[发明专利]水性涂料组合物和其制造方法

说明书

本发明涉及一种水性涂料组合物，其能够提供具有经平衡的高硬度、高清晰度、良好防水性和良好耐醇性的特性的涂料膜；和制造这类水性涂料组合物的方法。

技术领域

本发明涉及一种水性涂料组合物以及制造这类水性涂料组合物的方法。

背景技术

根据GB 18582方法，涂料组合物需要具有低含量的挥发性有机组分(VOC)，例如每升涂布组合物小于150克VOC。具有低玻璃态转化温度(T_g)(例如T_g是45℃或更低)的水性聚合物粘合剂广泛用于具有低VOC含量的涂料组合物中。然而，这类涂料组合物通常提供具有不合需要的低硬度的涂料膜。举例来说，根据ASTM D3363方法的铅笔硬度B通常引起不太令人满意的抗粘连性和/或抗刮擦性。相比之下，具有较高T_g的聚合物粘合剂可提供具有较高硬度的涂料膜，但促进薄膜形成而所需的更高用量的聚结剂通常引起更高的VOC含量。因此，增加涂料膜硬度而不增加涂料组合物的VOC含量是一项挑战。

已尝试向低T_g聚合物粘合剂分散液中添加胶态二氧化硅以增加所得涂料膜的硬度，同时保持涂料组合物中聚结剂的用量。然而，这些含有胶态二氧化硅的涂料组合物通常提供具有不令人满意的防水性和耐醇性以及不合需要的低清晰度的涂料膜。许多应用(如在木材涂料中)中的水性涂料组合物需要具有足够的防水性和48％耐醇性，例如根据BS：EN12720：2009方法，防水性程度是至少3并且48％耐醇性程度是至少3。对于木材涂料，涂料膜将需要具有至少20％或更高的清晰度值。

因此，需要提供具有低VOC含量的涂料组合物，其提供具有经平衡的高硬度、高清晰度、良好防水性和良好耐醇性的特性的涂料膜。

发明内容

本发明提供具有低VOC含量的新型水性涂料组合物，其提供具有经平衡的高硬度、高清晰度、良好防水性和良好耐醇性的特性的涂料膜。本发明的水性涂料组合物包含水性乳液聚合物、胶态二氧化硅和烷基硅烷，并且根据GB 18582方法，其VOC含量是每升涂料组合物小于150克。根据ASTM D3363方法，由这类水性涂料组合物制成的涂料膜具有HB或更高的铅笔硬度，根据BS：EN12720：2009方法，清晰度值是至少20％，并且防水性程度是至少3且48％耐醇性程度是至少3。

在第一方面中，本发明是水性涂料组合物，其包含，

(a)以涂料组合物的总固体重量计，以50到88重量％的量存在的水性乳液聚合物；

(b)以乳液聚合物的重量计，以14到80固体重量％的量存在的胶态二氧化硅；

(c)式(I)的烷基硅烷：

其中R₁是具有超过4个碳原子的饱和烷基；R₂是具有1到3个碳原子的烷氧基，并且n是1到3的整数；其中烷基硅烷与胶态二氧化硅的固体重量的重量比是0.11到0.23；和

(d)水；

其中涂料组合物中挥发性有机组分的含量小于150g/L。

在第二方面中，本发明是水性涂料组合物，其包含，

(a)以涂料组合物的总固体重量计，60到86.4重量％的丙烯酸乳液共聚物，其包含至少一种烯系不饱和非离子性单体和至少一种烯系不饱和单体作为共聚单元，所述至少一种烯系不饱和单体具有选自羰基、乙酰乙酸酯、烷氧基硅烷、羧基、脲基、酰胺、酰亚胺、氨基或其混合物的官能团；

(b)以乳液聚合物的重量计，17到42固体重量％的胶态二氧化硅；

(c)式(I)的烷基硅烷：