透明度改进的水性涂料组合物
2019-11-26

透明度改进的水性涂料组合物

一种透明度和光雾改进的水性涂料组合物,含有:(a)含水载体介质;(b)透明氧化铁颜料颗粒,由成分(c)加以稳定;(c)多种丙烯酸类共聚物颜料分散剂的混合物;(d)成膜聚合物粘结剂;以及(e)粘结剂所用的交联剂。

表2的结果表明,不含磷酸化树脂的对比物CEx.1具有最大的配漆光雾。随着磷酸根含量的增大,配漆光雾显示相同缓慢增大。随着磷酸根含量增大,分散液粘度也显示相同的快速增大。未研磨含量低于5.0%的磷酸化树脂,但可能需要更优化的研磨物以确立所需最佳含量,此含量有可能小于5.0。

虽不想受任何具体理论束缚,但人们还是认为用于组合物的磷酸化丙烯酸类共聚物对氧化铁表面具有极大的亲合力,而当安作为辅助分散剂与传统透明氧化铁分散剂一起使用时,能改进透明氧化铁颜料在水质涂料中的全面分散稳定性,而不出现一般使用磷酸化分散剂所要出现的负面效应,如不希望的分散液粘度升高等。人们想到,依靠对氧化铁表面的强烈吸附,磷酸化丙烯酸类共聚物也为其它带烷氨官能基的共聚物分散剂提供固定位点,这些烷氨官能基与固定磷酸化聚合物上的官能团键合。这种协同机理使聚合物分散剂给颜料表面提供较强吸附地点,这导致水性涂料进一步稳定化。

本发明的又一优点是,用于组合物的共聚物分散剂是彼此可配伍的,而且可与通常用于水性涂料组合物的各种聚合物成膜粘结剂配伍,并且特别可与用于水性涂料的丙烯酸类聚合物配伍。涂料组合物固化时,共聚物分散剂还优选含有羟基之类的官能团,它们与涂料组合物的其他成膜组份反应,并变成膜的一部分,而且暴露于大气时不引起涂膜变坏,而如果是膜的未反应组份,则可能出现此种不利。分散剂的结合还使得水对溶剂载体漆良好匹配,以及从颜色风格上看更具美感。

这些交联剂通常是部份烷基化或完全烷基化的蜜胺甲醛化合物,而且如上所述可以是单体或聚合物。封端的聚异氰酸酯也可用作交联剂。

在丙烯酸类共聚物结构中,吸附链段和稳定链段的各自位置可以根据丙烯酸类共聚物分散剂的结构而改变。本发明的丙烯酸类分散剂可以是无规、嵌段和接枝共聚物。用于本发明的嵌段共聚物具有例如AB、ABA或ABC结构。A、B或C的至少一个嵌段必须是吸附链段。A,B或C的至少一个嵌段必须是稳定链段。本发明所用嵌段共聚物还可有附加第三链段。用于这里的接枝共聚物具有主链段和至少一个侧链段,此侧链段优选是大分子单体,接枝在主链上。主链段或侧链段之一必需是吸附链段,而另一个必须是稳定链段。优选主链段是吸附链段而侧链段是稳定链段。这里所用的无规共聚物分散剂具有无规分布于聚合物分散剂链中的吸附链段及稳定链段。

本发明涉及改进的水性涂料组合物,它含有:(a)含水载体介质;(b)透明氧化铁颜料颗粒,该颗粒以(c)稳定分散;(c)丙烯酸类共聚物分散剂的增效混合物,该混合物主要由下列成分组成:(i)含有亲水性稳定链段和带酸基的疏水性吸附颜料链段的丙烯酸类共聚物分散剂;(ii)含有亲水性稳定链段和带有磷酸根基团的疏水性吸附颜料链段的丙烯酸类共聚物分散剂;(iii)视需要还可以加入含有亲水性稳定链段和带有烷氨基的疏水性吸附颜料链段的丙烯酸共聚物;其中,颜料和分散剂的量是:分散剂(i)与颜料的重量比D/P约为0.1/1~1/1,分散剂(ii)与颜料的重量比D/P约为0.05/1~0.33/1,而分散剂(iii)如果存在的话与颜料的重量比D/P约为0.05/1~0.2/1;(d)成膜聚合物粘结剂;以及(e)粘结剂用的交联剂。

本文所用丙烯酸类分散剂的数均分量数均分子量约为4000~25000(优选约为5000~20000)。吸附链段的数均分子量一般约为2000~10000(优选约为4000~7000)。稳定链段的数均分子量一般约为2000~15000(优选约为4000~7000)。这里所说的所有分子量均采用GPC(凝胶渗透色谱法),用聚苯乙烯标准物测出。吸附链段一般约占聚合物重量的20-80%,相应地稳定链段约占聚合物重量的80-20%。

其他成膜聚合物也能用于这些涂料组合物中,如可配伍的丙烯酰聚氨酯类、聚酯类和聚酯氨基甲酸酯类、聚醚氨基甲酸酯类。聚异氰酸酯可用作交联剂,以提供可在环境温度下固化的涂料组合物。

表2的结果表明,不含磷酸化树脂的对比物CEx.1具有最大的配漆光雾。随着磷酸根含量的增大,配漆光雾显示相同缓慢增大。随着磷酸根含量增大,分散液粘度也显示相同的快速增大。未研磨含量低于5.0%的磷酸化树脂,但可能需要更优化的研磨物以确立所需最佳含量,此含量有可能小于5.0。

本发明还提供了含上述丙烯酸共聚物混合物的颜料分散液和形成这些分散液的方法。

本文所用各分散剂的稳定链段或吸附链段之一(优选稳定链段)或二者,还可含有最高达30%重量(以共聚物的重量计)的含下述官能团的烯属不饱和亲水单体,所述官能团能与存在于涂料组合物中的成膜组份起反应,这便能使分散剂变成网络结构的永久部分。适用单体包括其烷基中含1-4个碳原子的亲水(甲基)丙烯酸羟烷基酯单体,如丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯等。

用于本文的亲水稳定链段,溶于所选的含水载体介质中,主要由聚合的烯属不饱和亲水单体组成。含酸的单体,如丙烯酸、甲基丙烯酸及2-丙烯酰胺基-2-丙烷磺酸可以使用。含酸单体的一些适用例子包括前述的酸。非离子亲水单体也能用于形成稳定链段,如单烯属不饱和聚(亚烷基二醇)单体,例如聚(乙二醇)单(甲基)丙烯酸酯(重均分子量为200-4000,优选为200-2000)等。除了上述单体,可将常用的疏水单体共聚到稳定部份中,其共聚量,以稳定链段的重量计,最高达40%重量,其前提是其所用浓度将不太大改变稳定部份在所选择的含水加工介质中的溶解性能。一些适用例子包括上面所述的(甲基)丙烯酸烷基酯。