合物的單體的總重計0到5wt.%的至少一種共聚形式的多烯屬不飽和單體??墒褂玫亩嘞俨伙柡蛦误w的實例包括(甲基)丙烯酸烯丙酯、二(甲基)丙烯酸乙二二酯、以及如二乙烯基苯和二乙烯基甲苯的二-和三-乙烯基芳香族單體。本發(fā)明的乳液聚合物(i)可進一步含有共聚形式的如(甲基)丙烯酰胺的含有酰胺的單體或如烯屬不飽和羧酸單體(例如(甲基)丙烯酸、衣康酸和馬來酸)的離子型烯屬不飽和單體。優(yōu)選地,本發(fā)明的乳液聚合物(i)包含共聚的烯屬不飽和羧酸單體。當(dāng)此類酸單體處于它們的去質(zhì)子化的形式時,即當(dāng)ph低于酸單體本身的pka時,它們可被看作陰離子單體。本發(fā)明的乳液聚合物(i)中共聚的烯屬不飽和羧酸單體的合適的含量以用來制造聚合物的單體固體的總重計可在0到10wt.%、優(yōu)選地0.1到5wt.%、以及更優(yōu)選地0.5到2.5wt.%范圍內(nèi)。用來制造本發(fā)明的乳液聚合物(i)的合適的烯屬不飽和羧酸單體還可包括從烯屬不飽和單體形成并含有多元酸基團的多元酸官能團。可例如通過包括作為聚合單元的末端不飽和多元酸大分子單體將多酸官能團引入聚合物顆粒中。本發(fā)明的乳液聚合物(i)可任選地具有一或多種如例如含磷酸基團、含硫酸基團、其鹽、及其組合的來自共聚形式的單體的強酸官能團。含磷酸-官能團可以是(二)氫磷酸根基團、膦酸根基團、次膦酸根基團、其堿金屬鹽、其其它鹽,或其組合。乳液聚合物(i)可含有以用來制造共聚物的單體固體的重量計含量為0.0到10wt.%、優(yōu)選地至多5wt.%、以及更優(yōu)選地至多3.5wt.%的共聚形式的此類強酸官能團。合適的含有含磷酸基團的單體可包括例如含有可聚合的乙烯基或烯烴基團的醇的(二)氫磷酸酯,例如(甲基)丙烯酸羥基烷酯(包括(甲基)丙烯酸羥基乙酯)的磷酸酯。其它合適的此類單體可包括例如如乙烯基膦酸的膦酸根官能單體。優(yōu)選的含磷酸單體包括(甲基)丙烯酸磷酸乙酯。用來制造本發(fā)明的乳液聚合物(i)的其它合適的可聚合的單體可包括例如羥基-、胺-、環(huán)氧基-和酮-官能單體、如含有乙酰乙酰氧基的單體(例如(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基烷酯)的可自氧化單體、以及少量的粘附-促進單體;以及包括但不限于作為tremtmlf-40(賓夕法尼亞州普魯士國王的漢高公司(henkelcorporation))銷售的單體的可聚合表面活性劑。合適的可自氧化單體可包括,例如,含有烯屬-不飽和乙酰乙酰氧基的單體,可包括乙酰乙酰氧基乙基甲基丙烯酸酯、乙酰乙酰氧基乙基丙烯酸酯、乙酰乙酰氧基丙基甲基丙烯酸酯、乙酰乙酸烯丙酯、乙酰乙酰氧基丁基甲基丙烯酸酯、2,3-二(乙酰乙酰氧基)丙基甲基丙烯酸酯、或其組合。優(yōu)選的本發(fā)明快干水性組合物可包含一或多種多胺,其可以是乳液聚合物。本發(fā)明的多胺乳液聚合物可由合適的以下物質(zhì)制造:如例如氨基烷基乙烯基醚或硫醚的含有胺的單體;如(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯的含有胺的丙烯酰胺或(甲基)丙烯酸酯;如聚(甲基丙烯酸惡唑烷基乙酯)、n-(甲基)丙烯酰氧基烷基四氫-1,3-惡嗪的n-(甲基)丙烯酰氧基烷基-唑烷、以及如在美國專利號5,804,627中所公開容易通過水解產(chǎn)生胺的單體。為了限制本發(fā)明的乳液聚合物(i)的水敏性,共聚物中的或用來制造共聚物的含磷酸、多元酸、酸、羥基、胺、酮、醛、醇醛、酮-酯(乙酰乙酰氧基)或醛亞胺基團官能團的總量不能超過25wt.%,或者另外,不能超過20wt.%。用于本發(fā)明的水性組合物中的乳液聚合物(i)可通過常規(guī)聚合方法制備,包括在從室溫到約90℃的已知聚合溫度下的懸浮液或乳液聚合,其可針對所使用的催化劑體系進行優(yōu)化。乳液聚合物可具有單峰或多峰(包括雙峰)顆粒尺寸分布合適的乳液聚合技術(shù)在聚合物領(lǐng)域是眾所周知的,并可包括單階段方法和多階段聚合方法。在后一種情況下,第一階段聚合物可通過如溶液聚合、本體聚合或乳液聚合的各種技術(shù)制備。優(yōu)選使用乳液聚合。用來制備多階段聚合物顆粒的乳液聚合技術(shù)在本領(lǐng)域是眾所周知的,并公開于例如美國專利號4,325,856、4,654,397和4,814,373中。聚合可使用一或多種水溶性或水不溶性聚合引發(fā)劑來進行,引發(fā)劑在聚合溫度下會熱分解,產(chǎn)生如例如過硫酸鹽(例如銨或堿金屬(鉀、鈉、或鋰)的過硫酸鹽)的自由基。乳液聚合引發(fā)劑可單獨使用,或作為氧化還原系統(tǒng)的氧化成分使用,所述氧化還原系統(tǒng)還包括如例如抗壞血酸或甲醛次硫酸鈉的還原成分。氧化還原催化劑系統(tǒng)的實例包括叔丁基氫過氧化物/甲醛次硫酸鈉/fe(ii),以及銨過硫酸鹽/亞硫酸氫鈉/連二亞硫酸鈉/fe(ii)。引發(fā)劑以及任選的還原成分每個可以以待聚合單體混合物中烯屬不飽和單體的重量計0.001%到5%的比例使用??墒褂蒙倭康娜玮?、鐵、鎳、或銅的氯化物鹽和硫酸鹽的加速劑。如硫醇、多硫醇和多鹵化合物的鏈轉(zhuǎn)移劑,包括如正十二烷基硫醇的烷基硫醇,可用來控制本發(fā)明的乳液聚合物的分子量。這些的量以用來制備乙烯基或丙烯酸乳液聚合物的烯屬不飽和單體的總重計可在0到10wt.%范圍內(nèi)。合適的本發(fā)明的乳液聚合物(i)可含有作為聚合的官能團的、被去質(zhì)子化時為陰離子的那些,即至多10wt.%、例如至多7.5wt.%、以及優(yōu)選地0.1wt.%或更高,或優(yōu)選地至多5.0wt.%的一或多種烯屬不飽和羧酸單體,例如羧酸、羧酸酐、含有含磷酸基團的單體、含有硫的酸單體、及其混合物。可通過將穩(wěn)定表面活性劑包括到聚合容器中的聚合混合物中來阻礙本發(fā)明的水性聚合物組合物(i)的聚集。在每年出版的《mccutcheon清潔劑和乳化劑(mccutcheon'sdetergentsandemulsifiers)》(新澤西州格倫羅克的mcpublishingco.)中給出了適合乳液聚合的表面活性劑的許多實例。還可使用如保護膠體的其它類型的穩(wěn)定劑。例如,可將甲基纖維素和羥基乙基纖維素包括到聚合混合物中。本發(fā)明的水性聚合物組合物(i)可制成固體含量為20到70wt.%、或優(yōu)選在30到60wt.%范圍內(nèi)的水性分散體系或懸浮液。優(yōu)選地,本發(fā)明組合物包含高固體水性聚合物組合物、彈性水性聚合物組合物或快干水性聚合物組合物。優(yōu)選地,本發(fā)明的水性組合物可具有50到85wt.%、或高達80wt.%的很高的總固體含量。此類組合物趨于快干。合適的快干組合物可包括一或多種在組合物中的多胺,其具有7到11.5、或優(yōu)選地8或更高的ph。即使組合物不是涂料組合物,例如組合物是例如可用于不透水膜或eifs面漆的非膠結(jié)性粘結(jié)劑組合物,本發(fā)明的水性組合物也可包含一或多種填充劑、增充劑和/或顏料。填充劑、增充劑和/或顏料在快干組合物中的合適濃度可在總固體的50到90wt.%、或優(yōu)選地60到85wt.%范圍內(nèi)。此類組合物可具有10wt.%到40wt.%、或優(yōu)選地15wt.%或更高、或優(yōu)選地至多25wt.%的低總聚合物固體比例,所有wt.%都以水性組合物的總重計。本發(fā)明的水性組合物可具有例如0到80%、或20%或更高、或優(yōu)選地40到75%、或更優(yōu)選地40%或更高或至多65%的百分比顏料體積濃度(%pvc)。%pvc為40%或更高的組合物可為高固體組合物。用于本發(fā)明的水性組合物的合適的填充劑或增充劑可包括例如碳酸鈣、二氧化硅、如白云石或鋁硅酸鹽的硅酸鹽、滑石、霞石正長巖、如氧化鈣的陶瓷、石英(砂)、玻璃或聚合微球、水泥、以及石英砂。碳酸鈣和硅酸鹽是優(yōu)選的。在本發(fā)明的水性組合物中,二氧化硅可以0到40%pvc,優(yōu)選地0到25%pvc使用;霞石正長巖或其它鋁硅酸鹽可以0到40%pvc,優(yōu)選地0到25%pvc使用。用于本發(fā)明的水性組合物的合適的顏料可包括二氧化鈦、有機顏料、炭黑和氧化鐵。無機顏料的量可在0到15%pvc,優(yōu)選地3到10%pvc范圍內(nèi)。作為顏料的不透明聚合物可以0到30%pvc,或優(yōu)選地0到15%pvc使用。為了%pvc計算,不透明聚合物被看作是顏料而不是粘結(jié)劑。本發(fā)明的水性組合物可含有如以下的另外的成分:例如,表面活性劑、分散劑、如聚乙烯基醇(pva)、羥基乙基纖維素(hec)的增稠劑、如例如疏水改性的堿溶性乳液(hase)、疏水改性的環(huán)氧乙烷-聚氨酯聚合物(heur)、以及疏水改性的羥基乙基纖維素(hmhec)的締合增稠劑、堿溶性或堿溶脹的乳液(ase)其它纖維素增稠劑、以及硅鎂土粘土;流變改性劑;硅烷、著色劑;聚結(jié)劑和可塑劑;交聯(lián)劑;增粘劑;分散劑;潤濕劑;染料;螯合劑;防腐劑、殺菌劑和防霉劑;防凍劑;增滑添加劑;蠟;消泡劑;腐蝕抑制劑;抗絮凝劑;以及如二苯甲酮的紫外線吸收劑。hec是優(yōu)選的增稠劑.用于本發(fā)明的合適的分散劑可包括一或多種非離子型、或如例如羧酸的陰離子型分散劑、以及如基于聚羧酸的均聚物和共聚物的陰離子型聚合物,包括被疏水改性的或親水改性的那些,例如具有各種如苯乙烯、或烷基(芳基)(甲基)丙烯酸酯的共聚單體的聚(甲基)丙烯酸。一或多種表面活性劑可在單體聚合后或在形成聚合物分散體系時用來穩(wěn)定水性乳液聚合物組合物,并可以以聚合中單體的總重計0.1到8wt.%的濃度存在。合適的表面活性劑包括陽離子型、陰離子型和非離子型表面活性劑。本發(fā)明的水性組合物可包含以組合物中固體的總重計0.1到5wt.%、或優(yōu)選地0.1%到優(yōu)選地至多2wt.%的聚結(jié)劑。聚結(jié)劑可包含例如可例如通過將如根據(jù)賓夕法尼亞州西康舍霍肯的astm國際公開astmd2354-10(2010,賓夕法尼亞州西康舍霍肯的astminternational)測量的組合物的最低薄膜形成溫度(“mfft”)降低來促進水性聚合分散體系的薄膜形成的任何成分。合適的聚結(jié)劑可包含標(biāo)準(zhǔn)沸點為至少280℃的二醇酯或二醇醚酯。合適的聚結(jié)劑可為例如根據(jù)以下式z的任何化合物:式z其中r1為c1到c8烷基、苯基或芐基;其中r2為氫或甲基;其中r3為c4到c6烷基或苯基;其中n=2–4,但條件是當(dāng)r3為苯基且n=2–4時r1為c5–c8。r3還可以是具有如乙酰丙酸中的酮的酮的烷基。此式所述的二醇醚酯的非包含的實例為二甘醇苯基醚苯甲酸酯、三丙二醇甲基醚苯甲酸酯、二丙二醇苯基醚乙酰丙酸酯、以及三丙二醇正丁基醚異戊酸酯。其它合適的聚結(jié)劑為以下式a所示的二丁氧基己二酸酯。式a其中r1和r4為c1到c8烷基、苯基或芐基;其中r2為氫或甲基;其中n=1–4;其中r3為含有0到4個碳原子的碳鏈并可含有雙鍵。此式所述的雙-二醇醚酯的非包含的實例為雙-二丙二醇正丁基醚己二酸酯、雙-二甘醇正丁基醚丙二酸酯、雙-二甘醇正丁基醚琥珀酸酯、以及雙-二丙二醇正丁基醚馬來酸酯。此類聚結(jié)劑可如adamson等人在美國專利公開號2012/0258249a中所公開的那樣來制備。再其它的合適的聚結(jié)劑為丙二醇苯基醚、乙二醇苯基醚、二丙二醇正丁基醚、乙二醇正丁基醚苯甲酸酯、三丙二醇正丁基醚、texanoltm2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯(田納西州金斯波特的伊士曼化工(eastmanchemical))、optifilmtmenhancer400三乙二醇雙-2-乙基己酸酯(伊士曼)、檸檬酸三丁酯、和/或如adamson等人在美國專利公開號2012/0258249a中公開的那些的二醇醚酯化合物。本發(fā)明組合物可進一步包括一或多種如例如氧代硅烷、氨基烷氧基硅烷或環(huán)氧基烷氧基硅烷的硅烷。優(yōu)選地,一或多種硅烷包含氨基硅烷或二氨基硅烷、或更優(yōu)選地可水解的氨基硅烷或二氨基硅烷。此類優(yōu)選的硅烷的實例可包括例如n-乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基乙基氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅烷,例如可從密西根州密德蘭的道康寧(dowcorning)、新澤西州皮斯卡塔韋的hullsofamerica、或密歇根州艾德里安的wackersiliconescorporation得到的那些。一個實例是以商品名dowcorningz-6020銷售的氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷。其它合適的硅烷可包括例如低聚氨基烷基硅烷和聚合氨基烷基硅氧烷。本發(fā)明的水性組合物包括水或具有溶解在其中的如甲醇、乙醇和乙二醇醚的低voc的水混溶有機溶劑的水。水是優(yōu)選的。本發(fā)明的水性組合物可用于建筑和工業(yè)涂料、屋頂涂料、非膠結(jié)性砂漿、不透水膜和外絕緣修整系統(tǒng)(eifs)。各種涂覆方法在本領(lǐng)域是已知的,包括將組合物噴涂到襯底上。其它方法包括通過手使用鏝刀、漆刷或漆滾筒涂覆組合物。涂料可以一或多層涂覆。組合物適合于涂布到如例如木頭、金屬或工業(yè)襯底、建筑襯底和道路的襯底上或在所述襯底上形成薄膜;并發(fā)現(xiàn)可用于外絕緣修整系統(tǒng)(eifs)、通道、跑道、停車區(qū)域、以及戶內(nèi)地板(例如在工廠或購物中心中)。典型的建筑襯底包括例如干墻、木頭、膠合板、砌圬工、混凝土、水泥、石頭、灰墁、瓷磚、及其組合;金屬可包括鋁、不銹鋼、或碳鋼;道路包括例如焦油瀝青、柏油、砌圬工、混凝土;其它襯底可包括樹脂或聚合材料。所有襯底可具有一或多層新鮮的或老化的現(xiàn)有涂料或油漆。實例:以下實例可說明本發(fā)明。實例中使用的縮寫包括:ba=丙烯酸丁酯;mma=甲基丙烯酸甲酯;maa=甲基丙烯酸;nddm=正十二烷基甲基丙烯酸酯;eha=乙基己基丙烯酸酯;sty=苯乙烯;bma=甲基丙烯酸丁酯;mpg=單丙二醇;deta=二亞乙基三胺;danmdpa=3,3'二氨基-n甲基二丙基胺。在實例中還使用:丙烯酸乳液聚合物a(50wt.%固體,一個階段,ba/mma乳液聚合物,tg(dsc)<5℃);丙烯酸乳液聚合物b(50wt.%固體,單階段,酸官能化ba/mma乳液聚合物,tg(dsc)~25℃);丙烯酸共聚物分散劑(陶氏的tamoltm165a,21.50wt.%固體);磺基琥珀酸二辛酯表面活性劑(陶氏的tritontmgr-7m,100wt.%固體);礦物油/二氧化硅消泡劑(德克薩斯州休斯頓的ashlandchemical的drewplustml-475,100wt.%固體);二醇醚酯聚結(jié)劑dpnb己二酸酯(二丙二醇丁基己二酸酯100wt.%固體);以及,三乙二醇雙-2-乙基己酸酯(伊士曼化工的optifilmtm400聚結(jié)劑)。用于本發(fā)明的晾置時間的添加劑表征于以下表1中:表1:本發(fā)明的聚(烷氧基化物)添加劑實例活性氫i官能度,feowt%mn1甘油33245002二醇(mpg單丙二醇)24025003二亞乙基三胺52550004danmdpa(胺)41568005烷基苯酚甲醛樹脂6-8233700將以上表1中的添加劑以以下表2所示總制品的重量計以2wt.%加到下泄槽中,以制造水性油漆組合物。表2:具有22%pvc和36%的體積固體的涂料組合物制品按以下測試:晾置時間:使用10cm(4")寬的125微米(5mil)方棒將容器中的所示組合物刮涂到leneta紙(新澤西州莫沃的lenetacompany,inc.的b#4425紙)上。刮涂結(jié)束后,立即將計時器以0分鐘開始。用壓舌板從紙的邊緣刻劃兩(2)條平行線,并行進1/3的紙長度。將一個刷子(2.54cm尼龍刷,俄亥俄州伍斯特的woosterbrushcompany的wooster型號4176)浸入組合物中并刷出到廢紙上。將具有所示組合物的容器置于天平上。然后,從1分鐘時間標(biāo)記開始然后重復(fù)每分鐘,將刷子加載從而使得1到2cm(1/2英寸–3/4英寸)的刷子刷毛浸入容器中的組合物中,以便將所需量的0.6-0.7g的組合物保持在刷子上,所述量通過在天平上稱量所述容器測定。將加載的刷子順刮涂的左側(cè)放置并以來回的方式在涂覆的leneta紙的兩條刻劃線間刷掃。每個行程記為1(一個來回=2)。每分鐘重復(fù)這一操作直到完成20個行程;每分鐘內(nèi)的刷涂時間為30秒。每分鐘持續(xù)這一操作直到目視觀察到“失敗”。失敗意指刷涂后刻劃線沒有消失。將此類失敗的時間記錄為組合物的晾置時間。為每個所示實例取這一實驗總共三次測試的平均值,并將結(jié)果記錄為以下表3中組合物的晾置時間。表3:晾置時間添加劑性能:*-表示對比例如以上表3所示,具有本發(fā)明的晾置時間添加劑的水性涂料組合物大大地改進了水性組合物的晾置時間。當(dāng)如在實例1、2和3中那樣使用甘油、丙二醇和多胺的聚烷氧基化物時,晾置時間得以特別改進。將以下表5中的添加劑以制品的總固體重量計以以下表4中所示的量加到下泄槽中,以制造水性油漆組合物。表4:具有23%pvc和35%的體積固體的涂料組合物表5:聚結(jié)劑對晾置時間的影響如以上表5所示,本發(fā)明的水性組合物跟如在對比例8和10中的僅含有聚結(jié)劑的組合物相比可改進晾置時間。在使用更多晾置時間添加劑的情況下晾置時間會被改進得更多。將實例11,12和13與對比例10對比。當(dāng)前第1頁12
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