[发明专利]包含离子交换树脂的水性组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有意想不到的耐污迹阻隔性(stain block resistance)的适用于单涂层底漆加面漆应用的一组分水性组合物，所述一组分水性组合物包含具有一种或多种含磷酸(phosphorous acid)官能团的乳液共聚物，细粒度阴离子交换树脂共聚物珠粒和含磷表面活性剂。更具体地本发明涉及水性涂料组合物，以所述组合物的固体总重量为基准计，所述水性涂料组合物包含0.01-7重量％的阴离子交换树脂聚合物珠粒，所述阴离子交换树脂共聚物珠粒的重均粒度小于或等于20μm，优选小于或等于10μm，并且共聚的交联剂含量为0.5-2.0重量％；一种或多种乳液共聚物，所述乳液共聚物具有至少一种含磷酸单体的共聚残基；和至少一种含磷表面活性剂；本发明还涉及制备所述组合物的方法和使用所述组合物形成单涂层底漆加面漆(topcoat)的方法。

背景技术

在过去的50年中，建筑涂料市场从溶剂型(SB)慢慢转换成更加环保的水性(WB)技术。但是，其中WB技术仅取得有限突破的一个市场部分是污迹阻隔涂料组合物领域。对这种转化的阻力来自SB醇酸树脂涂料的竞争，SB醇酸树脂涂料因其固有的成膜能力和疏水特性具有优异的阻隔性质。

多年来已进行多种尝试通过结合使用疏水的和分子量(MW)低的乳液聚合物来模拟SB醇酸树脂底漆的性能。虽然一系列市售WB产品取得了成功，但真正的类似醇酸树脂的耐污迹阻隔性仍难以获得。一个更具有挑战性的问题是设计WB乳液聚合物来赋予优异的底漆性质同时赋予出色的面漆性能的难度。在基于水的乳液聚合物体系中，已证明很难制备在涂覆基材上形成完整的物理阻隔的涂层。

近来，Van Rheenen的美国专利第6815466B2号公开了一种胶态和沉降稳定的涂料组合物，其包含阴离子型离子交换树脂(IER)和在非离子型表面活性剂或非离子型保护胶体如聚乙烯醇(PVOH)或羟乙基纤维素(HEC)的存在下制备的乳液聚合物。所述非离子型稳定的乳液聚合物通过弱相互作用形成具有IER的结构网络，从而形成使所述聚合物具有胶态和沉降稳定性的网络，除保护胶体以外不需要水溶性成膜聚合物。得到的组合物形成耐污迹涂层。但是，Van Rheenen的组合物需要保护胶体来提供所公开的稳定性，其中使用的离子交换树脂或者大量这种树脂的使用损害了Van Rheenen组合物的面漆性能。

本发明人致力于通过提供能在涂层中赋予底漆污迹阻隔和粘附力以及面漆性能(特别是耐擦洗性和污迹去除性)的水性组合物(特别是低VOC(挥发性有机化合物)含量的水性组合物)来解决所述问题。

发明内容

根据本发明，一组分水性组合物包含(i)以所述组合物中固体的总重量为基准计，0.01-7重量％或优选小于或等于4重量％的阴离子交换树脂共聚物珠粒，所述阴离子交换树脂共聚物珠粒的重均粒度为0.1-20μm，或优选小于或等于10μm，以用来制备所述阴离子交换树脂共聚物的单体总重量为基准计，所述阴离子交换树脂共聚物珠粒的共聚的交联剂含量为0.5-2.0重量％，优选0.7至小于2.0重量％，所述阴离子交换树脂珠粒选自凝胶型(gelular)珠粒、具有双重形态的珠粒和它们的混合物，(ii)一种或多种乳液共聚物，所述乳液共聚物具有一种或多种含磷酸单体的共聚残基，优选地还具有酸官能单体或阴离子单体的共聚残基，以及具有阴离子表面活性剂或其聚合残基和还原剂或其聚合残基，和(iii)至少一种含磷表面活性剂，以乳液共聚物固体重量为基准计，所述含磷表面活性剂的量为0.1-4重量％，优选0.2-2重量％。

本发明的阴离子交换树脂共聚物优选具有季铵阴离子交换基团。

优选地，为提供改进的耐擦洗性，本发明的乳液共聚物包含一种或多种不饱和β-二羰基单体或不饱和氰基羰基(cyanocarbonyl)单体的共聚残基，后者可以烯胺形式存在。

本发明的含磷表面活性剂可以选自磷酸盐表面活性剂、膦酸盐表面活性剂和它们的混合物。优选地，所述含磷表面活性剂是烷基烷氧基化磷酸盐，例如烷基乙氧基化磷酸盐。

本发明还提供涂料组合物，其包含本发明的水性组合物。所述涂料组合物可以是着色的或未着色的，并且可以包含遮光剂，如TiO₂、含空穴的聚合物或它们的混合物。这种涂料组合物优选是VOC含量为0-150克/升，或优选小于100克/升的低VOC组合物。

本发明还提供使用本发明的所述涂料组合物作为单涂料底漆加面漆的方法，该方法包括将所述涂料组合物施涂到其上无底漆的基材上，以形成具有改进的耐污迹阻隔性的涂层。