CN109689793A - 水性聚合物组合物 - Google Patents

水性聚合物组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN109689793A
CN109689793A CN201680089214.8A CN201680089214A CN109689793A CN 109689793 A CN109689793 A CN 109689793A CN 201680089214 A CN201680089214 A CN 201680089214A CN 109689793 A CN109689793 A CN 109689793A
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
dispersion
polymer particle
aqueous polymeric
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680089214.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109689793B (zh
Inventor
胡月晗
刘涵
董祥亭
王毓江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Global Technologies LLC
Rohm and Haas Co
Original Assignee
Dow Global Technologies LLC
Rohm and Haas Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Global Technologies LLC, Rohm and Haas Co filed Critical Dow Global Technologies LLC
Publication of CN109689793A publication Critical patent/CN109689793A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109689793B publication Critical patent/CN109689793B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/60—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only artificial stone
    • C04B41/61—Coating or impregnation
    • C04B41/62—Coating or impregnation with organic materials
    • C04B41/63—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/48—Macromolecular compounds
    • C04B41/483—Polyacrylates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/48—Macromolecular compounds
    • C04B41/4857—Other macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B41/4876—Polystyrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/005—Dendritic macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D125/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D125/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C09D125/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C09D125/08—Copolymers of styrene
    • C09D125/14—Copolymers of styrene with unsaturated esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/062—Copolymers with monomers not covered by C09D133/06
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • C09D201/02—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups
    • C09D201/06—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups containing oxygen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/54—Pigments; Dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00586—Roofing materials
    • C04B2111/00594—Concrete roof tiles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/21—Efflorescence resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

一种水性聚合物组合物和涂料组合物，所述涂料组合物包含所述水性聚合物组合物并提供风化特性改进的涂层。

Description

水性聚合物组合物
技术领域
本发明涉及水性聚合物组合物和包含其的涂料组合物。
背景技术
混凝土屋面瓦易受风化影响，在混凝土屋面瓦的表面形成白色矿物沉积物。这些白色矿物沉积物不均匀地分布在表面上并产生难看的斑点外观。风化还通过减弱彩色混凝土屋面瓦的颜色强度，而减损混凝土屋面瓦的外观。为了使风化最小化，通常使用包含至少一种底漆涂层和至少一种面漆的多层涂料体系，其中底漆涂层位于被涂布的衬底和面漆之间。然而，在降低成本、生产效率以及底漆涂层和面漆之间相容性方面仍然存在显著挑战。因此，期望提供一种涂料组合物，其适合于被涂覆于衬底并能够提供底漆和面漆的功能。
US7105593B2公开了一种水性聚合物共混物组合物，其包含具有低分子量颗粒的高分子量颗粒。不幸的是，由这类组合物获得的涂层的风化性能仍需要进一步改进。
在外墙涂料应用中，耐候性也是面漆的关键特性，使涂料在暴露于阳光等元素时能够保持颜色和光泽。
因此，仍然需要提供一种适合于涂料应用的水性聚合物组合物，以提供具有改进的抗风化性和良好耐候性的涂料，而不需要涂覆额外的底漆。
发明内容
本发明提供了包含在双峰分布方面不同的聚合物颗粒的新颖组合的水性聚合物组合物。包含水性聚合物组合物的涂料组合物特别适用于制备面漆，而不需要涂覆底漆。本发明的涂料组合物在50℃下热老化至少10天后是稳定的，如通过10或更小ΔKU(克雷布斯单位)(即，良好的热老化稳定性)所指示。涂料组合物还提供具有改进的抗风化性的涂层，例如，显示出45％或更高的风化评分，如通过JG/T 210-2007方法所测量。涂层也可显示出良好的耐候性，如在600小时QUV试验后Δb值为1.5或更低所指示。热老化稳定性和耐候性特性根据下文实例部分描述的测试方法测量。
在第一方面，本发明是一种水性聚合物组合物，其包含：
精细模式的第一聚合物颗粒和大模式的第二聚合物颗粒，
其中第一聚合物颗粒的平均直径为55纳米(nm)至120nm且玻璃化转变温度为0℃至50℃，并且其中第一聚合物颗粒包含以下作为聚合单元：基于第一聚合物颗粒的重量，0.1重量％至20重量％的环氧官能团单体和小于0.5重量％的α,β-烯系不饱和羧酸；并且
其中第二聚合物颗粒的平均直径大于120纳米，并且包含以下作为聚合单元：基于第二聚合物颗粒的重量，小于1.3重量％的α,β-烯系不饱和羧酸；并且
其中第一聚合物颗粒与第二聚合物颗粒的重量比为40:60至75:25。
在第二方面，本发明为一种涂料组合物，其包含第一方面的水性聚合物组合物。
在第三方面，本发明是一种改进涂层的抗风化性的方法。方法包含：
(i)提供第二方面的涂料组合物，
(ii)将涂料组合物涂覆于衬底；以及
(iii)干燥或使涂料组合物干燥，以获得具有改进的抗风化性的涂层。
具体实施方式
如本文所用，“丙烯酸”包括(甲基)丙烯酸、丙烯酸(甲基)烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈以及其经改性的形式，如丙烯酸(甲基)羟烷基酯。在整篇文件中，词片“(甲基)丙烯酰基”是指“甲基丙烯酰基”和“丙烯酰基”。例如，(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸和丙烯酸，并且(甲基)丙烯酸甲酯是指甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯。
如本文所用，“玻璃化转变温度”或“Tg”可以通过各种技术(包括，例如，差示扫描量热法(“DSC”)或通过使用线性方程的计算)来测量。例如，包含单体的聚合单元a、b和c的乳液聚合物Tg根据以下线性方程确定：
Tg＝Wa*Tga+Wb*Tgb+Wc*Tgc
其中Tga、Tgb和Tgc分别是指单体a的均聚物、单体b的均聚物和单体c的均聚物的Tg；并且Wa、Wb和Wc分别指用于制备乳液聚合物的单体a、单体b和单体c的重量分数，基于总单体的重量。
如本文所用，“水泥衬底”是指由水泥混合物制备或具有涂有水泥混合物的表面的制品。水泥混合物是包括水泥、沙子和水的混合物。聚合物可任选地包括在混合物中。
本发明的水性聚合物组合物可包含两群颗粒模式，精细模式的第一聚合物颗粒和大模式的第二聚合物颗粒，其中由于每种模式的直径不同，两个群中的每一个在粒度分布图中显示为单独的峰。也就是说，水性聚合物组合物中的聚合物颗粒具有双峰分布。通过颗粒“直径”在本文是指如通过Brookhaven BI-90或90Plus测量的通过强度的聚合物颗粒的平均直径。
水性聚合物组合物中的第一聚合物颗粒的平均直径可以为55nm或更大、58nm或更大、60nm或更大、65nm或更大、70nm或更大或甚至75nm或更大，并且同时120nm或更小、110nm或更小、100nm或更小、95nm或更小、90nm或更小，或甚至85nm或更小。
水性聚合物组合物中的第二聚合物颗粒的平均直径可以为大于120nm，例如，125nm或更大、130nm或更大、132nm或更大、135nm或更大或甚至137nm或更，并且同时，500nm或更小、450nm或更小、400nm或更大小、300nm或更小或甚至250nm或更小。
水性聚合物组合物中的第一聚合物颗粒和第二聚合物颗粒以特定的重量比存在，这令人惊讶地影响由其制成的涂层的风化性能。例如，第一聚合物颗粒与第二聚合物颗粒的重量比可以是40:60至75:25、45:55至70:30、50:50至65:35，或55:45至60:40。“重量比”在本文中是指第一聚合物颗粒的固体(或干重)与第二聚合物颗粒的固体(或干重)的重量比。
水性聚合物组合物中的第一聚合物颗粒可以包含一种或多种环氧官能团单体作为聚合单元。适用于本发明中的环氧官能团单体可以是烯系不饱和环氧官能团单体，并且优选(甲基)丙烯酸的环氧官能烷基酯。合适的环氧官能团单体的实例包括丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、烯丙基缩水甘油醚，或它们的混合物。优选的环氧官能团单体是甲基丙烯酸缩水甘油酯。优选地，第一聚合物颗粒包含两阶段聚合物，其包含第一阶段聚合物和第二阶段聚合物，其中第二阶段聚合物包含一种或多种环氧官能团单体的聚合单元。第一聚合物颗粒可包含以下作为聚合单元：基于第一聚合物颗粒的重量，0.1重量％或更多、0.5重量％或更多、1.0重量％或更多或甚至2.0重量％或更多，并且同时20重量％或更少、15重量％或更少、10重量％或更少或甚至8重量％或更少的环氧官能团单体。本发明中的“第一聚合物颗粒的重量”是指第一聚合物颗粒的干重或固体重量。
水性聚合物组合物中的第一和第二聚合物颗粒可以各自独立地包含一种或多种α,β-烯系不饱和羧酸作为聚合单元。合适的α,β-烯系不饱和羧酸的实例包括含酸单体，如(甲基)丙烯酸、衣康酸或富马酸；或含酸形成基团的单体，所述单体产生或随后可转化为这类酸基(如酸酐、(甲基)丙烯酸酐或马来酸酐)；或其混合物。第一聚合物颗粒可包含以下作为聚合单元：基于第一聚合物颗粒的重量，0至小于0.5重量％的α,β-烯系不饱和羧酸，例如，0.4重量％或更少、0.3重量％或更少或甚至0.2重量％或更少的α,β-烯系不饱和羧酸。优选地，第一聚合物颗粒基本上不含(例如，小于0.1重量％的)α,β-烯系不饱和羧酸的聚合单元。第二聚合物颗粒可以包含以下作为聚合单元：基于第二聚合物颗粒的重量，小于1.3重量％的α,β-烯系不饱和羧酸，例如，1.1重量％或更少、1重量％或更少、0.8重量％或更少、0.6重量％或更少或甚至0.5重量％或更少的α,β-烯系不饱和羧酸。本发明中的“第二聚合物颗粒的重量”是指第二聚合物颗粒的干重或固体重量。
第一和第二聚合物颗粒可以各自独立地包含带有选自以下的至少一个官能团的一种或多种烯系不饱和单体作为聚合单元：酰胺、羟基、脲基、磺酸酯或其组合，优选酰胺、磺酸酯、脲基或其组合。合适的带有至少一个官能团的烯系不饱和单体可以包括酰胺官能烯系不饱和单体；羟基官能(甲基)丙烯酸烷基酯；苯乙烯磺酸钠(SSS)、乙烯基磺酸钠(SVS)或其混合物。适用于本发明中的酰胺官能烯系不饱和单体可包括，例如，丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-二丁基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-2-乙基己基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺和双丙酮丙烯酰胺。适用于本发明中的羟基官能(甲基)丙烯酸烷基酯可具有式(I)的结构：
其中R1是氢或甲基，并且R2是具有2至6个碳原子的羟烷基。合适的羟基官能(甲基)丙烯酸烷基酯的实例包括丙烯酸2-羟乙酯；甲基丙烯酸2-羟乙酯；和乙基丙烯酸2-羟乙酯；(甲基)丙烯酸羟丙酯，包括，例如，丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸3-羟丙酯、甲基丙烯酸3-羟丙酯；(甲基)丙烯酸羟丁酯，包括，例如，丙烯酸3-羟丁酯、甲基丙烯酸3-羟丁酯、丙烯酸4-羟丁酯和甲基丙烯酸4-羟丁酯；丙烯酸6-羟己酯；甲基丙烯酸6-羟己酯；丙烯酸3-羟基-2-乙基己酯；甲基丙烯酸3-羟基-2-乙基己酯；或其混合物。适用于本发明中的脲基官能(甲基)丙烯酸烷基酯可以是含有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基和环状脲基(即，咪唑烷-2-酮基团)的化合物。优选的脲基官能(甲基)丙烯酸烷基酯包括甲基丙烯酸脲基酯、丙烯酸脲基酯或其混合物。更优选的脲基官能(甲基)丙烯酸烷基酯包括：
或其混合物。第一和第二聚合物颗粒可以各自独立地包含以下作为聚合单元：分别基于第一或第二聚合物颗粒的重量，0.2重量％或更多、0.5重量％或更多或甚至1重量％或更多，并且同时，8重量％或更少、6重量％或更少或甚至5重量％或更少的带有至少一个官能团的烯系不饱和单体。
水性聚合物组合物中的第一和第二聚合物颗粒可以各自独立地进一步包含与上述单体不同的一种或多种附加非离子单烯系不饱和单体作为聚合单元。合适的附加非离子单烯系不饱和单体包括(甲基)丙烯酸C1-C24烷酯，如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸油基酯、(甲基)丙烯酸棕榈酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸十五烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯等；(甲基)丙烯腈，或其混合物。
第一和第二聚合物颗粒可以进一步包含以下作为聚合单元：其它合适的非离子单烯系不饱和单体，例如苯乙烯和经取代的苯乙烯，如α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯；乙烯、丙烯、1-癸烯；或其它乙烯基单体，如乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯和其它乙烯基酯、氯乙烯、偏氯乙烯或其混合物。第一聚合物颗粒中的优选的附加非离子单烯系不饱和单体是苯乙烯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、、丙烯酸丁酯或其混合物。第一聚合物颗粒可以包含以下作为聚合单元：基于第一聚合物颗粒的重量，0重量％至99.8重量％、50重量％至99重量％、70重量％至98重量％或80重量％至95重量％的附加非离子单烯系不饱和单体。第二聚合物颗粒中的优选的附加非离子单烯系不饱和单体是丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、苯乙烯或其混合物。第二聚合物颗粒可以包含以下作为聚合单元：基于第二聚合物颗粒的重量，0重量％至99.9重量％、50重量％至99重量％或70重量％至98重量％的附加非离子单烯系不饱和单体。
水性聚合物组合物中的第一和第二聚合物颗粒可以各自独立地进一步包含一种或多种单烯系不饱和单体作为聚合单元。适用于本发明中的单烯系不饱和单体可包括二、三、四-或更高的多官能烯系不饱和单体。合适的多烯系不饱和单体的实例包括丁二烯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯或其混合物。第一聚合物颗粒可以包含以下作为聚合单元：基于第一聚合物颗粒的重量，0至小于0.35重量％、小于0.3重量％或甚至小于0.2重量％的多烯系不饱和单体。在一个实施例中，第一聚合物颗粒基本上不含多烯系不饱和单体的聚合单元。第二聚合物颗粒可以包含以下作为聚合单元：基于第二聚合物颗粒的重量，0至0.35重量％的多烯系不饱和单体，0.01重量％至0.3重量％，或0.05重量％至0.2重量％。
水性聚合物组合物中的第一和第二聚合物颗粒可各自独立地进一步包含具有至少一个烷氧基硅烷官能团的一种或多种烯系不饱和单体作为聚合单元(下文称为“烷氧基硅烷官能烯系不饱和单体”)。适用于本发明中的这类烷氧基硅烷官能烯系不饱和单体可具有下式(II)：
其中R3、R4和R5各自独立地选自由烷氧基如C1-C8或C1-C4烷氧基和烷基如C1-C10或C1-C8烷基组成的组，条件是存在至少一个烷氧基；n是0至4或1至3的整数；Y是选自乙烯基、甲基丙烯酰氧基或其混合物的基团，优选甲基丙烯酰氧基。合适的烷氧基硅烷官能烯系不饱和单体的实例包括乙烯基三烷氧基硅烷，如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)-硅烷；烷基乙烯基二烷氧基硅烷，如乙烯基甲基二甲氧基硅烷；(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷，如(甲基)丙烯酰氧基乙基三甲氧基硅烷和(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；或其混合物。合适的市售的这类单体包括，例如，购自迈图高新材料公司(Momentive Performance Materials Inc.)的SILQUEST A-174γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和SILQUEST A-171乙烯基三甲氧基硅烷，或其混合物。第一和第二聚合物颗粒可各自独立地包含以下作为聚合单元：分别基于第一或第二聚合物颗粒的重量，0.01重量％至5重量％、0.05重量％至4重量％或0.1重量％至3重量％的烷氧基硅烷官能烯系不饱和单体。
分别构成第一或第二聚合物颗粒的聚合单元的上述单体的总重量浓度可以等于100％。在一个实施例中，第一聚合物颗粒包含以下作为聚合单元：基于第一聚合物颗粒的重量，0.1重量％至10重量％的环氧官能团单体，如甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯或其混合物；1重量％至5重量％的带有至少一个官能团的烯系不饱和单体；和85重量％至98.9重量％的附加非离子单烯系不饱和单体，如苯乙烯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或其混合物。
在另一个实施例中，第二聚合物颗粒包含以下作为聚合单元：基于第二聚合物颗粒的重量，1重量％至8重量％的带有至少一个官能团的烯系不饱和单体；90.8重量％至99重量％的附加非离子单烯系不饱和单体，如丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯或其混合物；0至1重量％的α,β-烯系不饱和羧酸，如甲基丙烯酸；和0至0.2重量％的多烯系不饱和单体如(甲基)丙烯酸烯丙酯。
可以选择上述作为聚合单元的单体的类型和含量以提供具有适合于不同应用的玻璃化转变温度(Tg)的第一或第二聚合物。第一聚合物颗粒的Tg可以是0℃或更高、5℃或更高、10℃或更高、15℃或更高或甚至20℃或更高，并且同时，50℃或更低、40℃或更低、35℃或更低或甚至30℃或更低。第二聚合物颗粒的Tg为0℃或更高、10℃或更高、20℃或更高或甚至25℃或更高，并且同时，50℃或更低、40℃或更低、35℃或更低、32℃或更低或甚至30℃或更低。
水性聚合物分散体中的第一聚合物颗粒的重均分子量可以为10,000至300,000、20,000至200,000或30,000至100,000。第二聚合物颗粒的重均分子量可以为50,000至400,000、80,000至350,000或100,000至300,000。本发明中的分子量可以通过凝胶凝胶渗透色谱法(GPC)用聚苯乙烯标准物测量。
本发明的水性聚合物组合物可以通过将上述适当重量比的精细模式的第一聚合物颗粒和大模式的第二聚合物颗粒混合或共混在一起来制备，以形成水性聚合物组合物。水性聚合物组合物也可以通过一锅法制备。“一锅法”在本文中是指聚合物颗粒的两种模式在相同的过程中合成，其可以是分批的、半连续的或连续的。
适用于本发明中的第一或第二聚合物颗粒可以通过上述单体的自由基聚合如悬浮聚合或乳液聚合来制备。乳液聚合为优选的方法。用于制备第一和第二聚合物颗粒的单体可以包括上述分别用于构成第一和第二聚合物颗粒的聚合单元的那些单体。用于制备第一聚合物和第二聚合物的单体的总重量浓度分别等于100％。每种单体的重量含量(基于用于制备第一聚合物颗粒的单体的总重量)可基本上与作为第一聚合物颗粒的聚合单元的这类单体的重量含量(基于第一聚合物颗粒的重量)相同。另外，每种单体的重量含量(基于用于制备第二聚合物颗粒的单体的总重量)可基本上与作为第二聚合物颗粒的聚合单元的这类单体的重量含量(基于第二聚合物颗粒的重量)相同。单体的混合物可以纯或于水中的乳液形式添加；或者分别在制备第一和第二聚合物颗粒的反应时间段内以一次或多次添加或以线性或非线性的方式连续添加。适合于乳液聚合方法的温度可是低于100℃、在30℃至98℃的范围内或在50℃到95℃的范围内。可以采用使用上述单体的多阶段自由基聚合，其顺序形成至少两个阶段，并且通常导致形成包含至少两种聚合物组合物的多阶段聚合物。在一些实施例中，第一聚合物颗粒通过多阶段乳液聚合法制备，优选在第二阶段中使用环氧官能团单体的两阶段乳液聚合。
在制备第一或第二聚合物颗粒的聚合方法中，可以使用自由基引发剂。乳液聚合方法可以是热引发的或氧化还原引发的乳液聚合。合适的自由基引发剂的实例包括过氧化氢、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢、过硫酸铵和/或碱金属过硫酸盐、过硼酸钠、过磷酸和其盐；高锰酸钾以及过二硫酸的铵盐或碱金属盐。基于单体的总重量，自由基引发剂的用量通常可为0.01重量％至3.0重量％。可在聚合方法中使用包含上述引发剂外加合适的还原剂的氧化还原体系。合适的还原剂的实例包括甲醛次硫酸氢钠、抗坏血酸、异抗坏血酸、含有硫的酸的碱金属盐和铵盐(如亚硫酸钠、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐、次硫酸盐、硫化物、硫氢化物或连二亚硫酸盐)、甲脒亚磺酸、丙酮亚硫酸氢盐、乙醇酸、羟甲基磺酸、乙醛酸水合物、乳酸、甘油酸、苹果酸、酒石酸以及前述酸的盐。铁、铜、锰、银、铂、钒、镍、铬、钯或钴的金属盐可用于催化氧化还原反应。可任选地使用所述金属的螯合剂。
在制备第一或第二聚合物颗粒的聚合方法中，可以使用表面活性剂。表面活性剂可在单体聚合之前或单体聚合期间或其组合添加。一部分表面活性剂也可在聚合之后添加。这些表面活性剂可包括阴离子和/或非离子乳化剂。合适的表面活性剂的实例包括烷基、芳基或烷芳基硫酸酯、磺酸酯或磷酸酯的碱金属或铵盐；烷基磺酸；磺基丁二酸盐；脂肪酸；烯系不饱和表面活性剂单体；以及乙氧基化醇或苯酚。在一些优选的实施例中，使用烷基、芳基或烷芳基硫酸酯的碱金属盐或铵盐的表面活性剂。基于用于制备第一或第二聚合物颗粒的总单体的重量，所用表面活性剂通常为0.1重量％至10重量％，优选0.2重量％至3重量％。
在制备第一或第二聚合物颗粒的聚合方法中，可以使用列车转移剂。合适的链转移剂的实例包括3-巯基丙酸、正十二烷基硫醇、3-巯基丙酸甲酯、3-巯基丙酸丁酯、苯硫酚、壬二酸烷基硫醇或其混合物。链转移剂可以以有效量被用于控制第一或第二聚合物颗粒的分子量。优选地，链转移剂用于制备第一聚合物颗粒。基于用于制备第一或第二聚合物颗粒的单体的总重量，链转移剂可以以0至2重量％、0.01重量％至1.5重量％或0.05重量％至1重量％的量使用。
在完成第一或第二聚合物颗粒的聚合之后，可以通过一种或多种碱作为中和剂将所得聚合物颗粒中和至pH值例如为至少5、6至10、或6.5至8.5。碱可以导致第一或第二聚合物颗粒的离子或潜在离子基团的部分或完全中和。合适的碱的实例包括氨；碱金属或碱土金属化合物，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化锌、氧化镁、碳酸钠；伯胺、仲胺和叔胺，如单乙胺、2-氨基-2甲基-1-丙醇、三乙胺、乙胺、丙胺、单异丙胺、单丁胺、己胺、乙醇胺、二乙胺、二甲胺、三丁胺、三乙醇胺、二甲氧基乙胺、2-乙氧基乙胺、3-乙氧基丙胺、二甲基乙醇胺、二异丙醇胺、吗啉、乙二胺、2-二乙氨基乙胺、2,3-二氨基丙烷、1,2-丙二胺、新戊二胺、二甲基氨基丙胺、六亚甲基二胺、4,9-二氧杂十二烷-1,12-二胺、聚乙烯亚胺或聚乙烯胺；氢氧化铝；或其混合物。
本发明的水性聚合物组合物可进一步包含水。基于水性聚合物组合物的总重量，水的浓度可为30重量％至90重量％、40重量％至80重量％或50重量％至70重量％。
本发明还涉及一种涂料组合物，其包含水性聚合物组合物。本发明的涂料组合物可进一步包含颜料和/或增量剂以形成着色涂料组合物(也称为“油漆配制物”)。如本文所用，术语“颜料”是指能够实质上有助于涂料的不透明性或遮盖能力的颗粒状无机材料。这类材料通常具有大于1.8的折射率，并且包括：二氧化钛(TiO2)、氧化锌、氧化铁、硫化锌、硫酸钡、碳酸钡及其混合物。在优选的实施例中，用于本发明中的颜料是TiO2。TiO2通常以两种晶体形式存在，即锐钛矿和金红石。合适的市售TiO2包括，例如购自康诺斯国际公司(Kronos Worldwide,Inc.)的KRONOS 2310、购自杜邦(特拉华州威明顿)DuPont(Wilmington,Del.)的Ti-Pure R-706、购自千禧无机化学(Millenium InorganicChemicals)的TiONA AT1或其混合物。TiO2也可以浓缩过的分散体形式获得。“增量剂”是折射率小于或等于1.8并且大于1.3的颗粒状无机材料。合适的增量剂的实例包括碳酸钙、粘土、硫酸钙、硅铝酸盐、硅酸盐、沸石、云母、硅藻土、固体或中空玻璃、瓷珠、霞石正长岩、长石、硅藻土、煅烧硅藻土、滑石(水合硅酸镁)、二氧化硅、氧化铝、高岭土、叶蜡石、珍珠岩、重晶石、硅灰石、固体或中空聚合颗粒如购自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的ROPAQUETMUltra E不透明聚合物(ROPAQUE是陶氏化学公司的商标)或其混合物。
本发明的涂料组合物的颜料体积浓度(PVC)可以为18％至60％、20％至55％或25％至50％。涂料组合物的PVC可通过以下等式确定：
本发明的涂料组合物可以进一步包含一种或多种消泡剂。本文中的“消泡剂”是指减少且阻碍泡沫形成的化学添加剂。消泡剂可为基于硅酮的消泡剂、基于矿物油的消泡剂、基于环氧乙烷/环氧丙烷的消泡剂、聚丙烯酸烷基酯或其混合物。合适的市售消泡剂包括例如购自迪高公司(TEGO)的TEGO Airex 902 W和TEGO Foamex 1488聚醚硅氧烷共聚物乳液、购自毕克公司(BYK)的BYK-024硅酮消泡剂或其混合物。基于涂料组合物的总重量，消泡剂的浓度通常可以为0至1重量％、0.01重量％至0.8重量％或0.05重量％至0.5重量％。
本发明的涂料组合物可以进一步包含一种或多种增稠剂。增稠剂可包括聚乙烯醇(PVA)、粘土材料、酸衍生物、酸共聚物、氨基甲酸酯相关增稠剂(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。合适的增稠剂的实例包括碱可溶胀乳液(ASE)，如经钠或铵中和的丙烯酸聚合物；疏水改性的碱可溶胀乳液(HASE)，如疏水改性的丙烯酸共聚物；相关增稠剂，如疏水改性的乙氧基化氨基甲酸酯(HEUR)；以及纤维素增稠剂，如甲基纤维素醚、羟甲基纤维素(HMC)、羟乙基纤维素(HEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(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-羟乙基乙基纤维素和2-羟丙基纤维素。优选地，增稠剂是疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)。基于涂料组合物的总重量，增稠剂的浓度通常可以为0至5重量％、0.05重量％至2重量％或0.1重量％至1重量％。
本发明的涂料组合物可以进一步包含一种或多种湿润剂。本文中的“湿润剂”是指降低涂料组合物的表面张力，使得涂料组合物更容易地扩散通过或渗透衬底表面的化学添加剂。湿润剂可是阴离子、两性离子或非离子的聚羧酸酯。合适的市售湿润剂包括例如购自空气产品(Air Products)的基于乙炔二醇的SURFYNOL 10非离子湿润剂、购自毕克公司的BYK-346和BYK-349聚醚改性的硅氧烷或其混合物。基于涂料组合物的总重量，湿润剂的浓度可以是0至5重量％、0.01重量％至2重量％或0.2重量％至1重量％。
本发明的涂料组合物可以进一步包含一种或多种聚结剂。本文中的“聚结剂”是指在环境条件下使聚合物颗粒融合成连续膜的缓慢蒸发溶剂。合适的聚结剂的实例包括2-正丁氧基乙醇、二丙二醇正丁醚、丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单己醚、三乙二醇单丁醚、二丙二醇正丙醚、正丁醚或其混合物。优选的聚结剂包括二丙二醇正丁醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、正丁醚或其混合物。基于涂料组合物的总重量，聚结剂的浓度可以是0至10重量％、0.01重量％至9重量％或1重量％至8重量％。
本发明的涂料组合物可以进一步包含一种或多种分散剂。合适的分散剂包括，例如，阴离子聚电解质分散剂，如共聚马来酸、包括共聚丙烯酸的共聚物、包括共聚甲基丙烯酸的共聚物等；含有羧酸的分子的如酒石酸、琥珀酸和柠檬酸；或其混合物。基于涂料组合物的总重量，消泡剂的浓度通常可以为0至2.0重量％、0.05重量％至1.5重量％或0.1重量％至1.0重量％。
除上述的组分以外，本发明的涂料组合物可以进一步包含以下添加剂中的任一种或组合：缓冲剂、中和剂、保湿剂、防霉剂、杀生物剂、防结皮剂、着色剂、流动剂、抗氧化剂、塑化剂、调平剂、触变剂、助粘剂以及研磨媒剂。当存在时，基于涂料组合物的总重量，这些添加剂可以0.001重量％至10重量％或0.01重量％至2重量％的组合量存在。
本发明的涂料组合物可以进一步包含水。基于涂料组合物的总重量，水的浓度可为30重量％至90重量％、40重量％至80重量％或50重量％至70重量％。
本发明的涂料组合物可以通过混合水性聚合物组合物与其它任选组分，例如，如上描述的颜料和/或增量剂来制备。涂料组合物中的组分可按任何次序混合以提供本发明的涂料组合物。上述任选的组分中的任一种也可以在混合期间或之前添加到组合物中以形成涂料组合物。当涂料组合物包括颜料和/或增量剂时，颜料和/或增量剂优选与分散剂混合，以形成颜料和/或增量剂的浆液。
涂料组合物，特别是着色涂料组合物，可以在50℃下稳定持续至少10天，如由ΔKU为10所指示，根据下文实例部分中描述的测试方法。本发明的涂料组合物可以提供由其制成的具有改进的抗风化性的涂料。“改进的抗风化性”或“良好的抗风化性”是指在144小时碱性溶液处理后，涂层的风化评分为45％或更高、50％或更高或甚至55％或更高，根据下为实例部分中描述的JG/T210-2007方法。涂层还可表现出良好的耐候性，如由在600小时QUV测试后1.5或更低、1.2或更低或甚至1.0或更低的Δb值所指示，，根据下文实例部分描述中的测试方法。
本发明还涉及使用本发明的涂料组合物的方法可以包含以下：将涂料组合物涂覆于衬底，并且干燥或使涂覆的涂料组合物干燥。使用涂料组合物的方法不需要在涂覆本发明的涂料组合物之前将底漆涂覆于衬底。
本发明还提供了制备涂层的方法。方法可以包含：形成本发明的涂料组合物，将涂料组合物涂覆于衬底，并且干燥或使涂覆的涂料组合物干燥以形成涂层。
本发明还涉及改进涂层的抗风化性的方法。方法可包含(i)提供本发明的涂料组合物，(ii)将涂料组合物涂覆于衬底；以及(iii)干燥或使涂料组合物干燥以获得涂层，其中涂层具有如上定义的改进的抗风化性。
本发明的涂料组合物可涂覆于并粘附于各种衬底。合适的衬底的实例包括木材、金属、塑料、泡沫、石头、弹性衬底、玻璃、织品、混凝土或水泥衬底。优选包含颜料的涂料组合物适合于各种应用，如海洋和防护涂料、汽车涂料、交通漆、外墙外保温装饰系统(EIFS)、屋面胶泥、木材涂料、卷材涂料、塑料涂料、粉末涂料、罐头涂料、建筑涂料和土木工程涂料。涂料组合物特别适合于建筑涂料。涂料组合物可以涂覆于衬底而不需要涂覆底漆，也就是说，涂料组合物提供底漆和面漆的两种功能。在一个实施例中，将涂料组合物直接涂覆于衬底，使得涂料与衬底的至少一部分接触。在另一个实施例中，经涂布衬底包含多层涂料体系，所述涂料体系由两个或更多个由涂料组合物制成的层组成。
本发明的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涂覆于衬底。水性组合物优选通过喷涂来涂覆。可以使用标准喷涂技术和喷涂设备，如空气雾化喷涂、空气喷涂、无空气喷涂、高体积低压喷涂和静电喷涂如静电钟形件涂覆，以及人工或自动化方法。在将本发明的涂料组合物涂覆于衬底后，可以在室温(20-25℃)下或在高温，例如35℃至60℃下干燥涂料组合物或使其干燥以形成膜(也就是，涂层)。涂料组合物可以直接涂覆于衬底而不需要涂覆底漆。
实例
现在将在以下实例中描述本发明的一些实施例，其中除非另外说明，否则所有份数和百分比均以重量计。
用于制备水性聚合物组合物的材料如下，
丙烯酸2-乙基己酯(“EHA”)、甲基丙烯酸(“MAA”)、苯乙烯(“ST”)、丙烯酸丁酯(“BA”)和甲基丙烯酸甲酯(“MMA”)均购自国药集团(中国)(Sinoreagent Group(China))。
丙烯酰胺(“AM”)、苯乙烯磺酸钠(“SSS”)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(“GMA”)、正十二烷硫醇(“n-DDM”)、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)、乙二胺四乙酸(“EDTA”)、叔丁基氢过氧化物(“t-BHP”)、异抗坏血酸(“IAA”)、甲基丙烯酸烯丙酯(“ALMA”)、氨过硫酸盐(“APS”)、过硫酸钠(“SPS”)和氢氧化钠都购自上海化学试剂有限公司(Shanghai Chemical ReagentCo.Ltd.)。
甲基丙烯酰氧基乙基亚乙基脲(“MEUA”)购自陶氏化学公司。
购自迈图公司(Momentive Company)的SILQUESTA-171硅烷(“A-171”)是乙烯基三甲氧基硅烷。
BRUGGOLITE FF6(“FF6”)还原剂购自布吕格曼化学(Bruggemann Chemical)。
DISPONIL FES 32阴离子表面活性剂(“FES-32”)购自科宁(Cognis)。
RHODACAL DS-4表面活性剂(“DS-4”)购自苏威(Solvay)。
用于制备涂料组合物的材料如下列出，
购自亚什兰亚跨龙公司(Ashland Aqualon Company)的NATROSOL 250 HBR水溶性羟乙基纤维素用作增稠剂。
购自国药集团化学试剂有限公司(Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd.)的丙二醇用作共溶剂。
购自诺普科化工有限公司(Nopco Chemicals Co.Ltd.)的NOPCO NXZ是非离子硅油并且用作消泡剂。
TI-PURETM R-706二氧化钛购自E.I.du Pont de Nemours and Company。
购自光复建材集团(中国)(Guangfu Building Materials Group(China))的CC-700是碳酸钙并且用作增量剂。
购自伊士曼(Eastman)的TEXANOL酯醇是三甲基戊二醇异丁酸酯并用作聚结剂。
购自布莱克化学有限公司(Blackburn Chemical Limited)的DISPELAIR CF256消泡剂是改性的硅酮的乳液。
购自辽宁海城李骆学滑石有限公司(Liaoning Haicheng Liluoxue TALCLimited Company)的Talc AT-1是水合硅酸镁并且用作颜料。
购自陶氏化学公司的ACRYSOLTM RM-2020NPR增稠剂是非离子疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯(HEUR)(ACRYSOL是陶氏化学公司的商标)。
购自陶氏化学公司的ACRYSOL RM-8W增稠剂是非离子氨基甲酸酯型增稠剂。
AMP-95TM中和剂(2-甲基-2-氨基丙醇)、OROTANTM 1288多酸分散剂、TERGITOLTM15-S-40非离子表面活性剂、TRITONTMEF-106(“EF-106”)非离子表面活性剂、TAMOLTM731A分散剂(疏水性共聚物)、KATHONTMLXE杀生物剂(防腐剂)、ROCIMATM362N防腐剂和ROPAQUE UltraE不透明聚合物都购自陶氏化学公司(AMP-95、OROTAN、TERGITOL、TRITON、TAMOL、KATHON、ROCIMA是陶氏化学公司的商标)。
在实例中使用以下标准分析设备和方法。
粒度测量
聚合物分散体的粒度通过使用Brookhaven BI-90或90Plus粒度仪来测量，所述粒度仪采用光子相关光谱法的技术(样品颗粒的光散射)。此方法涉及在20ml的0.01M的NaCl溶液中稀释2滴的待测试聚合物分散体，并进一步在样品试管中稀释所得混合物以实现所需的计数率(K)(例如，对于在10-300nm范围内的直径，K范围为250至500计数/秒，而对于在300-500nm范围内的直径，K范围为100至250计数/秒)。然后测量聚合物分散体的粒度并报告为强度的平均直径。
GPC分析
乳液聚合物样品的分子量通过GPC分析使用Agilent 1200测量。将样品溶解在浓度为2mg/mL的四氢呋喃(THF)/甲酸(FA)(5％)中，并且然后在进行GPC分析之前通过0.45μm聚四氟乙烯(PTFE)过滤器进行过滤。GPC分析使用以下条件进行：
柱：串联的一个PLgel GUARD柱(10μm，50x 7.5mm)、一个Mixed B柱(7.8x 300mm)，柱温：40℃；流动相：THF/FA(5％)；流速：1.0毫升/分钟；注射体积：100μL；检测器：Agilent折射率检测器，40℃；和校准曲线：PL聚苯乙烯窄标准物，分子量范围为2329000至580g/mol，使用多项式3适应度。
抗风化性测试
根据由中华人民共和国建筑行业授权JG/T 210-2007方法评估涂层的抗风化性。
对于油漆配制物，将一层(湿膜厚度：80μm)待评估的油漆配制物用刷子涂覆在面板(纤维强化中密度水泥平板，尺寸)的一侧上。对于透明涂料组合物，用刷子将透明涂料组合物涂覆在面板(与上述相同的类型)的一侧上以形成两个涂层(湿膜厚度：每个涂层80μm)。
使获得的测试板在恒温室(CTR，23±2℃和50％相对湿度(RH))中干燥6天。在第6天在CTR中，用刷子将0.5g的铁蓝溶液(铁蓝：2％聚乙烯醇(PVA)＝1:4(重量/重量))涂覆在面板的表面上，并且允许在CTR中再干燥一天。然后，将测试板放置在含有碱性溶液(于水中的2％NaOH溶液)的容器中，使得面板的未涂布侧浸入碱性溶液中并且经涂布侧不与碱性溶液接触。曝光144小时后，从容器中取出面板，允许在CTR中干燥24小时，并且通过肉眼观察经涂布侧的颜色变化。经涂布侧上的区域显示，没有测量到颜色变化。抗风化性被报告为通过没有颜色变化的面积与经涂布侧的总面积的百分比确定的风化评分。评分越高，抗风化性越好。风化评分为45％或更高是可接受的。
耐侯性
通过QUV测试评估油漆的耐候性。通过(来自辛公司(Sheen Company)的Micromatch plus模型)比色计测量在QUV曝光600小时之前和之后的定的L*、a*、b*(CIELAB)的值。b*(QUV曝光前)和b*(QUV曝光后)之间的差值被定义为Δb，指示QUV测试后的油漆的颜色变化。
将蓝色着色剂(油漆配制物的4重量)添加到油漆配制物中。然后将获得的着色油漆配制物涂在QUV面板的衬底上，厚度为150μm。然后将获得的面板在室温下固化7天，并且然后测量面板的b*值(QUV曝光前)。此后，将面板放在QUV设备(Q实验室总部和工具部门(Q-Lab Headquarters&Instruments Division)UVA灯泡，波长为340nm)中持续600小时。将面板从QUV设备中取出并使其干燥18小时，并且然后测量QUV曝光后的b*值。Δb值越低，耐候性越好。Δb值为1.5或更小意味着良好的耐候性。否则，Δb值大于1.5表示差的耐候性。
热老化稳定性
根据ASTM D562方法，使用Stormer粘度计测试涂料组合物的粘度。在制备了涂料组合物后，在室温下测试涂料组合物的初始中等剪切粘度，初始克雷布斯单位(KU)，然后涂料组合物在室温下平衡过夜。然后将涂料组合物放在50℃烘箱中持续10天。然后测试保存后的涂料组合物的粘度并记录为最终KU。初始KU与最终KU之间的差值被定义为粘度变化，改变ΔKU。ΔKU值越小，热老化稳定性越好。示出ΔKU为10KU或更小的涂料组合物被认为是合格。否则，如果ΔKU大于10KU，则涂料组合物未通过热老化稳定性测试。
分散体A1的合成
首先，通过混合393.84克(g)的去离子(DI)水、363.14g EHA、597.37g ST、30.60gMAA、216.45g MMA、3.62g n-DDM和7.65g Fes-32表面活性剂来制备单体混合物。
其次，在装有回流冷凝器和搅拌器的1加仑容器中，以130RPM的搅拌速率添加1335.62g去离子水。同时反应容器的温度升温至90℃。然后将61.20gFes-32表面活性剂引入反应容器中。
再次，将41.22g单体混合物、由2.40g Na2CO3和27.40g去离子水组成的缓冲溶液和由4.31g APS和27.40g去离子水组成的引发剂溶液注入反应容器中。将反应混合物保持在80至90℃的温度下5分钟。此后，将剩余的单体混合物在120分钟的时间内添加到反应容器中。在50％的单体混合物添加到反应容器中时，然后将1.86g A-171添加到单体混合物中。在添加单体混合物期间，在120分钟的时间内将另一份由2.46g APS和136.99g去离子水组成的引发剂溶液共同进料到反应容器中。将反应温度保持在87至89℃之间的某处。在上述混合步骤完成后，使反应容器冷却。在将反应容器中的内容物冷却至室温时，当温度降至70℃时，将由0.0113g硫酸亚铁、0.0113g EDTA和6.78g去离子水组成的初始还原剂溶液、由1.81g IAA和41.10g去离子水组成的第二还原剂溶液以及由3.45g t-BHP和37.67g去离子水组成的引发剂溶液注入反应容器中。最后，向所得分散体中添加可调量的氨溶液，以在温度达到50℃时将pH保持在7.5和8.5之间。然后获得分散A1。
分散体A2的合成
首先，通过混合275.69g去离子水、25.70g AM、3.73g SSS、254.20g EHA、308.43gST、241.86g MMA、7.24g n-DDM和10.89g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物1#(ME1)。并且通过混合118.15g去离子水、11.02g AM、108.94g EHA、101.68g ST、86.98gMMA、54.25g GMA和4.68g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物2#(ME2)。
其次，在装有回流冷凝器和搅拌器的1加仑容器中，以130RPM的搅拌速率添加1335.62g去离子水。同时反应容器的温度升温至90℃。然后将62.23gFES-32表面活性剂引入反应容器中。
再次，将41.22g ME1和由4.31g APS和27.40g去离子水组成的引发剂溶液注入反应容器中。将反应混合物保持在80至90℃的温度下5分钟。此后，在84分钟的时间内将剩余的ME1添加到反应容器中。在将71.4％的ME1添加到反应容器中时，将23.58g的MEUA和1.74g的A-171添加到ME1中。在完成ME1的进料后，在36分钟的时间内将ME2添加到反应容器中。在添加ME1和ME2期间，在120分钟的时间内将另一份由2.46g APS和86.99g去离子水组成的引发剂溶液共同进料到反应容器中。反应温度保持在86至88℃之间的某处。上述混合步骤完成后，上反应容器冷却。在将反应容器中的内容物冷却至室温时，当温度降至70℃时，将由0.0113g硫酸亚铁、0.0113g EDTA和6.78g去离子水组成的初始还原剂溶液、由2.00g FF6和41.10g去离子水组成的第二还原剂溶液以及由3.45g t-BHP和37.67g去离子水组成的引发剂溶液注入反应容器中。最后，向所得分散体中添加可调量的NaOH溶液，以在温度达到50℃时将pH保持在7.0和8.0之间。因此，获得分散体A2。如通过GPC测量，分散体A2中的聚合物的重均分子量为55,385。
分散体A3的合成
基于上述制备分散体A2的程序制备分散体A3，不同之处在于使用的单体组合物和表面活性剂如下所述。
首先，通过混合275.69g去离子水、25.70g AM、3.73g SSS、372.83g EHA、249.12gST、182.66g MMA、7.24g n-DDM和25.70g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物1#(ME1)。并且通过混合118.15g去离子水、11.02g AM、159.78g EHA、76.26g ST、61.61g MMA、54.25g GMA和11.71g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物2#(ME2)。
其次，在装有回流冷凝器和搅拌器的1加仑容器中，以130RPM的搅拌速率添加1350g去离子水。同时反应容器的温度升温至90℃。然后将23.43gFES-32表面活性剂引入反应容器中。
再次，下面的步骤与制备分散体A2基本相同。
分散体A4的合成
基于上述用于制备分散体A2的程序制备分散A4，不同之处在于添加表面活性剂如下：
首先，通过混合275.69g去离子水、25.70g AM、3.73g SSS、254.20g EHA、308.43gST、241.86g MMA、7.24g n-DDM和10.89g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物1#(ME1)。并且通过混合118.15g去离子水、11.02g AM、108.94g EHA、101.68g ST、86.98gMMA、54.25g GMA和4.68g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物2#(ME2)。
其次，在装有回流冷凝器和搅拌器的1加仑容器中，以130RPM的搅拌速率添加1335.62g去离子水。同时反应容器的温度升温至90℃。然后将7.71gFES-32表面活性剂引入反应容器中。
再次，下面的步骤与制备分散体A2基本相同。
分散体A5的合成
基于上述制备分散体A2的程序制备分散体A5，不同之处在于单体组合物和表面活性剂如下，
首先，通过混合275.69g去离子水、25.70g AM、3.73g SSS、372.83g EHA、249.12gST、182.66g MMA、7.24g n-DDM和30.06g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物1#(ME1)。并且通过混合118.15g去离子水、11.02g AM、159.78g EHA、76.26g ST、61.61g MMA、54.25g GMA和12.88g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物2#(ME2)。
其次，在装有回流冷凝器和搅拌器的1加仑容器中，以130RPM的搅拌速率添加1350g去离子水。同时反应容器的温度升温至90℃。然后将7.71g FES-32表面活性剂引入反应容器中。
再次，步骤与制备分散A2基本相同。
分散体A6的合成
基于上述制备分散体A2的程序制备分散体A6，不同之处在于单体组合物和表面活性剂如下，
首先，通过混合275.69g去离子水、25.70g AM、3.73g SSS、313.52g EHA、278.78gST、212.26g MMA、7.24g n-DDM和27.33g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物1#(ME1)。并且通过混合118.15g去离子水、11.02g AM、134.36g EHA、88.97g ST、74.29g MMA、54.25g GMA和11.71g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物2#(ME2)。
其次，在装有回流冷凝器和搅拌器的1加仑容器中，以130RPM的搅拌速率添加1100g去离子水。同时反应容器的温度升温至90℃。然后将6.25g FES-32表面活性剂引入反应容器中。
再次，步骤与制备分散A2基本相同。
分散体A7的合成
基于上述制备分散体A2的程序制备分散体A7，不同之处在于添加表面活性剂如下，
首先，通过混合275.69g去离子水、25.70g AM、3.73g SSS、254.20g EHA、308.43gST、241.86g MMA、7.24g n-DDM和24.30g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物1#(ME1)。去通过混合118.15g去离子水、11.02g AM、108.94g EHA、101.68g ST、86.98g MMA、54.25g GMA和10.44g FES-32表面活性剂(31％)来制备单体混合物2#(ME2)。
其次，在装有回流冷凝器和搅拌器的1加仑容器中，以130RPM的搅拌速率添加1050g去离子水。同时反应容器的温度升温至90℃。然后将3.86g FES-32表面活性剂引入反应容器中。
再次，下面的步骤与制备分散A2基本相同。
分散体B1的合成
首先，通过混合414.88g去离子水、49.03g AM、549.97g BA、7.66g MAA、907.52gMMA和51.11g DS-4(22.5％)表面活性剂来制备单体混合物。
其次，在装有回流冷凝器和搅拌器的1加仑容器中，以130RPM的搅拌速率添加763.34g去离子水。同时反应容器的温度升温至88℃。然后将8.89g DS-4(22.5％)表面活性剂引入反应容器中。
再次，将71.98g单体混合物和由7.82g SPS和33.30g去离子水组成的引发剂溶液注入反应容器中。将反应混合物保持在80至90℃的温度下5分钟。此后，在65分钟的时间内将剩余的单体混合物添加到反应容器中。在将50％的单体混合物添加到反应容器中时，将1.90g ALMA添加到单体混合物中。在添加单体混合物期间，在65分钟的时间内将另一份由1.56g SPS和30.67g去离子水组成的引发剂溶液共同进料到反应容器中。反应温度保持在87至89℃之间的某处。在完成上述混合步骤后，使反应容器冷却。在将反应容器中的内容物冷却至室温时，当温度降至70℃时，将由0.0056g硫酸亚铁和1.33g去离子水组成的初始还原剂溶液、由0.98g IAA和22.00g去离子水组成的第二还原剂溶液以及由0.91g t-BHP和15.33g去离子水组成的引发剂溶液注入反应容器中。然后将由23.43g TERGITOL 15-S-40和10.67g去离子水组成的后添加溶液添加到反应容器。最后，向所得分散体中添加可调量的NaOH溶液，以在温度达到50℃时将pH保持在7.0和8.0之间。因此，获得分散体B1。
分散体B2的合成
基于上述制备分散体B1的程序制备分散体B2，不同之处在于添加表面活性剂如下，
首先，通过混合414.88g去离子水、49.03g AM、549.97g BA、7.66g MAA、907.52gMMA和43.79g DS-4(22.5％)表面活性剂来制备单体混合物。
其次，在装有回流冷凝器和搅拌器的1加仑容器中，以130RPM的搅拌速率添加763.34g去离子水。同时反应容器的温度升温至88℃。然后将16.17g的DS-4(22.5％)表面活性剂引入反应容器中。
再次，下面的步骤与制备分散体B1基本相同。如通过GPC测量，所得分散体B2中的聚合物的重均分子量为149,820。
分散体B3的合成
基于上述制备分散体B1的程序制备分散体B3，不同之处在于单体组合物如下，
首先，通过混合414.88g去离子水、15.32g AM、549.97g BA、22.98g MAA、907.52gMMA和51.11g DS-4表面活性剂来制备单体混合物。
其次，下面的步骤与制备分散体B1基本相同。
分散体C的合成
制备分散体C基本上与US2008/0118748A1的实例C2,2相同。将478g去离子水装入装有搅拌和温度控制的5升玻璃反应器中。通过混合30.67g 22.5％十二烷基苯磺酸钠水溶液、343.7g去离子水、2196.30g BA和33.40g AA形成单体预乳液。将反应器内容物加热到90℃并且将34.80g重均粒径为100nm的45％固体胶乳、于48g去离子水中的10g过硫酸铵和于31g去离子水中的1g碳酸钠添加到反应器中。然后在3小时内将单体预乳液和于238.7g去离子水中的3.7g过硫酸铵的单独进料添加反应器中，同时保持反应器内容物在85℃。当将45％的单体预乳液添加到反应器时，向反应器添加80.9g重均粒径为80nm的27.8％固体胶乳。在将单体预乳液添加到反应器完成时，将0.008g硫酸亚铁七水合物和于13g去离子水中的0.008g EDTA添加到反应器，将反应器内容物逐渐冷却，并且通过逐渐添加4.2g于48g去离子水中的70％叔丁基过氧化氢水溶液和2.3g于58g去离子水中的甲醛次硫酸钠来减少未聚合的单体。然后添加8.7g于3g去离子水中的28％氨水以提高乳液的pH。最终乳液的固体含量约为61.8％。
上述制备的所有分散体的特性在表1中给出。
表1分散体的特性
分散体 T<sub>g</sub>，℃ pH 固体，％ 粒径(“PS”)，nm
分散体A1 40.4 35.52 62
分散体A2 39.3 7.5 35.78 58
分散体A3 18.6 7.83 36.88 76
分散体A4 39.3 7.17 39.68 103
分散体A5 18.6 7.29 40.06 120
分散体A6 29.3 7.27 39.47 125
分散体A7 39.3 7.53 40.08 145
分散体B1 39 7.60 49.00 135
分散体B2 39 7.73 49.61 114
分散体B3 39 8.22 49.58 217
分散体C -42.68 7.32 61.67 69/406
实例(Ex)1油漆配制物
实例1的油漆配制物如下制备，
使用高速Cowles分散器混合包括以下的成分以形成研磨物：57.86g去离子水、0.73g NATROSOL 250 HBR、5.47g丙二醇、0.40g氨水(28％)、2.92g TAMOL 731A、0.73g EF-106、0.55g DISPELAIR CF256、0.93g KATHON LXE、18.23g Ti-Pure R-706、54.68g CC-700和36.45g Talc AT-1。
然后将240.9g通过以50:50(分散A2/分散B1)的重量比混合分散体A2和分散体B1形成的粘结剂添加到研磨物中。然后，将8.43g的TEXANOL添加到所得混合物中。将DISPELAIR CF-256(0.69g)、ACRYSOL RM-2020 NPR(2.5g)和去离子水(10g)进一步添加到混合物中，并使用常规的实验室混合器混合30分钟。实例1的所得油漆配制物具有30％PVC和35％体积固体。
实例2油漆配制物
根据上述制备实例1的油漆配制物的相同程序制备实例2的油漆配制物，不同之处在于在实例2中使用的粘结剂是255.4g的重量比为75:25(分散体A2/分散体B1)的分散体A2和分散体B1的混合物。
实例3油漆配制物
实例3的油漆配制物如下制备，
使用高速Cowles分散器混合包括以下的成分以形成研磨物：75.80g去离子水、0.95g NATROSOL 250 HBR、0.95g AMP-95、7.11g丙二醇、0.47g NOPCO NXZ、1.19g EF-106、3.32g Rocima 362N、3.32g TAMOL 731A、0.47g KATHON LXE、75.87g Ti-Pure R-706和85.35g CC-700。
然后，将228.20g通过以50:50的重量比(分散体A3/分散体B1)混合分散体A3和分散体B1形成的粘结剂添加到研磨物中。然后，将8.35g的TEXANOL添加到所得混合物中。将ROPAQUE Ultra E(12.24g)、NOPCO NXZ(0.73g)、ACRYSOL RM-8W(1.63g)、ACRYSOL RM-2020NPR(4.98g)和去离子水(13.00g)进一步添加到混合物中，并使用常规实验室混合器混合30分钟。实例3的所得油漆配制物具有40％PVC和35％体积固体。
实例4油漆配制物
根据上述制备实例3的油漆配制物的相同程序制备实例4的油漆配制物，不同之处在于在实例4中使用的粘结剂是219.0g的重量比为50:50(分散体A4/分散体B1)的分散体A4和分散体B1的混合物。
实例5油漆配制物
根据上述制备实例3的油漆配制物的相同程序制备实例5的油漆配制物，不同之处在于在实例5中使用的粘结剂是217.9g的重量比为50:50(分散体A5/分散体B1)的分散体A5和分散体B1的混合物。
实例6透明涂料组合物
通过将水性聚合物组合物稀释成10％固体来制备实例6的透明涂料组合物，其中通过将1,000g分散体A2和730.2g分散体B1混合在一起来制备水性聚合物组合物。
实例7透明涂料组合物
通过将水性聚合物组合物稀释成10％固体来制备实例7的透明涂料组合物，其中通过将1,000g分散体A2和243.4g分散体B1混合在一起来制备水性聚合物组合物。
比较例(Comp Ex)1油漆配制物
根据上述制备实例1的油漆配制物的相同程序制备比较例1的油漆配制物，不同之处在于在比较例1中使用的粘结剂是283.0g的分散体A1。
比较例2油漆配制物
根据上述制备实例1的油漆配制物的相同程序制备比较例2的油漆配制物，不同之处在于在比较例2中使用的粘结剂是281.0g分散体A2。
比较例3油漆配制物
根据上述制备实例1的油漆配制物的相同程序制备比较例3的油漆配制物，不同之处在于在比较例3中使用的粘结剂是205.0g分散体B1。
比较例4油漆配制物
根据上述制备实例1的油漆配制物的相同程序制备比较例4的油漆配制物，不同之处在于在比较例4中使用的粘结剂是224.3g重量比为25:75(分散体A2/分散体B1)的分散体A2和分散体B1的混合物。
比较例5油漆配制物
根据上述制备实例1的油漆配制物的相同程序制备比较例5的油漆配制物，不同之处在于在比较例5中使用的粘结剂是228.5g重量比为30:70(分散体A2/分散体B1)的分散体A2和分散体B1的混合物。
比较例6油漆配制物
根据上述制备实例3的油漆配制物的相同程序制备比较例6的油漆配制物，不同之处在于在比较例6中使用的粘结剂是200.0g分散体B1。
比较例7油漆配制物
根据上述制备实例3的油漆配制物的相同程序制备比较例7的油漆配制物，不同之处在于在比较例7中使用的粘结剂是224.1g重量比为50:50(分散体A6/分散体B1)的分散体A6和分散体B1的混合物。
比较例8油漆配制物
根据上述制备实例3的油漆配制物的相同程序制备比较例8的油漆配制物，不同之处在于在比较例8中使用的粘结剂是222.3g重量比为50:50(分散体A7/分散体B1)的分散体A7和分散体B1的混合物。
比较例9油漆配制物
根据上述制备实例3的油漆配制物的相同程序制备比较例9的油漆配制物，不同之处在于在比较例9中使用的粘结剂是232.9g重量比为50:50(分散体A3/分散体B2)的分散体A3和分散体B2的混合物。
比较例10油漆配制物
根据上述制备实例3的油漆配制物的相同程序制备比较例10的油漆配制物，不同之处在于在比较例10中使用的粘结剂是232.1g重量比为50:50(分散体A3/分散体B3)的分散体A3和分散体B3的混合物。
比较例11油漆配制物
根据上述制备实例3的油漆配制物的相同程序制备比较例11的油漆配制物，不同之处在于在比较例11中使用的粘结剂是158.0g分散体C。
比较例12透明涂料组合物
通过将分散体B1稀释成10％固体来制备比较例12的透明涂料组合物。
根据上述测试方法评估上面获得的油漆配制物和透明涂料组合物。表2给出了具有30％PVC的油漆形成的特性。分散体A1和分散体A2的粒度分别为62nm和58nm。如表2所示，包含分散体A1或分散体A2的油漆配制物均表现出差的热老化稳定性。包含纯分散体B1(比较例3)和25:75(比较例4)或30:70(比较例5)的分散体A2/分散体B1共混物的油漆配制物均显示出差的抗风化性，如风化评分分别为37％、33％和40％所指示。在引入重量比为50:50的分散体A2/分散体B1的混合物后，实例1的油漆配制物的风化评分增加至70％。其中分散体A2和分散体B的重量比为75:25的实例2的油漆形成显示出甚至更好的抗风化性，如风化评分为80％所指示。
表2油漆配制物(PVC：30％)
样品 粘结剂(重量比) 风化(％) 热老化稳定性
比较例1 分散体A1 50 不合格
比较例2 分散体A2 90 不合格
比较例3 分散体B1 37 合格
比较例4 分散体A2/分散体B1共混物(25/75) 33 合格
比较例5 分散A2/分散B1混合物(30/70) 40 合格
实例1 分散体A2/分散体B1共混物(50/50) 70 合格
实例2 分散体A2/分散体B1共混物(75/25) 80 合格
表3中给出了具有40％PVC的油漆形成的特性。对于含有两种类型分散体的油漆配制物，两种分散体的重量比均为50:50。包含分散体B1与分散体A3、A4或A5的共混物的油漆配制物都显示出在热老化之后具有良好的稳定性(实例3、4和5)。此外，由实例3、4和5制备的油漆均提供良好的抗风化性，如风化评分分别为55％、60％和55％所指示。相反，包含分散体B1的油漆显示风化评分仅为5％(比较例6)。此外，分别包含分散体A6(PS＝125nm)和分散体A7(PS＝145nm)的比较例7和8的油漆配制物显示出比实例3、4和5差的更强的抗风化性。此外，包含具有小聚合物颗粒(PS＝114nm)的分散体B2的比较例9的油漆配制物未能通过热老化稳定性测试。包含具有高酸水平(1.5％)的聚合物颗粒的分散体B3的比较例10的油漆配制物提供具有不可接受的风化性能(评分：20％)和差的热老化后稳定性的油漆。包含分散体C(聚合物Tg：-42.68℃)的比较例11的油漆配制物显示出差的热老化后稳定性。
表3油漆配制物(PVC：40％)
样品 粘结剂(重量比) 风化(％) 热老化稳定性
比较例6 分散体B1 5 合格
实例3 分散体A3/分散体B1(50/50) 55 合格
实例4 分散体A4/分散体B1(50/50) 60 合格
实例5 分散体A5/分散体B1(50/50) 55 合格
比较例7 分散体A6/分散体B1(50/50) 35 合格
比较例8 分散体A7/分散体B1(50/50) 10 合格
比较例9 分散体A3/分散体B2(50/50) 80 不合格
比较例10 分散体A3/分散体B3(50/50) 20 不合格
比较例11 分散体C 90 不合格
还根据上述测试方法评估油漆的耐候性。在600小时QUV测试后，包含纯分散体B1的油漆显示出1.83的Δb值(比较例3)。相比之下，在600小时QUV测试后，对于包含重量比为50:50(实例1)或75:25(实例2)的分散体A2/分散体B1的的混合物的油漆的Δb值分别为0.96和0.79。它表明本发明的油漆配制物具有比比较施例3的油漆配制物更好的耐候性性能。
表4给出了实例6和7以及比较例12的透明涂料组合物和由其制备的涂层的特性。如表4所示，包含重量比分别为50:50和75:25的分散体A2和分散体B1的混合物的实例6和7的涂料组合物提供与比较例12的涂料组合物相比具有改进的抗风化性的涂层。
表4透明涂料组合物
样品 粘结剂(干重比) 风化性能(％) 油漆HA稳定性
比较例12 分散体B1 33 合格
实例6 分散体A2/分散体B1(50/50) 85 合格
实例7 分散体A2/分散体B1(75/25) 90 合格

Claims (13)

1.一种水性聚合物组合物，其包含：
精细模式的第一聚合物颗粒和大模式的第二聚合物颗粒，
其中所述第一聚合物颗粒的平均直径为55nm至120nm且玻璃化转变温度为0℃至50℃，并且其中所述第一聚合物颗粒包含以下作为聚合单元：按所述第一聚合物颗粒的重量计，0.1重量％至20重量％的环氧官能团单体和小于0.5重量％的α,β-烯系不饱和羧酸；并且
其中所述第二聚合物颗粒具有大于120nm的平均直径，并且包含以下作为聚合单元：按所述第二聚合物颗粒的重量计，小于1.3重量％的α,β-烯系不饱和羧酸；并且
其中所述第一聚合物颗粒与所述第二聚合物颗粒的重量比为40:60至75:25。
2.根据权利要求1所述的水性聚合物组合物，其中所述第一聚合物颗粒的重均分子量为10,000至300,000。
3.根据权利要求1所述的水性聚合物组合物，其中所述第一聚合物颗粒与所述第二聚合物颗粒的重量比为50:50至75:25。
4.根据权利要求1所述的水性聚合物组合物，其中所述第一聚合物颗粒的平均直径为55nm至100nm。
5.根据权利要求1所述的水性聚合物组合物，其中所述第二聚合物颗粒的平均直径为130nm至500nm。
6.根据权利要求1所述的水性聚合物组合物，其中所述第一和第二聚合物颗粒各自独立地进一步包含带有选自酰胺、羟基、脲基、磺酸酯或其组合的至少一个官能团的烯系不饱和单体作为聚合单元。
7.根据权利要求1所述的水性聚合物组合物，其中所述环氧官能团单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚或其混合物。
8.根据权利要求1所述的水性聚合物组合物，其中所述第一和第二聚合物颗粒各自独立地进一步包含乙烯基芳香族单体、(甲基)丙烯酸C1-C20烷酯或其混合物作为聚合单元。
9.根据权利要求1所述的水性聚合物组合物，其中所述第一聚合物颗粒的玻璃化转变温度为20℃至40℃。
10.根据权利要求1所述的水性聚合物组合物，其中所述第二聚合物颗粒的玻璃化转变温度为0℃至50℃。
11.一种涂料组合物，其包含根据权利要求1至10中任一项所述的水性聚合物组合物。
12.根据权利要求11所述的涂料组合物，其进一步包含颜料。
13.一种改进涂层的抗风化性的方法，其包含：
(i)提供根据权利要求11或12所述的涂料组合物，
(ii)将所述涂料组合物涂覆于衬底；以及
(iii)干燥或使所述涂料组合物干燥以获得抗风化性改进的所述涂层。
CN201680089214.8A 2016-09-29 2016-09-29 水性聚合物组合物 Active CN109689793B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2016/100756 WO2018058415A1 (en) 2016-09-29 2016-09-29 Aqueous polymer composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109689793A true CN109689793A (zh) 2019-04-26
CN109689793B CN109689793B (zh) 2021-09-03

Family

ID=61763074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680089214.8A Active CN109689793B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 水性聚合物组合物

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20190276676A1 (zh)
EP (1) EP3519506B1 (zh)
KR (1) KR102623070B1 (zh)
CN (1) CN109689793B (zh)
AU (1) AU2016424720B2 (zh)
BR (1) BR112019004871B1 (zh)
CA (1) CA3038416C (zh)
WO (1) WO2018058415A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11680170B2 (en) 2020-01-29 2023-06-20 Behr Process Corporation Silicate-emulsion primer and paint
US20210269665A1 (en) * 2020-02-27 2021-09-02 Basf Se Self-stratifying coating compositions

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1278847A (zh) * 1997-11-12 2001-01-03 约翰逊商业贸易公司 水溶性聚合组合物
CN1977012A (zh) * 2004-06-30 2007-06-06 大日本油墨化学工业株式会社 水性涂料组合物
CN103930487A (zh) * 2011-11-11 2014-07-16 蓝宝迪有限公司 用于纸涂料的水性聚合物组合物
CN105462368A (zh) * 2014-09-30 2016-04-06 陶氏环球技术有限责任公司 复合粒子的水性分散液

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU742196B2 (en) * 1997-01-18 2001-12-20 Rohm And Haas Company Coating compositions
US6376600B1 (en) * 1998-07-24 2002-04-23 Rohm And Haas Company Aqueous composition
JP2000281937A (ja) * 1999-04-01 2000-10-10 Shinto Paint Co Ltd 窯業系建材用下塗塗料組成物
AU785108B2 (en) * 2001-05-25 2006-09-14 Rohm And Haas Company Aqueous polymer blend composition
AU4063002A (en) * 2001-05-25 2002-11-28 Rohm And Haas Company Aqueous polymer composition
US20030224166A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-04 Solomon Robert David Aqueous polymer blend composition
AU2003903838A0 (en) * 2003-07-23 2003-08-07 Orica Australia Pty Ltd Aqueous polymer dispersion
US7939572B2 (en) * 2004-08-31 2011-05-10 Rohm And Haas Company Aqueous dispersion of polymeric particles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1278847A (zh) * 1997-11-12 2001-01-03 约翰逊商业贸易公司 水溶性聚合组合物
CN1977012A (zh) * 2004-06-30 2007-06-06 大日本油墨化学工业株式会社 水性涂料组合物
CN103930487A (zh) * 2011-11-11 2014-07-16 蓝宝迪有限公司 用于纸涂料的水性聚合物组合物
CN105462368A (zh) * 2014-09-30 2016-04-06 陶氏环球技术有限责任公司 复合粒子的水性分散液

Also Published As

Publication number Publication date
EP3519506A4 (en) 2020-05-06
AU2016424720B2 (en) 2021-10-07
KR20190062437A (ko) 2019-06-05
EP3519506A1 (en) 2019-08-07
KR102623070B1 (ko) 2024-01-10
US20190276676A1 (en) 2019-09-12
BR112019004871B1 (pt) 2022-07-05
CA3038416C (en) 2023-07-04
EP3519506B1 (en) 2021-02-17
AU2016424720A1 (en) 2019-05-02
CA3038416A1 (en) 2018-04-05
BR112019004871A2 (pt) 2019-06-11
CN109689793B (zh) 2021-09-03
WO2018058415A1 (en) 2018-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9951169B2 (en) Aqueous coating composition and process of making the same
CN106459299B (zh) 水性分散液和包含其的涂料组合物
CN101838370B (zh) 水性调配物、由此形成的水性聚合物乳液及其用途
CN105722926B (zh) 水性涂料组合物
KR20160099597A (ko) 다단 중합체 및 이의 조성물
CN101376684A (zh) 水性树脂组合物、水性涂料组合物及塑料成型品的涂装方法
EP3380534B1 (en) Aqueous polymer dispersion and process of making the same
CN109601001A (zh) 二苯甲酮衍生物、水性共聚物分散液和水性涂料组合物
CN110072952A (zh) 水性聚合物分散液和其制备方法
CN113939568B (zh) 水性分散体和水性涂料组合物
CN109689793A (zh) 水性聚合物组合物
CN109153754A (zh) 水性聚合物分散体和包含其的水性涂料组合物
EP3325564B1 (en) An aqueous coating composition
CA3007855C (en) Aqueous coating composition and process of making the same
CN114846037A (zh) 多级乳液聚合物和其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant