水性涂料组合物的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种水性涂料组合物，其包含:a)复合颗粒，所述复合颗粒包含遮光颜料颗粒，例如TiO2，和设置在其上的大量第一聚合物的颗粒，所述第一聚合物是含选定P-酸的乳液聚合物和b)以所述水性涂料组合物中的聚合物的总重量为基准计，7-25重量％的选定第二聚合物。本发明还提供了一种形成所述水性涂料组合物的方法，一种形成由其制备的干燥涂层的方法，以及由此形成的涂层。
【专利说明】水性涂料组合物
[0001]本发明涉及水性涂料组合物，其包含:
[0002]a)复合颗粒，所述复合颗粒包含遮光颜料颗粒和大量第一聚合物的颗粒，所述第一聚合物是乳液聚合物，所述乳液聚合物包含0.35-5重量％的P-酸单体作为共聚单元,所述含量以所述乳液聚合物的重量为基准计；以及b)以所述水性涂料组合物中的聚合物的总重量为基准计，7-25重量％的第二聚合物，以所述第二聚合物的重量为基准计，所述第二聚合物包含5-20重量％的羧酸单体作为共聚单元，其中所述第二聚合物计算得到的Tg为50-150°C，其中所述第二聚合物基本不含共聚的P-酸单体，并且其中所述第二聚合物计算得到的分子量为2000-5500。本发明还涉及形成水性涂料组合物的方法，提供一种涂层的方法，以及一种涂层。
[0003]遮光颜料的一个例子是二氧化钛(Ti02)。Ti02是许多涂料或油漆中的昂贵成分。在成膜和干燥的时候，使得TiO2过于靠近的时候(它们倾向于发生此种状况)，TiO2作为遮盖颜料的效率会降低。已经发现，通过使用吸附性乳液聚合物，可以改进TiO2的间距以及所得的效率。现有的研究使用硬的和/或交联的吸附性乳液聚合物，但油漆、特别是低VOC油漆不希望使用这样的乳液聚合物。之所以采用硬的或者交联的吸附性乳液聚合物，是因为人们认为这些特征能够使得吸附的乳液聚合物之间存在间隔，而不会在成膜的时候崩溃。
[0004]美国专利第7，179，531号揭示了一种聚合物颗粒，其具有选择的官能团或吸收性基团，这些基团可以用来制备有机-无机复合颗粒，所述颗粒适合用来提供具有改进的遮盖性质的干涂层。我们发现可以用较低Tg、且基本未交联的乳液聚合物使得TiO2的遮盖效率发生显著的改进。人们仍然希望对包含这种复合颗粒的水性涂料组合物的冻融稳定性进行改进。本文发现，通过在水性涂料组合物中纳入某种第二聚合物能够提供这种希望的改进。
[0005]在本发明的第一个方面，提供一种水性涂料组合物，其包含:a)复合颗粒，所述复合颗粒包含遮光颜料颗粒和大量第一聚合物的颗粒，所述第一聚合物是乳液聚合物，所述乳液聚合物包含0.35-5重量％的 P-酸单体作为共聚单元，所述含量以所述乳液聚合物的重量为基准计；以及b)以所述水性涂料组合物中的聚合物的总重量为基准计，7-25重量％的第二聚合物，以所述第二聚合物的重量为基准计，所述第二聚合物包含5-20重量％的酸单体作为共聚单元，其中所述第二聚合物计算得到的Tg为50-150°C，其中所述第二聚合物基本不含共聚的P-酸单体，并且其中所述第二聚合物计算得到的分子量为2000-5500。
[0006]在本发明的第二个方面，提供了一种用来形成涂料组合物的方法，所述方法包括形成水性涂料组合物的方法，该方法包括:a)形成第一聚合物，所述第一聚合物是乳液聚合物，所述乳液聚合物包含0.35-5重量％的P-酸单体作为共聚单元，所述含量以所述乳液聚合物的重量为基准计山)使遮光颜料颗粒与大量所述第一聚合物的颗粒接触，以形成复合颗粒；c)使所述复合颗粒与7-25重量％的第二聚合物接触，该含量以所述水性涂料组合物中的聚合物的总重量为基准计；所述第二聚合物包含5-20重量％的酸单体作为共聚单元，该含量以所述第二聚合物的重量为基准计，其中所述第二聚合物计算得到的Tg为50-150°C，其中所述第二聚合物基本不含共聚的P-酸单体，并且其中所述第二聚合物计算得到的分子量为2000-5500。
[0007]在本发明的第三个方面，提供一种用来提供涂层的方法，其包括:(a)形成本发明第一个方面的水性涂料组合物；(b)将所述水性涂料组合物施涂于基材；以及(C)对所述施涂的水性涂料组合物进行干燥，或任其晾干。
[0008]在本发明的第四个方面，提供了一种由本发明第三方面的方法形成的涂层。
[0009]本发明涉及一种包含复合颗粒的水性涂料组合物。在本文中，“水性介质”是指水和以该介质的重量为基准计含0-30重量％的能与水混溶的化合物。所述复合颗粒包含遮光颜料颗粒和设置其上的大量第一聚合物的颗粒。尽管不受具体理论的限制，认为复合颗粒包含带有吸附的第一聚合物颗粒的中心遮光颜料颗粒，尽管“中心”并不旨在表示完美对称的复合颗粒。
[0010]所述第一聚合物是在水性介质中通过乳液聚合形成的聚合物。本发明的第一聚合物包含以下组分作为共聚单元:以所述乳液聚合物的重量为基准计，0.35-5重量％，优选1-2.2重量％的P-酸单体；以所述第一聚合物的重量为基准计，通常0-0.05重量％，优选O重量％的多烯键式不饱和单体；以及至少一种第二单烯键式不饱和单体。
[0011]在本文中，"P-酸单体〃表示含磷的酸单体，所述单体包含至少一种烯键式不饱和基团和含磷的酸基团(phosphorus acid group)。含磷的酸单体可以是酸形式或含磷的酸基团的盐形式。含磷的酸单体的例子包括:
[0012]
【权利要求】
1.一种水性涂料组合物，其包含: a)复合颗粒，所述复合颗粒包含遮光颜料颗粒和大量第一聚合物的颗粒，所述第一聚合物是乳液聚合物，所述乳液聚合物包含0.35-5重量％的P-酸单体作为共聚单元,所述含量以所述乳液聚合物的重量为基准计；以及 b)以所述水性涂料组合物中的聚合物的总重量为基准计，7-25重量％的第二聚合物，以所述第二聚合物的重量为基准计，所述第二聚合物包含5-20重量％的羧酸单体作为共聚单元； 其中所述第二聚合物计算得到的Tg为50-150°C ； 其中所述第二聚合物基本不含共聚的P-酸单体；以及 其中所述第二聚合物计算得到的分子量为2000-5500。
2.如权利要求1所述的水性涂料组合物，其特征在于，所述遮光颜料颗粒是Ti02。
3.一种用来形成水性涂料组合物的方法，所述方法包括: a)形成第一聚合物，所述第一聚合物是乳液聚合物，所述乳液聚合物包含0.35-5重量％的P-酸单体作为共聚单元，所述含量以所述乳液聚合物的重量为基准计； b)使遮光颜料颗粒与大量所述第一聚合物的颗粒接触，以形成复合颗粒； c)使所述复合颗粒与7-25重量％的第二聚合物接触，该含量以所述水性涂料组合物中的聚合物的总重量为基准 计；所述第二聚合物包含5-20重量％的羧酸单体作为共聚单元，该含量以所述第二聚合物的重量为基准计； 其中所述第二聚合物计算得到的Tg为50-150°C ； 其中所述第二聚合物基本不含共聚的P-酸单体；以及 其中所述第二聚合物计算得到的分子量为2000-5500。
4.如权利要求3所述的形成所述水性涂料组合物的方法，其特征在于，所述遮光颜料颗粒是TiO2。
5.一种提供涂层的方法，所述方法包括: (a)形成如权利要求1或2所述的水性涂料组合物； (b)将所述水性涂料组合物施涂于基材；以及 (C)对所述施涂的水性涂料组合物进行干燥，或者任其晾干。
6.一种通过如权利要求5所述的方法形成的涂层。
【文档编号】C09D17/00GK103582682SQ201280027011
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2011年6月3日
【发明者】J·C·博林, A·S·布朗内尔, C·A·费纳根, O·M·普莱斯利, W·张 申请人:罗门哈斯公司