CN102781984A - 单组分环境可固化水性涂料组合物、相关方法以及所涂布基材 - Google Patents

单组分环境可固化水性涂料组合物、相关方法以及所涂布基材 Download PDF

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Abstract

本发明公开了涂料组合物，其是单组分、环境可固化，且水性的。该涂料组合物包含丙烯酸系共聚物树脂颗粒以及交联剂，该丙烯酸系共聚物树脂颗粒包含羰基官能团，该交联剂包含诸如酰肼基团之类与羰基有反应性的官能团。

Description

单组分环境可固化水性涂料组合物、相关方法以及所涂布基材
技术领域
本发明涉及涂料组合物。更具体而言,本发明涉及单组分、环境可固化、水性涂料组合物。该本发明还涉及上述组合物的使用方法以及至少部分涂布上述组合物所沉积涂层的基材。
背景技术
全部组分在单一容器中存储一起的涂料组合物，经常被称为1-K组合物，从诸如方便最终用户来看,许多情况下对其是有需求的。在上述涂料组合物性能中应呈现的是储存稳定性。换言之,组合物的粘度随着时间的延长不应显著增大至该组合物不再适于便利地沉积涂层。
多数情况下,合乎需要的是使用液体涂料组合物，其在与有机溶剂相反的水中被承载。此要求主要源于在涂装过程期间对于挥发性有机化合物("VOC")排放的环境关注。
还经常需要提供在大气温度以及压力环境条件下固化的涂料组合物。上述组合物多数情况下优于例如热固化或者辐射固化的涂料组合物，因为(i)几乎不需要能量固化该组合物，(ii)一些基材的构成材料禁不住高温硫化条件,和/或(iii)大的或者复杂的待涂布制品不便于通过高温或者辐射固化设备加工。
获得1-K、水性的、环境可固化涂料组合物的方法是使用含羰基聚合物乳液,其包含多酰肼化合物交联剂。随着在该乳液被涂布于基材之后乳液蒸发,该酰肼基团以及该羰基由脱水缩合而产生交联以形成固化膜。尽管多年以来一直对利用羰基-酰肼化学作用的1-K、水性涂料组合物进行各种改进,仍然需要提供进一步改善的组合物。
比如,在某些应用中，该涂料需要适于涂布至各种基材,包括各种塑料和金属,并且必须对它们中每一个显示出极好的粘附性。此外,在某些应用中，比如当该涂料组合物被用于医疗设备(和其他的物体)时,该涂料必须特别既耐水又耐醇。因此,需要提供基于羰基-酰肼化学作用的1-K、水性的、环境可固化的涂料组合物，其显示出对塑料和金属基材极好的粘附性以及其显示出极好的耐水性和耐醇性。
发明内容
在某些方面,本发明涉及水性涂料组合物，比如1-K,环境可固化涂料组合物。这些涂料组合物包含:(a)包含侧链羰基官能团的丙烯酸系共聚物树脂颗粒;以及(b)交联剂,其包含至少两个与该丙烯酸系共聚物的羰基官能团有反应性的官能团。在这些组合物中，该丙烯酸系共聚物树脂颗粒具有的计算玻璃化转变温度("Tg")为至少40℃以及包含反应物的反应产物，该反应物包含：(i)至少50重量%的疏水性丙烯酸系单体、基于该反应物总重量,以及(ii)包含醛和/或酮官能团的丙烯酸系单体。此外,该疏水性丙烯酸系单体包含:(A)至少60重量%苯乙烯系单体,基于疏水性丙烯酸系单体的重量,以及(B)烷基醇的(甲基)丙烯酸酯,其中醇的烷基部分是直链的或者支链的以及包含至少4个碳原子。
在其它方面,本发明还涉及使用上述涂料组合物的方法以及至少部分地涂布上述涂料组合物所沉积涂层的基材。
发明详述
为了以下详细说明,应理解本发明可以假定各种的可替换变量以及步骤序列,除其中特别相反指定的外。此外,除在任何操作实施例中之外,或者其中另外指明,用于本说明书以及权利要求书的所有的数字表示比如组分数量被理解为在所有情况下都由该术语"约"修饰。因此,除非相反指示,在以下说明书和所附权利要求书中列举的数字参数是近似值,这些近似值可以由本发明要获得的需要的性能而改变。至少,丝毫不是要限制对本权利要求范围应用等同原则,各个数字参数应该至少按照所报告有效数字的数目以及通过应用一般的近似技术加以解读。
尽管表明本发明宽泛范围的数值范围以及参数是近似化的,但是在具体实施例中所述数值报告的尽可能地准确。然而,任何数值,固有地包含某些由它们的各自的试验测定中的标准偏差而必然产生的误差。
此外,很清楚本申请列举的任意数值范围意指包括其中包含的所有子区间。例如,范围"1-10"意指包括之间的所有子区间以及包括列举的最小值1以及列举的最大值10,也就是说,具有等于或者大于1的最小值以及等于或者小于10的最大值。
在本申请中，使用的单数包括复数以及复数包含单数,除非另外具体说明。此外,在本申请中，"或者"意指"和/或"除非另外特殊说明,即使"和/或"可以明确地用于某些情况。
正如前面提到的那样,本发明某些实施方案涉及涂料组合物，比如1-K、水性的、环境可固化涂料组合物。如本文所用,该术语"1-K"指存储稳定的涂料组合物，其中该组合物全部组分在单一容器中存储在一起,以及时间达到该组合物不再适于便利地用于沉积涂层时,组合物的粘度不应该显著地增加。实际上,在某些实施方案中，本发明涂料组合物当于140°F保存在密封容器时显示出贮放时间达到至少1年,通过测定无任何显著的粘度增加。
如本文所用,"水性的"指涂料组合物中用于该涂料组合物的溶剂或者载体流体,也就是该连续相,基本上是或者主要包含水。比如,在某些实施方案中，该载体流体至少80重量%是水,以该载体流体总重量为基准。此外,本发明某些该涂料组合物是"低VOC涂料组合物"。如本文所用,该术语"低VOC组合物"意指每加仑该涂料组合物不包含多于三(3)磅VOC的组合物。如本文所用的,该术语"VOC"指在具有至少一个碳原子且其在干燥和/或固化期间从该组合物脱除的化合物。"VOC"实例包括,但是不局限于醇、苯、甲苯、氯仿、以及环己烷。
如本文所用,该术语"环境可固化"指涂料组合物，其在涂布至基材后,能够在环境空气中固化,该空气相对湿度为10-100%,比如25-80%,以及温度范围为-10至120℃,比如5至80℃,有时10-60℃以及在其它情况下15-40℃。如本文所用,该术语"固化"指涂料其中该组合物任何可交联的组分至少是部分交联的。在某些实施方案中，可交联组分的交联密度,即交联度,范围为5%-100%,比如完全交联的35%-85%,或者有时,50%-85%。本领域技术人员会理解交联的存在以及程度,即交联密度,可以通过各种方法测定,比如动态机械热分析(DMTA)使用Polymer Laboratories MK III DMTA分析仪在氮气下实施。
如先前所述,本发明涂料组合物包含丙烯酸系共聚物树脂颗粒,丙烯酸系共聚物树脂颗粒包含侧链羰基官能度。如本文所用,该术语"共聚物"指聚合物，其是两种或更多种不同反应物的反应产物，比如两种或更多种不同的单体。如本文所用,"聚合物"包含低聚物以及预聚物，该前缀"聚"在本申请称为"两种或更多种"。如本文所用,该术语"丙烯酸系共聚物"指两种或更多种丙烯酸系反应物的共聚物，比如两种或更多种不同丙烯酸系单体,即两种或更多种不同的可聚合烯属不饱和反应物。如本文所用,"羰基"指官能团,其包含双键键连至氧原子的碳原子(C=O)。
在本发明的涂料组合物中，该丙烯酸系共聚物树脂以颗粒形式存在,其在乳液分散相中，乳液中水是该连续相的基本组分,有时是唯一的组分。在某些实施方案中，这些树脂粒粒径均一地小,即,聚合后不足20%的该树脂颗粒粒度大于5微米、有时大于1微米。在某些实施方案中，该树脂颗粒平均直径不多于500纳米,比如不多于400纳米,不多于300纳米,或者有时,不多于200纳米。此外,在某些实施方案中这些树脂颗粒平均粒度为至少1纳米,比如至少5纳米,至少10纳米,至少50纳米,或者有时,至少100纳米。该粒度可以通过光子关联能谱法按国际标准ISO 13321所规定的那样测量。使用MalvernZetasizer 3000HSa通过光子关联能谱根据以下方法测量出本申请所报告的平均粒度数值。大约10mL超滤去离子水以及1滴同质试样加入干净20ml小瓶然后混合。将小杯清洗以及大约一半装满超滤去离子水,向其加入约3-6滴该稀释样品。一旦除去气泡,该小杯放置在Zetasizer 3000HSa中在Zetasizer Software(100-200KCts/sec)中使用Correlator Control窗口以确定该样品具有是否恰当的浓度。然后用Zetasizer 3000HSa完成粒度测量。
在某些实施方案中，该丙烯酸系共聚物树脂颗粒是主要的,或者有时在本发明涂料组合物中基本上是树脂固体的基本来源。因此,在某些实施方案中，上述的树脂颗粒在本发明涂料组合物中含量为至少50重量%,比如至少70重量%,至少80重量%,至少90重量%,或者有时,至少92重量%,基于该涂料组合物中树脂固体的总重量。
在某些实施方案中，本发明涂料组合物基本上不含、或者有时完全不含任何其它的树脂颗粒,比如平均直径在1至50纳米之间的聚合物颗粒。在本说明书中，"实质上不含"意指另一树脂颗粒占组合物总浓度的含量为少于1重量%,比如不多于0.5重量%或者不多于0.1重量%,基于该涂料组合物中树脂固体的总重量。"完全不含"意指该组合物中根本不存在其它的聚合物颗粒。
本发明涂料组合物中包括的该丙烯酸系共聚物树脂颗粒是反应物的反应产物，该反应物包含：(i)基于该反应物总重量的至少50重量%的,疏水性丙烯酸系单体,以及(ii)包含醛和/或酮官能团的丙烯酸系单体。
包含醛和/或酮官能团的丙烯酸系单体,如本文所用,指丙烯酸单体,其包含至少一个以下结构表示的基团：
Figure BDA00002063045200051
其中R是单价烃基以及R'是氢或者单价烃基。适合的上述单体具体实例包括,但是不局限于,那些公开在美国专利US4,786,676第3栏第39-56行;美国专利US4,959,428第2栏第29-56行;以及美国专利US5,447,970第2栏第59行至第3栏第15行,该引证部分引入本文作为参考。上述单体可以单独或者按混合物使用。实际上,令人惊奇地发现使用包含醛和/或酮官能团的单体对于获得对各种塑料和金属基材显示出优良粘附性的1-K水性涂料组合物是至关重要的。
在某些实施方案中，包含醛和/或酮官能团的丙烯酸系单体含量为0.1-20重量%,比如1-20重量%,或者有时,1-10重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的反应物总重量。
如本文所用,该术语"疏水性丙烯酸系单体"指不溶于水的丙烯酸系单体。疏水性丙烯酸系单体的实例,其中两者都使用在本发明组合物中，是(i)烷基醇的(甲基)丙烯酸酯,其中醇的烷基部分是直链或者支链以及包含至少4个碳原子,以及(ii)苯乙烯系单体。有时,本发明使用的疏水性丙烯酸系单体的实质组成为或者有时只是苯乙烯系单体以及烷基醇的(甲基)丙烯酸酯,其中醇的烷基部分是直链的或者支链的以及包含至少4个碳原子。
在本发明的涂料组合物中，该疏水性丙烯酸系单体含量为至少50重量%,比如至少60重量%,至少70重量%,至少80重量%,至少85重量%或者有时至少为90重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的反应物总重量。在某些实施方案中，该疏水性丙烯酸系单体含量为不多于99重量%,比如不多于95重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的反应物总重量。
如本文所用,该术语"苯乙烯系单体"通常指芳烃化合物(非限制性实例包括苯、甲苯以及萘在内),其包含乙烯基取代基。苯乙烯系单体非限制性实例包括每分子具有8-18个碳原子的那些,比如具有8-12个碳原子的那些。具体的实例包括,但是不局限于苯乙烯、对-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、二甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、4-正丙基苯乙烯、4-环己基苯乙烯、4-癸基苯乙烯、2-乙基-4-苄基苯乙烯、4-(4-苯基正丁基)苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、其核溴化的或者氯化的衍生物及它们的组合。
在本发明的涂料组合物中，该苯乙烯系单体含量为至少60重量%,比如至少70重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的疏水性丙烯酸单体总重量。在某些实施方案中，该苯乙烯系单体含量为不多于90重量%,比如不多于80重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的疏水性丙烯酸单体总重量。
如本文所用,"(甲基)丙烯酸酯",以及类似术语,意指既包含丙烯酸酯又包含甲基丙烯酸酯。如所述的,用于制备存在于本发明涂料组合物之中的丙烯酸系共聚物树脂颗粒的疏水性丙烯酸系单体包含烷基醇的(甲基)丙烯酸酯，其中该醇的烷基部分是直链的或者支链的以及包含至少4个碳原子,比如4-14个碳原子、4-10个碳原子、或者有时4-8或者6-8个碳原子。适用合用于本发明的上述单体具体实例包括,但是不局限于,丙烯酸异辛基酯、丙烯酸4-甲基-2-戊基酯、丙烯酸2-甲基丁基酯、丙烯酸异戊基酯、丙烯酸仲丁基酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸异癸基酯、丙烯酸异壬基酯、丙烯酸异癸基酯等,包括其混合物在内。
在本发明涂料组合物的某些实施方案中，上述疏水性的烷基(甲基)丙烯酸酯含量为至少10重量%,比如至少20重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的疏水性丙烯酸单体总重量。在某些实施方案中，上述疏水性的烷基(甲基)丙烯酸酯含量不多于40重量%,比如不多于30重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的疏水性丙烯酸单体总重量。
在某些实施方案中，本发明涂料组合物中包括的丙烯酸系共聚物树脂颗粒是除上述那些之外反应物的反应产物。比如,在某些实施方案中，该反应物还包含磷酸酯-官能单体,即带有磷酸酯官能度的丙烯酸系单体。上述单体的实例包括(甲基)丙烯酸二氧磷基乙基酯以及可聚合磷酸酯化合物，其具有式:
R1-C(O)-R2-OPO3H2
其公开在美国专利US 6,534,597中在第2栏第30-46行,其中引证部分引入本文作为参考。
合适的磷酸酯-官能的单体也可商购以及包括Rhodia按SIPOMERPAM-100出售的那些。
在本发明的涂料组合物的某些实施方案中，磷酸酯-官能的单体含量为至少0.1重量%,比如至少0.5重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的丙烯酸系单体总重量。在某些实施方案中，磷酸酯-官能的单体含量为不多于5重量%,比如不多于2重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的丙烯酸系单体总重量。
用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的其它合适的单体包括亲水性的单体,即,可溶于水单体,以及部分亲水的单体。具体实例包括,但是不局限于,丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、衣康酸、巴豆酸、丙烯酸低聚物、丙烯酸2-羟乙基酯、烷基醇的(甲基)丙烯酸酯,其中该醇的烷基部分具有1-2个碳原子,比如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、及其混合物。
如果使用,则用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒上述亲水性的和/或部分地亲水性的单体的数量,一般不多于2重量%,比如不多于1重量%,或者有时,不多于0.5重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的丙烯酸系单体总重量。
在某些实施方案中，该丙烯酸系共聚物颗粒重均分子量(Mw)范围为,例如,10,000-1,000,000克/摩尔,比如50,000-500,000,或者有时50,000-200,000克/摩尔,通过凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯标准物测定。
在某些实施方案中，该丙烯酸系共聚物颗粒计算Tg至少为40℃,或者有时至少45℃。在某些实施方案中，丙烯酸系共聚物颗粒的Tg不多于70℃,比如不多于60℃,或者有时不多于55℃。在某些实施方案中，该丙烯酸系共聚物颗粒的酸值小于5,比如小于4。如本文所用,聚合物的"计算Tg"指由所选择的单体、按它们的选择数量形成的理论聚合物的Tg,其按在"有机成膜剂的化学内容",D.H.Solomon,J.Wiley&Sons,纽约,1967,第29页中公开的那样计算出来。
如果丙烯酸系共聚物颗粒存在酸官能团,则它们可以使用例如胺、比如二甲基乙醇胺、氨、三乙醇胺、二甲基乙基乙醇胺或者N',N'-二甲基氨基丙基胺或者碱金属盐比如钠或者钾的氢氧化物中和。
包含在含水连续相之中分散的上述丙烯酸系共聚物颗粒的乳液可以通过例如上述可聚合反应物的胶乳乳液聚合制备。在某些实施方案中，该含水的连续相加入表面活性剂以稳定,或者阻止单体液滴的凝聚或者结块,尤其在聚合期间。
在胶乳乳液中该表面活性剂可以按稳定该乳化液的任何浓度存在。该表面活性剂含量至少为0.001重量%,经常有时至少0.005重量%,至少0.01重量%,或者至少0.05重量%,基于该胶乳乳液总重量。该表面活性剂含量至少为不高于10重量%,经常有时不高于7.5重量%,不高于5重量%,或者有时不高于3重量%,基于该胶乳乳液总重量。通过稳定该胶乳乳液所要求的数量确定该表面活性剂的使用浓度。
该表面活性剂可以是阴离子型的,阳离子型的,或者非离子表面活性剂或者分散剂、或者其相容的混合物，比如阴离子型与非离子型表面活性剂的混合物。可以使用的合适的阳离子型分散剂包括,但是不局限于,月桂基氯化吡啶鎓、鲸蜡基二甲基胺乙酸盐和烷基二甲基苄基氯化铵、其中该烷基具有8-18个碳原子。
合适的阴离子分散剂包括,但是不局限于,碱金属脂肪醇硫酸盐,比如十二烷基硫酸钠等;芳基烷基磺酸盐,比如异丙基苯磺酸钾等;丁二酸烷基酯碱金属磺酸盐,比如丁二酸辛基酯磺酸钠等;以及碱金属的芳基烷基聚乙氧基乙醇硫酸盐或者磺酸盐,比如具有1-5个乙氧基单元的辛基苯氧基聚乙氧基乙基硫酸钠等。
阴离子表面活性剂适合的具体实例包括十二烷基硫酸钠(产自DuPont的Duponol C或者QC),从Du Pont按照名称Duponol WN获得的混合长链醇硫酸钠,从Alcolac,Ltd.按照名称Sipex OLS获得的辛基硫酸钠,十三烷基醚硫酸钠(Sipex EST),月桂基乙醚硫酸钠(Sipon ES),月桂基硫酸镁(Sipon LM),月桂基硫酸铵(Sipon L-22),二乙醇氨基月桂基硫酸盐(Sipon LD),十二烷基苯磺酸钠(DS),月桂醇聚醚硫酸酯钠,月桂醇聚醚硫酸酯镁,月桂醇聚醚-8硫酸酯钠,月桂醇聚醚-8硫酸酯镁混合物，以Texapon ASV的名称由Cognis销售;月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠(C12-14 70/30)(2.2EO),以Sipon AOS 225或Texapon N702 Paste名称由Cognis销售;月桂基聚氧乙醚硫酸铵(C12-14 70/30)(3EO),以名称Sipon Lea 370由Cognis销售;和/或(C12-14)烷基聚氧乙醚(9EO)硫酸铵,以名称RhodapexAB/20由Rhodia Chimie销售。
反应性表面活性剂适合,经常与一种或多种上述阴离子表面活性剂结合使用。上述反应性乳化剂实例包括但不限于，反应性的阴离子表面活性剂、磺基丁二酸盐反应性阴离子表面活性剂,以及链烯基丁二酸盐反应性阴离子表面活性剂。可商购的磺基丁二酸盐反应性阴离子表面活性剂实例是LATEMUL S-120,S-120A,S-180以及S-180A(商品名,Kao Corp.产品)以及ELEMINOL JS-2(商品名,Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.产品)。可商购的烯基丁二酸盐反应性阴离子表面活性剂实例是LATEMUL ASK(商品名,Kao Corp.产品)。
其它的合适的反应性表面活性剂是C3-5脂肪族的不饱和的羧酸磺酸烷基(包含1-4个碳原子)酯表面活性剂,例如,(甲基)丙烯酸磺酸烷基酯盐表面活性剂比如2-(甲基)丙烯酸磺酸钠乙基酯以及3-磺酸丙基(甲基)丙烯酸酯铵盐;以及脂肪族不饱和二羧酸烷基磺酸烷基二酯盐表面活性剂比如马来酸(磺酸钠丙基酯)(烷基酯),马来酸(磺酸铵丙基酯)(聚环氧乙烷烷基酯)以及富马酸(磺酸铵乙基酯)(聚环氧乙烷烷基酯);马来酸二聚乙二醇酯烷基酚醚硫酸盐;邻苯二甲酸二羟基乙基酯(甲基)丙烯酸酯硫酸盐;1-烯丙氧基-3-烷基苯氧基-2-聚环氧乙烷硫酸盐(商品名:ADEKA REASOAP SE-10N,ADEKA Corp.产品),聚环氧乙烷烷基链烯基苯酚硫酸盐(商品名:AQUALON,DAI-ICHI KOGYOSEIYAKU CO.,LTD.产品),以及ADEKA-REASOAP SR-10(EO摩尔数=10,ADEKA Corp.产品),SR-20(EO摩尔数=20,ADEKA Corp.产品),以及SR-30(EO摩尔数=30,ADEKA Corp.产品)。
自由基引发剂经常用于该胶乳乳液聚合过程。可以使用任何合适的自由基引发剂。合适的自由基引发剂包括,但是不局限于,高温引发剂、光引发剂以及氧化还原引发剂,所有这些可以按另外方式分类如水溶性引发剂或者非水溶性引发剂。
高温引发剂实例包括,但是不局限于,偶氮化合物、过氧化物以及过硫酸盐。合适的过硫酸盐包括,但是不局限于,过硫酸钠以及过硫酸铵。氧化还原引发剂可以包括的非限制性实例有过硫酸盐-亚硫酸盐体系以及将高温引发剂与适当的金属离子比如铁或者铜结合使用的体系。
适合的偶氮化合物包括,但是不局限于,非水溶性的偶氮化合物比如1-1'-偶氮双环已烷腈,2-2'-偶氮二异丁腈,2-2'-偶氮二(2-甲基丁腈),2-2'偶氮二(丙腈),2-2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈),2-2'偶氮二(戊腈),2-(氨基甲酰偶氮)-异丁腈及其混合物;以及水溶性的偶氮化合物比如偶氮二叔烷基化合物，其包括,但不局限于,4-4'-偶氮二(4-氰戊酸),2-2'-偶氮二(2-甲基丙基脒)二氢氯化物，2,2'-偶氮二[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺],4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸),2,2'-偶氮二(N,N'-二亚甲基异丁脒),2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)二氢氯化物，2,2'-偶氮二(N,N'-二亚甲基异丁脒)二氢氯化物及其混合物。
合适的过氧化物包括,但是不局限于,过氧化氢,甲基乙基酮过氧化物，过氧化苯甲酰,二叔丁基过氧化物，二叔戊基过氧化物，过氧化异丙苯,过氧化二酰、癸醇过氧化物、月桂酰过氧化物、过氧化二碳酸酯、过氧化酯、二烷基过氧化物、氢过氧化物、过氧化缩酮及其混合物。
此外本申请实施例说明了制备包含本申请所述丙烯酸系共聚物树脂颗粒的乳液的适宜条件。
正如指出的那样,本发明涂料组合物还包括交联剂,其包含至少两个与该丙烯酸系共聚物的羰基官能团有反应性的官能团。在某些实施方案中，在前述丙烯酸系共聚物树脂颗粒形成期间或者之后将该交联剂加入该乳液。
任何具有至少两个对羰基具有反应性的胺氮的含氮化合物可以用作交联剂。上述交联剂可以是脂肪族的或者芳族的、聚合物型或者非聚合物型,并且可以单独地、两种或更多种组合使用。合适的交联剂非限制性实例包括化合物，其包含至少两个酰肼基,即NH2基团。上述化合物的具体实例公开在美国专利US 7,115,682第10栏第12行至第11栏第26行中，该引证部分引入本文作为参考。
在某些实施方案中，每一当量在该丙烯酸系共聚物中包含的羰基,该交联剂在该组合物中的含量使得与该丙烯酸系聚合物的羰基官能团有反应性的官能团比如酰肼基的数量范围为0.02-5当量,比如0.1-3当量,或者有时0.5-2当量。
在某些实施方案中，上述包含该丙烯酸系共聚物树脂颗粒以及交联剂的乳液是相对低粘度材料。乳液可以直接制备为总固体含量20%-70%、比如30-50%。在某些实施方案中，上述乳液的Gardner-Holdt气泡粘度(bubble viscosity)为"A"至"H"。
在本发明的涂料组合物中，在该组合物涂布于基材以及当乳液之中的水蒸发之后,由于脱水缩合该酰肼基团以及该羰基交联以形成固化膜。
在某些实施方案中，本发明涂料组合物还包含着色剂。如本文所用,该术语"着色剂"指任何向该组合物给予颜色和/或其它不透明性和/或其它视觉效应的物质。该着色剂可以以任何合适形式加入该涂料,比如离散颗粒、分散体、溶液和/或薄片。单一着色剂或者两种或更多种着色剂混合物可用于本发明涂料组合物。
着色剂的实例包括颜料、染料以及诸如那些用于该涂料工业和/或Dry Color Manufacturers Association(DCMA)罗列的之类的染色剂,以及特殊效果组合物。着色剂可以包括,例如,细碎的固态粉末,其是不溶物但在应用条件下是可润湿的。着色剂可以是有机的或者无机的以及可以是聚集的或者非聚集的。着色剂可以通过利用研磨载体并入涂料,比如丙烯酸研磨载体,其使用是本领域技术人员所熟知的。
颜料和/或颜料组分实例包括,但是不局限于,咔唑二噁嗪原生颜料、偶氮、单偶氮、双偶氮、萘酚AS、盐型(色淀)、苯并咪唑酮、缩合物、金属配合物、异吲哚啉酮、异二氢吲哚以及多环的酞菁、喹吖啶酮、二萘嵌苯、芘酮、二酮吡咯并吡咯、硫靛蓝、蒽醌、阴丹酮、蒽醌嘧啶、黄烷士酮、皮蒽酮染料、蒽嵌蒽醌、二噁嗪、三芳基碳鎓(triarylcarbonium)、喹酞酮颜料、二酮吡咯并吡咯红("DPPBO红")、二氧化钛、碳黑及其混合物。该术语"颜料"以及"着色填料"可以交替使用。
染料实例包括,但是不局限于,那些是基于溶剂和/或含水的比如酞菁绿色或者蓝色、氧化铁、铋钒酸盐、蒽醌、二萘嵌苯、铝以及喹吖啶酮。
染色剂实例包括,但是不局限于,颜料分散在含水的或者水溶性的载体比如AQUA-CHEM 896,商购自Degussa,Inc.,CHARISMA COLORANTS以及MAXITONER INDUSTRIAL COLORANTS,商购自AccurateDispersions分部，Eastman Chemical,Inc.
如上所述,该着色剂可以是分散体形式,包括但不限于纳米颗粒分散体。纳米颗粒分散体可以包括一种或多种高度分散的纳米颗粒着色剂和/或着色剂颗粒,其产生所要求可见的颜色和/或不透明和/或视觉效应。纳米颗粒分散体可以包括着色剂比如粒度小于150纳米的颜料或者染料,比如小于70纳米,或者小于30nm。可以通过用粒度小于0.5毫米的磨料粉碎有机或者无机颜料制备纳米颗粒。纳米颗粒分散体及其制备方法实例公开在专利号为US 6,875,800B2的美国专利中，其公开内容引入本文作为参考。纳米颗粒分散体还可以由结晶、沉淀、气相凝聚以及化学磨蚀制备(即部分溶解)。为了在该涂层之内使纳米颗粒再结块降低到最少,可以使用树脂涂布的纳米颗粒分散体。如本文所用,"树脂-涂布纳米颗粒的分散体"指连续相中是离散分布的"复合颗粒"。该复合颗粒包含纳米颗粒以及涂布在该纳米颗粒上的树脂。树脂-涂布纳米颗粒的分散体及其制备方法实例公开在2004年6月24日提交的公开号为2005-0287348A1的美国专利申请中，2003年6月24日提交的申请号为60/482,167的美国临时申请,以及2006年1月20日提交的申请号为11/337,062的美国专利申请，其同样引入本文作为参考。
在本发明涂料组合物中可以使用的特殊效果组合物实例颜料和/或组分制备一种或多种外观效果比如反射、珍珠粉、金属光泽、磷光、荧光、光致变色、感光灵敏度、热致变色、高角色差(goniochromicity)和/或变色。另外的特殊效果组分可以提供其它可看得见的性状、比如不透明或者纹理。在某些实施方案中，特殊效果组分可以产生色移,,使涂层的颜色在该涂料以不同角度观看时发生变化。彩色效应组分实例公开在专利号为US 6,894,086的美国专利中，其公开内容引入本文作为参考。另外的的彩色效应组分可以包括透明的带涂层云母和/或合成云母、带涂层二氧化硅、带涂层氧化铝、透明液晶颜料、液晶涂料、和/或任何组合物，其中干涉由在该材料之内折射指数差产生而非由于在该材料表面与空气之间的折射指数差。
在某些实施方案中，感光性的组分和/或当处于一种或多种光源条件下时可逆地变换颜色的光致变色的组分,可被用于本发明涂料组合物。光致变色的和/或感光性的组分可以通过暴露于特定波长的辐射而活化。如果该组合物被激发,则该分子结构变化以及改变的结构显示出一种不同于该组分最初颜色的新颜色。当对辐射暴露取消时,该光致变色和/或感光性的组分可以回到静止状态,,其中该组分回复最初颜色。在某些实施方案中，该光致变色和/或感光性的组分在非激发态中可以是无色的和显示出激发态颜色。全色-变化可以在数毫秒到几分钟之内、比如20秒到60秒时间显现。光致变色和/或感光性的组分实例包括光致变色染料。
在某些实施方案中，该感光性的组分和/或光致变色的组分可以通过诸如共价键之类与可聚合组分的聚合物和/或聚合物材料相连接和/或至少部分地结合。与其中感光性组分可以从涂料迁移出以及结晶进入该基材之内的一些涂料相反,根据本发明某些实施方案所述,与聚合物和/或可聚合组分连接和/或至少部分地结合的感光性的组分和/或光致变色的组分从该涂料中迁移出的量最少。感光性的组分和/或光致变色的组分实例及其制备方法公开在美国专利申请US 2006-0014099A1中，其公开内容引入本文作为参考。
通常,存在于该涂料组合物中的着色剂含量足够给与所需要的视觉的和/或彩色效应。该着色剂可以占本发明组合物的1-65重量%、比如3-40重量%或者5-35重量%,重量%以组合物总重量为基准。
本发明涂料组合物还可以包含其他的任选功能组分比如有机溶剂、消泡剂、颜料分散剂、增塑剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、表面活性剂等。这些任选功能组分如果存在的话,一般含量不高于30%,基于该涂料组合物总重量。
在某些实施方案中，存在于本发明涂料组合物之中的丙烯酸系共聚物树脂颗粒不包含内层以及最外层如专利号为5,447,970和5,472,996的美国专利所公开的那样。在某些实施方案中，本发明的涂料组合物基本不含或者有时完全不含一元酮以及一元醛,如美国专利US4,786,676公开的。在某些实施方案中，本发明的涂料组合物基本不含或者有时完全不含重金属离子,例如美国专利US4,259,070公开的那样。在某些实施方案中，本发明的涂料组合物实质上不含或者有时完全不含任何聚氨酯树脂。
如本文所用,该术语"基本不含"意思是指当用于提及在涂料组合物中实质上没有的原料时,上述原料存在,即使有的话,也是偶然的杂质。换言之,该原料不影响涂料组合物的性能。如本文所用,该术语"完全不含"意指原料根本不存在该组合物中。
本发明的涂料组合物可以通过本领域普通技术人员公知的任何方法使用上述组分作为原材料而制备。合适的方法公开在本申请实施例中。
该本发明还涉及上述涂料组合物的使用方法。这些方法包含将该涂料组合物涂布至待涂布的基材或者制品的表面,使该组合物聚结以形成基本上连续的膜以及然后使该膜固化。
本发明涂料组合物适合于涂覆任何各种基材,包括人类的和/或动物的基材在内,比如角质、毛皮、皮肤、牙齿、指甲等,以及植物、树、种子、诸如牧场、耕地等之类的农用地;草皮-覆盖地区、例如、草地、高尔夫球路径、运动场等,以及诸如森林等之类的其它土地区域。本发明涂料组合物的一个特别的优势真正在于它们对多种基材的粘附能力,既包括金属又包括塑料基材,同时还显示出其它的合乎需要的性能比如耐受性以及防潮性能。
适合的基材包括含纤维素的材料,包括纸、纸板、卡片纸板、胶合板以及压制纤维板、硬木、软木、薄木片、碎木板、刨花板、取向纤维板、以及纤维板。上述的材料可以完全由诸如松树、橡树、淡棕色、桃花心木、樱桃等之类的木材制备。然而,有时,该材料可以包含与另一材料结合的木材,比如树脂类材料,即,木材/树脂复合物，比如酚醛复合物，木材纤维与热塑性聚合物的复合物，以及用水泥、纤维、或者塑料贴面增强木材的复合物。
合适的金属基材包括,但是不局限于薄片、片材、或者冷轧钢、不锈钢以及表面用锌金属、锌化合物以及锌合金任一处理的钢(包括电镀锌钢、热浸电镀钢、GALVANNEAL钢、以及锌合金镀覆的钢)、铜、镁、及其合金铝合金、锌-铝合金比如GALFAN、GALVALUME制备的工件,也可以使用铝镀覆钢以及铝合金镀覆钢基材。钢基材(比如冷轧钢或者任何上列的钢基材)所涂布的可焊的、富锌的或者富磷化铁的有机涂层也适合在本发明方法中使用。上述的可焊的涂料组合物公开在例如专利号为US4,157,924和US4,186,036.的美国专利中。此外,冷轧钢如果用例如溶液预先处理,也是合适的,该溶液选自金属磷酸盐溶液、包含至少一种IIIB族或者IVB族金属的水溶液、有机磷酸酯溶液、有机膦酸盐溶液、及其组合。此外,合适的金属基材包括银、金、及其合金。
适合的硅酸盐基材实例是玻璃、瓷和陶瓷。
适合的聚合物型基材实例是聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、三聚氰胺树脂、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚氨酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮以及对应共聚物和嵌段共聚物、可生物降解的聚合物以及天然聚合物-比如明胶。
合适的纺织品基材实例是纤维、长丝、线、编织物、织物、非织造布和由聚酯组成的服装、改性聚酯、聚酯混纺织物、尼龙、棉花、棉花混纺织物、黄麻纤维、亚麻纤维、大麻纤维和苎麻纤维、粘胶纤维、羊毛、丝绸、聚酰胺、聚酰胺混纺织物、聚丙烯腈、三醋酯纤维、醋酸纤维、聚碳酸酯纤维、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯微纤维和玻璃纤维织物。
适合的皮革基材实例是粗面皮革(例如纳帕手套羊皮,其来自绵羊、山羊或者母牛,以及箱-皮革,其来自小牛或者母牛),绒面革(例如丝绒,其来自绵羊、山羊或者小牛,以及粗绒面革),拼合的丝绒(例如来自母牛或者小牛皮),鹿皮以及正绒面皮革;此外还有羊皮以及兽皮(例如带毛-绒面革)。该皮革可以通过任何常规的鞣革方法鞣革,尤其是植物、矿物、合成物质或者组合鞣革(例如铬鞣、氧锆鞣革、铝鞣革或者半铬鞣)。如果要求的话,,该皮革也可再鞣革;对于再鞣革而言,可以使用任何通常再鞣革使用的鞣革剂,例如矿物、植物或者合成鞣剂,例如,铬、氧锆基或者铝衍生物、白坚木、栗或者荆树皮浸膏、芳族合成鞣剂、聚氨酯、(甲基)丙烯酸化合物的(共)聚合物或者密胺、双氰胺和/或脲醛的树脂。
在某些实施方案中，本发明涂料组合物适合于涂覆至"柔性"基材。如本文所用,该术语"柔性基材"指可以经受比如弯曲或者拉伸等机械应力，而无显著的不可逆变化的基材。在某些实施方案中，该柔性基材是可压缩的基材。"可压缩的基材"以及类似术语指能够经受压缩变形并且一旦压缩变形停止能回到基本上相同形状的基材。该术语"压缩变形"以及类似术语意指机械应力使基材体积至少临时在至少一种方向上减小。柔性基材实例包括非刚性基材,比如玻璃丝编织物以及无纺物、玻璃编织物以及无纺物、聚酯编织物以及无纺物、热塑性聚氨酯(TPU)、合成皮革、天然皮革、加工的天然皮革、加工的合成皮革、泡沫体、装满空气、液体、和/或等离子体的聚合物气囊、聚氨酯弹性体、化学纤维以及天然纺织物。适合的可压缩基材实例包括泡沫体基材、装满液体的聚合物气囊、装满空气和/或气体的聚合物气囊、和/或装满等离子体的聚合物气囊。如本文所用术语"泡沫体基材"指聚合物型或者天然材料,其包含开口泡沫和/或闭孔泡沫。如本文所用,该术语"开口泡沫"意指该泡沫体包含多个互连空气室。如本文所用,该术语"闭孔泡沫"意指该泡沫体包含一系列离散的闭孔。泡沫体基材实例包括但是不局限于,聚苯乙烯泡沫体、聚醋酸乙烯酯和/或共聚物、聚氯乙烯和/或共聚物、聚(甲基)丙烯酰胺泡沫体、聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫体以及聚烯烃泡沫体以及聚烯烃掺混物。聚烯烃泡沫体包括但是不局限于,聚丙烯泡沫体、聚乙烯泡沫体以及乙烯-乙酸乙烯酯共聚物("EVA")泡沫体。EVA泡沫体包括平片材或者平板或者模塑EVA泡沫体,比如鞋中底。不同类型的EVA泡沫体具有不同类型的表面孔隙度。模塑的EVA可以包含密实的表面或者"表皮",而平片材或者平板可以显示出多孔表面。"纺织物"可以包括天然的和/或合成纺织物，比如织物、乙烯基以及聚氨酯涂布织物、网孔物、网状物、绳索、长丝等、以及组成可以是例如帆布、棉、聚酯、KELVAR、聚合物纤维、聚酰胺比如尼龙等、聚酯比如聚对苯二甲酸乙二醇酯以及聚对苯二甲酸丁二醇酯等、聚烯烃比如聚乙烯以及聚丙烯等、人造丝、聚乙烯聚合物比如聚丙烯腈等、其他的纤维材料、纤维素塑料材料等。
本发明涂料组合物具有各式各样的应用。比如,由于本发明涂料组合物产生的涂层对于塑料以及金属基材都粘附良好,以及因为它们是耐水以及醇(如下所述)它们尤其适用于由上述基材制备的制品以及其在显著的基底之上可能暴露于水以及醇。上述制品具体实例是,不局限于,医疗设备、比如诊断、病人监视以及分析仪器包括磁共振成像、核医学、计算断层照相法、超声、X-射线,以及塑料或者金属的通用的直接单涂层(商业计算机或者结构钢市场)。
本发明涂料组合物可以通过包括喷涂、刷涂、浸涂、以及辊式涂布、连同其它方法在内任何各种方法涂布上述基材。然而,在某些实施方案中，本发明涂料组合物涂布通过喷涂,以及上述组合物一般相应具有适合在环境条件下喷涂涂布的粘度。
在涂布本发明涂料组合物至该基材之后,使该组合物合聚结在该基材上形成基本上连续的膜。一般,该膜厚度为0.01-20密尔(约0.25-508微米),比如0.01-5密尔(0.25-127微米),或者有时,0.1-2密尔(2.54-50.8微米)厚。本发明涂料组合物可以是彩色或者透明的,以及可以单独或者组合使用作为底漆、底涂层、或者面漆。
本发明涂料组合在环境空气物存在下固化,该空气相对湿度为10-100%,比如25-80%,以及温度范围为-10至120℃,比如5至80℃,有时10-60℃以及在其它情况下15-40℃以及可在相对短时间段内提供具有优良早期性能的膜，其允许涂布物体而无对涂膜外观无有害影响以及其最终固化成膜显示出极好的硬度、耐溶剂性以及抗冲击性。
本发明涂料组合物已经显示所制备的固化涂层既耐水又耐醇,其在某些应用中是尤其重要的,比如当该涂料组合物被用于医疗设备时(和其他的事物)其经常暴露于上述物质。
以下实施例举例说明本发明,这些实施例不被认为是限制本发明至它们所详细描述的。在该实施例中以及该说明书各处所有份数以及百分比按重量计算,除非另外说明。
实施例1
根据以下方法使用列在表1的组分和用量制备自交联水基丙烯酸乳液。
表1
  组分   重量份
  进料#1
  去离子水   592.07
  Rhodapex AB/201   4.84
  碳酸铵   0.75
  DMEA   1.91
  进料#2
  去离子水   215.9
  双丙酮丙烯酰胺2   37.62
  Adeka Reasoap SR103   1.08
  碳酸铵   0.67
  Rhodapex AB/201   9.60
  甲基丙烯酸   4.0
  甲基丙烯酸甲酯   360.0
  丙烯酸乙基己基酯   190.0
  苯乙烯   200.0
  进料#3
  去离子水   13.36
  过氧二硫酸铵   0.83
  进料#4
  去离子水   79.96
  过氧二硫酸铵   1.17
  进料#5
  去离子水   25.49
  PAM-1004   8.51
  进料#6
  去离子水   47.95
  进料#7
  去离子水   7.30
  叔丁基过氧化氢(70%)   0.58
  进料#8
  去离子水   27.07
  异抗坏血酸   0.67
  进料#9
  Sipon L-22   2.17
  进料#10
  己二酸二酰肼5   19.39
  去离子水   111.9
  进料#11
  Acticide6   0.42
1Rhodapex AB/20产自Rhodia.
2双丙酮丙烯酰胺产自Sigma-Aldrich.
3Adeka Reasoap SR10产自Adeka Corporation.
4PAM-100产自Rhodia.
5己二酸二酰肼产自Japan Fine Chemicals.
6Acticide产自Thor Chemicals.
进料#1加入5公升、4-颈烧瓶,其配备电机驱动不锈钢搅拌桨、冷凝器、氮气进口、以及加热套带有温度计连通温度反馈控制装置。将该烧瓶内容物加热至80℃以及在此温度保持约10分钟用于使温度稳定。在此保持期间,进料#3预混合以及历经5分钟加入该烧瓶。然后历经30分钟加入1/6的单体预混合进料#2以及为在80℃保持15分钟。进料#5然后加入剩余进料#2预混合料并且与它混合约15分钟。剩余进料#2历经150分钟加入以及预混合进料#4历经210分钟加入。进料#6用作进料#2清洗。进料#4完成之后,该反应在80℃保持30分钟。该批料冷却至50-60℃以及预混进料#7在50-60℃下加入以及然后保持5分钟。进料#8预混合料然后历经5分钟加入以及保持30分钟。在30分钟之后,该烧瓶内容物冷却至室温,进料#9和#10加入,以及在室温下保持30分钟。进料#11然后在室温下加入和保持15分钟。使用二甲基乙醇胺将该乳液pH调节至8-9。该丙烯酸胶乳样品放置在120°F加温室中4星期,以及该树脂保持为乳液。
所产生乳液在110℃测量1小时的固体含量为42%,密度为8.72磅/加仑,以及pH为9.0。该丙烯酸胶乳计算Tg为50℃,重均分子量为116,000在四氢呋喃(THF)中测量使用凝胶渗透色谱法(GPC),以及如上所述使用Zetasizer 9000HS测量在25℃下粒度为126纳米。
实施例2-9
使用在实施例中1公开的同样的方法和组分来制备具有不同Tg和/或单体配比的丙烯酸胶乳除了仅该单体组分不同之外。该树脂组合物(固体重量%)以及最终的树脂特征显示在表2中。
表2
  实施例   2   3   4   5   6   7   8
  甲基丙烯酸   0.49   0.49   0.49   0.49   0.48   0.53   0.49
  甲基丙烯酸甲酯   33.8   23.6   13.4   0   0   0   0
  2-乙基己基丙烯酸酯   23.2   23.2   23.2   23.2   42.1   25.2   23.2
  苯乙烯   34.6   44.8   54.9   68.3   49.7   55.32   35.6
  PAM-100   1.04   1.04   1.04   1.04   1.01   0   1.04
  双丙酮丙烯酰胺   4.59   4.59   4.59   4.59   4.48   0   4.59
  己二酸二酰肼   2.37   2.37   2.37   2.37   2.31   0   2.37
  正-丁基甲基丙烯酸酯   0   0   0   0   0   18.95   32.7
  固体1   42   42   41   42   41   42   42
  重量/加仑   8.68   8.63   8.59   8.55   8.50   NA   NA
  pH   8.3   7.81   8.13   8.6   8.6   8.5   8.7
  计算Tg   48   47   46   46   13   33   22
  Mw2   97k   138k   116k   143k   109k   117k   115k
  粒度(纳米)3   131   141   140   138   201   134   136
1固体含量在110℃测量1小时。
2使用凝胶渗透色谱法(GPC)在四氢呋喃(THF)中测量重均分子量。
3如上所述使用Zetasizer 9000HS在25℃测量粒度。
Figure BDA00002063045200221
Figure BDA00002063045200231
1商购自PPG Industries,Inc.,Pittsburgh,PA
2消泡剂商购自Cognis Corporation
3表面添加剂商购自BYK-Chemie
4溶剂商购自Dow Chemical
5流变学调节剂商购自Cognis Corporation
6闪锈抑制剂商购自Halox,Hammond Group,Inc.的分公司
制备实施例10-17各涂料组合物用于以下方式的试验。该组合物喷涂到不同的基材之上。该基材包括预理钢板B1000P60和铝PT 1500,从ACT Test Panels,Inc购买;片材模塑混合物(SMC)的玻璃纤维复合板型号Meridian SLI 269从Standard Placque,Inc购买;聚碳酸酯丙烯腈丁二烯苯乙烯(PC-ABS)板型号GE Cycoloy MC 8002从Standard Plaque,Inc购买;尼龙复合板型号GE GTX 902从ACT TestPanels,Inc购买;高抗冲聚苯乙烯(H IPS)Dow Styron 478板从Standard Plaque,Inc.购买。在30分钟140°F烘炉硫化之前,容许5分钟的闪光时间(flash time)。
评定固化膜对不同基材的粘附性,耐醇性和防潮性能。结果公开在表4。
表4
Figure BDA00002063045200241
Figure BDA00002063045200251
1用涂料粘附性试验工具包按试验方法ASTM D3359测量,工具包商购自PaulN.Gardner Company,Inc。用方格测试图对该膜划线以及胶带被粘附于该划线区域。然后除去该胶带以及按照0B至5B级对该区域评定其中0B表示全部涂料从该基材剥离以及5B意指没有涂料被除去。
2通过将Q-尖端浸渍进入该试验溶液之内以及来回摩擦该膜表面50次。如果该基材在少于50次来回摩擦下显露出,然后记录该摩擦次数。否则,该表面在50次摩擦之后检验以及针对损伤进行评定。
3包括将该涂布的板持续7天在设定100°F以及100%相对湿度的湿度箱内曝露。
本领域技术人员会认识到可以对上述实施方案进行改变而不背离其的宽的发明概念。因此理解本发明并不限于所公开的特定实施方案，但希望覆盖在本发明精神和范围内的改进，由所附的权利要求限定。

Claims (15)

1.水性涂料组合物，其包含：
(a)丙烯酸系共聚物树脂颗粒,其包含侧链羰基官能团;以及
(b)交联剂,其包含至少两个与该丙烯酸系共聚物的羰基官能团有反应性的官能团,
其中该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的计算Tg为至少40℃以及包含反应物的反应产物，该反应物包含：
(i)至少50重量%的疏水性丙烯酸系单体,基于反应物总重量,该疏水性丙烯酸系单体包含：(A)至少60重量%苯乙烯系单体,基于该疏水性丙烯酸系单体总重量；以及(B)烷基醇的(甲基)丙烯酸酯,其中该醇的烷基部分是直链或者支链的以及包含至少4个碳原子,以及
(ii)包含醛和/或酮官能团的丙烯酸系单体。
2.权利要求1的涂料组合物，其中包含醛和/或酮官能团的丙烯酸系单体含量为0.1-20重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的反应物总重量。
3.权利要求1的涂料组合物，其中该疏水性丙烯酸系单体含量为至少90重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的反应物总重量。
4.权利要求1的涂料组合物，其中该苯乙烯系单体含量为60-80重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的疏水性丙烯酸系单体总重量。
5.权利要求1的涂料组合物，其中醇的烷基部分是直链或者支链的以及包含至少4个碳原子的该烷基醇的(甲基)丙烯酸酯,包含其中该醇的烷基部分是直链或者支链的以及包含6-8个碳原子的烷基醇的(甲基)丙烯酸酯。
6.权利要求1的涂料组合物，其中该烷基醇的(甲基)丙烯酸酯含量为10-30重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的疏水性丙烯酸系单体总重量。
7.权利要求1的涂料组合物，其中该反应物还包含磷酸酯官能单体。
8.权利要求7的涂料组合物，其中该磷酸酯官能单体含量为0.5-2重量%,基于用于制备该丙烯酸系共聚物树脂颗粒的丙烯酸系单体总重量。
9.权利要求1的涂料组合物，其中该丙烯酸系共聚物颗粒的重均分子量范围为50,000-200,000克/摩尔。
10.权利要求1的涂料组合物，其中该丙烯酸系共聚物颗粒的计算玻璃化转变温度是40℃-60℃。
11.权利要求1的涂料组合物，其中该交联剂包括化合物，该化合物包含至少两个酰肼基团。
12.使用权利要求1的涂料组合物的方法，包括：
(a)将该涂料组合物涂布至基材;
(b)使该涂料组合物聚结以在基材上形成基本上连续膜;以及
(c)在环境空气存在下使该涂料组合物固化,空气的相对湿度为10至100%以及温度为-10至120℃。
13.至少部分按权利要求12所述的方法涂布的基材。
14.权利要求13的基材,其中该基材包含金属和/或塑料。
15.包含权利要求14的基材的制品,其中该制品是医疗器材。
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