[发明专利]水性聚合物分散体和包含其的水性涂料组合物

说明书

一种水性聚合物分散体和包含所述水性聚合物分散体的水性涂料组合物，并且所述水性涂料组合物提供具有良好防腐蚀性的所得涂层。

技术领域

本发明涉及水性聚合物分散体和包含其的水性涂料组合物。

背景技术

包含环氧树脂、聚氨酯或烷基树脂的溶剂型涂料组合物因为它们的防腐蚀性能、耐久性、外观和光泽而被广泛用于金属保护性涂层中。水性丙烯酸聚合物分散体比溶剂型分散体具有更少的环境问题，且通常用于轻型至中型金属保护。

US 6,756,459 B2公开了水性乳液共聚物，其包含28％-29％苯乙烯、36％-37％丙烯酸乙基己酯、31％-32％甲基丙烯酸甲酯和2.5％-3％甲基丙烯酸磷酸乙酯作为聚合单元。当应用于金属衬底时，这类水性乳液共聚物可提供具有改善的光泽度和耐腐蚀性的涂层，例如，根据ASTM B-117-97方法，在至少7天暴露于盐雾后表现出不大于20％的锈或不大于“M”的起泡评级。对于一些涂料应用，如一般工业末道漆和农业施工设备涂层，它需要具有甚至更好防腐性能以在约40至50μm或甚至更低的干膜厚度下维持至少240个小时的盐雾测试的涂层。

涂料组合物需要是热老化稳定的，以避免在储存期间粘度增加，例如，在50℃下储存10天后粘度变化不超过10克雷布斯单位(Krebs units，KU)。此外，在许多应用中，水性涂料需要具有足够的耐水性和对衬底的粘附性，以满足工业要求。

因此，仍然需要提供适于热老化稳定的涂层应用的水性聚合物分散体，其提供具有上述防腐蚀以及其它所期望特性的涂层。

发明内容

本发明通过提供新颖的水性聚合物分散体和包含其的水性涂料组合物来实现上述防腐蚀性。水性涂料组合物具有良好的热老化稳定性，如在50℃下热老化7天后，克雷布斯单位(KU)的变化，ΔKU为10KU或更低所指示。当涂在易腐蚀衬底如冷轧钢上时，在至少240小时的暴露于盐雾后，在50±10μm的干膜厚度下，水性涂料组合物还表现出小于5％的锈和起泡评级“2F”或更好。当涂到易腐蚀衬底如冷轧钢上时，在50±10μm的干膜厚度下，水性涂料组合物还可展现出“4B”或更高的粘附性评级，和/或“2F”或更好的耐水性等级。上述特性根据下文实例部分描述的测试方法测量。

在第一方面，本发明是水性聚合物分散体，其中按聚合物的重量计，聚合物包含以下作为聚合单元，

(a)10重量％至60重量％的苯乙烯或取代的苯乙烯，

(b)0.2重量％至3.0重量％的含磷(甲基)丙烯酸酯，

(c)0.2重量％至1.2重量％的脲基单体，和

(d)大于0.5％重量的具有式(I)结构的可聚合表面活性剂，

其中R₁是苯基或苯基取代的烷基；m1为0、1、2、3或4；R₂是烷基或取代的烷基；m2为0或1；R₃是氢或C₁-C₂₀烷基；R₄是氢或C₁-C₂₀烷基；A表示具有2至4个碳原子的亚烷基或取代的亚烷基；n是0至1,000范围内的整数；并且X表示氢或选自-(CH₂)_a-SO₃M、-(CH₂)_b-COOM、-PO₃M₂、-P(Z)O₂M或-CO-CH₂-CH(SO₃M)-COOM的阴离子亲水基团，其中a和b各自独立地为0至4的整数，Z表示通过从通式(I)中除去X得到的残基，并且每个M表示氢、碱金属原子、碱土金属原子、铵残基或链烷醇胺残基；和

(e)10重量％至60重量％的软单体。