CN109689808A

CN109689808A - 具有优越耐久性的水基密封剂

Info

Publication number: CN109689808A
Application number: CN201780056250.9A
Authority: CN
Inventors: 石金贞; K·A·阮; 唐明仁
Original assignee: Behr Process Corp
Current assignee: Behr Process Corp
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-04-26
Also published as: US20210147705A1; BR112019001761A2; AU2017301461A1; MX2019001188A; EP3491085A4; US10934449B2; US20180030307A1; CA3031647C; AU2017301461B2; EP3491085B1; WO2018022228A1; US11572487B2; EP3491085A1; CA3031647A1

Abstract

一种密封剂组合物包含第一组分和第二组分。该第一组分包含水和羟基官能化丙烯酸树脂。该第二组分包含环氧硅烷交联剂。其特征在于，在将该密封剂组合物施加到基体之前，将该第一组分和该第二组分混合至多40小时。

Description

具有优越耐久性的水基密封剂

技术领域

在至少一个实施例中，本发明涉及水基涂层，由该水基涂层可形成密封涂层。

背景技术

涂料和相关涂层无处不在，在美学和功能应用方面都有很多应用。在许多应用中，通过提供均匀和令人愉悦的外观来施加涂层以改善表面的美感。在其它应用中，使用的涂层在各种基体上具有透明涂层以提供某种程度的保护。除了视觉效果之外，还可以将涂料涂层施加到如混凝土和砖石等多孔基体上以用于密封目的。

在这方面，已知许多涂层组合物不能很好地粘附到如铝等金属基体。尽管现有技术的涂层组合物在混凝土和砖石方面相当有效，但已知这些现有技术的涂层仅具有适度的耐久性。具体地，当暴露于环境条件下或随时间洗涤时，这些涂层在实践中会降解。

因此，需要可以持久地密封多孔基体和/或粘附到如铝等金属基体的涂料组合物。

发明内容

在至少一个实施例中，本发明通过提供一种用于在基体上形成涂层的密封剂组合物解决了现有技术的一个或多个问题。该密封剂组合物包含第一组分和第二组分。该第一组分包含水和羟基官能化丙烯酸树脂。该第二组分包含环氧硅烷交联剂。其特征在于，在将该密封剂组合物施加到基体之前，将该第一组分和该第二组分混合。

在另一个实施例中，提供了一种用于在基体上形成涂层的密封剂组合物。该密封剂组合物包含第一组分和第二组分。该第一组分包含水和羟基官能化丙烯酸树脂。该第二组分包含选自由以下组成的组的环氧硅烷交联剂：

缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、及其组合。其特征在于，在将该密封剂组合物施加到基体之前，将该第一组分和该第二组分混合至多40小时。

在另一个实施例中，提供了一种将上述密封剂组合物施加到基体的方法。该密封剂组合物包含第一组分和第二组分。该第一组分包含水和羟基官能化丙烯酸树脂。该第二组分包含环氧硅烷交联剂。以上阐述了第一组分和第二组分及其成分的额外细节。通过将第一组分和第二组分混合来施加密封剂组合物以形成涂层混合物。用涂层混合物涂覆基体以形成未固化的涂覆基体。使未固化的涂覆基体固化以在基体上形成密封剂涂层。

有利地，与现有技术组合物相比，本发明的密封剂组合物产生表现出改善的耐擦洗性和耐刮擦性的涂层。

附图说明

图1提供了条形图，比较了本发明的涂层实例与几种现有技术涂层的耐擦洗性。

具体实施方式

现在将详细参考本发明目前优选的组合物、实施例和方法，其构成了发明人目前已知的用于实践本发明的最佳模式。附图不一定成比例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅是本发明的可以通过不同和替代形式体现的实例。因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制性的，而是仅作为代表基础用于本发明的任何方面和/或作为代表基础用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明。

除了在实例中或另外明确指出之外，本说明书中表示材料量或反应和/或使用条件的所有数值量应理解为在描述本发明最广泛的范围时由词语“约”修饰。通常优选在该数值范围内所述的实践。此外，除非另有明确说明，否则：百分比、“部分”和比值是按重量计的；术语“聚合物”包含“低聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”等；除非另有说明，否则为任何聚合物提供的分子量是指重均分子量；对于结合本发明的给定目标而言适合的或优选的一组或一类材料的描述暗指该组或该类成员中的任两个或更多个的混合物是同等适合的或优选的；化学术语中的成分的描述是指添加到本说明书中指定的任何组合时的成分，并且不必排除一旦混合就在混合物的成分当中发生的化学相互作用；首字母缩写词或其它缩写词的第一个定义适用于本文相同缩写词的所有后续用法，并且加以必要的变通就适用于初始定义的缩写词的正常表述变型；并且，除非另有明确说明，否则性质测量是通过与之前或之后针对同一性质引用的相同技术确定的。

还应理解，本发明不限于下面描述的具体实施例和方法，因为具体组分和/或条件当然可以变化。此外，本文所使用的术语仅是用于描述本发明的特定实施例的目的，并且不旨在以任何方式进行限制。

还必须指出，如在本说明书和所附权利要求书中所使用，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该”包括复数指示物，除非上下文另有明确指明。例如，以单数形式对组分的引用旨在包括多种组分。

贯穿本申请，在参考出版物时，这些出版物的公开内容特此通过引用以其全部内容结合到本申请中，以更全面地描述本发明所属领域的现状。

在实施例中，提供了一种用于在基体上形成涂层的密封剂组合物。该密封剂组合物包含第一组分和第二组分。该第一组分包含水和羟基官能化丙烯酸树脂。通常，该第一组分的pH值小于7。具体地，该第一组分的pH值是4到6。该第二组分包含环氧硅烷交联剂。其特征性在于，在将该密封剂组合物施加到基体之前，将该第一组分和第二组分混合。在某个改进方案中，在将密封剂组合物施加到基体之前，将第一和第二组分混合至多40小时。在改进方案中，在将密封剂组合物施加到基体之前40小时之前立即混合第一和第二组分。在其它改进方案中，在将密封剂组合物施加到基体之前，将第一和第二组分以优选的递增顺序混合多达40、30、20、10、5、3、2、1或0.5小时。

在变体中，羟基官能化丙烯酸树脂包含羟基官能性丙烯酸聚合物。在改进方案中，羟基官能化丙烯酸树脂是溶液聚合物。在另一个改进方案中，羟基官能化丙烯酸树脂是乳液聚合物。合适的羟基官能化丙烯酸树脂由选自由以下组成的组的单体的羟基衍生物形成：甲基丙烯酸酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-氯乙基乙烯基醚、2-乙基己基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、五氟苯基甲基丙烯酸甲酯、五氟苯基丙烯酸、1,1,1,3,3,3-六氟异丙基丙烯酸酯、双-(2,2,2-三氟乙基)衣康酸酯、双-(1,1,1,3,3,3-六氟异丙醇)、1H,1H,3H-丙烯酸六氟丁酯、1H,1H,7H-甲基丙烯酸酯十二氟庚酯、2,2,2-丙烯酸三氟乙酯、2,2,2-甲基丙烯酸三氟乙酯、脂肪族、氟化脂肪族、1H,1H,2H,2H-甲基丙烯酸十七氟癸酯532.2丙烯酸、1H,1H,2H,2H-丙烯酸十七氟癸酯、1H,1H,5H-丙烯酸八氟戊酯、1H,1H,3H-甲基丙烯酸四氟丙酯、六氟异丙基、1H,1H,3H-甲基丙烯酸六氟丁酯、1H,1H,5H-甲基丙烯酸八氟戊酯及其组合。在进一步改进方案中，羟基官能化丙烯酸树脂是羟基单体衍生物和上述单体(非羟基官能化的)的共聚物。

如上所述，密封剂组合物包含环氧烷氧基硅烷交联剂。合适的环氧烷氧基硅烷交联剂的实例包含但不限于：

缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、及其组合。

在另一个变体中，羟基官能化丙烯酸树脂以占第一组分和第二组分的组合重量的干重75％到95％的量存在，环氧硅烷交联剂以占第一组分和第二组分的组合重量的干重5％到25％的量存在，其余部分是水。在改进方案中，羟基官能化丙烯酸树脂以占第一组分和第二组分的组合重量的干重80％到90％的量存在，并且环氧硅烷交联剂以占第一组分和第二组分的组合重量的干重10％到20％的量存在，其余部分是水。

在密封剂组合物的一些变体中，第一组分进一步包括选自由以下组成的组的一种或多种添加剂：流变改性剂、表面活性剂、消泡剂、有机溶剂、pH调节剂、UV稳定剂、分散剂、聚结剂、杀生物剂、无机颜料、有机颜料、及其组合。因此，在改进方案中，羟基官能化丙烯酸树脂以占第一组分和第二组分的组合重量的干重75％到95％的量存在，环氧硅烷交联剂以占第一组分和第二组分的组合重量的干重5％到25％的量存在，并且添加剂以占总配制品的组合重量0.1％到10％的量存在，其余部分是水。在一个改进方案中，挥发性有机化合物以小于100克/升的量存在。

在变体中，密封剂组合物可以包含消光剂以将光泽度(gloss)调节至较低的光泽(sheen)。消光剂(matting agent)可以是任何不会增加如二氧化硅、霞石正长岩等透明涂层不透明性的体质颜料。在改进方案中，消光剂以占第一组分和第二组分的组合重量的干重约0.2％到8％的量存在。

在另一个实施例中，提供了一种将上述密封剂组合物施加到基体的方法。该密封剂组合物包含第一组分和第二组分。该第一组分包含水和羟基官能化丙烯酸树脂。该第二组分包含环氧硅烷交联剂。以上阐述了第一组分和第二组分及其成分的额外细节。通过将第一组分和第二组分混合来施加密封剂组合物以形成涂层混合物。用涂层混合物涂覆基体以形成未固化的涂覆基体。使未固化的涂覆基体固化以在基体上形成密封剂涂层。在一个改进方案中，基体是混凝土或砖石基体。在一些改进方案中，基体是用涂料、涂层或染色剂预涂的基体，密封剂涂层是透明面涂层。在另一个改进方案中，基体是金属。在仍另一个改进方案中，基体是路面、人造石和灰泥。在其它改进方案中，密封剂涂层是在涂料或染色剂上的面涂层。在仍其它改进方案中，密封剂涂层是干擦涂层。

以下实例示出了本发明的各种实施例。本领域的技术人员将认识到在本发明的精神和权利要求书的范围内的许多变化。

表1提供了本发明的实施例的四个实例的组合物。应当理解，树脂和硅烷的选择不限于所列举的实例。使用毕克-加特纳公司(BYK-Gardner)的光泽计在Leneta 3B卡上以3密耳的刮涂量测量光泽度。

表1：水基高光泽度透明混凝土密封剂配方

将消光剂加入高光泽度配方中以将光泽度调节至较低的光泽，如表2的组合物所示。消光剂可以是任何不会增加如二氧化硅、霞石正长岩等透明涂层不透明性的体质颜料。

表2.水基透明混凝土密封剂配方

组分	实例5	实例6	实例7
					(克)	(克)	(克)
A部分
				水	21.75	14.15	33.3
溶剂	1	1	1.1
				羟基丙烯酸溶液聚合物	71	79
羟基丙烯酸胶乳聚合物			61.4
				润湿剂	1	0.6	0.5
消泡剂	0.5	0.5	0.34
				UV稳定剂
消光颜料	0.75	0.75	0.75
				B部分
甲硅烷A	4	4	2.7
				总计	100	100	100
特性
				光泽度为60度	35	20	12

金属粘附

透明涂层粘附到铝基体，而类似的现有技术组合物不具有这种性质(参见表3)。铝Q面板(通常被认为是难以粘附的基体)上的粘附表明这种透明涂层可以潜在地用作DTM透明涂层。

表3.铝Q面板上的交叉粘附

干擦(Dry erase)

透明涂层可以在涂覆或未涂覆的表面上使用，并且表现出优异的干擦性能，而密封剂类别中的其它产品不具有这种性质。这表明透明涂层可用作干擦涂层。

实验：在粘土瓦上刷2层密封剂原型或商业密封剂产品，使其完全干燥。用ExpoDry Erase Marker在涂层瓦上画线，使其干燥10分钟和24小时，然后用干纸巾擦拭。评级被如下制表，其中Y＝可擦，N＝不可擦。

表4.透明涂层的干擦性能

图1提供了条形图，比较了本发明的涂层实例与几种现有技术涂层的耐擦洗性。耐擦洗性根据ASTM D2486确定；其全部公开内容通过引用结合在此。结果报告为相对于参考样品的百分比。该百分比是测量样品的失效循环次数除以参考样品的失效循环次数乘以100％。通常，本发明的涂层具有900％或更高的耐擦洗性。

尽管上文描述了示例性实施例，但这并不意图这些实施例描述了本发明的所有可能形式。而是，本说明书中使用的这些词语是说明而非限制性的词语，并且应当理解的是在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以作出各种改变。另外，各种实现实施例的特征可以组合以便形成本发明的进一步实施例。

Claims

1.一种密封剂组合物，其包括：

第一组分，其包含：

水；和

羟基官能化丙烯酸树脂；以及

第二组分，其包括：

环氧硅烷交联剂，其中在将所述密封剂组合物施加到基体之前，将所述第一组分和所述第二组分混合至多40小时。

2.根据权利要求1所述的密封剂组合物，其中所述羟基官能化丙烯酸树脂包含羟基官能性丙烯酸聚合物。

3.根据权利要求1所述的密封剂组合物，其中所述第一组分的pH值小于7。

4.根据权利要求1所述的密封剂组合物，其中所述第一组分的pH值是4到6。

5.根据权利要求1所述的密封剂组合物，其中所述羟基官能化丙烯酸树脂是溶液聚合物。

6.根据权利要求1所述的密封剂组合物，其中所述羟基官能化丙烯酸树脂是乳液聚合物。

7.根据权利要求1所述的密封剂组合物，其中所述环氧烷氧基硅烷交联剂包括选自由以下组成的组的组分：

缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、及其组合。

8.根据权利要求1所述的密封剂组合物，其中：

所述羟基官能化丙烯酸树脂以占所述第一组分和所述第二组分的组合重量的干重75％到95％的量存在；

所述环氧硅烷交联剂以占所述第一组分和所述第二组分的组合重量的干重5％到25％的量存在；并且

其余部分是水。

9.根据权利要求1所述的密封剂组合物，其中：

所述羟基官能化丙烯酸树脂以占所述第一组分和所述第二组分的组合重量的干重80％到90％的量存在；

所述环氧硅烷交联剂以占所述第一组分和所述第二组分的组合重量的干重10％到20％的量存在；并且

其余部分是水。

10.根据权利要求1所述的密封剂组合物，其中所述第一组分进一步包括选自由以下组成的组的一种或多种添加剂：流变改性剂、表面活性剂、消泡剂、有机溶剂、pH调节剂、UV稳定剂、分散剂、聚结剂、杀生物剂、无机颜料、有机颜料及其组合。

11.根据权利要求8所述的密封剂组合物，其中：

所述环氧硅烷交联剂以占所述第一组分和所述第二组分的组合重量的干重5％到25％的量存在；

所述添加剂以占所述总配制品的组合重量0.1％到10％的量存在；并且

其余部分是水。

12.根据权利要求1所述的密封剂组合物，其中挥发性有机化合物以小于100克/升的量存在。

13.一种密封剂组合物，其包括：

第一组分，其包含：

水；和

羟基官能化丙烯酸树脂；以及

第二组分，其包括：

选自由以下组成的组的环氧硅烷交联剂：

缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、及其组合，其中在将所述密封剂组合物施加到基体之前，将所述第一组分和所述第二组分混合至多40小时。

14.根据权利要求13所述的密封剂组合物，其中所述羟基官能化丙烯酸树脂包含羟基官能性丙烯酸溶液聚合物。

15.根据权利要求13所述的密封剂组合物，其中所述羟基官能化丙烯酸树脂是溶液聚合物或乳液聚合物。

16.根据权利要求13所述的密封剂组合物，其中：

其余部分是水。

17.根据权利要求13所述的密封剂组合物，其中所述第一组分进一步包括选自由以下组成的组的添加剂：流变改性剂、表面活性剂、消泡剂、有机溶剂、pH调节剂、UV稳定剂、分散剂、聚结剂、无机颜料、有机颜料和杀生物剂。

18.一种方法，其包括：

将密封剂组合物施加到基体，所述密封剂组合物包括：

第一组分，其包含：

水；和

羟基官能化丙烯酸树脂；

第二组分，其包括：

环氧硅烷交联剂，所述密封剂组合物通过以下方式施加：

a)混合所述第一组分和所述第二组分；以及

b)用所述第一组分和所述第二组分的混合物涂覆所述基体；以及

c)使所述混合物固化，以在所述基体上形成密封剂涂层。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述基体是混凝土或砖石基体。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述基体是金属、路面、人造石或灰泥。

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述密封剂涂层是在涂料或染色剂上的面涂层。

22.根据权利要求18所述的方法，其中所述密封剂涂层是干擦涂层。

23.根据权利要求18所述的方法，其中所述基体是用涂料、涂层或染色剂预涂的基体，所述密封剂涂层是透明面涂层。

24.根据权利要求18所述的方法，其中所述羟基官能化丙烯酸树脂包含羟基官能性丙烯酸聚合物。

25.根据权利要求16所述的方法，其中所述羟基官能化丙烯酸树脂是溶液聚合物或乳液聚合物。

26.根据权利要求16所述的方法，其中：

其余部分是水。

27.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一组分进一步包括选自由以下组成的组的添加剂：流变改性剂、表面活性剂、消泡剂、有机溶剂、pH调节剂、UV稳定剂、分散剂、聚结剂、无机颜料、有机颜料和杀生物剂。

28.根据权利要求18所述的方法，其中所述环氧硅烷交联剂包括选自由以下组成的组的组分：

缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、及其组合。