含衍生化聚胺的组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开内容总体上涉及在各种领域中应用的含衍生化聚胺的涂料组合物。
【背景技术】
[0002] 在外表面上形成耐用的高品质涂层面对诸多挑战。值得注意的是，外表面上的涂 层通常保持暴露于施用和干燥期间的自然环境中。因此，在施用涂料和干燥期间的天气条 件会影响外部涂层的质量。特别地，在施用涂料期间和/或之后的降雨会洗脱一些或全部 的涂层，从而导致涂层失效。
[0003] 通过缩短涂料的固化时间，可使涂层失效的情况一一例如归因于不可预料的降雨 的那些一一最小化。为此，向涂料中加入添加剂以减少固化时间。虽然含有固化添加剂的 涂料确实显示出速凝特性，但是这些涂料存在严重的缺点，包括降低的断裂伸长率和风化 时显著的黄变。因此，已证明现有的速凝涂料不适合于许多应用。
【发明内容】
[0004] 公开了包含阴离子稳定的共聚物、衍生化聚胺和挥发性碱的速凝水性涂料组合 物。在施用于表面上时，该涂料具有快速的固化时间。此外，该涂料组合物在风化时基本上 无黄变，并显示出适合的物理特性，包括足够的断裂伸长率，从而用于广泛的外部应用中。
[0005] 所述涂料组合物包含一种以上的阴离子稳定的聚合物。阴离子稳定的聚合物可源 自一种以上的烯键式不饱和的单体，包括（甲基）丙烯酸酯单体、乙烯基芳族单体、烯键式 不饱和脂族单体、乙烯基酯单体及其结合。在一些实施方案中，阴离子稳定的共聚物具有的 测量 TgS-70°C 至 25°C。
[0006] 在某些情况下，阴离子稳定的共聚物为丙烯酸系共聚物，其可源自：⑴一种以上 的（甲基）丙烯酸酯单体；（ii) 一种以上的含羧酸单体；（iii)任选的一种以上的乙酰乙 酰氧基单体；（iv)任选的一种以上的含磷单体；以及（v)除单体（i)、（ii)、（iii)和（iv) 以外，任选的一种以上的其他烯键式不饱和单体。在某些实施方案中，阴离子稳定的共聚物 源自大于80重量％的一种以上的（甲基）丙烯酸酯单体，如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、 丙烯酸2-乙基己酯及其结合。在一些实施方案中，阴离子稳定的共聚物源自大于0重量％ 至5重量％的一种以上的含羧酸单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸及其 结合。在某些实施方案中，阴离子稳定的共聚物源自大于〇重量％至35重量％的一种以上 的其他烯键式不饱和单体，如苯乙烯、丙烯酰胺及其结合。
[0007] 所述涂料组合物还含有衍生化聚胺，例如衍生化聚亚烷基亚胺、衍生化聚乙烯胺 或其结合。示例性的衍生化聚胺包括由环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷及其结合衍生的烷氧 基化聚胺。
[0008] 适合的衍生化聚胺可具有多种分子量和氮衍生化度（degree of nitrogen-derivatization)。例如，衍生化聚胺可以具有5, 000至5, 000, 000道尔顿的平 均分子量和/或5%至100%的氮衍生化度。在一些实施方案中，衍生化聚胺在涂料组合物 中的存在量为0. 1重量％至5重量％，基于阴离子稳定的共聚物的干重计。
[0009] 所述涂料组合物还含有挥发性碱。示例性的挥发性碱包括，但不限于，氨、低级烷 基胺如二甲胺和二乙胺、乙醇胺、吗啉、氨基丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-二甲氨基乙 醇及其结合。在某些实施方案中，挥发性碱为氨。
[0010] 所述涂料组合物可进一步含有其他聚合物。其他聚合物可以是，例如，源自一种以 上的（甲基）丙烯酸酯单体、乙烯基芳族单体、烯键式不饱和脂族单体、乙烯基酯单体及其 结合的聚合物或共聚物。涂料组合物还可以包括一种以上的添加剂，包括颜料、填料、分散 剂、聚结剂、pH中和剂、增塑剂、消泡剂、表面活性剂、增稠剂、杀生物剂、共溶剂及其结合。
[0011] 还提供了由本文所述的涂料组合物形成的涂层，以及形成这些涂层的方法。通常， 涂层通过将本文所述的涂料组合物施加到表面上，并使涂料干燥以形成涂层而形成。所得 干涂层通常至少包括阴离子稳定的聚合物和衍生化聚胺。干涂层可进一步包括一种以上的 上述其他聚合物和/或添加剂。涂层厚度可随涂料的施用而变化。在一些实施方案中，涂 层具有10密耳至100密耳的干燥厚度。在某些实施方案中，根据ASTM D-2370,在室温下 于14天的干燥期后，涂层具有大于200psi的拉伸强度，和/或根据ASTM D-2370,在室温 下于14天的干燥期后，涂层具有大于100%的断裂伸长率。在一些实施方案中，根据ASTM D-2370,在1000小时的加速风化后，涂层具有大于200psi的拉伸强度和大于100%的断裂 伸长率。
[0012] 所述涂料组合物可以适用于多种表面，包括但不限于金属、沥青、混凝土、石材、陶 瓷、木材、塑料、聚合物、聚氨酯泡沫、玻璃及其结合。涂料组合物可应用于内表面或外表面。 在某些实施方案中，表面是建筑表面，如屋顶、墙壁、地板或其结合。
[0013] 一个以上的实施方案的细节阐述于以下的说明中。其他特征、目的和优点将在说 明书和权利要求书中是显而易见的。
【具体实施方式】
[0014] 如本文所用，术语"（甲基）丙烯酸酯单体"包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、二丙烯 酸酯和二甲基丙烯酸酯单体。
[0015] 本文所述的涂料组合物包含一种以上的阴离子稳定的聚合物。适合的阴离子稳定 的聚合物包括源自一种以上的烯键式不饱和单体的共聚物。示例性的烯键式不饱和单体包 括（甲基）丙烯酸酯单体、乙烯基芳族单体（如苯乙烯）、烯键式不饱和脂族单体（如丁二 烯）、乙烯酯单体（如乙酸乙烯酯）及其结合。在一些实施方案中，阴离子稳定的聚合物可 包括纯丙烯酸类共聚物、苯乙烯丙烯酸类共聚物、乙烯基丙烯酸类共聚物、或羧基化或非羧 基化苯乙烯丁二烯共聚物。
[0016] 在一些实施方案中，阴离子稳定的聚合物包括丙烯酸系共聚物。丙烯酸系共聚物 包括源自一种以上的（甲基）丙烯酸酯单体的共聚物。丙烯酸系共聚物可以是纯丙烯酸 类聚合物（即，完全源自（甲基）丙烯酸酯单体的聚合物或共聚物）、苯乙烯-丙烯酸类聚 合物（即，源自苯乙烯和一种以上的（甲基）丙烯酸酯单体的共聚物），或乙烯基-丙烯酸 类聚合物（即，源自一种以上的乙烯基酯单体和一种以上的（甲基）丙烯酸酯单体的共聚 物）。
[0017] 在一些情况下，丙烯酸系共聚物包括：
[0018] ⑴一种以上的（甲基）丙烯酸酯单体；
[0019] (ii)-种以上的含羧酸单体；
[0020] (iii)任选的一种以上的乙酰乙酰氧基单体；
[0021] (iv)任选的一种以上的含磷单体；和
[0022] (v)除单体（i)、（ii)、（iii)和（iv)之外，任选的一种以上的其他稀键式不饱和 单体。
[0023]丙烯酸系共聚物可源自大于55重量％以上的一种以上的（甲基）丙烯酸酯单体 (例如，65重量％以上，75重量％以上，80重量％以上，85重量％以上，88重量％以上，90 重量％以上，91重量％以上，92重量％以上，93重量％以上，94重量％以上，或95重量％以 上的（甲基）丙烯酸酯单体），基于单体的总重量计。在一些实施方案中，（甲基）丙烯酸 酯单体可包括由具有3至6个碳原子的a，0-单烯键式不饱和单羧酸和二羧酸与具有1 至12个碳原子的烷醇得到的酯（例如，由丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或衣康酸与 Ci-C%、CrC12、(^-(：8或C烷醇得到的酯）。
[0024] 示例性的丙烯酸酯和（甲基）丙烯酸酯单体包括，但不限于，丙烯酸甲酯、（甲基） 丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸丁酯、（甲基） 丙烯酸异丁酯、（甲基）丙烯酸正己酯、（甲基）丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸正庚酯、甲基 丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸2-甲基庚酯、（甲基）丙烯酸辛酯、（甲基）丙烯酸异辛酯、 (甲基）丙烯酸正壬酯、（甲基）丙烯酸异壬酯、（甲基）丙烯酸正癸酯、（甲基）丙烯酸 异癸酯、（甲基）丙烯酸十二烷酯、（甲基）丙烯酸月桂酯、（甲基）丙烯酸十三烷酯、（甲 基）丙烯酸硬脂酯、（甲基）丙烯酸缩水甘油酯、巴豆酸烷基酯、乙酸乙烯酯、马来酸二正丁 酯、马来酸二辛酯、（甲基）丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、（甲基）丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯、 (甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸烯丙酯、（甲基）丙烯酸四氢化糠基酯、（甲基）丙 烯酸环己酯、（甲基）丙烯酸2-乙氧基乙酯、（甲基）丙烯酸2-甲氧基酯、（甲基）丙烯 酸2-(2_乙氧基乙氧基）乙酯、（甲基）丙烯酸2-乙基己酯、（甲基）丙烯酸2-丙基庚酯、 (甲基）丙烯酸2-苯氧基乙醋、（甲基）丙烯酸异冰片醋、（甲基）丙烯酸己内醋、单（甲 基）丙烯酸聚丙二醇酯、（甲基）丙烯酸聚乙二醇酯，（甲基）丙烯酸苄酯、（甲基）丙烯酸 2, 3-二（乙酰乙酰氧基）丙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、（甲基）丙烯酸甲基聚乙二醇酯、 (甲基）丙烯酸3, 4-环氧环己基甲酯、二（甲基）丙烯酸1，6-己二醇酯、二（甲基）丙烯 酸1，4-丁二醇酯及其结合。
[0025] 在某些情况下，丙烯酸系共聚物源自两种以上、三种以上或四种以上的（甲基）丙 烯酸酯单体。在某些实施方案中，丙烯酸系共聚物源自至少两种（甲基）丙烯酸酯单体，其 中至少一种（甲基）丙烯酸酯单体其相应的均聚物具有80°C以上的Tg(例如，90°C以上、 100°C以上或105°C以上）（例如，甲基丙烯酸甲酯）和至少一种（甲基）丙烯酸酯单体其 相应的均聚物具有〇°C以下的Tg(例如，-10°C以下、-20°C以下、-30°C以下、-40°C以下、 或-50°C以下）（例如，丙烯酸丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯）。
[0026] 在具体的实施方案中，丙烯酸系共聚物源自选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙 烯酸2-乙基己酯及其结合的一种以上的（甲基）丙烯酸酯单体。
[0027] 丙烯酸系共聚物可源自大于0重量％至5重量％的一种以上的含羧酸单体，基于 单体的总重量计。示例性的羧酸单体包括但不限于a，单烯键式不饱和单羧酸和二羧 酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、马来酸、富马酸、二甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、烯 丙基乙酸、乙烯基乙酸、中康酸、亚甲基丙二酸、柠康酸及其结合。在某些实施方案中，丙烯 酸系共聚物源自大于0重量％至5重量％，或大于0重量％至2. 5重量％的丙烯酸、甲基丙 烯酸或其结合。
[0028] 丙烯酸系共聚物可源自大于0重量％至5重量％的一种以上的含磷单体。适合 的含磷单体的实例包括醇的二氢磷酸酯，其中醇包含可聚合的乙烯基或烯基（olefenic group)，烯丙基磷酸酯、（甲基）丙烯酸磷酸烷基酯如（甲基）丙烯酸2-磷酸乙酯（PEM)、 (甲基）丙烯酸2-磷酸丙酯、（甲基）丙烯酸3-磷酸丙酯和（甲基）丙烯酸磷酸丁酯、 (甲基）丙烯酸3-磷酸-2-羟丙醋、双（羟甲基）富马酸酯或衣康酸酯的单磷酸酯或二磷 酸酯；（甲基）丙烯酸羟烷基酯的磷酸醋、（甲基）丙烯酸2-羟乙基酯的磷酸醋、（甲基） 丙烯酸3-羟丙基酯的磷酸酯、（甲基）丙烯酸酯的环氧乙烷缩合物的磷酸酯H 2C = C(CH3) C00(CH2CH20)nP(0) (0H)2和类似的环氧丙烷和环氧丁烷缩合物的磷酸酯，其中n为数量1至 50;巴豆酸磷酸烷基酯、马来酸磷酸烷基酯、富马酸磷酸烷基酯、（甲基）丙烯酸磷酸二烷 基酯、巴豆酸磷酸二烷基酯、乙烯基膦酸、烯丙基膦酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷次膦酸、 a -膦酰基苯乙烯、2