[发明专利]水性涂料组合物

说明书

本发明涉及一种水性涂料组合物，其包含分散的聚氨酯‑乙烯基聚合物杂化物颗粒，其中(i)所述聚氨酯‑乙烯基聚合物杂化物是在聚氨酯存在下通过至少一种乙烯基单体的自由基聚合获得的，其中所述聚氨酯是通过至少(I)异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物与(II)至少一种含活性氢的扩链化合物的反应获得的，所述扩链化合物选自肼、肼衍生物及其任何混合物，其中所述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物是通过至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯的反应获得的，其中所述多异氰酸酯的至少30重量％是芳族多异氰酸酯，(ii)所述聚氨酯‑乙烯基聚合物杂化物具有酮官能团和酰肼(‑C＝ONHNH2)官能团，其中所述聚氨酯‑乙烯基聚合物杂化物中酰肼基与酮基的摩尔比为0.05:1至1.5:1，(iii)所述聚氨酯‑乙烯基聚合物杂化物中聚氨酯与乙烯基聚合物的重量比为90:10至35:65，且(iv)所述水性涂料组合物中游离肼的量为至多50ppm。

本发明涉及包含氨基甲酸酯-丙烯酸杂化物的水性涂料组合物、制备这种组合物的方法和由这种组合物得到的涂层。

多年来，对用于木材应用(特别是镶木地板、家具和橱柜)的高抗涂层的需求与日俱增。这种涂层必须具有耐化学性，例如耐水性和耐乙醇性。特别是在地板应用中，对数种含乙醇的清洁剂和乙醇的耐受性是重要的。对于家具和厨柜，除了对侵蚀性清洁剂的耐受性之外，对含乙醇的饮料/液体的高耐受水平也是重要的。涂层还需要具有良好的机械性质，例如耐黑色标记性和耐损坏性。当鞋刮伤(黑色标记)或擦伤(损坏)涂层表面后，鞋的鞋跟或鞋底在地板上留下残留物时，黑色鞋跟痕迹尤其出现在地板涂层中。通常，聚氨酯基粘合剂已显示出良好的机械抗性和耐化学性的组合。因此，聚氨酯分散体在涂料行业中是公知的。这种涂料的主要应用是作为用于木地板的透明涂料。

制备聚氨酯的方法是本领域已知的，描述于例如G.Oertel的聚氨酯手册(Polyurethane Handbook)第2版，Carl Hanser出版，1994年。聚氨酯(A)可以通过使用现有技术中公知的方法使至少一种有机多异氰酸酯与至少一种异氰酸酯反应性组分反应而以常规方式制备。异氰酸酯反应性基团包括-OH、-SH、-NH-和-NH₂。通常首先形成异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物，然后使用含活性氢的化合物扩链。通常使用肼或肼衍生物作为扩链化合物，因为它们对异氰酸酯基团具有高反应性并且对最终性能水平具有积极影响。然而，鉴于肼的毒理学特征，最终涂料组合物中游离肼的量必须非常低。

除了对性能持续改进的需求之外，立法正在发生变化，现在有大量的环境相关标签可供使用。这些生态标签的要求越来越严苛。结果，为了满足这些环境相关标签(例如Eco标签)的要求，经常用于性能改进的原材料不再可能用于涂料体系中。

聚氨酯粘合剂在生产过程中通常需要溶剂，以便将预聚物的粘度降低到可接受的值。然而，关于室内应用粘合剂中VOC(挥发性有机组分)存在的立法面临压力。因此，在氨基甲酸酯预聚物制备中使用含有VOC(例如甲基乙基甲酮和/或丙酮)的溶剂越来越不优选，并且在制备后需要大量的努力和能量来除去这些溶剂。如WO-A-2006/002864中所述，使用乙烯基单体作为稀释剂已显示为对含有VOC的溶剂的良好替代，从而导致氨基甲酸酯丙烯酸杂化物。然而，已经发现：通过在聚氨酯体系中引入显著比例的乙烯基聚合物，耐黑色鞋跟印痕性(Black Heel Mark Resistance；BHMR)降低到不可接受的水平。

使用羰基官能团(例如酮官能团)与己二酸二酰肼ADH的组合在聚氨酯-乙烯基聚合物杂化物的聚氨酯、乙烯基聚合物或聚氨酯和乙烯基聚合物相二者中引入席夫碱(Schiff base)交联已经显示出显著改善氨基甲酸酯丙烯酸体系的机械性能，然而，当使用ADH作为交联剂时，对水和乙醇的耐化学性仍然不足。此外，从环境观点来看，低分子量酰肼交联剂如己二酸二酰肼的使用面临压力，并且其使用可能导致难以符合各种环境相关标签，例如Eco标签。此外，已经发现：当将涂料组合物涂覆到木质基材(特别是橡木基材)上时，在涂料组合物中使用己二酸二酰肼可导致暖木着色(warm wood coloration)损失。