CN102089394B - 具有增加的抗粘连性的涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

水性的、不含挥发性有机化合物(VOC)的涂料组合物包括一种丙烯酸胶乳以及一种乙酸乙烯酯-乙烯胶乳，该丙烯酸胶乳以及该乙酸乙烯酯-乙烯胶乳包括基于丙烯酸聚合物和乙酸乙烯酯-乙烯聚合物总重量从10到90重量百分比的一种乙酸乙烯酯-乙烯聚合物(该乙酸乙烯酯-乙烯聚合物具有从-20摄氏度到20摄氏度的Tg)以及基于丙烯酸聚合物和乙酸乙烯酯-乙烯聚合物的总重量的大约10到大约90重量百分比的一种丙烯酸聚合物，该丙烯酸聚合物以聚合的形式具有至少一种烯键式不饱和的(甲基)丙烯酸单体以及基于该丙烯酸聚合物的总重量从0.01到10重量百分比的一种包含乙酰乙酸基部分的单体，其中该丙烯酸聚合物具有从-20摄氏度到20摄氏度的Tg。在此披露了涂覆一个基体的一种方法以及具有至少一个被涂覆的表面的基体。

Description

具有增加的抗粘连性的涂料组合物
技术领域
本披露的实施方案涉及基本上不含挥发性有机化合物(VOC)的涂料组合物；更确切地说，这些实施方案涉及具有增加的抗粘连性的基本上不含VOC的水性涂料组合物。
背景技术
干燥的涂料通常与其自身进行接触，例如在窗户和门的区域中。取决于该干燥涂料的硬度、压力、温度、湿度、以及这些表面处于接触中的时间长度，这些被涂覆的表面有时会粘贴在一起。当两个被涂覆的表面被压到一起或者彼此相接触而放置时，这种不希望的粘贴在一起被称为“粘连”。因此，涂层的一个重要特性是抗粘连性。
聚合物的玻璃化转变温度(Tg)是一种或多种单体的固有物理特性，这种或这类单体被用于形成涂料组合物中所括含的聚合物。一种聚合物的Tg决定了该聚合物的相对硬度或软度。该聚合物的Tg越高，该聚合物就越硬，并且该聚合物的Tg越低，该聚合物就越软。这样，聚合物的Tg可以帮助确定由包含该聚合物的涂料组合物形成的薄膜的物理特征。聚合物的Tg还可以帮助确定包含该聚合物的涂料组合物可以被施加到基体上以形成薄膜时的最低温度，或者最低成膜温度(MFFT)。MFFT是当水蒸发时该涂料组合物的聚合物颗粒将互相聚结并且形成一个连续薄膜时的最低温度。
为了提供一种涂层，该涂层有能力形成一种足够硬的薄膜以避免胶粘、粘连、以及积尘，聚合物连同具有不同Tg值的聚合物的共混物已经被用在涂料组合物中。通过增加一种聚合物的Tg(该聚合物在涂层中作为结合剂是有用的)，最终涂层的硬度也会增加。由于涂层的硬度影响到该涂层的其他所希望的特性，例如像抗粘连性，所以这是有用的。然而，增加一种聚合物的Tg也可能产生一种具有高MFFT的涂层。
正常情况下在涂料组合物中要求有聚结溶剂，因为所希望的是该涂料组合物具有尽可能低的MFFT以及尽可能高的玻璃化转变温度。聚结溶剂是有机溶剂或者增塑剂，它们有效地降低了该聚合物的MFFT以满足应用时所希望的低MFFT，并且之后这些溶剂最终扩散到该涂料组合物之外并且在正常的温度、湿度和大气压的环境条件下蒸发，从而留下一种高Tg的薄膜。
尽管使用聚结剂已经被证明是一种非常有用的方法以解决用高Tg的聚合物(这些聚合物在所希望的应用温度不容易形成薄膜)获得某些所希望的薄膜特性的难题，但是这种解决方法已经产生了另一个问题。在一种包含聚结剂的配方的干燥过程中，这些有机溶剂蒸发并且进入大气中。除了与这些有机溶剂相关的令人不愉快的气味以外，对于这些有机溶剂中的许多种的潜在不利的环境和健康影响存在逐渐增长的担忧。
这样，对于用在涂料组合物中的聚合物有一种逐渐增长的需要，该聚合物将提供所希望的硬度特性、在低温下的适当的薄膜形成、以及柔性。此外，还希望的是消除挥发性的聚结剂而不折衷物理特性如涂层硬度和低的MFFT。
发明内容
本披露的实施方案包括涂料组合物、使用本披露的涂料组合物来涂覆一种基体的方法、以及具有使用本披露的涂料组合物根据本披露的方法涂覆的至少一个表面的基体。本披露的实施方案还包括改进薄膜的抗粘连特性的方法以及用于形成具有改进的抗粘连性的薄膜的涂料组合物。
本披露的涂料组合物提供了一种水性的、基本上不含挥发性有机化合物(VOC)的组合物，该组合物具有一种丙烯酸胶乳以及一种乙酸乙烯酯-乙烯胶乳，该丙烯酸胶乳以及乙酸乙烯酯-乙烯胶乳基于丙烯酸聚合物以及乙酸乙烯酯-乙烯聚合物的总重量具有大约10到大约90重量百分比的乙酸乙烯酯-乙烯聚合物(该聚合物具有从大约-20摄氏度到大约20摄氏度的Tg)以及基于丙烯酸聚合物以及乙酸乙烯酯-乙烯聚合物的总重量从大约10到大约90重量百分比的一种丙烯酸聚合物。对于不同的实施方案，该丙烯酸聚合物以聚合的形式可以包括至少一种烯键式不饱和的(甲基)丙烯酸单体以及基于该丙烯酸聚合物的总重量大约0.01到大约10重量百分比的一种包含乙酰乙酸基部分的单体，其中该丙烯酸聚合物可以具有从大约-20摄氏度到大约20摄氏度的Tg。
此外，本披露的方法包括使用该水性的、基本上不含VOC的涂料组合物涂覆一个基体，该涂料组合物包括一种丙烯酸胶乳以及一种乙酸乙烯酯-乙烯胶乳；并且使该水性涂料组合物转变成一个干燥的涂层。
如在此所使用的，一种“表面活性剂”是指一种试剂，该试剂降低了一种液体的表面张力和/或降低了两种液体之间的界面张力。
如在此所使用的，一种“乳液”是指由一种不可混合的液体和/或固体构成的一种稳定的悬浮液，该不可混合的液体和/或固体借助于一种表面活性剂分散并保持在另一种液体中。
如在此所使用的，“乳液聚合”是指一种自由基聚合，该聚合可以使用一种结合了水、单体以及表面活性剂的乳液来启动。
如在此所使用的，术语“(甲基)”表明在由该术语修饰的化合物中包括甲基取代的化合物。例如，术语(甲基)丙烯酸代表丙烯酸和甲基丙烯酸。
如在此所使用的，“胶乳”是指通过一种或多种单体的乳液聚合制备的聚合物颗粒的一种水性分散体。
如在此所使用的，术语“基本上不含挥发性有机化合物(VOC)”是指该涂层聚合物是基本上不含挥发性有机化合物的。
如在此所使用的，“自成膜”是指可以不借助聚结溶剂而形成一种薄膜的聚合物和/或聚合物的共混物。尽管该术语是指一个基体上的一个薄膜的特性，但是根据本披露的实施方案，术语自成膜同等地适用于在多个基体上形成的多个涂层。
如在此所使用的，“最低成膜温度”或者“MFFT”是指当挥发性的组分(例如水)蒸发时涂料组合物的聚合物颗粒将互相聚结并且形成一个连续的薄膜时的最低温度。尽管MFFT是指一个基体上的一个薄膜，根据本披露的实施方案，术语MFFT同等地适用于在多个基体上形成的多个涂层。
如在此所使用的，“挥发性聚结剂”、“聚结剂”以及“聚结溶剂”是指扩散出所施涂的涂料组合物的薄膜之外并且在典型的环境条件下蒸发的那些聚结剂。至于典型的环境条件，是指典型地施涂胶乳涂料并且允许胶乳涂料干燥时所处的那些温度、湿度以及气压条件。
如在此使用的，一种“挥发性有机化合物”或者“VOC”被定义为碳的任何挥发性化合物，不包括：甲烷、一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物或碳酸酯类、碳酸铵、以及根据环境保护局并且在例如联邦法规汇编第40篇§51.100(s)下的豁免化合物。
如在此使用的，一种“零挥发的有机化合物聚结剂”或者“零VOC聚结剂”以及一种“低VOC聚结剂”是指可以改进一种涂料组合物的成膜特性的那些聚结剂或增塑剂，该组合物基本上不包含VOC或者包含少量的VOC。
如在此所使用的，一种“零VOC涂料组合物”是一种涂料组合物，其中该涂料组合物中的VOC总量是低于50克/升。此外，如在此所讨论的，该涂料组合物可以被施涂至一种基体并且允许将其进行干燥以形成一个涂层。本领域的普通技术人员将理解到，一个涂层的VOC含量可以使用EPA参考法24来确定。
如在此所使用的，“使一个基体上的一个湿涂层转变成一个干涂层”是指一种方法，通过该方法将从本披露的涂料组合物形成的湿涂层进行干燥以形成根据本披露的涂层。此类方法包括通过使用热能、烘箱和/或风扇或类似物主动地干燥该湿涂层，连同被动地允许该湿涂层干燥，即不采取任何干燥该湿涂层的措施而只是允许它干燥。
如在此所使用的，“一种/一个(a/an)”、“该”、“至少一种”、以及“一种或多种”是可互换使用的。术语“包括”及其派生词，当这些术语在说明书和权利要求书中出现时没有限制性含义。因此，例如包括“一种”丙烯酸聚合物的一种包括一种丙烯酸胶乳以及一种乙酸乙烯酯-乙烯胶乳的涂料组合物可以被解释为是指该丙烯酸胶乳以及该乙酸乙烯酯-乙烯胶乳包括“一种或多种”丙烯酸聚合物。
术语“和/或”是指一个、多个或所列出的所有元素。
同样在此，通过端点叙述的数字范围包括所有包含在该范围之内的数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5，等)。
本披露的以上概述并非旨在说明本披露的各个披露实施方案或每种实现方式。以下的说明更具体地举例说明了多个说明性实施方案。在贯穿本申请的若干之处，通过实例的清单提供了指导，这些实例可以用于不同组合中。在每个例子中，所叙述的清单仅用作代表性的组，并且不应被理解为是排他性的清单。
具体实施方式
本发明披露的这些实施方案包括涂料组合物、使用本披露的涂料组合物涂覆一种基体的方法、以及具有使用本披露的涂料组合物根据本披露的方法涂覆的至少一个表面的基体。本披露的实施方案还包括改进薄膜的抗粘连特性的方法以及用于形成具有改进的抗粘连性的薄膜的涂料组合物。
本披露的涂料组合物提供了一种水性的、不含挥发性有机化合物(VOC)的组合物。对于不同的实施方案，本披露的基本上不含挥发性有机组合物(VOC)的涂料组合物可以从多种胶乳的共混物制备。这些组合物可以被用于形成具有改进的抗粘连性的涂层。该胶乳共混物包括一种乙酸乙烯酯-乙烯聚合物以及一种丙烯酸聚合物。除其他技术之外，这些聚合物可以使用自由基乳液聚合技术制备，这些技术在本领域内是已知的。
本披露的实施方案包括涂料组合物以及使用涂料组合物进行涂覆的方法，该方法并非必须要求聚结剂和/或增塑剂的存在，因此避免与这些化合物相关的不利的环境和健康影响。
胶乳的共混物可以被用于涂料组合物。为了增加由此类共混物形成的薄膜的抗粘连性，该胶乳共混物中所包括的聚合物中的至少一种可以具有一种(相对于在此使用的其他聚合物)高Tg的聚合物，由此形成具有增加的硬度的薄膜。然而，不使用聚结溶剂和/或聚结助剂时，可以包括在内的高Tg聚合物的量受到具有低的最低成膜温度(MFFT)的希望以及防止形成易碎或易开裂的薄膜的希望所限制。
与现有技术的实施方案不同，本披露的实施方案包括水性的、基本上不含VOC的涂料组合物，这些涂料组合物具有带有低Tg值聚合物的一种丙烯酸胶乳以及一种乙酸乙烯酯-乙烯(VAE)胶乳。对于不同的实施方案，该涂料组合物的丙烯酸胶乳以及该VAE胶乳包括基于丙烯酸聚合物和VAE聚合物的总重量从大约10到大约90重量百分比的一种VAE聚合物(该VAE聚合物具有从大约-20摄氏度到大约20摄氏度的Tg)以及基于丙烯酸聚合物和VAE聚合物的总重量从大约10到大约90重量百分比的一种丙烯酸聚合物，该丙烯酸聚合物以聚合的形式具有至少一种烯键式不饱和的(甲基)丙烯酸单体以及基于该丙烯酸聚合物的总重量从大约0.01到大约10重量百分比的一种包含乙酰乙酸基部分的单体，其中该丙烯酸聚合物具有从大约-20摄氏度到大约20摄氏度的Tg。
尽管该VAE聚合物和该丙烯酸聚合物是低Tg聚合物，然而如在此所描述的，该涂料组合物可以出人意料地形成具有改进的抗粘连性的涂层而不要求使用聚结剂来有效地降低这些聚合物的Tg。该VAE聚合物和该丙烯酸聚合物的低Tg值致使这些聚合物是自成膜的并且具有低于大约15摄氏度的最低成膜温度(MFFT)。在某些实施方案中，该VAE聚合物和该丙烯酸聚合物可以具有低于大约5摄氏度的MFFT。通过具有低的MFFT，该涂料组合物可以在长的季节范围上得到应用。
在某些实施方案中，用于制备该VAE聚合物的乙烯单体的量是基于用于制备该VAE聚合物的多种单体的总重量从大约5到大约30重量百分比，优选从大约10到大约20重量百分比，并且最优选从大约10到大约15重量百分比。在某些实施方案中，用于制备该VAE聚合物的乙酸乙烯酯单体的量是基于用于制备该VAE聚合物的多种单体的总重量从大约70到大约95重量百分比，从大约80到大约90重量百分比，或从大约85到大约90重量百分比。
此外，最高大约20重量百分比、优选少于10重量百分比的用于形成该VAE聚合物的乙酸乙烯酯单体可以用一种或多种烯键式不饱和共聚单体取代。示例性的烯键式不饱和共聚单体包括丙烯酸单体类以及包含至少一个直接连接到烯碳上的羧基的烯键式不饱和单体类。
示例性的丙烯酸单体是单羧酸的酯类以及二羧酸的二酯类。在某些实施方案中，丙烯酸单体可以是选自α-β-烯键式不饱和C2-C6单羧酸的C1-C10烷基酯；α-β-烯键式不饱和C2-C6单羧酸的羟基C1-C4烷基酯；以及α-β-烯键式不饱和C4-C8二羧酸的C4-C8烷基二酯。丙烯酸单体的具体实例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟基乙酯以及甲基丙烯酸羟基乙酯。
含有至少一个直接连接到烯碳上的羧基的单体的实例包括α-β-烯键式不饱和C3-C8单羧酸，α-β-烯键式不饱和C4-C8二羧酸及其酸酐，以及α-β-烯键式不饱和C4-C8二羧酸的C4-C8烷基半酯。这些单体可以是选自丙烯酸和甲基丙烯酸、以及马来酸、马来酸酐、富马酸、以及衣康酸的C4-C8烷基半酯。
在某些实施方案中，该丙烯酸聚合物可以是一种烯键式不饱和(甲基)丙烯酸单体的水性乳液聚合的产物。例如，该烯键式不饱和的(甲基)丙烯酸单体可以选自下组，该组的组成为：丙烯酸和甲基丙烯酸；丙烯酸和甲基丙烯酸的烷基酯，以及羟基取代的衍生物；丙烯腈；丙烯酸和甲基丙烯酸的缩水甘油酯；及其多种组合。
此外，最高大约10重量百分比、优选少于5重量百分比的该丙烯酸聚合物中的(甲基)丙烯酸单体可以用一种或多种烯键式不饱和的共聚单体取代。示例性的烯键式不饱和的共聚单体可以包括(除其他之外)：苯乙烯及其衍生物，乙烯基酯类，包括：乙酸乙烯酯、乙酸乙烯基异丙酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、新壬酸乙烯酯、己酸2-乙酯、新癸酸乙烯酯、新十一酸乙烯酯、新十二酸乙烯酯，及其多种混合物。
此外，如在此所讨论的，该丙烯酸聚合物以聚合的形式可以包括至少一种烯键式不饱和的(甲基)丙烯酸单体以及基于该丙烯酸聚合物的总重量大约0.01到大约10重量百分比的一种包含乙酰乙酸基部分的单体。在某些实施方案中，该乙酰乙酸基部分是以基于该丙烯酸聚合物的总重量从大约1到大约10重量百分比，优选从大约1到大约5重量百分比存在的。
对于不同的实施方案，该包含乙酰乙酸基部分的单体可以选自下组，该组的组成为：2-乙酰乙酰氧乙基(甲基)丙烯酸酯、3-乙酰乙酰氧丙基(甲基)丙烯酸酯、4-乙酰乙酰氧丁基(甲基)丙烯酸酯、2-氰基乙酰氧丙基(甲基)丙烯酸酯、4-氰基乙酰氧丁基(甲基)丙烯酸酯、N-(2-氰基乙酰氧乙基)(甲基)丙烯酰胺、乙酰乙酸烯丙酯、2，3-二(乙酰乙酰氧基)丙基(甲基)丙烯酸酯、乙酰乙酸乙烯酯及其多种组合。
在某些实施方案中，该丙烯酸聚合物以聚合的形式还可以包括至少一种湿粘合单体。在某些实施方案中，该湿粘合单体可以按基于该丙烯酸聚合物的总重量从大约0.01到大约10重量百分比，优选从大约0.05到大约2重量百分比存在。为了使该涂料组合物的湿粘合最优化，该丙烯酸聚合物可以包括基于该丙烯酸聚合物的总重量大约0.05到大约2重量百分比的一种湿粘合单体或者多种湿粘合单体的一种组合。
湿粘合单体可以包括，但是不局限于：除其他之外，丙烯酸和甲基丙烯酸氨乙酯、丙烯酸和甲基丙烯酸二甲基氨丙酯、3-二甲基氨基-2，2-二甲基丙基-1-丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、2-N-吗啉代乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、2-N-哌啶乙基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、N-(3-二甲基氨丙基)丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺、N(3-二甲基氨-2，2-二甲基丙基)丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺、N-二甲氨基甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺、N-二甲氨基甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺、N-(4-吗啉代-甲基)丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺、乙烯基咪唑、乙烯基吡咯烷酮、N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)亚乙基脲、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙酰氨基乙基)-N，N’-亚乙基脲；烯丙基烷基亚乙基脲；N-甲基丙烯酰胺甲基脲；N-甲基丙烯酰脲，N-[3-(1，3-二氮环己)-2-酮-丙基]甲基丙烯酰胺、2-(1-咪唑基)乙基甲基丙烯酸酯、2-(1-咪唑烷-2-酮)甲基丙烯酸酯；N-(甲基丙烯酰胺)乙基脲(SIPOMER WAM II，Rhone-Poulenc)以及烯丙基脲基湿粘合单体(SIPOMERWAM II，Rhone-Poulenc)。
该丙烯酸聚合物可以在该包括丙烯酸胶乳和VAE胶乳的涂料组合物中基于该丙烯酸聚合物和该VAE聚合物的总重量以从大约10到大约90重量百分比，优选从大约10到大约50重量百分比的量存在。该VAE聚合物是以基于该丙烯酸聚合物和该VAE聚合物的总重量从大约10到大约90重量百分比，优选从大约50到大约90重量百分比存在。
如本领域的普通技术人员将理解的，在某些现有技术的涂料组合物中，大粒度聚合物和小粒度聚合物的共混物(该共混物具有高的Tg)已经被用于产生一种具有改进的抗粘连性的涂层。在这种现有技术的涂层中，当该涂层形成时，小粒度的聚合物倾向于在表面聚积。由于这些小粒度的聚合物具有高的Tg，这些该小粒度聚合物可以给与这些涂层对改进的抗粘连性负责任的一个表面硬度。然而，使用小颗粒也有缺点。例如，形成小颗粒的方法可以包括使用水溶性的成分。水溶性成分的这种使用可能对涂层的其他特性(包括防水性和湿粘合)具有有害的影响。
然而，在本披露的实施方案中，该VAE聚合物和该丙烯酸聚合物可以具有近似相等的相对粒度，或者具有在此所列出的范围内的相对粒度而同时仍然由该涂料组合物产生一种具有改进的抗粘连性的涂层。
在某些实施方案中，该VAE聚合物与该丙烯酸聚合物的相对粒度之比是从大约5∶1到大约1∶1，优选大约4.5∶1到大约1.5∶1。在某些实施方案中，该丙烯酸聚合物可以包含体积平均直径从大约0.05到大约0.30微米、优选大约0.07到大约0.20微米的颗粒。体积平均颗粒直径是通过激光散射技术测定的。
在某些实施方案中，该丙烯酸聚合物可以是通过乳液聚合制备的。该丙烯酸聚合物以及该VAE聚合物的乳液聚合可以是通过已知的用于在水性乳液中聚合的程序完成的。可任选地，常规的接种程序也可以被用于协助控制聚合，以便实现所希望的平均粒度和粒度分布。该种子胶乳可以构成一种之前制备的胶乳或者聚合物粉末，或者该种子胶乳可以在原位制备。虽然该种子胶乳的单体组成可以变化，然而优选的是该组成基本上是与该聚合物的组成相同的。
该单体或共聚单体以及(可任选地)有待应用在该聚合物的制备中的种子可以通过足以使该混合物乳化的搅拌而分散到水中。该水性介质还可以包含一种自由基聚合引发剂、一种表面活性剂或者其他在本领域中作为乳液聚合助剂已知并且使用的成分。
适合的自由基聚合引发剂是已知的促进乳液聚合的引发剂并且可以包括水溶性的氧化剂，如有机过氧化物(例如过氧化氢叔丁基、过氧化氢枯烯等等)、无机氧化剂(例如过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵等等)、氧化还原对、以及那些在水相中通过水溶性还原剂活化的引发剂。这类引发剂是以足够引发聚合的量使用的。
适合的表面活性剂可以包括惯例地用于乳液聚合中的阴离子、阳离子和非离子表面活性剂，以及反应性表面活性剂。通常地，可以使用至少一种阴离子表面活性剂，并且还可能使用一种或多种非离子表面活性剂。代表性的阴离子表面活性剂是烷基芳基磺酸酯、碱金属烷基磺酸盐、磺化的烷基酯、以及脂肪酸皂。具体的实例包括十二烷基苯磺酸钠、丁基萘磺酸钠、月桂基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸二钠、N-十八烷基磺基丁二酸二钠、以及二辛基磺基丁二酸二钠。代表性的反应性表面活性剂是油酸衍生物。可以按量使用这些表面活性剂，以实现适当的乳化并且提供所希望的粒度和粒度分布。
在本领域中已知对乳液聚合中不同的特定目的有用的其他成分如酸、盐、链转移剂、缓冲剂、以及螯合剂，也可以用于本披露的聚合物的制备中。水溶性的或水中可分散的可聚合表面活性剂也可以被单独使用或者与(一种或多种)非可聚合的表面活性剂组合使用，以制备本披露的聚合物。
组合这些聚合成分的方式可以是通过不同的已知的单体进料方法，如连续的单体添加、增量的单体添加、或者将全部单体量在一个单次的进料中添加。该具有聚合添加剂的水性介质的全部量可以在引入单体之前存在于聚合容器中，或者可替代地，该水性介质或其一部分可以在聚合过程中被连续地或增量地加入。
聚合可以通过在持续搅拌下将该乳化的混合物加热到通常在大约50到100摄氏度之间的一个温度而引发。聚合可以通过将该乳化的混合物维持在选定的温度下而继续进行，直至这种或这些单体已经完成向聚合物的转化。
在聚合之后，获得的水性的异相的聚合物胶乳的固体含量可以通过加水或者通过去除水(例如通过蒸馏)而调整到所希望的水平。总体上，聚合物固体含量的所希望的水平是以总重量为基础从大约20到大约60重量百分比。
在某些实施方案中，该水性的、基本上不含VOC的涂料组合物可以被用于一种涂覆基体的方法中。这类实施方案包括用该水性的、基本上不含VOC的涂料组合物涂覆一个基体表面，该涂料组合物包括该胶乳共混物(如在此所讨论的)以便在该基体表面上形成一个湿的涂层。该方法进一步包括使该基体表面上的湿涂层转变成干涂层。在某些实施方案中，该基体表面上的湿涂层到干涂层的转变可以包括通过使用热量、烘箱和/或风扇、或者类似物主动地干燥该湿涂层。在不同的实施方案中，该基体表面上的湿涂层可以通过被动地允许该湿涂层干燥(即不采取任何干燥该湿涂层的措施而仅允许该湿涂层干燥)而被转变成干涂层。
如在此所讨论的，本披露的实施方案可以被用于生产具有改进的抗粘连性的涂层。例如，从该涂料组合物形成的干涂层可以具有根据ASTM D4946评估的至少为4的抗粘连性。
类似地，本披露的实施方案包括一种基体，该基体具有至少一个根据在此讨论的方法所涂覆的表面。该基体可以用该涂料组合物涂覆，其中该涂料组合物干燥以在该基体上产生一个涂层。该涂层可以具有根据ASTM D4946评定的至少为4的抗粘连性。
在某些实施方案中，包含该胶乳共混物的涂料组合物可以被或者纯净地使用或者与添加剂一起使用以便提供一种涂料、一种建筑涂层、一种工业涂层、一种汽车涂层以及一种纸张涂层。此外，如本领域中的普通技术人员将理解的，该涂料组合物还可以被或者纯净地使用或者与添加剂一起使用以便提供(除其他以外)一种密封剂、一种粘合剂、一种弹性体、一种墨水、和/或一种清漆。
本披露的水性的、基本不含VOC的涂料组合物可以额外地包含其他添加剂，这些添加剂包括颜料(如氧化钛)、分散剂、消泡剂、抗冻剂、保湿剂、增稠剂、消泡剂、着色剂、蜡、杀细菌剂、杀真菌剂、以及填充剂(如纤维素或玻璃纤维、粘土、高岭土、滑石、碳酸钙以及木粉)和/或气味改良剂。
此外，本披露的水性的、基本上不含VOC的涂料组合物可以可任选地包括零和/或低-VOC的聚结剂以改进本披露的涂料组合物的成膜特性。当这些零和/或低-VOC的聚结剂被包括在该涂料组合物中时，该涂料组合物中的VOC总量可以低于大约50克/升。
这类零和/或低-VOC的聚结剂可以是选自下组，该组包括但是不局限于：ARCHER RC(Archer Daniels Midland Co.)、VELATE 368(Velsicol ChemicalCorp.)、SER-AD FX-511(Condea Servo L.L.C)、EDENOL EFC-100(CognisCorp.)、OPTIFILM ENHANCER 400(Eastman Chemical Co.)、PLUROCOATCA110(BASF-The Chemical Co.)、以及SOLUSOLV 2075(Solutia Inc.)。
在该水性的、基本上不含VOC的涂料组合物的制备中，该丙烯酸胶乳和该VAE胶乳可以与(这个或这些)添加剂混合。(这个或这些)添加剂可以在聚合过程中和/或在该丙烯酸胶乳和/或该VAE胶乳的聚合之后被加入。
如在此所讨论的，该涂料组合物可以被施涂到一个基体上。该基体可以是由多种不同的材料形成的，包括但是不局限于：木材、水泥、混凝土、非织造的或织造的织物、铝或其他金属、玻璃、陶瓷(上釉的或未上釉的)、贴转、聚氯乙烯和聚对苯二甲酸乙二酯以及其他塑料、石膏、泥灰、房顶基底材料(如柏油涂层)、油毡纸、合成聚合物膜以及发泡的聚氨酯绝缘体。此外，该涂料组合物可以被应用于先前上有涂料的、打底漆的、加有内涂层的、磨损的、或者风化的基体。
以下非限制性的实例将展示本发明的更多方面。本披露的实施方案通过以下实例进行展示。应理解的是，这些具体的实例、材料、量值、以及程序都应根据在此提出的本发明的范围和精神而宽泛地进行解释。
实施例
给出了以下实施例以展示而非限制本披露的范围。除非另外指明，所有的份数和百分比都是按重量计的。除非另外指明，使用的所有的仪器和化学药品都是可商购的。
材料
CellosizeTM ER-4400羟乙基纤维素(“ER4400”)，从The Dow ChemicalCompany，Midland，MI.可得到。
丙二醇，从The Dow Chemical Company，Midland，MI可得到。
KATHONTM LX，1.5％，从Rohm and Haas Co.，Philadelphia，PA.可得到。
Figure BPA00001294187500121
(Colloid)226-35，从Rhodia-Novecare，Cranbury，NJ.可得到。
焦磷酸钾(“KTPP”)，从Parchem Trading Ltd.，White Plains，NY.可得到。
Figure BPA00001294187500122
(Colloid)643，从Rhodia-Novecare，Cranbury，NJ.可得到。
氢氧化铵，从Fisher Scientific，Inc.，Pittsburgh，PA.可得到。
Figure BPA00001294187500123
R-706，从Dupont Co.，Wilmington，D E.可得到。
Figure BPA00001294187500124
90，从Huber Engineered Materials，Macon，GA.可得到。
ACRYSOLTM RM 2020，从Rohm and Haas Co.，Philadelphia，PA.可得到。
RHOPLEXTM SG-30，从Rohm and Haas Co.，Philadelphia，PA.可得到。
UCARTM Latex 6030，从The Dow Chemical Company，Midland，MI.可得到。
EVOCAR DATM 281品牌的具有0.40微米的体积平均直径的乙酸乙烯酯/乙烯胶乳，从The Dow Chemical Company，Midland MI.可得到。
丙烯酸胶乳1是一种具有0摄氏度(℃)Tg的丙烯酸胶乳，该胶乳是由以下单体制备的：丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、一种湿粘合单体(ROHAMERE 6852，从德国艾森的Evonik Industries AG可得到)、以及基于总单体重量为2％的甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM)(从Eastman Chemical Co.，Kingsport，TN可得到)。
测试程序
如在此所讨论的，在测试涂料上进行以下测试程序。
室温(RT)抗粘连性：使用一个3密尔的鸟式下拉棒(bird drawdown bar)将测试涂料下拉到一个Leneta 3B遮盖力纸(Opacity chart)(从The Leneta Co.，Mahwah，NJ可得到)上。如在此所使用的，一个“密尔”是指一英寸的千分之一。将用于室温(RT)抗粘连性的这些薄膜在一个恒定温度、恒定湿度(CT/CH)(22摄氏度以及百分之40到60的相对湿度)的实验室中干燥1天和3天。将两个大约1英寸的正方形涂料条放置在一起，其中在该CT/CH实验室中在1磅的重量下使涂料薄膜与涂料薄膜相抵靠。在24小时之后，将这些条分离开并且根据ASTM D-4946评级进行评定。将该测试重复三次，并且报告平均值。
高温(ET)抗粘连性：将这些涂料条在CT/CH实验室中干燥1天。之后将这些涂料条(薄膜对薄膜)放进120华氏度(°F)(49℃)的烘箱中在1000克(g)的重量下持续30分钟，用于进行高温(ET)粘连测试。在给出对薄膜分离的评级之前，允许将这些薄膜在室温下冷却30分钟。
Tg：聚合物的玻璃化转变温度(Tg)是由差示扫描热量法(DSC)测定的。
表1提供了一种测试涂料的配方，在此被称为涂料1。涂料1使用了一种80/20(wt.％/wt.％)的VAE胶乳和丙烯酸胶乳的共混物。如在此所使用的，“磨料”是该涂料配方的一部分，它包括颜料、填充剂以及类似物。这些颜料和填充剂使用常规混合技术被“研磨”至一个特定的Hegman分散值。该磨料之后被“调稀”，即，该涂料组合物的余量(包括一种胶乳结合剂以及任何余量的水)被加入到该磨料中并且进行混合。表1
Figure BPA00001294187500141
实施例1
在本实施例中，将涂料1的抗粘连性与另外两种测试涂料进行比较，这两种涂料是根据表1的配方制备的，除了这些对比涂料用可商购的丙烯酸胶乳替代了丙烯酸胶乳1之外。表2提供了每个样品的抗粘连性以及相对粒度和Tg值。表2
Figure BPA00001294187500142
*对比样品，不是本披露的实施方案的一个实例。
如可以从表2中看出的，RHOPLEXTM SG-30是一种高Tg的丙烯酸胶乳，而UCARTM 6030是一种小粒度、高Tg的丙烯酸胶乳。RHOPLEXTM SG-30因其出色的抗粘连性而被熟知，并且UCARTM 6030是已知用以提升抗粘连性和湿粘合性。然而，表2示出，当包括在表1的80VAE/20丙烯酸共混物组成中时，与用常规的高Tg丙烯酸胶乳制备的测试涂料相比，用丙烯酸胶乳1制备的涂料1提供了更好的抗粘连性。实施例2
在本实施例中，根据表1的配方从VAE/丙烯酸胶乳的共混物制备的测试涂料的抗粘连性是如以上所描述使用室温抗粘连性测试连同高温抗粘连性测试测量的。这些测试涂料是使用表1中的配方制备的，除了这些胶乳的比例不同而胶乳的总量没有变化之外。表3中提供了结果。表3
Figure BPA00001294187500151
如从表3可以看到的，只从VAE胶乳制备的测试涂料在抗粘连性上是有缺陷的，特别是在升高的温度下。当该丙烯酸胶乳被包括在测试涂料中，所获得的薄膜的抗粘连特性得到了实质性的改进。实施例3
在本实施例中，对于使用表1的配方制备的测试涂料测量了抗粘连性，除了对比测试涂料是通过用一种对比的丙烯酸胶乳(具有与丙烯酸胶乳1实质上相同的单体组成，除了丙烯酸胶乳1中包括的AAEM)替代了丙烯酸胶乳1之外。该对比的丙烯酸胶乳具有与该丙烯酸胶乳1相同的丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯单体之比，但是湿粘合单体(ROHAMERE 6852)从基于总单体的0.75wt.％增加到2wt.％。净结果是在聚合物的Tg(0℃)上没有变化以及相等的湿粘合性能。表4中提供了结果。表4
Figure BPA00001294187500161
如从表4可以看到的，该包含2重量百分比的AAEM的丙烯酸胶乳在室温和升高的温度下产生了与不包含AAEM的对比丙烯酸胶乳相比高至少4个单位的抗粘连性。
虽然本披露的实施方案已经通过参考其具体实施方案进行了说明，但应理解的是，普通技术人员可以在下列权利要求的范围和精神之内进行改变和变更。

Claims (10)

1.一种水性的、基本上不含挥发性有机化合物（VOC）的涂料组合物，该涂料组合物中具有的VOC总量低于50克/升，该涂料组合物包括：
一种丙烯酸胶乳以及一种乙酸乙烯酯-乙烯胶乳，包括：
基于丙烯酸聚合物和乙酸乙烯酯-乙烯聚合物的总重量从10到90重量百分比的一种乙酸乙烯酯-乙烯聚合物，该乙酸乙烯酯-乙烯聚合物具有从-20摄氏度到20摄氏度的Tg；以及
基于丙烯酸聚合物和乙酸乙烯酯-乙烯聚合物的总重量从10到90重量百分比的一种丙烯酸聚合物，该丙烯酸聚合物以聚合的形式包括：选自丙烯腈和烯键式不饱和的(甲基)丙烯酸单体中的至少一种以及基于丙烯酸聚合物的总重量从0.01到10重量百分比的一种包含乙酰乙酸基部分的单体，其中该丙烯酸聚合物具有从-20摄氏度到20摄氏度的Tg，
其中所述Tg是由差示扫描热量法测定的。
2.如权利要求1所述的涂料组合物，其中该包含乙酰乙酸基部分的单体是选自下组，该组的组成为：2-乙酰乙酰氧乙基(甲基)丙烯酸酯、3-乙酰乙酰氧丙基(甲基)丙烯酸酯、4-乙酰乙酰氧丁基(甲基)丙烯酸酯、N-(2-乙酰乙酰氧乙基)(甲基)丙烯酰胺、乙酰乙酸烯丙酯、2,3-二(乙酰乙酰氧基)丙基(甲基)丙烯酸酯、乙酰乙酸乙烯酯、以及它们的组合。
3.如权利要求1所述的涂料组合物，其中该丙烯酸聚合物以聚合的形式包括从1到5重量百分比的该包含乙酰乙酸基部分的单体。
4.如权利要求1所述的涂料组合物，其中该乙酸乙烯酯-乙烯聚合物以及该丙烯酸聚合物具有低于15摄氏度的最低成膜温度。
5.如权利要求1所述的涂料组合物，其中该烯键式不饱和的(甲基)丙烯酸单体是选自下组，该组的组成为：丙烯酸和甲基丙烯酸；丙烯酸、甲基丙烯酸的烷基酯，以及羟基取代的衍生物；丙烯酸和甲基丙烯酸的缩水甘油酯；以及它们的组合。
6.如权利要求1所述的涂料组合物，其中该乙酸乙烯酯-乙烯聚合物与该丙烯酸聚合物的相对粒度比是从5:1到1:1。
7.如权利要求1所述的涂料组合物，其中该丙烯酸聚合物包含具有从0.05到0.30微米的体积平均直径的颗粒。
8.如权利要求1所述的涂料组合物，其中由该涂料组合物形成的一个干燥薄膜具有根据ASTM D4946评定的至少为4的抗粘连性。
9.一种用水性的、基本上不含VOC的涂料组合物来涂覆基材的方法，包括：
用一种水性的、基本上不含VOC的涂料组合物涂覆一个基体表面以便在该基体表面上形成一个湿涂层，该涂料组合物中具有的VOC总量低于50克/升，该涂料组合物包括一种丙烯酸胶乳以及一种乙酸乙烯酯-乙烯胶乳，其中该丙烯酸胶乳以及该乙酸乙烯酯-乙烯胶乳包括：
基于丙烯酸聚合物和乙酸乙烯酯-乙烯聚合物的总重量从10到90重量百分比的一种乙酸乙烯酯-乙烯聚合物，该聚合物具有从-20摄氏度到20摄氏度的Tg；以及
基于丙烯酸聚合物和乙酸乙烯酯-乙烯聚合物的总重量从10到90重量百分比的一种丙烯酸聚合物，该丙烯酸聚合物以聚合的形式包括：至少一种烯键式不饱和的(甲基)丙烯酸单体以及基于丙烯酸聚合物的总重量从0.01到10重量百分比的一种包含乙酰乙酸基部分的单体，其中该丙烯酸聚合物具有从-20摄氏度到20摄氏度的Tg；并且
使在该基体表面上的湿涂层转变成一个干涂层
其中所述Tg是由差示扫描热量法测定的。
10.一种基体，该基体具有至少一个根据权利要求9所述的方法而涂覆的表面，其中该干涂层具有根据ASTM D4946评定的至少为4的抗粘连性。
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