用于高濕度條件下的涂料的制作方法
【專利說明】用于高濕度條件下的涂料
【背景技術(shù)】
[0001] 洗浴和礦泉應用中的涂料面臨其環(huán)境中存在的高濕度條件所引起的問題。高濕 度環(huán)境下使用的涂料相關的一些問題包括水漬、條紋和毀損問題。一些現(xiàn)有的涂料產(chǎn)品具 有較好的水蒸氣排斥性，但其水蒸氣滲透性相對較低。這些產(chǎn)品會在涂料相對較新時表現(xiàn) 良好；然而當涂料老化時，甚至僅僅施用后幾個月，其水蒸氣滲透性會降到不符合要求的水 平，削弱了涂料對水蒸氣凝結(jié)的抗性。然后這會引起上述一些或所有問題。
[0002] 現(xiàn)有涂料的另一缺點發(fā)生在當該產(chǎn)品施用在之前涂敷的表面之上時。涂料的斥水 性被先前涂料中浸出的表面活性劑削弱，這也會引起水漬、條紋和毀損問題。設計用于高濕 度應用的現(xiàn)有涂料也往往較昂貴。
[0003] 有機硅樹脂相比現(xiàn)有涂料提供了改善的特性；但是其也有缺點。例如，有機硅樹脂 往往非常昂貴。而且，其可能流動和均化特性較差，這對內(nèi)部涂料來說是不符合要求的。也 存在重新涂覆的問題。
[0004]Zinsser的Perma-白模塑和防霉室內(nèi)油漆（Perma-WhiteMold&MildewProof InteriorPaint)(旨在用于洗浴和廚房區(qū)域）是現(xiàn)有涂料的一個示例。在高濕度下對該產(chǎn) 品以及陶氏化學〇)〇wChemicals)的無光油漆（ID:JAM0516)和樹脂油漆（ID:EXP-4539) 的樣品進行了測試，水蒸氣凝結(jié)抗性均表現(xiàn)很差。因此，需要用于高濕度應用的改善涂料。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)制劑與本發(fā)明在很多方面均有不同。例如，JP2008003580的摘要描述 了LCD偏振板的保護膜，其包含具有聚合物的涂料層，所述聚合物包括含氯單體，但這并非 本發(fā)明的部分。其公開所述保護膜在60°C和95%相對濕度下的水蒸氣滲透率低于300g/ m2/天。此外，其未能教導本發(fā)明的水接觸角度。
[0006]JP2007047776的摘要描述了具有偏振板的顯示器面板，所述偏振板具有保護膜。 其公開了在將顯示設備維持在95%相對濕度環(huán)境下24小時之后與之前該保護膜的水蒸氣 滲透率的比例為0. 003-0. 6。同樣，其未能教導本發(fā)明的水接觸角度。
[0007] 美國專利第3, 736, 287號描述了水性乙烯基丙烯酸類互聚物乳液及其在乳膠油 漆中的應用。所述乳膠油漆據(jù)稱可提供高度的耐磨光性、耐擦洗性、易于去污和低溫聚結(jié)。 其并沒有涉及水蒸氣滲透率或需要的水接觸角度。
[0008] 美國專利第5, 969, 025號涉及基于水的粘合劑組合物，包含水性系統(tǒng)中粘合劑聚 合物的摻混物，其中粘合劑聚合物的摻混物為：20_60重量％的丙烯酸類聚合物，其極性平 衡表示為根據(jù)DIN53495的吸水率為3-20% ;和40-80重量％的相容性增粘樹脂，其疏水 程度測量為樹脂的干燥膜和蒸餾水滴之間的接觸角度不低于60°，所述百分比基于丙烯酸 類聚合物加上增粘樹脂（以干燥固體計）的總和。因此，如上所述，'025專利的發(fā)明需要 丙烯酸類聚合物和增粘樹脂的摻混物，而本發(fā)明并不需要。
[0009] 美國專利第6, 114, 045號涉及膜，該膜通過施用和干燥基于特殊丙烯酸類單體的 膠乳獲得。這些涂料既具有柔韌性，還具有較低的表面粘性和表面張力。較低的粘性和疏 水性由特殊的丙烯酸類單體提供。雖然該涂料疏水，但并沒有提到其可滲透水，預計其水滲 透性較差。該文獻沒有公開其包括VeoVa單體或相似單體，而本發(fā)明將其包括在內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明提供包含乙烯基丙烯酸類共聚物膠乳的涂料組合物，其具有疏水表面特 性，測量為在干燥膠乳膜表面上的水接觸角為約60°或更高，并且該膠乳的比水蒸氣滲透 率為約0. 5mg/cm2/mm/24小時或更高。在某些實施方式中，所述乙烯基丙稀酸類共聚物膠 乳在干燥膠乳膜表面上的水接觸角至少約70°或更高。在其他實施方式中，所述乙烯基丙 烯酸類共聚物膠乳的比水蒸氣滲透率（有時指比滲透率）為約〇.6mg/cm2/mm/24小時或更 高。本發(fā)明還涉及上述乙烯基丙烯酸類共聚物膠乳。
[0011] 本發(fā)明的涂料組合物任選包括微粉化的無定形二氧化硅增量劑顏料。本發(fā)明的涂 料組合物還任選包括硅酮添加劑。所述微粉化的無定形二氧化硅增量劑顏料和/或硅酮添 加劑可加入所述涂料組合物以提高涂料性能。
[0012] 本發(fā)明的涂料組合物具有較高的水蒸氣排斥性（也稱為較高的表面疏水性），測 量為在干燥油漆膜表面上的水接觸角為約85°或更高，還具有約0. 85mg/cm2/mm/24小時或 更高的比水蒸氣滲透率，這使得高濕度條件（例如洗浴和礦泉環(huán)境）下對涂料表面的水蒸 氣凝結(jié)具有較高抗性，以及較好的物理膜特性。在某些實施方式中，本發(fā)明的涂料組合物在 干燥油漆膜表面上的水接觸角至少約95°。在其他實施方式中，所述涂料組合物的比水蒸 氣滲透率為約0. 9mg/cm2/mm/24小時或更高。膜特性和對水蒸氣凝結(jié)的抗性之間的平衡用 于使水漬、條紋和毀損問題最小化，這些問題常常由于凝結(jié)濕氣的流淌而發(fā)生在用于此類 應用的涂料上。本發(fā)明的涂料組合物還在高濕度條件下保持較好的物理完整性。
[0013] 本發(fā)明的涂料組合物還提供相對現(xiàn)有產(chǎn)品的改善的耐擦洗性。耐擦洗性是涂料在 清潔或清洗以移除污漬或記號時抵抗損毀的能力。這通過將涂有磨料清潔劑的刷子在表面 拖拽直到發(fā)現(xiàn)損毀來模擬。申請人用ASTMD2486的改良版本評估耐擦洗性。這使得本發(fā) 明的涂料可制備成較低光澤或糙面精整，通常這是不適于高濕度區(qū)域（例如洗浴或礦泉） 的，但往往是需要且優(yōu)選的，因為這樣外觀和色澤深度較豐富。
[0014] 本發(fā)明的涂料組合物相對現(xiàn)有產(chǎn)品還具有環(huán)境優(yōu)勢，因為其揮發(fā)性有機化合物 (V0C)水平低至<50g/L。此外，本發(fā)明的涂料組合物不含烷基苯酚乙氧基化物（不含APE0)。
[0015] 本發(fā)明的涂料組合物的另一優(yōu)點是比現(xiàn)有產(chǎn)品節(jié)約成本。
【具體實施方式】
[0016] 本發(fā)明涉及包含乙烯基丙烯酸類共聚物膠乳的涂料組合物，其具有疏水表面特 性，測量為在干燥膠乳膜表面上的水接觸角為約60°或更高，并且該膠乳的比水蒸氣滲透 率為約0. 5mg/cm2/mm/24小時或更高。在某些實施方式中，所述乙烯基丙稀酸類共聚物膠 乳在干燥膠乳膜表面上的水接觸角至少約70°。在其他實施方式中，所述乙烯基丙烯酸類 共聚物膠乳的比水蒸氣滲透率為約0. 6mg/cm2/mm/24小時或更高。本發(fā)明的涂料組合物任 選包含微粉化的無定形二氧化硅增量劑顏料和/或硅酮添加劑。本發(fā)明的涂料組合物還涉 及乙烯基丙烯酸類共聚物膠乳自身。
[0017] 本發(fā)明的共聚物膠乳通常包含乙酸乙烯酯或結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)相似的單體，例 如但不限于丙酸乙烯酯和戊酸乙烯酯；丙烯酸丁酯或結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)相似的單體，例 如但不限于丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸；和VE0VA-10或結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì)相似的單體，例如但不限于VE0VA-19和VE0VA-11，以及可聚合表面活性劑和濕黏附性單體。
[0018] 在一個實施方式中，本發(fā)明的共聚物膠乳包含5種單體，即乙酸乙烯酯、丙烯酸丁 酯、VE0VA-10、乙烯基磺酸鈉和N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基）亞乙基脲，如下式所示：
【主權(quán)項】
1. 一種涂料組合物，其包含： 乙烯基丙烯酸類共聚物膠乳，其中所述共聚物膠乳在干燥膠乳膜表面上的水接觸角為 約60°或更高，并且其中所述共聚物膠乳的比水蒸氣滲透率為約0. 5mg/cm2/mm/24小時。
2. 如權(quán)利要求1所述的涂料組合物，所述組合物還含有微粉化的無定形二氧化硅增量 劑顏料。
3. 如權(quán)利要求1所述的涂料組合物，所述組合物還含有硅酮添加劑。
4. 如權(quán)利要求1所述的涂料組合物，其中所述共聚物膠乳包含式I所述聚合物
其中所述乙酸乙烯酯占所述聚合物重量的約60 -約90%，所述丙烯酸丁酯占聚合物 重量的約5-約30%，VEOVA-IO占所述聚合物重量的約5-約20%，乙烯基磺酸鈉占所述聚 合物重量的約〇. 05-約0. 5%，N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基）亞乙基脲占所述聚合物重量的 約 0. 5% -約 1. 5%。
5. 如權(quán)利要求1所述的涂料組合物，其中所述共聚物膠乳在干燥膠乳膜表面上的水接 觸角為約70°或更高，并且其比水蒸氣滲透率為約0. 6mg/cm2/mm/24小時。
6. -種含涂料的組合物，其中所述涂料表現(xiàn)出高疏水性，測量為在干燥涂料表面上的 水接觸角為約85°或更高，并且其比水蒸氣滲透率為約0. 85mg/cm2/mm/24小時或更高。
7. 如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述涂料在干燥涂料表面上的水接觸角為約95° 或更高，并且其比水蒸氣滲透率為約〇. 9mg/cm2/mm/24小時或更高。
8. -種含乙烯基丙烯酸類共聚物膠乳的膠乳，其在干燥膠乳膜表面上的水接觸角為約 60°或更高，并且其比水蒸氣滲透率為約0. 5mg/cm2/mm/24小時。
9. 如權(quán)利要求8所述的膠乳，其中所述乙烯基丙烯酸類共聚物膠乳是式I所示聚合物。
10. 如權(quán)利要求9所述的膠乳，其中根據(jù)聚合物重量，乙酸乙烯酯含量范圍為約 60 - 90%，丙烯酸丁酯含量范圍為約5-30%，VE0VA-10含量范圍為約5-20%，乙烯基磺 酸鈉含量范圍為約0.05-0. 5%，N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基）亞乙基脲含量范圍為約 0· 5%-1.5%〇
11. 一種改善涂料組合物承受高濕度環(huán)境的方法，所述方法包括在涂料組合物中添加 乙烯基丙烯酸類共聚物膠乳，其中所述共聚物膠乳在干燥膠乳膜表面上的水接觸角為約 60°或更高，其中所述共聚物膠乳的比水蒸氣滲透率為約0. 5mg/cm2/mm/24小時。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述共聚物膠乳是式I所示聚合物。
【專利摘要】本發(fā)明涉及含乙烯基丙烯酸類共聚物膠乳的涂料組合物，其中所述共聚物膠乳在干燥膠乳膜表面上的水接觸角為約60°或更高，其中所述共聚物膠乳還具有約為0.5mg/cm2/mm/24小時的比水蒸氣滲透率。本發(fā)明還涉及所述共聚物膠乳本身。進一步，本發(fā)明提供改善涂料承受高濕度環(huán)境的方法，所述方法包括在涂料組合物中添加乙烯基丙烯酸類共聚物膠乳，其中所述共聚物膠乳在干燥膠乳膜表面上的水接觸角為約60°或更高，并且其中所述共聚物膠乳還具有約為0.5mg/cm2/mm/24小時的比水蒸氣滲透率。
【IPC分類】C08F218-04, C09D133-14, C08L31-04
【公開號】CN104870580
【申請?zhí)枴緾N201380067237
【發(fā)明人】陳岳, N·蒂勞拉, J·F·莫克, 楊石軍, Y·弗賴德宗, R·J·希林
【申請人】本杰明·摩爾公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2013年12月16日
【公告號】CA2894560A1, US8907002, US20140179859, WO2014099784A1