[发明专利]可交联水性涂料组合物

说明书

本发明涉及包含分散的羰基官能乙烯基聚合物颗粒的单包装水性涂料组合物，其特征在于该涂料组合物还包含碳二酰肼，其中(i)酰肼基与羰基的当量摩尔比为0.1至0.95，(ii)所述羰基官能乙烯基聚合物的数均分子量与所述羰基官能乙烯基聚合物的酸值之比大于400，并且(iii)所述羰基官能乙烯基聚合物的酸值为2至100mg KOH/克羰基官能乙烯基聚合物。

技术领域

本发明涉及丙烯酸类聚合物组合物领域，特别是用于制备涂料的那些。具体地，本发明涉及水性涂料组合物，其包含分散在水性介质中的可交联聚合物颗粒并包含交联剂。

背景技术

工业上需要改善涂层的安全性、健康性和环境特性，同时保持或改善材料的粘合性和抗性水平。具有羰基官能度并使用通常使用的多酰肼作为交联剂的可交联的乙烯基聚合物分散体已被用于改善材料的粘合性和抗性水平。

包含与诸如己二酸二酰肼的多酰肼交联的羰基官能乙烯基聚合物的水性涂料组合物是众所周知的。例如，WO95/29963描述了制备可交联水性组合物的方法，该方法包括：a)制备酸官能低聚物并具有交联官能团的水溶液；b)在低聚物水溶液的存在下进行水乳液聚合以制备烯属疏水性聚合物的水乳液，该疏水性聚合物任选地具有交联官能团；c)与可与低聚物和聚合物的交联基团反应的交联剂组合。常用的多酰肼是己二酸二酰肼(ADH)和琥珀酸二酰肼(SDH)。交联在室温下迅速发生，特别是在由分散体形成膜之后。包含羰基官能乙烯基聚合物和己二酸二酰肼或琥珀酸二酰肼的水性涂料组合物可以有效地作为单包装体系施用，而无需像在双包装体系中那样在施用之前才混合反应性材料。包含羰基官能乙烯基聚合物和己二酸二酰肼或琥珀酸二酰肼的单包装体系通常具有良好的储存稳定性(较长的适用期)，从而具有良好的可加工性。

已知的可交联乙烯基聚合物涂料组合物的一个缺点是，多酰肼在一定程度上水解，导致形成游离肼，该游离肼是剧毒的，因此是非常不希望的。通过酰肼的水解形成的在湿涂层中的肼将立即与湿分散体或涂料组合物中的可用羰基反应，从而将游离肼的含量降低至无法检测的值。但是，这在干涂层中是不同的。在干燥时，由于中和碱(主要是胺，例如氨)的蒸发，pH降低至酸性状态，通常降低至约4的pH。由于聚合物主链上的大量羰基将与酰肼交联剂反应，因此可用于清除由于未反应的酰肼的水解而产生的肼的羰基较少。我们已经发现，如果酰肼的量基于羰基少于一当量，则避免了未反应的酰肼的大大过量，这些未反应的酰肼在将组合物(例如作为涂料或油墨)施涂和干燥后可以水解。考虑到肼的毒理学特征，特别是最终涂层中游离肼的量必须非常低。清除由于水解而形成的游离肼很可能导致涂料组合物中肼的水平由于被羰基清除而很低或无法测量，但是，正如所解释的，在干燥涂层中这种情况要少得多，在干燥涂层中肼被较少的可用羰基包围，并且很容易从膜中泄漏出来而释放到环境中，例如空气或水中。

现在，我们惊奇地发现，碳二酰肼较之其他二酰肼如己二酸二酰肼和琥珀酸二酰肼更不易水解。因此，与使用己二酸二酰肼或琥珀酸二酰肼相比，通过使用碳二酰肼形成的毒性小得多。此外，碳二酰肼的使用将减少普遍使用的二酰肼如己二酸二酰肼和琥珀酸二酰肼所遭受的水毒性。

然而，我们还发现，碳二酰肼和羰基官能乙烯基聚合物之间的固化反应可以在羰基官能乙烯基聚合物与碳二酰肼混合之后立即开始。因此，含有碳二酰肼和羰基官能乙烯基聚合物的涂料组合物可能具有很短的适用期，从而导致需要双包装体系(因此需要在施用前将反应性材料混合)，继而导致可加工性差。在US-A-5821295中对此进行了描述。该专利出版物描述了一种用于双包装体系的树脂组合物，其包含(A)胶体分散体或乳液，所述胶体分散体或溶液是通过如下获得的：将包含含羰基的不饱和单体、含羧基的不饱和单体和其他不饱和单体的单体混合物进行溶液共聚而形成共聚物，用碱中和该共聚物，将其溶解或乳化到水中，并将pH值调节至7以上，以及(B)具有1至5个碳原子的易溶于水的二酰肼化合物，例如碳二酰肼。US-A-5821295教导了通过向上增加pH值可以控制适用期(因此避免了碳二酰肼和羰基官能乙烯基聚合物的早期反应)。实施例4报道了在10.5的pH下的适用期为3小时，这对于双包装体系而言相对较短，更不用说对于通常需要在25℃下至少一年适用期的单包装涂料组合物了。

发明内容