CN105308131B - 水性涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水性涂料组合物，其能够提供具有低光泽度、高清晰度以及良好耐水性和耐酒精性的平衡特性的涂料膜；以及制备和使用所述水性涂料组合物的方法。

Description

水性涂料组合物
技术领域
本发明涉及一种水性涂料组合物以及制备和使用所述水性涂料组合物的方法。
背景技术
水性无光泽涂料组合物通常包含无机或有机颗粒作为消光剂以获得无光泽效应。木器涂料中广泛使用的消光剂包括二氧化硅及聚脲消光剂。然而，包含这些常规消光剂的涂料组合物通常具有不能令人满意的耐水及耐醇特性。水性木器涂料在很多应用中，例如在厨房、浴室及餐桌中，必需具有充分的耐水性及耐48％酒精性以满足行业要求，例如IKEAIOS-MAT-0066 R2标准。
相较于上述常规消光剂，基于塑料珠粒(例如聚乙烯及聚丙烯酸酯珠粒)的消光剂可以提供具有较好耐水性及耐酒精性的涂料膜。然而，所述涂料膜的光泽度通常不合需要地高。在木器涂料行业中，人们希望无光泽涂料组合物向经过相对低光泽度表面处理的基板提供20或更低的光泽度水平(按60°加德纳光泽度标度(Gardner Gloss scale))。简单地提高消光剂剂量能够降低所得涂料膜的光泽度水平，但是通常有损于涂料膜的一种或多种以下特性：清晰度、耐水性及耐酒精性。对于木器涂料来说，涂料膜宜具有30％或更高的清晰度。
因此，希望提供一种水性涂料组合物，所述组合物提供如上文所述具有低光泽度、高清晰度以及良好耐水性和耐酒精性的平衡特性的涂料膜。
发明内容
我们发现，两种不同消光剂(环氧硅烷和蜡)的新颖组合提供具有平衡特性的涂料膜，所述平衡特性包括20或更低的光泽度水平(按60°加德纳光泽度标度)、30％或更高的清晰度值，以及根据BS：EN12720：2009方法为4或更高的耐水性水平及耐48％酒精性水平。所述涂料膜满足关于耐水性及耐48％酒精性的IKEA IOS-MAT-0066 R2标准。
具体实施方式
本发明的水性涂料组合物包含一种或多种聚合物粘合剂。聚合物粘合剂可以包含一种或多种丙烯酸类共聚物、聚氨基甲酸酯、乙酸乙烯酯共聚物、聚脲或其混合物。本发明中的“丙烯酸类”包括(甲基)丙烯酸、丙烯酸(甲基)烷酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈及其经修饰的形式，例如丙烯酸(甲基)羟基烷基酯。
适用于本发明的聚合物粘合剂可以包含一种或多种共聚合的烯系不饱和非离子单体。此处的“非离子单体”是指在pH＝1到14之间不带有离子电荷的共聚合单体残基。适合的烯系不饱和非离子单体实例包括(甲基)丙烯酸酯单体，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸羟乙酯及甲基丙烯酸羟丙酯；(甲基)丙烯腈；苯乙烯及被取代的苯乙烯；丁二烯；乙烯、丙烯、1-癸烯；乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯及其它乙烯酯；乙烯基单体，例如氯乙烯及偏二氯乙烯；或其混合物。烯系不饱和非离子单体优选地包含(甲基)丙烯酸酯单体，或其与苯乙烯的组合。
适用于本发明的聚合物粘合剂可以更包含具有一种或多种官能团的一种或多种共聚合烯系不饱和单体。所述官能团可以选自羰基、乙酰乙酸酯、烷氧基硅烷、羧基、脲基、酰胺、酰亚胺、氨基或其混合。优选地，使用带有羰基(例如二丙酮丙烯酰胺)的烯系不饱和单体。存在时，含官能团的烯系不饱和单体的浓度按聚合物粘合剂重量计可以是0.1重量％(wt％)或更大、0.5wt％或更大、或甚至1wt％或更大，并且同时可以是20wt％或更小、10wt％或更小、或甚至5wt％或更小。
适用于本发明的聚合物粘合剂可以更包含一种或多种共聚合表面活性剂。表面活性剂优选地带有烯丙基。适合的市售表面活性剂包括例如基于烷基烯丙基磺基丁二酸钠的TREMTMLF-40表面活性剂，其获自科宁(Cognis)；ADEKATMResoap SR-10反应性阴离子乳化剂，其获自艾迪科(Adeka)；基于磷酸酯壬基苯酚铵乙氧基化物的DEXTROLTMOC-1525表面活性剂，其获自德克斯特(Dexter)；LATEMULTMPD-104阴离子可聚合表面活性剂，其获自花王化学公司(Kao Chemicals)；HITENOLTMKH-10阴离子可聚合表面活性剂，其获自第一工业制药有限公司(Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.Ltd)；或其混合物。存在时，表面活性剂的浓度按聚合物粘合剂重量计可以是0.01wt％或更大、0.3wt％或更大、或甚至0.5wt％或更大，并且同时可以是10wt％或更小、5wt％或更小、或甚至2wt％或更小。
适用于本发明的聚合物粘合剂可以更包含链转移剂。适合的链转移剂实例包括3-巯基丙酸、十二烷基硫醇、3-巯基丙酸甲酯、苯硫酚、杜鹃花酸烷基硫醇(azelaic alkylmercaptan)或其混合物。存在时，链转移剂的浓度按聚合物粘合剂的重量计可以是0.01wt％到20wt％、0.1wt％到10wt％、0.2wt％到2wt％，或0.3wt％到1wt％。
适用于本发明的聚合物粘合剂可以呈分散液或乳液形式。聚合物粘合剂乳液按聚合物粘合剂乳液的总重量计可以具有30wt％到70wt％、35wt％到60wt％、或40wt％到50wt％的固体。
适用于本发明的聚合物粘合剂按聚合物粘合剂的重量计可以包含15wt％到50wt％的具有30℃到90℃玻璃转化温度(Tg)的第一聚合物，以及50wt％到85wt％的第二聚合物，所述第二聚合物具有-30℃到30℃的Tg并且在第一聚合物存在下通过乳液聚合形成。此处Tg的值是根据福克斯等式(Fox Equation)(T.G.福克斯，美国物理学会公报(Bull.Am.Phys.Soc.)1(1956)123)计算。第一聚合物与第二聚合物的Tg差异可以超过20℃，或甚至超过40℃。
适用于本发明的聚合物粘合剂可以通过所属领域中已知的乳液聚合法制备。在一些实施例中，聚合物粘合剂包含一种或多种丙烯酸类共聚物。丙烯酸类共聚物可以具有-20℃或更大、0℃或更大、或甚至10℃或更大且同时60℃或更小、40℃或更小、或甚至30℃或更小的Tg。适合的市售丙烯酸类共聚物乳液包括例如PRIMALTMAC-261、ROSHIELDTM3311、ROSHIELD EP-6060以及MAINCOTETM1100A丙烯酸类乳液，都获自陶氏化学公司(The DowChemical Company)；或其混合物。在一些实施例中，聚合物粘合剂包含聚氨基甲酸酯。适合的市售聚氨基甲酸酯分散液包括例如BAYHYDROLTMXP-2557、BAYHYDROL XP-2606、BAYHYDROLXP-2427及BAYHYDROL XP-2651聚氨基甲酸酯分散液，都获自拜耳(Bayer)；或其混合物。可使用上述丙烯酸类共聚物与聚氨基甲酸酯的混合物。
本发明涂料组合物中的聚合物粘合剂含量按涂料组合物总重量计可以是1wt％或更大、12wt％或更大、或甚至25wt％或更大，且同时是40wt％或更小、35wt％或更小或甚至33wt％或更小。当使用聚合物粘合剂乳液或分散液时，聚合物粘合剂的重量百分比是指按涂料组合物总重量计的聚合物粘合剂乳液或分散液干重。
本发明的水性涂料组合物更包含两种不同消光剂。两种消光剂(第一和第二消光剂)具有不同的比表面积。此处的“消光剂”是指提供无光泽效应的任何无机或有机颗粒。根据ASTM E2651-10方法，消光剂通常具有5.5微米或更大的平均粒度。
本发明的水性涂料组合物包含根据ASTM D1993-03(2008)方法具有大于100平方米/克(m2/g)的比表面积的一种或多种第一消光剂。第一消光剂可以具有150m2/g或更高、或甚至200m2/g或更高并且同时为350m2/g或更低或甚至300m2/g或更低的比面积。
适用于本发明的第一消光剂可以是二氧化硅消光剂、聚脲消光剂或其混合物。适合的市售第一消光剂包括例如ACEMATTTMTS-100和ACEMATT OK520二氧化硅消光剂，其都获自赢创(Evonik)；DEUTERONTMMK聚脲消光剂，获自杜特兰(Deuteron)；SYLOIDTM二氧化硅7000消光剂，获自格雷斯戴维森(Grace Davison)；或其混合物。
第一消光剂的浓度按涂料组合物总重量计可以是0.5wt％或更大、0.6wt％或更大、或甚至0.8wt％或更大且同时可以是2wt％或更小、1.5wt％或更小或甚至1.2wt％或更小。
本发明水性涂料组合物还包含根据ASTM D1993-03(2008)方法具有小于5m2/g比表面积的一种或多种第二消光剂。第二消光剂可以具有4m2/g或更低、或甚至3m2/g或更低且同时0.1m2/g或更高、或甚至0.5m2/g或更高的比表面积。
适用于本发明的第二消光剂可以是基于聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚四氟乙烯或其混合物。第二消光剂可以呈乳液形式。适合的市售第二消光剂乳液包括例如基于聚丙烯酸酯的PARALOIDTMPRD 137B乳液，获自陶氏化学公司；基于HDPE/塑料的ULTRALUBETMD277乳液、基于褐煤蜡/PE/塑料的ULTRALUBE D818乳液，及基于PE/酯消光剂的ULTRALUBE D860乳液，都获自肯阿迪技术公司(Keim-Additec)；或其混合物。
第二消光剂的浓度按涂料组合物总重量计可以是1wt％或更大、1.5wt％或更大、或甚至2wt％或更大且同时可以是6wt％或更小、5.5wt％或更小、或甚至5wt％或更小。使用第二消光剂乳液时，第二消光剂的重量百分比是指按涂料组合物总重量计的第二消光剂乳液干重。
本发明的水性涂料组合物更包含一种或多种环氧硅烷。环氧硅烷可以是环氧硅烷寡聚物、环氧烷基烷氧基硅烷或其混合物。适合的环氧烷基烷氧基硅烷实例包括3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷；或其混合物。适合的市售环氧硅烷包括例如SILQUESTTMA-187、SILQUEST WetLink 78、SILQUEST A-1871及SILQUEST A-186环氧硅烷，都获自迈图(Momentive)；或其混合物。
环氧硅烷的浓度按涂料组合物总重量计可以是0.1wt％或更大、0.15wt％或更大、或甚至0.2wt％或更大且同时可以是1wt％或更小、0.8wt％或更小、0.6wt％或更小、0.5wt％或更小、或甚至0.4wt％或更小。
本发明的水性涂料组合物更包含一种或多种蜡。蜡可以包含聚乙烯(PE)蜡、聚丙烯(PP)蜡、巴西棕榈蜡、固体石蜡、聚乙烯丙烯酸蜡或其混合物。固体石蜡典型地具有46℃到71℃的熔融温度。在一些实施例中，使用高密度聚乙烯(HDPE)蜡。
适用于本发明的蜡根据ASTM E2651-10方法通常具有不超过4.5微米的平均粒度。所述蜡可以具有2微米或更低、1.4微米或更低、或甚至1微米或更低并且同时为0.05微米或更高、0.1微米或更高、或甚至0.15微米或更高的平均粒度。
适用于本发明的蜡通常呈乳液或分散液形式。蜡乳液或分散液按蜡乳液总重量计可以具有20wt％到70wt％、30wt％到60wt％、或40wt％到50wt％的固体含量。
适合的市售蜡乳液或分散液包括例如MICHEMTMME 62330石蜡/PE蜡乳液、MICHEMME 34935石蜡/乙烯丙烯酸蜡乳液、MICHEM 180石蜡/巴西棕榈蜡乳液及MICHEM ME 71450固体石蜡乳液，都获自麦可门公司(Michelman Inc.)；ULTRALUBE E340固体石蜡乳液和ULTRALUBE E668H PP蜡乳液，都获自肯阿迪技术公司；或其混合物。
所述蜡的浓度按涂料组合物总重量计可以是0.5wt％或更大、0.8wt％或更大、或甚至1wt％或更大且同时可以是6wt％或更小、5wt％或更小、4wt％或更小、或甚至3wt％或更小。使用蜡乳液或分散液时，所述蜡的重量百分比是指基于涂料组合物总重量的蜡乳液干重。
本发明的水性涂料组合物可更包含交联剂。适合的交联剂实例包括己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼、聚酰肼、丙二胺、环己基二胺或其混合物。存在时，交联剂的浓度按涂料组合物总重量计可以是0.05wt％或更大、0.2wt％或更大、或甚至0.5wt％或更大且同时可以是5wt％或更小、2wt％或更小、或甚至1wt％或更小。
本发明的水性涂料组合物可以更包含一种或多种润湿剂。此处的“润湿剂”是指一种化学添加剂，其降低涂料组合物的表面张力，使得涂料组合物更容易散布于或渗透基板表面。润湿剂可以是阴离子、两性离子或非离子型聚羧酸酯。适合的市售润湿剂包括例如基于乙炔二醇的SURFYNOLTM104非离子润湿剂，其获自空气产品公司(Air Products)；BYKTM-346和BYK-349经聚醚修饰的硅氧烷，都获自毕克(BYK)；或其混合物。
存在时，润湿剂的浓度按涂料组合物总重量计可以是0.1wt％或更大、0.5wt％或更大、或甚至1wt％或更大并且同时可以是2.5wt％或更小、2wt％或更小、或甚至1wt％或更小。
本发明的水性涂料组合物可以更包含一种或多种消泡剂，也称为“消泡剂”或“防沫剂”。此处的“消泡剂”是指减少和阻碍泡沫形成的化学添加剂。消泡剂可以是基于聚硅氧的消泡剂、基于矿物油的消泡剂、基于环氧乙烷/环氧丙烷的消泡剂、聚丙烯酸烷酯或其混合物。适合的市售消泡剂包括例如TEGOTMAirex 902w和TEGO Foamex 1488聚醚硅氧烷共聚物乳液，都获自迪高(TEGO)；BYK-024聚硅氧消泡剂，获自毕克；或其混合物。存在时，消泡剂的浓度按涂料组合物总重量计通常可以是0.01wt％到1wt％、0.05wt％到0.8wt％，或0.1wt％到0.5wt％。
本发明的水性涂料组合物可以更包含一种或多种增稠剂，也称为“流变改性剂”。增稠剂可以是聚乙烯醇(PVA)、粘土材料、酸衍生物、酸共聚物、氨基甲酸酯相关增稠剂(urethane associate thickeners；UAT)、聚醚脲聚氨基甲酸酯(PEUPU)、聚醚聚氨基甲酸酯(PEPU)或其混合物。适合的增稠剂实例包括碱溶胀性乳液(alkali swellableemulsions；ASE)，例如经钠或铵中和的丙烯酸聚合物；疏水性改质的碱溶胀性乳液(hydrophobically modified alkali swellable emulsions，HASE)，例如疏水性改质的丙烯酸共聚物；相关增稠剂，例如疏水性改质的乙氧基化氨基甲酸酯(HEUR)；以及纤维素增稠剂，例如甲基纤维素醚、羟甲基纤维素(HMC)、羟乙基纤维素(HEC)、疏水性改质的羟乙基纤维素(HMHEC)、羧甲基纤维素钠(SCMC)、羧甲基2-羟乙基纤维素钠、2-羟丙基甲基纤维素、2-羟乙基甲基纤维素、2-羟丁基甲基纤维素、2-羟乙基乙基纤维素及2-羟丙基纤维素。优选地，增稠剂是基于HEUR，例如获自陶氏化学公司的ACRYSOLTMRM-8W流变改质剂。存在时，增稠剂的浓度按涂料组合物总重量计通常是0.05wt％到3wt％、0.1wt％到2wt％，或0.3wt％到1wt％。
本发明的水性涂料组合物可以更包含溶剂。适合的溶剂实例包括2-正丁氧基乙醇、二丙二醇正丁基醚、丙二醇正丁基醚、二丙二醇甲基醚、丙二醇甲基醚、丙二醇正丙基醚或其混合物。存在时，溶剂的浓度按涂料组合物总重量计可以是0.1wt％或更大、1wt％或更大、或甚至3wt％或更大并且同时可以是10wt％或更小、8wt％或更小、或甚至5wt％或更小。
本发明的水性涂料组合物可以更包含水。水的浓度按涂料组合物总重量计可以是30wt％到90wt％、40wt％到80wt％，或60wt％到70wt％。
除上述组分之外，本发明的水性涂料组合物可以更包含以下添加剂中的任一种或组合：无机增量剂、颜料、聚结剂、共溶剂、缓冲剂、中和剂、非增稠流变改质剂、分散剂、保湿剂、防霉剂、杀生物剂、防结皮剂、着色剂、流动剂、交联剂、抗氧化剂、塑化剂、流平剂、分散剂、触变剂、助粘剂、稀释剂及研磨媒剂。存在时，这些添加剂的量按水性涂料组合物总重量计可以是0.001wt％到10wt％，或0.01wt％到2wt％。
本发明的水性涂料组合物可以利用涂料技术领域已知的技术制备。水性涂料组合物可通过将聚合物粘合剂、第一消光剂、第二消光剂、环氧硅烷及上述蜡掺合来制备。优选地将聚合物粘合剂、第二消光剂及蜡分散于水中。如上文所述也可以加入其它可选组分。水性涂料组合物中的组分可以按任何次序混合以得到本发明的水性涂料组合物。任一种上述可选组分也可以在混合期间或之前加入组合物中以形成水性涂料组合物。
本发明的水性涂料组合物具有良好稳定性。在一些实施例中，在50℃下热老化14天之后的水性涂料组合物提供和老化之前具有实质上相同的60°光泽度、清晰度、耐水性及耐48％酒精性的所得涂料膜。
本发明水性涂料组合物的使用方法可以包含以下：将涂料组合物涂覆于基板，以及干燥所涂覆的涂料组合物。涂覆于基板上的涂料组合物干燥之后所得的涂料膜具有按60°加德纳光泽度标度不超过20的光泽度水平、至少30％的清晰度值，以及根据BS：EN12720：2009方法为至少4的耐水性水平和至少4的耐48％酒精性水平。
本发明的水性涂料组合物可通过包括刷涂、浸涂、辊涂以及喷涂的现有方式来涂覆于基板上。水性涂料组合物优选地通过喷涂来涂覆。可使用标准喷涂技术和喷涂设备，例如空气雾化喷涂、空气喷涂、无空气喷涂、高体积低压喷涂以及静电喷涂(例如静电钟罩涂覆)，以及人工或自动方法。干燥所涂覆的涂料组合物通常在室温(22℃到25℃)下或甚至在35℃到60℃下进行。
本发明的水性涂料组合物可涂覆于并且粘附到各种基板上。适合的基板实例包括木器、金属、塑料、发泡材料、石头、弹性体基板、玻璃、织品、混凝土或水泥基板。水性涂料组合物适于各种涂料应用，例如船舶保护性涂料、汽车涂料、木器涂料、盘管涂料、塑料涂料、粉末涂料、罐涂料及土木工程涂料。水性涂料组合物特别适用于木器涂料。水性涂料组合物可以单独使用或与其它涂料组合使用以形成多层涂层。举例来说，多层涂层可以包含作为底漆的本发明水性涂料组合物、粘结涂层以及可选顶涂层。
实例
本发明的一些实施例现将描述于以下实例中，其中所有份数和百分比均按重量计，除非另外说明。实例中使用以下材料：
获自杜特兰的DEUTERON MK消光剂是基于具有200m2/g到300m2/g比表面积和6.3微米平均粒度的聚脲粉末。
获自赢创的ACEMATT TS-100消光剂是具有220m2/g到280m2/g比表面积和9.5微米平均粒度的烟雾状二氧化硅粉末。
获自陶氏化学公司的PARALOID PRD 137B乳液(固体含量：40wt％)是基于具有0.1m2/g到1.5m2/g比表面积和5.5微米平均粒度、作为消光剂使用的聚丙烯酸酯。
获自肯阿迪技术公司的ULTRALUBE D860乳液(固体含量：60wt％)是基于具有0.1m2/g到1.5m2/g比表面积和8微米平均粒度、作为消光剂使用的PE/酯蜡。
SILQUEST A-187硅烷是获自迈图的液体3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷。
COATOSILTMMP 200硅烷是获自迈图的液体环氧官能基硅烷寡聚物。
COATOSIL 2287硅烷是获自迈图的液体3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷。
获自肯阿迪技术公司的ULTRALUBE E340蜡乳液(固体含量：50wt％)是基于平均粒度小于1微米的固体石蜡。
获自美诚(Michem)的MICHEM 62330蜡乳液(固体含量：30wt％)是基于平均粒度小于1微米的石蜡/PE蜡。
获自肯阿迪技术公司的ULTRALUBE D806水性微分散液(固体含量：60wt％)是基于具有4.3微米平均粒度的HDPE蜡。
获自肯阿迪技术公司的ULTRALUBE MD2000水性微分散液(固体含量：50wt％)是基于具有1.2微米平均粒度的HDPE蜡。
获自陶氏化学公司的BAYDERMTMFINISH 91UD聚氨基甲酸酯分散液(“PUD”)含有40wt％固体。
获自陶氏化学公司的丁基CELLOSOLVETM二醇醚(“BCS”)是用作聚结剂的乙二醇单丁基醚。
获自陶氏化学公司的DOWANOLTMDPnB二醇醚(“DPnB”)是用作聚结剂的二丙二醇正丁基醚。
TEGOTMAirex 902 W消泡剂获自迪高(Tego)。
BYK-346润湿剂获自毕克。
ACRYSOL RM-8W流变改质剂(“RM-8W”)获自陶氏化学公司。
获自花王化学公司的LATEMUL PD-104表面活性剂是一种阴离子可聚合表面活性剂。
丙烯酸2-乙基己酯(“2-EHA”)获自陶氏化学公司。
甲基丙烯酸甲酯(“MMA”)获自陶氏化学公司。
甲基丙烯酸(“MAA”)获自陶氏化学公司。
二丙酮丙烯酰胺(“DAAM”)获自协和发酵化学有限公司(Kyowa Hakko ChemicalCo.，Ltd.)。
己二酸二酰肼(“ADH”)获自协和发酵化学有限公司。
丙烯酸丁酯(“BA”)获自陶氏化学公司。
实例中使用以下标准分析设备和方法。
比表面积
消光剂的比表面积是根据ASTM D1993-03(2008)方法测量。
平均粒度
平均粒度是依据ASTM E2651-10方法测量。
60°光泽度
使用下引式涂覆器将涂料组合物涂布于LENETATM黑色乙烯基卡片上以形成120微米厚的湿膜，接着在烘箱中、在50℃下固化48小时。所得涂料膜的光泽度是按60°加德纳光泽度标度来测量。
清晰度
使用下引式涂覆器将涂料组合物涂布于玻璃板上以形成120微米厚的湿膜，接着在烘箱中、在50℃下固化48小时以形成面板。使用BYK haze-gard双重混浊度仪表评价所得涂料膜的清晰度。使用以下等式计算清晰度：
清晰度＝透光率*(1-混浊度)
涂料组合物涂覆之前的玻璃板的清晰度以C玻璃表示。面板的清晰度是以C玻璃+膜表示。涂料膜的清晰度是根据以下等式测量：
涂料膜的清晰度＝[C玻璃+膜+(1-C玻璃)]×100％
涂料膜清晰度值为至少30％是木器涂料可接受的。清晰度值越高，清晰度越好。
耐水性及耐48％酒精性
涂料膜的耐水性及耐48％酒精特性是依据BS EN 12720：2009方法测定。
面板是通过在木器上以80到90克/平方米(g/m2)刷涂三层涂层来制备。第一次涂布之后，将面板在室温下搁置4小时，接着用砂纸打磨。第三次涂布之后，面板在室温下干燥4小时，接着在烘箱中、在50℃下放置48小时，随后进行耐水性或耐酒精性测试。
在耐水性测试中，用水使圆盘型滤纸饱和，接着放置在上述成品面板上并且用盖子覆盖以减少蒸发。24小时之后，移走盖子。测试区域用湿面巾纸擦拭并且在室温下干燥以观察损伤程度。损伤程度按以下水平定义。评级越高，耐水性越好。
在耐48％酒精测试中，用48％酒精使过滤器圆盘饱和，接着放置在上述成品面板上并且用盖子覆盖以减少蒸发。1小时之后，移走盖子。测试区域用湿面巾纸擦拭并且在室温下干燥以观察损伤程度。损伤程度按以下水平定义。评级越高，耐48％酒精性越好。
5-无变化；测试区域与相邻周围区域不可区分。
4-微小变化：只有当光源照在测试表面上并且向观察者的眼睛反射时，测试区域与相邻周围区域才可区分，例如变色；光泽度和颜色变化；和/或表面结构无变化，例如膨胀、纤维升高、开裂及/或起泡。
3-中等变化：测试区域与相邻周围区域可区分，若干观察方向上可见，例如变色；光泽度和颜色变化；和/或表面结构无变化，例如膨胀、纤维升高、开裂及/或起泡。
2-显著变化：测试区域与相邻周围区域明显可区分，在所有观察方向上可见，例如变色；光泽度和颜色变化；和/或表面结构发生稍微变化，例如膨胀、纤维升高、开裂及/或起泡。
1-强烈变化；表面结构明显变化和/或变色，光泽度和颜色变化，和/或表面材料完全或部分地去除，和/或滤纸粘附到表面。
丙烯酸类共聚物乳液的制备
制备单体乳液1：在搅拌下将LATEMUL PD-104表面活性剂(18克(g)，20wt％固体)溶解于去离子水(130g)中。接着将2-EHA(136g)、MMA(306g)及MAA(9g)缓慢加入所得表面活性剂溶液中以获得单体乳液1。
制备单体乳液2：在搅拌下将LATEMUL PD-104表面活性剂(36g，20wt％固体)溶解于去离子水(128g)中。接着将2-EHA(204g)、MMA(207g)、DAAM(22.6g)以及MAA(18.3g)加入所得表面活性剂溶液中以获得单体乳液2。
将含有LATEMUL PD-104表面活性剂(22g，20wt％固体)和去离子水(548g)的溶液加入配备有热电偶、冷却冷凝器及搅拌器的4颈5升圆底烧瓶中，并且在氮气氛围下加热到85℃。接着将碳酸钠水溶液(1.4g碳酸钠于38g去离子水中)、过硫酸铵水溶液(APS)引发剂溶液(1.4gAPS于15g去离子水中)以及4.1wt％上述所得单体乳液1加入烧瓶中。在约5分钟内，聚合的引发是根据反应混合物的温度升高3℃和外观变化来确认。热产生停止之后，在搅拌下历时90分钟将剩余单体乳液1逐渐加入烧瓶中，并且温度维持在79℃到81℃下。上述所得单体乳液2接着以和单体乳液1相同的方式、历时90分钟加入烧瓶中。加完后，使反应混合物在70℃下保持60分钟，接着冷却到50℃并且用30％氨水溶液中和到pH值7.0到8.0。所得混合物在45℃到50℃下保持10分钟。接着历时10分钟将ADH浆液(18g于33g水中)加入烧瓶中。将所得混合物冷却到室温以获得丙烯酸类共聚物乳液。所得丙烯酸类共聚物乳液具有以下特性：pH值：7.5；固体含量：42.5wt％；布氏粘度(Brookfield viscosity)：188厘泊(cp)；平均粒度：99纳米；以及平均Tg：4℃。
实例(Exs)1到实例12
根据表1中所示的配方制备实例1到实例2的涂料组合物。表1(下文)中所列的成分是使用常规实验室混合器混合。
比较实例(Comp Exs)A到比较实例P
根据表2中所示的配方制备比较实例A到比较实例P的涂料组合物。比较实例H的涂料组合物和EP2428530A1中所公开的实质上类似。表2(下文)中所列的成分是使用常规实验室混合器混合。
由这些组合物制得的涂料膜的特性提供于表3中。下文重量百分比是按涂料组合物总重量计。
由比较实例A到比较实例H、比较实例I(0.05wt％环氧硅烷)、比较实例K(2.5wt％第一消光剂)以及比较实例M(8wt％第二消光剂)制得的涂料膜皆未能通过关于耐水性和耐48％酒精性的IKEA IOS-MAT-0066R2标准。另外，由比较实例B和比较实例H制得的涂料膜的60°光泽度过高而无法接受，并且比较实例A、比较实例C、比较实例E以及比较实例K的清晰度过低而无法接受。
由比较实例J(0.2wt％第一消光剂)和比较实例L(0.66wt％第二消光剂)制得的涂料膜的60°光泽度过高而无法接受。
由比较实例N(0.2wt％蜡)和比较实例P(8wt％蜡)的涂料组合物制得的涂料膜未能通过关于耐48％酒精性的IKEA IOS-MAT-0066 R2标准。另外，由比较实例P制得的涂料膜的60°光泽度过高而无法接受。
相比之下，由实例1到实例12的涂料组合物制得的涂料膜皆展示不超过20的60°光泽度水平、至少30％的清晰度值以及4或更高的耐水性水平和耐48％酒精性水平。另外，第一和第二消光剂、环氧硅烷以及蜡的某些组合提高了实例1到实例12的涂料组合物的消光效率。
在50℃下热老化14天之后，实例1到实例12的涂料组合物仍提供和老化之前具有相同的60°光泽度、清晰度、耐水性以及耐48％酒精特性的所得涂料膜。
表1
*wt％是按涂料组合物总重量计
表2
*wt％是按涂料组合物总重量计
表3

Claims (15)

1.一种水性涂料组合物，按所述涂料组合物的总重量计，其包含：
(a)1wt％到40wt％的聚合物粘合剂，
(b)0.5wt％到2wt％的第一消光剂，根据ASTM D1993-03(2008)方法，所述第一消光剂具有大于100平方米/克的比表面积，根据ASTM E2651-10方法，所述第一消光剂具有5.5微米或更大的平均粒度，
(c)1wt％到6wt％的第二消光剂，根据ASTM D1993-03(2008)方法，所述第二消光剂具有小于5平方米/克的比表面积，根据ASTM E2651-10方法，所述第二消光剂具有5.5微米或更大的平均粒度，
(d)0.1wt％到1wt％的环氧硅烷，以及
(e)0.5wt％到6wt％的蜡，根据ASTM E2651-10方法，所述蜡具有不超过4.5微米的平均粒度。
2.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其中所述蜡包含固体石蜡、聚乙烯蜡或其混合物。
3.根据权利要求1所述的水性涂料组合物，其中所述蜡根据ASTM E2651-10方法具有不超过4.5微米的平均粒度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的水性涂料组合物，其中所述涂料组合物包含0.8wt％到1.5wt％的所述第一消光剂、1.5wt％到5.5wt％的所述第二消光剂、0.1wt％到0.6wt％的所述环氧硅烷以及0.8wt％到5wt％的所述蜡。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的水性涂料组合物，其中所述第一消光剂具有150平方米/克到350平方米/克的比表面积。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的水性涂料组合物，其中所述第一消光剂选自二氧化硅消光剂、聚脲消光剂或其混合物。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的水性涂料组合物，其中所述第二消光剂具有0.1平方米/克到4平方米/克的比表面积。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的水性涂料组合物，其中所述第二消光剂是聚丙烯酸酯消光剂、聚乙烯消光剂、聚四氟乙烯消光剂或其混合物。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的水性涂料组合物，其中所述环氧硅烷选自环氧硅烷寡聚物；3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷；3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷；3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷；β-(3,4-环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷；或其混合物。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的水性涂料组合物，其中所述蜡根据ASTME2651-10方法具有2微米或更低的平均粒度。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的水性涂料组合物，其中所述聚合物粘合剂选自丙烯酸类共聚物、聚氨基甲酸酯或其混合物。
12.根据权利要求11所述的水性涂料组合物，其中所述丙烯酸类共聚物包含具有选自羰基、乙酰乙酸酯、烷氧基硅烷、羧基、脲基、酰胺、酰亚胺、氨基或其混合的共聚合烯系不饱和单体。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的水性涂料组合物，其更包含水、溶剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂或其混合物。
14.一种水性涂料组合物，按所述涂料组合物的总重量计，其包含：
(a)12wt％到35wt％的丙烯酸类共聚物，其包含具有选自羰基、乙酰乙酸酯、烷氧基硅烷、羧基、脲基、酰胺、酰亚胺、氨基或其混合的官能团的共聚合烯系不饱和单体；
(b)0.8wt％到1.2wt％的第一消光剂，其选自二氧化硅、聚脲或其混合物，根据ASTME2651-10方法，所述第一消光剂具有5.5微米或更大的平均粒度；
(c)2wt％到5wt％的第二消光剂，其选自聚丙烯酸酯消光剂、聚乙烯消光剂、聚四氟乙烯消光剂或其混合物，根据ASTM E2651-10方法，所述第二消光剂具有5.5微米或更大的平均粒度；
(d)0.2wt％到0.4wt％的环氧硅烷，其选自环氧硅烷寡聚物、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三乙氧基硅烷或其混合物；
(e)1wt％到3wt％的蜡，其包含固体石蜡、聚乙烯蜡或其混合物，其中所述蜡根据ASTME2651-10方法具有不超过1.4微米的平均粒度；
(f)40wt％到70wt％的水；
(g)0wt％到8wt％的溶剂；以及
(h)0wt％到1wt％的交联剂。
15.一种使用根据权利要求1所述的水性涂料组合物的方法，所述方法包含：
将所述涂料组合物涂覆于基板上，以及
对所述经涂覆的涂料组合物进行干燥；
其中涂覆于所述基板上的所述涂料组合物干燥之后的涂层具有按60°加德纳光泽度标度不超过20的光泽度水平、至少30％的清晰度值，以及根据BS:EN12720:2009方法为至少4的耐水性水平和至少4的耐48％酒精性水平。
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