CN112236487A - 具有长期光泽保持的基于水的组合物 - Google Patents

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Abstract

提供了具有改善的光泽保持率的基于水的涂料组合物或漆，所述基于水的涂料组合物或漆包含以优选的期望量提供的胶乳或水可分散的聚合物、包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮的UV‑VIS吸收剂、受阻胺光稳定剂和任选的低VOC聚结剂。与不同时存在所述UV‑VIS吸收剂和受阻胺光稳定剂两种组分的漆相比，含有所述UV‑VIS吸收剂和受阻胺光稳定剂的漆的光泽保持率得到了显著改善。

Description

具有长期光泽保持的基于水的组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年5月29日提交的美国临时申请号62/677,399的权益，该美国临时申请的公开内容以引用方式整体并入本文。
技术领域
本发明涉及具有改善的光泽保持率的水性涂料组合物，所述水性涂料组合物含有一种或多种胶乳聚合物或水可分散的聚合物，特别是基于水的漆。
背景技术
具有低挥发性有机物(VOC)含量的基于水的组合物(例如漆、密封剂、涂料、填缝料等)自首次施加该组合物的时刻起就暴露于周围环境中，并且暴露于阳光、雨、风流以及与人、动物或物体的直接物理接触等的影响下。随着时间的推移，涂有此类基于水的组合物的表面或基材，特别是包含丙烯酸聚合物体系的高光泽度漆，当暴露于周围环境时将失去光泽并获得肮脏或暗淡的外观。此类基材和表面需要频繁地重新上漆，从而导致增加的成本和工作量。
商购可得的涂料组合物，特别是自交联丙烯酸聚合物体系，具有不良的光泽保持率，在暴露于大气的前2000小时内具有高达70％的光泽损失。涂料行业传统上使用少量(通常小于1.0％)的二苯甲酮来帮助改善基于水的漆、尤其是基于水的丙烯酸漆的某些物理特性和性能特征。但是，即使是具有二苯甲酮的漆，在外部暴露1至2年内，也会损失显著量的光泽。行业中还普遍希望将VOC排放降低到零或接近零的水平，从而减少漆的环境和健康影响。在一些较新的ASTM方法中，二苯甲酮被归类为VOC，并且其作为基于水的漆中的漆添加剂的使用增加了漆的VOC排放量。二苯甲酮也可能随时间推移而浸析出。
因此，需要这样的组合物和漆，其在延长的时间段内具有改善的光泽保持率，而不会损害对漆行业中已完成的表面来说期望的所要求的应用和性能特性，包括耐擦洗性、抗粘连性、硬度和耐沾污性，并且没有二苯甲酮的缺点。
发明内容
本发明提供了基于水的漆或涂料组合物，其包含至少一种胶乳聚合物或水可分散的聚合物、一种或多种紫外线-可见光(UV-VIS)吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂、和任选的一种或多种低VOC聚结剂，所述UV-VIS吸收剂包含能作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮。在一些方面中，所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以基于所述漆或涂料组合物中的总树脂固体，至少0.5重量％的总组合重量存在。
在一些方面中，基于水的漆或涂料组合物是通过以下方式制备的：在聚合反应结束时聚合物仍处于高温时，将水性聚合物与一种或多种UV-VIS吸收剂(优选地，紫外线吸收剂)和一种或多种受阻胺光稳定剂进行组合。
在一些方面中，基于水的漆或涂料组合物包含热稳定的聚结剂共混组合物，所述热稳定的聚结剂共混组合物包含一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和一种或多种低VOC聚结剂，UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮。
在一些方面中，热稳定的聚结剂共混组合物是通过以下方式制备的：在高于约60℃至约100℃的温度下，将一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和一种或多种低VOC聚结剂进行组合以形成共混物，UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮，然后将共混物的温度降低到环境温度(例如，20-25℃)或更低。在一些方面中，一种或多种UV-VIS吸收剂和一种或多种受阻胺光稳定剂以基于重量百分比约1:9至约7:3的重量比(UV-VIS吸收剂:受阻胺光稳定剂)存在。
在一些方面中，基于水的漆或涂料组合物是通过将水性聚合物与热稳定的聚结剂共混组合物进行组合制备的。因此，在一些方面中，本发明提供了基于水的漆，所述基于水的漆具有聚合物，例如一种或多种胶乳或水分散的聚合物，并且将热稳定的聚结剂共混组合物添加到基础漆中以改善光泽保持率。在另一些方面中，本发明提供了一种通过在销售点向基础漆制剂中添加着色剂组合物和/或热稳定的聚结剂共混物来制备所需颜色的漆制剂的方法。
在一些方面中，基于总树脂固体，一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.2重量％的量存在于所述漆或涂料组合物中。在一些其他方面中，基于总树脂固体，一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.65重量％的量存在于漆或涂料组合物中。在一些其他方面中，基于总树脂固体，一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.95重量％的量存在于所述漆或涂料组合物中。在一些方面中，UV-VIS吸收剂是水不溶性的。
在一些方面中，基于总树脂固体，一种或多种受阻胺光稳定剂以至少0.5重量％的量存在于所述涂料组合物中。在一些其他方面中，基于总树脂固体，一种或多种受阻胺光稳定剂以至少1.5重量％的量存在于所述涂料组合物中。在一些其他方面中，基于总树脂固体，一种或多种受阻胺光稳定剂以至少1.9重量％的量存在于所述涂料组合物中。
在一些方面中，一种或多种水不溶性UV-VIS吸收剂和一种或多种受阻胺光稳定剂以基于重量百分比约1:3至约7:3的比率(UV-VIS吸收剂:受阻胺光稳定剂)存在。
在一些方面中，漆或涂料组合物包含小于约50g/L并且甚至低至的VOC，在一些方面中小于约45g/L的VOC，在一些方面中小于约40g/L的VOC，在一些方面中小于约35g/L的VOC，在一些方面中小于约30g/L的VOC，在一些方面中小于约25g/L的VOC，在一些方面中小于约20g/L的VOC，在一些方面中小于约15g/L的VOC，在一些方面中小于约10g/L的VOC，在另一些方面中小于约5g/L的VOC，最优选地小于约1g/L的L的VOC。
在一些方面中，涂料组合物当用于漆(例如，建筑漆)，例如半光泽或光泽面漆中，例如施加到基材上并使得干燥为膜时具有至少80％的光泽保持率，在一些方面中至少85％的光泽保持率，在一些方面中至少90％的光泽保持率，在一些方面中至少95％的光泽保持率，在一些方面中至少97％的光泽保持率，在一些方面中至少98％的光泽保持率，在一些方面中至少99％的光泽保持率，在一些方面中至少100％的光泽保持率，所述光泽保持率是在至少2000小时后通过根据ASTM G154使用在标准中所列出的循环1在60度光泽度下进行QUVA光泽保持而测量的。
在一些方面中，涂料组合物当用于漆(例如，建筑漆)中并使得在基材上干燥为干膜时，具有的使用60度光泽度计测量的初始最小光泽等级为至少20个单位(缎子样)、至少35个单位(传统半光泽的)、至少70个单位(传统光泽/高光泽架构)、至少85个单位(高光泽)，并且在60度光泽度下测量的，所述干膜的光泽保持率在2000小时内为至少90％。在一些方面中，根据ASTM G154使用在标准中列出的循环1在60度光泽度下测量的，施加到基材上的干膜的光泽保持率在2000小时内下降小于10个单位。
在一些方面中，基于ΔE值的变化，相对于不含紫外线吸收剂和HALS的相同的基于水的组合物，涂料组合物当用于漆(例如，建筑漆)中并使得在基材上干燥为干膜时，具有改善了至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％的改善的耐沾污性。
本发明的以上的发明内容并非旨在描述本发明的每个公开的实施方式或每个具体实施。以下描述更具体地例示了说明性实施方式。在整个申请中的多个地方，通过示例列表提供了指导，这些示例可以以各种组合使用。在每种情况下，所叙述的列表仅用作代表组，而不应解释为排他性列表。
附图说明
图1是说明对具有UV-VIS吸收剂和受阻胺光稳定剂的涂料组合物的所测量的随时间推移的光泽保持率的协同效应的图。
图2是说明根据本发明的某些实施方式的共混组合物的热稳定性的图。
所选择的定义
除非上下文另外指明，否则以下术语应具有以下含义，并且应适用于单数和复数：
术语“一个(种)”、“一”、“该”、“至少一个”和“一个或多个”以及不使用数量词的情形可互换使用。因此，例如，体系或方法包含“一种”聚合物是指该体系或方法可包含“一种或多种”聚合物。
术语“建筑漆”是指用于在建筑物或构造表面(例如，壁、饰面、地板、甲板、栏杆、天花板、屋顶(包括金属屋顶、木瓦和瓦片)等)的内部或外部上使用的漆。
术语“基础漆”是指水性漆产品，所述水性漆产品包装在体积为约0.2L至20L(例如，约1夸脱的罐、1加仑的罐或5加仑的桶体积)的大部分被填充但未完全填满的销售点容器中，所述销售点容器配备有可打开和可重新闭合的盖、帽或其他封闭件，并且所述水性漆产品可以按原样使用，但是正常将会在销售点出口处通过以下方式进行着色：向其容器中的漆产品添加一种或多种着色剂，并且搅拌、振荡或以其他方式混合容器内容物以将着色剂分散在整个基础漆产品中。本文所述的基础漆是“店内可着色的”，是指这样的基础漆，所述基础漆存在于容器(例如漆罐)中并且可以通过在商店中(即，在销售点的出口处)添加着色剂组合物而着色或涂色，以提供具有所需颜色和光洁度的漆制剂。
术语“着色剂”是指这样的组合物，所述组合物可添加到(例如，分配到)内部容积大部分(例如，容器体积的三分之二或更多)被基础漆填充但还没有完全填满的销售点容器中，以改变此类基础漆的色度或亮度，并且所述组合物含有颜料或染料和任选的载剂，但基本上不含粘合剂。
术语“组分”是指包括特定特征或结构的任何成分或其部分。组分的示例包括化合物、单体、低聚物、聚合物和其中所包含的有机基团。
术语“包括”、“包含”及其变型在这些术语在说明书和权利要求书中出现时不具有限制性含义。因此，包含烯键式不饱和化合物的组合物是指该组合物包含一种或多种烯键式不饱和化合物。
如本文所用，术语“容器”是指用于对漆制剂进行存储、混合、着色或涂色，并且包括通常在市场上销售和出售的漆所处的器皿的任何容器(具有或没有盖或其他类型的封闭件)。合适的容器包括漆罐、漆瓶、金属制成的容器、塑料或其他聚合物材料制成的容器等。
在用作漆的涂料组合物的上下文中，本文所用的术语“耐沾污性”是指用光谱仪测量的，清洁无污垢的干漆膜与暴露于污垢的漆相比的差值ΔE。耐沾污性的改善可表示为通过将所述差值ΔE除以对照漆的ΔE而获得的百分比。
在可分散聚合物的上下文中，本文所用的术语“分散体”是指可分散聚合物和载体的混合物。除非另有说明，否则术语“分散体”旨在包括术语“溶液”。
术语“双键”是非限制性的，并且是指任何合适的原子(例如，C、O、N等)之间的任何类型的双键。术语“烯键式不饱和”是指能够参与自由基引发的聚合反应的碳-碳双键或三键，并且并非旨在涵盖芳基(例如苯乙烯的苯基)中存在的碳-碳双键。因此，例如，不认为十二烷基苯磺酸包含烯键式不饱和基团。
如本文所用，术语“光洁度(finish)”是指漆当施加到基材上并在所述基材上干燥时的质地或外观，所述基材通常是建筑表面，例如内墙。该术语还可用于指用于当施加到建筑表面时产生此类质地或外观的漆。漆通常以各种光洁度存在，例如无光或哑光、蛋壳状、缎面光、半光泽和光泽的光洁度。特定漆的光洁度尤其根据漆或组合物的颜料与粘合剂比率(P与B的比率)，其中P与B的比率越高，通常漆的反射性越小。例如，无光漆通常具有较高的P与B比率并且当施加至建筑表面时干燥成非反射性或有最小反射性的外观，而光泽面漆通常具有较低的P与B比率并且当施加至建筑表面时干燥成反射性外观。
除非另有说明，否则本文所述的玻璃化转变温度或“Tg”值是使用Fox方程预测的理论值。Fox方程用于估计聚合物的Tg的应用是本领域中众所周知的。
本文所用的术语“光泽度”是指来自平坦表面的镜面反射率。通过将固定强度和角度的光束投射到表面上并以相等但相反的角度测量反射光量来确定光泽度。如本文所用，使用ASTM D523-14(镜面光泽度的标准测试方法(Standard Test Method for SpecularGloss))中详述的工序以60°角测量光泽度。如本文所用，“光泽保持率”是指涂料保持其光泽度的能力。它是根据加速风化方案(accelerated weather protocol)ASTM G154使用在标准中列出的循环1测得的涂层耐久性的度量，所述循环1使用在340nm的近似波长下的辐照度为0.89W/m2/nm的灯(UVA-340)，在60℃下进行8个小时的紫外线曝光循环并且在50℃下进行4小时凝结。
本文所用的术语“顶部空间”是指在容器已经填充有基础漆之后所述容器中剩余的体积。
术语“低VOC聚结剂”是指使用ASTM D6886-12中指定的标准色谱分析条件，与棕榈酸甲酯同时或在棕榈酸甲酯之后从气相色谱柱洗脱的聚结剂。
本文关于胶乳聚合物所用的术语“多级”是指使用两种或更多种单体或单体混合物的离散的顺序填充或使用两种或更多种单体的连续变化填充或它们的组合制备的胶乳聚合物。短语“多级胶乳聚合物”在本文中广泛使用，并且并非旨在要求多级胶乳的两个或更多个级在给定的胶乳粒子内形成单个连续分子。因此，短语“多级胶乳”和“多级胶乳聚合物”在本文中可互换使用。通常，通过差示扫描量热法(differential scanningcalorimetry,DSC)测量，多级胶乳将不会表现出单个Tg拐点。例如，使用两种或更多种单体的离散填充制成的多级胶乳的DSC曲线可表现出两个或更多个Tg拐点。同样，使用两种或更多种单体的连续变化填充制成的多级胶乳的DSC曲线可表现为没有Tg拐点。通过进一步说明，使用单个单体填充或两种单体的不变填充制成的单级胶乳的DSC曲线可仅显示出单个Tg拐点。有时当仅观察到一个Tg拐点时，可能很难确定胶乳是否代表多级胶乳。在此类情况下，有时可以通过仔细检查来发现较低的Tg拐点，或者可以检查用于制造胶乳的合成方案以确定是否预期将产生多级胶乳。
当在涂料施加在表面或基材上的情境中使用时，术语“在...上”包括直接或间接施加到该表面或基材上的涂料。因此，例如，施加到覆盖基材的底漆层上的涂层构成了施加在基材上的涂层。
术语“漆”是指包含颜料和成膜粘合剂的涂料组合物，所述涂料组合物当施加以在刚打磨过的光滑木材表面上形成薄(例如，约100μm)的湿厚度涂层膜时，将在干燥时隐藏或基本上隐藏木纹，并且将呈现具有其自身外观的新表面。
术语“颜料”包括有机和无机的带颜色的可分散固体微粒材料和带颜色的可分散或可溶的染料材料，其中当5重量百分比(“重量％”)(在带颜色的可分散固体微粒的情况下)或0.05重量％(在带颜色的可分散或可溶的染料的情况下)的所述材料被添加到(例如，分配到)基础漆中时，该材料赋予基础漆视觉上明显的颜色。可以通过以下方式来评定是否存在视觉上明显的颜色：制备具有或没有颜料的基础漆的刮涂样品(drawdown sample)，将此类样品在BYK-Gardner号PA-2811不透明刮涂片(drawdown chart)(来自BYK-GardnerUSA)或可比较片的白色部分上浇铸成25μm干厚度的涂覆膜，以及在正常的在头上方的(overhead)内部照明下检查所述涂覆膜。
术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些益处的本发明的实施方式。然而，在相同或其他情况下，其他实施方式也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方式的叙述并不意味着其他实施方式没有用，并且并非旨在将其他实施方式排除在本发明的范围之外。
术语“聚合物”包括均聚物和共聚物两者(即，两种或更多种不同单体的聚合物)。
当关于漆或其他涂料组合物使用时，术语“颜料体积浓度”或“PVC”是指在此类干固体中被所叙述的颜料物质所占据(或如果没有叙述颜料物质，则被所有颜料物质所占据)的干固体体积(包括增量剂颜料和不透明聚合物)的总百分比。
在含有可分散的聚结剂的基于水的组合物的上下文中，术语“稳定”是指聚结剂在120℉(49℃)下静置至少四周时不会发生与基于水的组合物的相分离。
当应用于组合物的组分而不是VOC水平时，术语“基本上不含”是指基于组合物中固体的总重量，本发明的组合物含有不超过约5重量％的特定组分。例如，基本上不含聚结剂的本发明的组合物含有基于组合物中固体的总重量的不超过约5重量％的聚结剂。本质上(essentially)不含聚结剂组分的本发明的组合物例如含有基于组合物中固体的总重量的不超过约0.5重量％的聚结剂化合物。当应用于VOC水平时，术语“基本上不含”是指本发明的组合物含有少于约50g/L的VOC。除非另外指明，否则术语“低VOC”和“基本上不含VOC”在本文中可互换使用。术语“本质上不含VOC”是指本发明的组合物含有少于5g/L的VOC。术语“零VOC”和“本质上不含VOC”在本文中可互换使用。
在一种或多种UV-VIS吸收剂的上下文中，术语“经取代的二苯甲酮”并非旨在暗示紫外线吸收剂必须来源于作为成分的二苯甲酮。
术语“热稳定的聚结剂共混物”是指一种或多种能够吸收在240-465nm范围内的辐射的UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和一种或多种低VOC聚结剂的液体溶液，使得当在-20℃下存储至少30天时，小于1重量％的UV-VIS吸收剂(如果有的话)会从溶液中沉淀出来。
由环境保护局(Environmental Protection Agency,EPA)在40C.F.R.51.100(s)中定义的术语“挥发性有机化合物”(volatile organic compound,VOC)是指参与在法规中定义的大气光化学反应的任何含碳化合物，但排除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、金属碳化物或碳酸盐以及碳酸铵。通常，挥发性有机化合物的蒸气压等于或大于0.1mm Hg。如本文所用的，“挥发性有机化合物含量”(“VOC含量”)是通过ASTM方法D2369-90测量的，是指每体积涂层固体的VOC重量，并且被报告为例如每升VOC的克数(g/L)。
如本文所用，术语“可洗性”是指相对容易从施加至基材表面(通常是内部建筑表面，例如墙壁)的涂料的干膜中去除污垢、淤泥、变色等。通常通过用研磨性或非研磨性清洁组合物洗涤来去除淤泥或污垢。ASTM D3450-00(内部建筑涂层可洗性标准测试方法(Standard Test Method for Washability Properties of Interior ArchitecturalCoatings))可用于测量可洗性。术语“可洗性”和“耐污性”在本文中可互换使用。可为可洗性分配从0到10的标度的可洗性等级，其中等级0对应于非常差的污渍去除，并且等级10对应于污渍完全去除。
在聚合物的上下文中，术语“水可分散的”是指聚合物可混入水(或水性载体)中以形成稳定混合物。例如，容易分离成不可混溶的层的混合物不是稳定的混合物。除非另外指明，否则术语“水可分散的”旨在包括术语“水溶性的”。换句话说，根据定义，水溶性聚合物也被认为是水可分散的聚合物。
除非另外指明，否则提及“(甲基)丙烯酸酯”化合物(其中“甲基”在圆括号内或方括号中)是指包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯化合物两者。
同样在本文中，通过端点对数值范围的叙述包括该范围内包含的所有数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。此外，一系列端点的公开不仅包括对该范围的公开，而且还包括对使用此类端点并且同样在该范围之内的所包括的所有子范围的公开(例如，1至5包括1至4、2至3.80、1.5至5等)。
具体实施方式
在优选的实施方式中，本公开提供了基于水的组合物，例如涂料组合物，特别是漆，所述基于水的组合物包含聚合物、一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂，以及任选的一种或多种低VOC聚结剂，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物，所述UV-VIS吸收剂优选能够吸收在240-465nm范围内的辐射并且优选地包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮。优选地，基于水的组合物为漆形式，但是经着色或未着色的密封物和密封剂也在本公开的范围内。
本发明的发明人惊奇地发现，本公开的基于水的组合物具有增强的长期光泽保持和相对较低的挥发性有机物含量，而没有牺牲所施加(即，干燥)的组合物(例如漆的涂层)所期望的特性的平衡。各国政府已建立法规，提出了与可能释放到大气中的挥发性有机化合物(VOC)有关的指南。此类法规因地区而异，但是最严格的法规在南海岸地区(例如，加利福尼亚州洛杉矶郡和奥兰治郡(Los Angeles County and Orange County,CA))。此类法规还因产品而异。例如，透明顶涂层可具有不超过200克/升(g/l)的VOC，水性涂料可具有不超过50g/l的VOC，并且经着色的清漆可具有不超过275g/l的VOC。
降低聚结剂、溶剂、增塑剂、光引发剂等的挥发性可不利地影响基于水的组合物所需的特性的平衡，特别是在光泽保持性和/或沾污性方面。因此，需要具有期望的稳定性、相容性、成膜能力、长期光泽保持性、低沾污性等的组合物。
本公开的优选组合物具有这些特性，同时在基于水的组合物中具有较低的总VOC。在某些实施方式中，基于水的组合物，特别是漆，包含不大于50克VOC/100克聚合物固体、或不大于40克VOC/100克聚合物固体、或不大于35克VOC/100克聚合物固体、或不大于30克VOC/100克聚合物固体、或不大于25克VOC/100克聚合物固体、或不大于20克VOC/100克聚合物固体、或不大于15克VOC/100克聚合物固体、或不大于10克VOC/100克聚合物固体、或不大于5克VOC/100克聚合物固体、或不大于1克VOC/100克聚合物固体。
在某些方面中，本文所述的涂料组合物适合在要用作建筑涂料或墙漆的低VOC或零VOC漆中使用，所述建筑涂料或墙漆包括外部和内部建筑涂料或墙漆，特别是具有至少缎面光、半光泽或高光泽的光洁度的漆。
聚合物
本公开的组合物的优选聚合物包括胶乳或水可分散的聚合物。这些聚合物是在漆领域中众所周知的，并且通常是在水性介质中乳化或悬浮的粒子。在优选的实施方式中，涂料组合物是基于胶乳的。
在某些方面中，本文所述的涂料组合物或漆优选地包含一种或多种聚合物或树脂。优选包含在聚合物体系中的胶乳聚合物可为使用单组分、两组分或多组分共混物的均聚物或共聚物。相应地，胶乳聚合物可为单级或多级聚合物。
优选地，一种或多种胶乳聚合物包含一种或多种，通常两种或更多种烯键式不饱和单体，例如(甲基)丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸烷氧基酯)、脂环族(甲基)丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸环己酯)、(甲基)丙烯酸芳基酯(例如，(甲基)丙烯酸苄酯)、饱和羧酸的乙烯基酯、单烯烃、共轭二烯、多官能(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、氯乙烯、其他合适的乙烯基单体等。还考虑了其他单体，包括酸官能和酸酐官能的单体，例如丙烯酸和甲基丙烯酸。示例性的酸官能和酸酐官能单体公开于美国专利5,609,963和5,863,998中。可以在本发明的组合物和漆中公开的合适的胶乳聚合物公开于美国专利9,822,275 B2。
在某些方面中，涂料组合物或漆制剂包含多级胶乳聚合物，所述多级胶乳聚合物是使用两种或更多种单体或单体混合物的离散的顺序填充制备的，或者是使用两种或更多种单体的连续变化填充制备的。这两个级通常在组成上有所不同。在美国专利9,611,393、美国专利公开号2016/0145460、2017/0335127和US20170247565中公开了用于制备多级胶乳的示例性方法，前文中制备多级胶乳组合物的方法和多级胶乳组合物的公开内容以其整体通过引用方式并入本文。
可以使用各种方法来制备本文所述的多级胶乳，包括例如顺序的单体进料和连续变化的单体进料技术。在顺序单体进料过程中，将第一单体或单体混合物在聚合的早期阶段期间进料，并且将第二单体(例如，不同的单体，或以与第一单体混合物中不同的比率存在的单体的混合物)在聚合的后期阶段期间进料。在变化的单体进料过程中，将第一单体或单体混合物进料，之后在聚合过程中的某些时间点以不同的速度添加第二单体或单体混合物。通过控制被选择用于进料过程的单体的类型，可以形成适用于低VOC的涂料组合物或漆的多级胶乳，并且所述胶乳优选地为此类涂料或漆制剂提供优异的性能特征，例如抗粘连性、耐擦洗性、耐粘性等。
在某些方面中，本文所述的多级胶乳是通过顺序单体进料过程制备的。在一个方面中，聚合以高Tg单体进料开始，之后是低Tg单体进料，反之亦然。在一个优选的方面中，聚合以高Tg单体进料开始，之后是低Tg单体进料。
在某些方面中，本文所述的多级胶乳是使用变化的单体进料制备的。所得聚合物通常将具有没有展现出Tg拐点的DSC曲线，并且可以说具有本质上无限的Tg级数。取决于将高Tg单体进料到反应中的次序，所得的多级胶乳将具有从高到低的梯度Tg，或反之亦然。
在一个优选的方面中，本文所述的多级胶乳是通过使用至少两种不同的单体进料的顺序单体进料过程制备的。在一个方面中，首先将高Tg级(即，硬级)进料到反应器容器中，并且在该过程的后期阶段中添加低Tg级(即，软级)。可以形成多级胶乳，并且在聚结之后，组合物通常将显示两个不同的Tg值，或者至少一个与以较高浓度存在的单体级对应的Tg。不受理论的束缚，预期对于在特定级中相对于其他单体或单体混合物以非常少的量存在的单体或单体混合物，通过DSC不会观察到或检测到明显的Tg。
在一个方面中，多级胶乳任选地包括晶种相，例如相对较小的单体或聚合物粒子，但是当所述多级胶乳用于涂料组合物或漆制剂中时，晶种对于多级胶乳的制备或最佳性能而言既不是必需的，也不是至关重要的。
在一个方面中，第一相和第二相的相对位置可分别为内部的和外部的，或反之亦然。在另一方面中，第一相和第二相可以相邻或邻近。不受理论的束缚，据信多级胶乳的各级的相对位置受用于制备所述胶乳的方法的影响。通过控制在顺序单体进料过程的每个阶段中使用的单体，本文所述的多级胶乳可以例如含有基于用于形成第一级和第二级的单体的总重量，至多约50重量％、约10重量％至50重量％，优选地约20重量％至40重量％，更优选地约25重量％至35重量％的第一级单体，例如高Tg或硬级单体，以及大于约50重量％、约50重量％至90重量％，优选地约60重量％至80重量％，更优选地约65重量％至75重量％的第二级单体，例如低Tg或软级单体。在不包括任何附加任选级的实施方式中，所示量基于用于形成多级胶乳的单体的总重量。
在一些方面中，多级胶乳可含有介于约1:9至约1:1之间，优选地约1:4至约2:3，甚至更优选地约1:3至约1:2的比率(硬级单体:软级单体)的具有高Tg的硬级单体与具有低Tg的软级单体。在一些方面中，多级胶乳可含有第一级单体与第二级单体的比率(第一级单体:第二级单体)，其中第一级具有比第二级更高的Tg，所述比率介于约1:9至约1:1之间，更优选地介于约1:4至约2:3之间，甚至更优选地介于约1:3至约1:2之间。
在某些方面中，通过控制用于顺序单体进料过程的每个阶段的单体，获得了具有最佳的最小成膜温度(minimum film forming temperature,MFFT)的多级胶乳组合物。MFFT是胶乳组合物将形成连续膜的最低温度，即在低于此温度的温度下不会发生聚结。本文所述的多级胶乳组合物的MFFT优选地小于约25℃，更优选地小于约20℃。包含本文所述的多级胶乳的基础漆或其他漆的MFFT优选地小于约20℃，更优选地小于约10℃。
在某些方面中，本文所述的多级胶乳优选地包含至少两个具有不同Tg值的聚合物部分(例如，至少两个不同的乳液聚合的聚合物级)。在一个优选的实施方式中，多级胶乳至少包含第一级和第二级。第一级(例如，高Tg或硬级)的Tg优选地为约0℃至约120℃，更优选地约25℃至约100℃，甚至更优选地约40℃至约80℃，甚至更优选地约45℃至约80℃，并且在某些优选实施方式中约45℃至约70℃或约45℃至约60℃。第二级(例如，低Tg或软级)的Tg优选地为约-35℃至约10℃，更优选地约-20℃至约5℃，并且甚至更优选地约-15℃至约3℃。在一个实施方式中，当多级胶乳旨在用于在经着色的高光泽或半光泽漆中使用时，第一级的Tg优选为约0℃至约120℃，更优选地约25℃至约75℃，最优选地约45℃至约60℃。
在某些方面中，多级胶乳优选地包含：第一级，所述第一级的Tg为约10℃至约120℃，更优选地约25℃至约100℃，甚至更优选地约45℃至约85℃，并且在某些优选的实施方式中约70℃至约85℃或约45℃至约60℃；和第二级(例如，低Tg或软级)，所述第二级的Tg为优选地约-35℃至约15℃，更优选地约-20℃至约10℃，甚至更优选地约-15℃至约5℃，并且在某些优选的实施方式中约-15℃至约0℃或约-5℃至约5℃。在一个实施方式中，多级胶乳基本上不含任何交联单体，使得多级胶乳具有小于约0.1重量％、小于约0.05重量％，并且在一些方面中小于约0.01重量％的任何交联单体。
在某些方面中，本文所述的多级胶乳优选地包含至少两个具有不同的Tg值的聚合物部分，例如第一级和第二级，其中Tg的差值(ΔTg)为至少约35℃。在一些实施方式中，ΔTg为至少约60℃，并且在一个实施方式中为约65℃。在一些其中多级胶乳旨在用于在经着色的高光泽或半光泽漆中使用的实施方式中，Tg的差值(ΔTg)为优选地至少约35℃，更优选地至少约45℃，甚至更优选地至少约50℃，并且在一些实施方式中为至少约52℃或至少约55℃。在一些其中多级胶乳旨在用于在经着色的高光泽或半光泽涂料中使用的此类实施方式中，ΔTg小于约115℃，更优选地小于约80℃，甚至更优选地小于约70℃，并且在一些实施方式中小于约65℃或小于约60℃。
在一个实施方式中，使用具有通过DSC测量的为约20℃至约30℃和约95℃至110℃(例如，约26℃和约107℃或约28℃和约98℃)的至少两个Tg值的多级胶乳(例如，用于在缎面光至高光泽瓷漆中使用)。此类多级胶乳可以例如作为用于配制漆或涂料组合物的胶乳分散体提供，所述胶乳分散体优选地具有约45重量％至约53重量％(例如，约49重量％)的固体，并且其中所述多级胶乳聚合物优选地构成聚合物固体的约80重量％至约100重量％。此类多级胶乳可以例如使用包括DAAM在内的单体形成。此类分散体可具有例如约9的pH，约15℃至约21℃(例如，18℃)的MFFT，约0.08微米至约0.14微米(例如，约0.11μm)的平均粒度和约850cps(#3/100rpm)的粘度(布鲁克菲尔德模型RVT)。在某些方面中，本文所述的发明包括具有至少第一级和第二级的多级胶乳聚合物。在一个方面中，多级胶乳的第一级和第二级单独地并且优选地包含一种或多种，典型地两种或更多种烯键式不饱和单体。在另一方面中，多级胶乳的第一级和第二级各自单独地并且优选地包含一种或多种烯键式不饱和单体，更优选地两种或更多种烯键式不饱和单体，例如丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸烷氧基酯)、脂环族(甲基)丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸环己酯)、(甲基)丙烯酸芳基酯(例如，(甲基)丙烯酸苄酯)、饱和羧酸的乙烯基酯、单烯烃、共轭二烯、多官能(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、氯乙烯、其他合适的乙烯基单体等。在一个实施方式中，多级胶乳的第一级或第二级，或两者，任选地包含一种或多种多官能(甲基)丙烯酸酯单体(例如，一种或多种多烯键式不饱和(甲基)丙烯酸酯)。在一个实施方式中，第一级和第二级各自单独地并且优选地还包含一种或多种烯键式不饱和羧基官能的酰胺单体或脲基官能的单体，例如作为氨烷基亚烷基脲(例如，氨基乙烯脲)与烯键式不饱和羧酸或酸酐(例如，马来酸酐)之间的反应产物形成的单体。
用于在制备胶乳聚合物中使用的示例性烯键式不饱和单体包括例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、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、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸4-羟丁酯缩水甘油醚、甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯(AAEM)、二丙酮丙烯酰胺(DAAM)、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯，以及它们的混合物。优选的单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、丙烯酸丁酯等。
示例性的多官能(甲基)丙烯酸酯包括例如二官能、三官能和四官能的丙烯酸酯，例如二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、丙氧基化的三丙烯酸甘油酯(GPTA)、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯，它们的混合物等。优选的多官能(甲基)丙烯酸酯单体包括季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯等。
在一些实施方式中，可包括一种或多种交联单体。优选的交联单体的示例包括AAEM和DAAM。可以使用任何合适量的一种或多种合适的交联单体。当使用时，基于用于制造胶乳的单体的总重量，胶乳通常将包含至少约0.1重量％、至少约0.5重量％、至少约1重量％、或至少2重量％的一种或多种交联单体。基于用于制造胶乳的单体的总重量，胶乳通常将包含小于约10重量％、小于约6重量％、小于约5重量％、或小于约4重量％的一种或多种交联单体。
示例性脲基官能单体包括例如具有-NR-(C＝O)-NH-官能团的单体，其中R可为H、取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C3-C6环烷基或杂烷基等。不受理论的束缚，据信脲基官能的单体促进漆制剂对基材的湿附着力，所述基材包括涂覆有醇酸树脂的基材，其中所述制剂包括本文所述的多级胶乳。如果使用的话，则可以采用任何合适量的脲基官能的单体。基于用于制造胶乳的单体的总重量，脲基官能的单体的合适量的示例包括约0.1重量％至约5重量％，更典型地约0.5重量％至约2重量％。
在某些优选的实施方式中，胶乳是由单体形成的单级或多级胶乳，所述单体包括以下项中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种或全部：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸(或丙烯酸)、脲基官能的单体，以及优选地选自二丙酮丙烯酰胺或甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯的交联单体。在一些实施方式中，胶乳包含甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯两者，其中甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的组合重量为基于用于制造多级胶乳聚合物的单体的总重量，至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少85重量％、或至少90重量％。
在一个优选的实施方式中，第一级包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸(或丙烯酸)、DAAM和脲基官能的单体。在一个优选的实施方式中，第二级包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、DAAM、甲基丙烯酸(或丙烯酸)和脲基官能的单体。在另一个优选的实施方式中，第一级包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸(或丙烯酸)、DAAM和脲基官能的单体，并且第二级包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、DAAM、甲基丙烯酸(或丙烯酸)和脲基官能的单体。
在一个优选的实施方式中，第一级包含约65-90重量％的甲基丙烯酸甲酯、约18-28重量％的丙烯酸丁酯、约0.5-3重量％的甲基丙烯酸(其中的一些或全部可以任选地用丙烯酸代替)、约2-4重量％的DAAM和任选地约0.5-3重量％的脲基官能的单体。在一个优选的实施方式中，第二级包含约25-35重量％的甲基丙烯酸甲酯、55-65重量％的丙烯酸丁酯、约2-4重量％的DAAM、约0.5-3重量％的甲基丙烯酸(其中的一些或全部可以任选地用丙烯酸代替)、和任选的约0.5-3重量％的脲基官能的单体。优选地，为了实现最佳性能，所述级中至少一个级包含脲基官能的单体。
可在本文所述的组合物中采用任何合适的单级胶乳。举例而言，合适的单级胶乳描述于美国专利号10,221,332中。在一些实施方式中，使用包含一种或多种具有易夺取(abstractable)的氢原子的单体的单体混合物来制备单级胶乳。不受任何理论限制，据信这些单体可增强某些UV-VIS吸收剂(例如MBB)的有效性。这种类型的合适单体包括例如丙烯酸2-乙基己酯(2-EHA)、AAEM等。基于单体的总重量，此类单体通常以至少约1重量％、至少约2重量％、至少约5重量％、或甚至至少约10重量％的量被包含。此类单体通常以基于单体的总重量，小于约30重量％，在一些实施方式中小于约15重量％，在一些实施方式中小于约12重量％，在一些实施方式中小于约10重量％，或在一些实施方式中甚至小于约6重量％的量使用。在一些实施方式中，单级胶乳聚合物由包含2-EHA或AAEM中的一者或多者以及甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸的单体制备。在一些此类单级实施方式中，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的组合重量为基于单体的总重量，至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少85重量％、或至少90重量％。在一些实施方式中，制备具有任何合适的Tg值的合适的单级胶乳，但是在一些实施方式中，合适的Tg的范围为约-15℃至约30℃，更优选地约-10℃至约10℃，甚至更优选地约-5℃至约5℃。
尽管苯乙烯可以以任何合适的量包含在本公开的组合物的胶乳中，但是在一些实施方式中，所述胶乳包含小于10重量％的苯乙烯、小于5重量％的苯乙烯、小于2重量％的苯乙烯、少于1重量％的苯乙烯，或不包含任何有意添加的苯乙烯(即由于环境污染而仍可能存在痕量的苯乙烯)。
在某些方面中，本文所述的涂料组合物任选地并且优选地包含含氟表面活性剂。如本文所用，术语“含氟表面活性剂”是指具有多个氟原子的合成有机氟化合物。此类化合物可为多氟化的、全氟化的(例如碳氟化合物)或部分氟化的，并且通常包括亲水头和氟化/疏水尾。合适的含氟表面活性剂可为阴离子或非离子的。常用的含氟表面活性剂包括例如氟化烷烃、全氟烷烃、它们的衍生物等。在一个方面中，短链氟化化合物是优选的，例如C1-C10氟化化合物。在一个优选的方面中，含氟表面活性剂是阴离子的C6-碳氟化合物，并且优选地基本上不含PFOS和PFOA，并且更优选地，本质上不含PFOS和PFOA。在一个优选的方面中，基于涂料组合物的总重量，涂料组合物优选地包含至多约0.5重量％，更优选地约0.1重量％至0.3重量％的含氟表面活性剂。
在某些方面中，涂料组合物或漆制剂中的胶乳(胶乳固体和来自胶乳的水)的量为约40重量％至约60重量％。在某些方面中，涂料组合物或漆制剂中的总树脂固体为约10重量％至约50重量％，更优选地约20重量％至约40重量％，并且在一些方面中约25重量％至约35重量％。涂料组合物或漆制剂中的树脂固体的任何合适的部分可为胶乳树脂固体。在分散体中，在一些方面中总树脂固体的至少50％，在一些方面中总树脂固体的至少75％，在一些方面中总树脂固体的至少85％，在一些方面中总树脂固体的至少95％，并且在一些方面中总树脂固体的至多100％为胶乳树脂固体。在某些方面中，涂料组合物或漆制剂的粘度在约80KU(克雷布斯单位)至约120KU的范围中。
在某些实施方式中，胶乳聚合物粒子包括包含丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中的至少一者的均聚物或共聚物。
示例性商购可得的胶乳聚合物包括AIRFLEX EF811(可从Air Products获得)；EPS2533、EPS 2757、EPS 2792、EPS 2705、EPS 2741、EPS 2799和EPS 2720(可从EPS/CCA获得)；NEOCAR 2300、NEOCAR 820和NEOCAR 2535(可从Arkema获得)；RHOPLEX VSR 50和RHOPLEXVSR 2015(可从Dow Chemical Co.获得)；OPTIVE 130和OPTIVE 230(可从BASF获得)；以及RACRYL 1008和RAYCRYL 1247(可从Specialty Polymers,Inc.获得)。其他示例性胶乳聚合物包括在美国专利申请号US 2007/0110981A1中描述的胶乳聚合物。
UV-VIS吸收剂(自由基产生剂)
适合在本公开中用作UV-VIS吸收剂的化合物包括紫外线吸收剂、可见光吸收剂，或它们的组合。这些UV-VIS吸收剂也可以称为产生剂。在一些方面中，UV-VIS吸收剂能够吸收在240-465nm，优选地240-400nm范围内的辐射，从而为自由基产生剂。
合适的UV-VIS吸收剂优选地为水不溶性的。这是指在通常用于制备本文所述的基于水的组合物的温度(例如，-20℃至60℃)下，化合物将不会在水中溶解到可观的(appreciable)程度(即，不会以超过5重量％的量溶解)。
在某些方面中，合适的UV-VIS吸收剂是那些能够吸收在240-465nm范围内的紫外线和/或可见光辐射的化合物。对于某些实施方式，它们能够吸收在280-450nm范围内的辐射。在某些其他方面中，合适的可见光吸收剂是那些能够吸收在420-450nm范围内的可见光辐射的化合物。在某些方面中，合适的紫外线吸收剂是那些能够吸收在240-400nm范围内的紫外线辐射的化合物。对于某些实施方式，它们能够吸收在280-400nm范围内的紫外线辐射，并且对于某些实施方式，它们能够吸收在315-375nm范围内的紫外线辐射。
在此，UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂通常不与聚合物形成键；替代地，不希望受理论束缚，据信它们能够通过吸收UV-VIS(通常为紫外线)辐射而经由夺氢机理产生自由基。尽管不希望受理论束缚，但是这可能导致聚合物的表面交联。在一些替代实施方式中，UV-VIS吸收剂可与聚合物形成键。
确定UV-VIS吸收剂是否为自由基产生剂可通过以下方式完成：经由标准分析方法确定化合物是否在曝光于紫外光后引发烯键式不饱和单体的聚合，所述标准分析方法为例如但不限于凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography,GPC)、差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)、FTIR光谱法或NMR光谱法。类似地，可以使用标准分析方法确定化合物在曝光于紫外光后是否从聚合物中夺取氢原子。
传统上，具有改善的光泽保持的漆包含紫外线吸收剂，所述紫外线吸收剂包含二苯甲酮，可从Lamberti,Gallaratte,Italy购得：
Figure BDA0002803682980000211
在本发明中，在优选的实施方式中，漆或组合物基本上不含二苯甲酮以使VOC最小化。在一些方面中，漆或组合物含有小于0.3重量％，更优选地小于0.25重量％，更优选地小于0.2重量％，更优选地小于0.15重量％，更优选地小于0.1重量％，更优选地小于0.05重量％，甚至更优选地约0重量％的二苯甲酮。替代地，UV-VIS吸收剂优选地包含经取代的二苯甲酮，所述经取代的二苯甲酮优选地能够作为自由基产生剂，并且在一些方面中，经取代的二苯甲酮具有式(I)：
Figure BDA0002803682980000221
其中A优选地为氧原子或N-NH2，或任选地任何其他合适的原子或基团；其中n为0或1，m为0或1，并且y为0至5，前提条件是当A为N-NH2时，n、m和y优选地各自为0；其中R1和R2(如果存在的话)彼此独立地包含有机连接基团，更优选地选自CH3-O-B-O-CH3(参见例如，以下2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙酮)或CH3-CH2-B-N-(CH3)2(参见例如，以下2-苄基-2-(二甲基氨基)-4'-吗啉代苯丁酮)的有机连接基团，其中B为主链桥碳杂原子；其中R3包含有机取代基基团，更优选地烷酰氧基基团、C1-C3烷基、二乙氨基基团或6元含氮和氧的饱和杂环基团(例如，
Figure BDA0002803682980000223
)；并且其中X优选地为苯基基团、羟基-2-甲基-丙基基团、烷酰氧基基团、氧化膦基团，或任何其他合适的基团(通常为有机基团)，前提条件是当X包含苯基时，则m、n和y的总和≥1。
在一些方面中，经取代的二苯甲酮具有式(II)：
Figure BDA0002803682980000222
其中A优选地为氧原子或N-NH2，或任选地任何其他合适的原子或基团；其中n为0或1，m为0或1，y为0至5，并且z为0至5，前提条件是当A为N-NH2时，n、m、y和z优选地各自为0，并且进一步的前提条件是当A为氧原子时，n、m、y和z的总和≥1；其中R1和R2(如果存在的话)彼此独立地包含有机连接基团，更优选地选自CH3-O-B-O-CH3(参见例如，以下2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙酮)或CH3-CH2-B-N-(CH3)2(参见例如，以下2-苄基-2-(二甲基氨基)-4'-吗啉代苯丁酮)的有机连接基团，其中B为主链桥碳杂原子；其中R3和R4(如果存在的话)彼此独立地可包含有机取代基基团，更优选地烷酰氧基基团、C1-C3烷基、二乙氨基基团、6元含氮和氧的饱和杂环基团(例如，
Figure BDA0002803682980000232
)，或形成包含S原子的桥。
在一些方面中，经取代的二苯甲酮是式(II)化合物，其中A为氧原子，m和n为0，y和z各自独立地为0至5，并且R3和R4或两者包含至少一个含羰基的取代基基团。在一些方面中，经取代的二苯甲酮为式(II)化合物，其中A为氧原子，m和n为0，y和z各自独立地为0至5，使得R3和R4或两者包含至少一个对位、邻位或间位取代基基团，所述取代基基团包含至少一个羰基碳原子。在某些优选的实施方式中，羰基碳原子直接附接至式II所示的苯环的碳原子。在一些此类实施方式中，羰基碳原子附接在相对于桥(例如，将苯环连接至另一个苯环的桥)的邻位。在某些其他实施方式中，羰基碳原子直接附接至相对于桥处于间位的苯环碳原子。在某些其他实施方式中，羰基碳原子直接附接至相对于桥处于邻位的苯环碳原子。
作为合适的UV-VIS吸收剂的经取代的二苯甲酮的示例包括以下：
Figure BDA0002803682980000231
苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，可以商品名IRGACURE 819DW从BASF,Florham Park,N.J.购得；
Figure BDA0002803682980000241
乙基-2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基亚膦酸酯，可以商品名LUCIRIN TPO-L(原名：LUCIRIN LR 8893)从BASF,Florham Park,N.J.购得；
Figure BDA0002803682980000242
2,4,6-三甲基二苯甲酮和4-甲基二苯甲酮，单独地或作为混合物以商品名ESACURE TZT从Lamberti,Gallaratte,Italy购得；
Figure BDA0002803682980000243
4-苯基二苯甲酮，可从Sigma-Aldrich购得；
Figure BDA0002803682980000244
2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙酮，可以商品名ESACURE KB 1从Lamberti购得；
Figure BDA0002803682980000245
1-羟基环己基苯基酮，可以商品名ESACURE KS 300从Lamberti购得；
Figure BDA0002803682980000251
2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，可以商品名ESACURE KL 200从Lamberti购得；
聚二苯甲酮，可以商品名EBECRYL P39从Cytec,Woodland Park,N.J.购得；
Figure BDA0002803682980000252
异丙基噻吨酮，可以商品名GENOCURE ITX从Rahn USA,Aurora,Ill.购得；
Figure BDA0002803682980000253
甲基-邻苯甲酰基-苯甲酸酯，可以商品名GENOCURE MBB从Rahn购得；
Figure BDA0002803682980000254
苯甲酰甲酸甲酯，可以商品名GENOCURE MBF从Rahn购得；
Figure BDA0002803682980000261
苯偶姻乙醚，可从Aldrich.St.Louis,Mo.购得；
Figure BDA0002803682980000262
4'-乙氧基苯乙酮，可从Aldrich.St.Louis,Mo.购得；
Figure BDA0002803682980000263
4,4-双(二乙氨基)二苯甲酮，可从Sigma-Aldrich购得；
Figure BDA0002803682980000264
2-苄基-2-(二甲氨基)-4'-吗啉代苯丁酮，可从Sigma-Aldrich购得；
Figure BDA0002803682980000265
二苯甲酮腙，可从Sigma-Aldrich购得；
以及它们的组合。
其他合适的UV-VIS吸收剂可以商品名IRGACURE和LUCERIN从BASF商购获得。
在一些实施方式中，UV-VIS吸收剂包含至少一个取代基基团，该取代基基团包含至少一个羰基碳原子。在某些优选的实施方式中，羰基碳原子直接附接至苯环的碳原子。在一些此类实施方式中，羰基碳原子附接在相对于桥的邻位。在一些其他实施方式中，羰基碳原子附接在相对于桥的间位。在一些其他实施方式中，羰基碳原子附接在相对于桥的对位。在一些优选的实施方式中，包含至少一个羰基碳原子的取代基基团是羧酸酯或羧酸。
在一些实施方式中，经取代的二苯甲酮包含附接至一个或多个苯环的碳原子的取代基，所述取代基大于17道尔顿，更优选地大于30道尔顿，最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
在一些实施方式中，经取代的二苯甲酮包含附接至在至少一个苯环上的邻位处的碳原子的取代基，所述取代基大于17道尔顿，更优选地大于30道尔顿，最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
在一些实施方式中，经取代的二苯甲酮包含附接至在至少一个苯环上的间位或对位处的碳原子的取代基，所述取代基包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
在一些实施方式中，经取代的二苯甲酮包含至少一个替代苯环的取代基，其中所述取代基大于17道尔顿，更优选地大于30道尔顿，并且最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
在一些实施方式中，经取代的二苯甲酮包含至少一个桥取代基，所述桥取代基大于17道尔顿、包含主链桥杂原子，更优选地大于30道尔顿、包含主链桥杂原子，并且最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
在一些实施方式中，经取代的二苯甲酮包含至少一个替代桥酮氧原子的氮原子，最优选地包含在桥主链中的肼(参见例如，上文的二苯甲酮腙)。
在一些方面中，UV-VIS吸收剂在苯基上相对于桥的邻位处(或如果存在两个此类苯基的话，则在任一苯基相对于桥的邻位处)不含有羟基。在一些方面中，UV-VIS吸收剂在苯基上相对于桥的间位处(或如果存在两个此类苯基的话，则在任一苯基相对于桥的邻位处)不含有羟基。在一些方面中，UV-VIS吸收剂在苯基上相对于桥的对位处(或如果存在两个此类苯基的话，则在任一苯基相对于桥的邻位处)不含有羟基。在一些方面中，UV-VIS吸收剂在苯环上(或如果存在两个或更多个苯环的话，则在所述苯环中的任一者上)不含羟基，使得漆或涂料组合物基本上不含羟基化的经取代的二苯甲酮。
在一些方面中，漆或组合物含有小于0.3重量％，更优选地小于0.25重量％，更优选地小于0.2重量％，更优选地小于0.15重量％，更优选地小于0.1重量％，更优选地小于0.05重量％，甚至更优选地约0重量％的羟基化的经取代的二苯甲酮。在一些方面中，漆或涂料组合物含有小于0.3重量％，更优选地小于0.25重量％，更优选地小于0.2重量％，更优选地小于0.15重量％，更优选地小于0.1重量％，更优选地小于0.05重量％，甚至更优选地约0重量％的以下项中的每一者：2,4-二羟基二苯甲酮、2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮、氧苯酮、二羟苯宗、2-羟基-4-(辛氧基)二苯甲酮和2-羟苯基二苯甲酮。
存在于本公开的基于水的组合物中的UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂的量包括提供期望结果的量。在一些方面中，一种或多种UV-VIS吸收剂以基于涂料组合物中的总树脂固体，至少0.2重量％，在一些方面中至少0.3重量％，在一些方面中至少0.4重量％，在一些方面中至少0.5重量％，在一些方面中至少0.6重量％，在一些方面中至少0.65重量％，在一些方面中至少0.70重量％，在一些方面中至少0.75重量％，在一些方面中至少0.80重量％，在一些方面中至少0.85重量％，在一些方面中至少0.90重量％，在一些方面中至少0.95重量％的量存在于涂料组合物中。在某些方面中，本公开的基于水的组合物包含基于涂料组合物中的总树脂固体，至多5.0重量％、或至多3.0重量％、或至多1.5重量％、或至多1.0重量％的一种或多种UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂。例如，基于涂料组合物中的总树脂固体，UV-VIS吸收剂的重量％是通过将UV-VIS吸收剂的量除以涂料组合物中的总树脂固体而计算的，虽然一种或多种受阻胺光稳定剂也可存在于所述涂料组合物中。
在一些方面中，一种或多种UV-VIS吸收剂可以在被包含在本公开的基于水的组合物中之前被提供于另一种介质中。例如，在一些方面中，所述一种或多种UV-VIS吸收剂可以提供在热稳定的聚结剂、着色剂、基础漆、漆添加剂组合物、胶乳分散体(例如，用于在随后配制基础漆中使用)等中。在某些方面中，一种或多种UV-VIS吸收剂单独或与一种或多种其他组分组合存在于另一种介质中，使得所述一种或多种UV-VIS吸收剂以上文所公开的量存在于涂料组合物中。
受阻胺光稳定剂
用于在本公开的基于水的组合物中使用的合适的受阻胺光稳定剂(“HALS”)是那些含有胺官能团的化合物，所述化合物例如用作塑料和聚合物中的稳定剂。HALS通常由二烷基胺，特别是二叔烷基胺及其各种衍生物配制而成。HALS通常还是四甲基哌啶的衍生物，在一些情况下尤其是2,2,6,6-四甲基-哌啶衍生物，并且传统上用于保护聚合物免受光氧化的影响。HALS可以根据其分子量(MW)进行分类：具有约200g/摩尔至500g/摩尔的低分子量的HALS通常被称为低MW HALS，而具有2000或更高分子量的HALS被称为高MW HALS。可以使用任何合适的HALS化合物或此类化合物的组合。在一些实施方式中，所使用的HALS化合物包含一个或多个杂环(例如5元、6元或7元环)，所述一个或多个杂环包含至少一个氮原子，其中至少一个，并且更典型地两个取代基(例如，烷基，例如甲基)附接到每个相邻的环原子(例如邻位碳原子)，使得氮在空间上受阻。示例性HALS化合物描述于例如美国专利号4,344,876和6,843,939中，所述美国专利以其整体通过引用方式并入本文。
在一些方面中，一种或多种HALS是癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸甲酯，或它们的混合物。预期其他四甲基哌啶衍生物也可用于本发明中。在一些方面中，一种或多种HALS被作为液体提供。
其他合适的HALS可以商品名TINUVIN和CIBA TINUVIN从BASF商购获得，例如以商品名TINUVINTM 123-DW和TINUVIN 292 HP从Ciba Specialty Chemicals购得。
存在于本公开的基于水的组合物中的HALS的量包括任何提供期望结果的量。据信能够作为自由基产生剂的UV-VIS吸收剂在本发明的涂料组合物中提供必要的交联，以帮助实现所需的涂料特性的平衡。然而，不希望受理论束缚，据信过多的交联会导致破裂，从而损失光泽保持率，然而据信HALS有助于避免在不希望的破裂可发生之前的过度交联。
在一些方面中，一种或多种HALS以基于涂料组合物中的总树脂固体，至少0.4重量％，在一些方面中至少0.5重量％，在一些方面中至少0.6重量％，在一些方面中至少0.7重量％，在一些方面中至少0.8重量％，在一些方面中至少0.9重量％，在一些方面中至少1.0重量％，在一些方面中至少1.1重量％，在一些方面中至少1.2重量％，在一些方面中至少1.3重量％，在一些方面中至少1.4重量％，在一些方面中至少1.5重量％，在一些方面中至少1.6重量％，在一些方面中至少1.7重量％，在一些方面中至少1.8重量％，并且在一些方面中至少1.9重量％的量存在于涂料组合物中。在某些方面中，本发明的基于水的组合物包含基于涂料组合物中的总树脂固体，至多5.0重量％、或至多3.0重量％、或至多2.5重量％、或至多2.0重量％的一种或多种HALS。例如，基于涂料组合物中的总树脂固体的HALS的重量％是通过将HALS的量除以涂料组合物中的总树脂固体而计算的，虽然一种或多种UV-VIS吸收剂也可存在于所述涂料组合物中。尽管提供了与涂料组合物有关的浓度，但是所述浓度也应适用于可用于形成胶乳涂料组合物或漆的胶乳分散体。
在一些方面中，一种或多种HALS可以在被包含在本公开的基于水的组合物中之前被提供于另一种介质中。例如，在一些方面中，所述一种或多种HALS可以提供在热稳定的聚结剂、着色剂、基础漆、漆添加剂组合物、胶乳分散体(例如，用于在随后配制基础漆中使用)等中。在某些方面中，一种或多种HALS单独或与一种或多种其他组分组合存在于另一种介质中，使得所述一种或多种HALS以上文所公开的量存在于涂料组合物中。
聚结剂
用于本公开的基于水的组合物中的合适的聚结剂是那些有助于使胶乳或水可分散的粒子聚结的化合物。也就是说，作为良好聚结剂的化合物有利地为胶乳或水可分散的聚合物粒子提供良好的成膜特性。示例性聚结剂公开于在美国专利9,822,275中，该美国专利的公开内容以其整体通过引用方式并入本文。
优选地，涂料组合物包含一种或多种具有相对较低的挥发性有机物含量(低VOC)，并且更优选地相对较低的分子量的聚结剂化合物。
通常，按照ASTM D2369-90确定的，合适的聚结剂的挥发性有机物含量为基于聚结剂的原始重量，30％或更低、20％或更低、15％或更低、11％或更低、或10％或更低。
换句话说，合适的低VOC聚结剂可以按照ASTM D6886-12依据它们相对于棕榈酸甲酯从气相色谱柱的洗脱来鉴定。在棕榈酸甲酯之前洗脱的那些聚结剂太易挥发以至于不能用于本公开的基于水的组合物中。与棕榈酸甲酯同时或在棕榈酸甲酯之后洗脱的那些聚结剂是对于用于本公开的基于水的涂料组合物中而言VOC足够低的聚结剂。通常，使用ASTMD6886-12中指定的标准色谱条件，在18.4分钟或更长时间洗脱的化合物是可接受的。那些在20分钟或更长时间洗脱的溶剂是更可接受的，并且那些在22分钟或更长时间洗脱的溶剂是甚至更可接受的。通常，合适的化合物在至多30分钟，或至多28分钟，或至多26分钟洗脱。优选地，此类化合物的数均分子量为750或更低，并且更优选地500或更低。
在某些实施方式中，合适的低VOC聚结剂有助于在将含有此类粒子的涂料组合物(例如，漆)施加至表面并使其在室温下干燥(优选地，在某些实施方式中，干燥发生，但不与聚合物粒子反应)至少7天之后，由胶乳或水可分散的粒子形成连续的涂层或膜。
在某些方面中，特别期望的一组低VOC聚结剂是在低温(例如，低于室温)下提供良好的成膜特性的那些。优选地，此类化合物有助于在低于25℃的温度下(更优选地，在4℃至10℃的温度下，并且最优选地在4℃至5℃的温度下)形成聚合物粒子的聚合物膜。
合适的聚结剂可分散在基于水的组合物中，所述聚结剂优选地为随时间推移稳定的。由此，这意味着聚结剂在49℃下静置四周后不会从基于水的组合物中发生相分离。
在某些方面中，合适的低VOC聚结剂与体系中的聚合物和其他组分相容。也就是说，它们在组合物中是非反应性的。在某些实施方式中，它们不是聚合物的交联剂或以其他方式与聚合物反应。
在某些方面中，合适的低VOC聚结剂不是可聚合的单体，例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
低VOC聚结剂还可任选地用作增塑剂和/或溶剂。具体地，合适的低VOC聚结剂是那些可用作UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂的溶剂的聚结剂。在一些方面中，低VOC聚结剂在被加热到至少60℃的温度时会溶解所述一种或多种UV-VIS吸收剂。
在某些方面中，聚结剂中的UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂和受阻胺光稳定剂的浓度为基于混合物(优选地，溶液)的总重量，至少5重量百分比(重量％)、或至少10重量％、或至少15重量％、或至少20重量％、或至少25重量％、或至少30重量％、或至少35重量％、或至少40重量％、或至少45重量％。在某些实施方式中，聚结剂中的UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂和受阻胺光稳定剂的浓度为基于混合物(优选地，溶液)的总重量，至多30重量％、或至多40重量％、或至多50重量％、或至多60重量％、或至多70重量％。在某些方面中，UV-VIS吸收剂-HALS-聚结剂共混物(优选地，溶液)包含小于70重量％的一种或多种UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂。通常，共混物中少于5重量％的量的UV-VIS吸收剂不能将足够的吸收剂递送至最终的基于水的组合物以有效地改善光泽保持率，而共混物中大于70重量％的量的UV-VIS吸收剂表现为光泽保持率下降。
在某些方面中，一种或多种水不溶性UV-VIS吸收剂和一种或多种受阻胺光稳定剂以基于重量百分比约1:3至约7:3的比率存在于吸收剂-HALS-聚结剂混合物(优选地，溶液)中。在某些其他方面中，一种或多种水不溶性UV-VIS吸收剂和一种或多种受阻胺光稳定剂以基于重量百分比约1:9至约7:3的比率存在于吸收剂-HALS-聚结剂混合物(优选地，溶液)中。
在某些实施方式中，此类低VOC聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-Xr-O)n-R2
其中：n为1至10；R1为有机基团，优选地具有小于100个碳原子，并且更优选地具有3至24个碳原子；R2为氢或有机基团，优选地具有小于100个碳原子；并且X为二价有机基团，优选地具有2至8个碳原子，并且更优选地3至5个碳原子；并且r为0至1。优选地，n为1至5，更优选地，n为1至3，并且最优选地，n为2至3。
优选地，R1为烃基部分，但是对于某些优选的实施方式，R1为有机基团，所述有机基团包含选自以下的组的取代基：非过氧化的氧原子、羰基、羟基以及它们的组合，更优选地，选自以下的组的取代基：非过氧化的氧原子、羟基以及它们的组合，并且最优选地非过氧化的氧原子。对于某些实施方式，R1具有式R3-(CH2)m-(O(CH2)p)q-，其中R3为烷基或芳基，m为0至24，p为1至4(优选地，p为1至2)，并且q为0至50。在对于R1的这种优选制剂中，m+pq优选地小于23。
优选地，X为二价烃基部分，但是对于某些优选的实施方式，X为有机基团，所述有机基团包含选自以下的组的取代基：非过氧化的氧原子、羰基以及它们的组合，并且更优选地，非过氧化的氧原子和羰基。对于某些实施方式，X具有式-(CH2)s-，其中s为2至8，并且优选地，s为3至5。
对于某些实施方式，X包含不饱和性。优选地，X包含至少一个碳-碳双键。此类化合物的优选示例是马来酸双(2-乙基己基)酯(即，马来酸二辛酯)，其可以从商业来源，例如Aldrich Chemical Co.,Milwaukee,Wis购得。
优选地，R2为氢，但是对于某些优选的实施方式，R2为如上所定义的R1。对于某些实施方式，优选地当R2为氢时，r为1。
对于某些实施方式，当X不是-(CH2)s-，其中s为2至8时，R1包含至少三个碳原子；并且当r为零时，R1和R2一起包含少于两个脂肪族不饱和碳-碳键，优选地，当r为零时，R1和R2一起不包含任何脂肪族不饱和碳-碳键，并且更优选地，R1和R2一起不包含任何脂肪族不饱和碳-碳键。
对于某些实施方式，R1为机基团，所述机基团具有3至24个碳原子和选自以下的组的取代基：氧原子、羰基、羟基以及它们的组合；并且R2为氢。
一组优选的此类化合物具有下式：
R1-(C(O)-Xr-O)n-R2
其中：R1为有机基团；X为二价有机基团；r为0至1；n为1至10；并且R2为氢或有机基团；前提条件是当X不是-(CH2)s-，其中s为2至8时，R1包含至少三个碳原子；前提条件是当r为零时，聚结剂具有少于两个脂肪族不饱和碳-碳键。此类化合物可例如由己内酯和醇制成。
另一组优选的此类化合物具有下式：
R1-(C(O)-Xr-O)n-R2
其中：R1为有机基团；X为二价有机基团；r为0至1；n为1至10；并且R2为氢或有机基团；前提条件是当X不是-(CH2)s-，其中s为2至8时，R1包含至少三个碳原子；前提条件是聚结剂不包含脂肪族不饱和碳-碳键；前提条件是是当R2为氢时，r为1。
另一组优选的此类化合物具有下式：
R1-(C(O)-Xr-O)n-R2
其中：R1具有式R3-(CH2)m-(O(CH2)p)q-，其中R3为烷基或芳基，m为0至24，p为1至4，并且q为0至50；X具有式-(CH2)s-，其中s为2至8；r为0至1；n为1至10；并且R2为氢或R1。
另一组优选的此类化合物具有下式：
R1-(C(O)-X-O)n-H
其中：R1为烃基部分或有机基团，所述有机基团含有选自以下的组的取代基：非过氧化的氧原子、羟基以及它们的组合；X为二价烃基部分或含有非过氧化的氧原子和羰基的有机基团；并且n为1至10。此类化合物可例如由新癸酸的缩水甘油酯(例如，CARDURA E10)和羧酸制成。
另一组优选的此类化合物具有下式：
R1-(C(O)-X-O)n-H
其中：R1为烃基部分或有机基团，所述有机基团含有选自以下的组的取代基：非过氧化的氧原子、羟基以及它们的组合；X具有式-(CH2)s-，其中s为2至8；并且n为1到10。
另一组优选的此类化合物具有下式：
R1-(C(O)-X-O)n-H
其中：R1为烃基部分或含有非过氧化的氧的有机基团；X为含有非过氧化的氧和羰基的有机基团；并且n为1至10。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-Xr-O)n-R2
其中：R1为具有至少3个并且少于100个碳原子的有机基团：X为二价有机基团；r为0或1；n为1至10；并且R2为氢或具有至少3个并且少于100个碳原子的有机基团。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-Xr-O)n-R2
其中：R1为具有至少3个并且少于100个碳原子的有机基团，其中所述有机基团为脂肪族基、脂环基、杂环基或它们的组合；X为二价有机基团；r为1；n为1；并且R2为氢或具有至少3个并且少于100个碳原子的有机基团；前提条件是R1和R2一起不包含任何脂肪族不饱和碳-碳键。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-O)-R2
其中：R1为具有3至24个碳原子的芳香族基团；并且R2为具有3至24个碳原子的烃基部分；前提条件是R1和R2一起不包含任何脂肪族不饱和碳-碳键。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-O)-R2
其中：R1为具有至少3个并且少于100个碳原子的有机基团，其中所述有机基团为脂肪族基、脂环基、杂环基或它们的组合；R2为具有少于100个碳原子的有机基团，其中所述有机基团包含羟基；并且所述聚结剂具有1至2个脂肪族不饱和碳-碳键。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-X-O)n-H
其中：R1为具有至少3个并且少于100个碳原子的有机基团，其中所述有机基团为脂肪族基、脂环基、杂环基或它们的组合；X为包含氧原子的二价有机基团；并且n为1至10；并且所述聚结剂具有1至2个脂肪族不饱和碳-碳键。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-X-O)n-R2
其中：R1为具有至少3个并且少于100个碳原子的有机基团，其中所述有机基团为脂肪族基、脂环基、杂环基或它们的组合；X为二价有机基团；n为1至10；R2为具有少于100个碳原子的有机基团；所述聚结剂具有一个脂肪族不饱和碳-碳键，前提条件是R1和R2一起不包含任何脂肪族不饱和碳-碳键。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-X-O)n-R2
其中：R1为具有至少3个并且少于100个碳原子的有机基团，其中所述有机基团为脂肪族基、脂环基、杂环基或它们的组合；X为包含氧原子的二价有机基团；n为1至10；并且R2为具有少于100个碳原子并且包含一个羰基的有机基团；前提条件是所述聚结剂不包含任何脂肪族不饱和碳-碳键。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-X-O)n-R2
其中：R1为脂肪族烃基部分并且包含3至24个碳原子，X为包含氧原子和2至8个碳原子的二价有机基团，n为1，并且R2为包含3至24个碳原子和一个羰基的有机基团；前提条件是所述聚结剂不包含任何脂肪族不饱和碳-碳键。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-Xr-O)n-R2
其中：R1为具有3至24个碳原子的烃基部分，其中所述烃基部分为脂肪族部分、脂环族部分、杂环部分或它们的组合；X为具有2至8个碳原子的二价有机基团；r为1；n为1；并且R2为具有少于100个碳原子并且包含羰基的有机基团；前提条件是R1和R2一起不包含任何脂肪族不饱和碳-碳键。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-X-O)n-H
其中：R1为烃基部分或有机基团，所述有机基团含有选自以下的组的取代基：非过氧化的氧原子、羟基以及它们的组合；X为二价烃基部分或含有非过氧化的氧原子和羰基的有机基团；并且n为1至10。
在某些方面中，聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-X-O)-R2
其中：R1包含具有至少3个并且少于100个碳原子的芳香族基团；X为包含一个或多个非过氧化的氧原子的二价有机基团；R2包含具有至少3个并且少于100个碳原子的芳香族基团；前提条件是R1和R2一起不包含任何脂肪族不饱和碳-碳键。
合适的低VOC聚结剂的示例包括例如在美国专利号8,440,752中公开的那些。具体示例包括例如：tergitol(例如，可以商品名TERGITOL购得，例如以商品名TERGITOL 15-S-15从Dow购得)、邻苯二甲酸烷基酯(例如，邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、邻苯二甲酸庚基壬基十一烷基酯、邻苯二甲酸丁基环己酯和邻苯二甲酸二环己酯)；邻苯二甲酸芳基酯(例如，邻苯二甲酸二苯酯)；邻苯二甲酸烷基芳基酯(例如，邻苯二甲酸丁基苄酯)；柠檬酸烷基酯(例如，柠檬酸三丁酯和柠檬酸三乙酯)；异山梨醇二烷基醚(例如，二甲基异山梨醇醚和二乙基异山梨醇醚)；马来酸烷基酯(例如，马来酸二辛酯和马来酸双(2-乙基己基)酯)；己二酸烷基酯(例如，己二酸双(2-乙基己基)酯和己二酸二辛酯)；己二酸烷基芳基酯(例如，己二酸苄基辛酯)；苯甲酸酯(例如，二甘醇二苯甲酸酯、苯甲酸异癸酯、苯甲酸辛酯)；壬二酸酯(例如，壬二酸双(2-乙基己基)酯)；蓖麻油酸酯；聚乙二醇醚；三(乙二醇)双(2-乙基己酸酯)；四(乙二醇)双(2-乙基己酸酯)；单油酸甘油酯；十八碳烯酸甲酯和丙二醇的油酸单酯；以及脂肪酸/油衍生物，例如可以商品名ARCHER RC从ADM购得的那些。
优选的低VOC聚结剂的示例包括丙二醇的油酸单酯、马来酸双(2-乙基己基)酯、己二酸双(2-乙基己基)酯、壬二酸双(2-乙基己基)酯、苯甲酸异癸酯、三(乙二醇)双(2-乙基己酸酯)、四(乙二醇)双(2-乙基己酸酯)、柠檬酸三丁酯、苯甲酸辛酯、二(乙二醇)二苯甲酸酯以及十八烯酸甲酯。
在某些方面中，优选的聚结剂的VOC含量小于100g/L、小于75g/L、小于50g/L、小于25g/L、小于15g/L、小于10g/L，并且在一些方面中小于5g/L。示例性的合适的聚结剂包括苯甲酸酯(例如苯甲酸烷基酯、单苯甲酸酯和二苯甲酸酯)、马来酸二辛酯、油酸丙二醇酯，以及在美国专利号6,762,230 B2、7,812,079 B2和8,110,624 B2(统称为Brandenburger等人)中、在美国专利号8,106,239 B2(Zhou等人)中和在美国公开专利申请号US 2010/0178494 A1(Foster等人)和US 2009/0149591 A1(Yang等人)中描述的类型的其他低VOC化合物；它们的混合物等。其他合适的低VOC聚结剂包括EPSTM 9147(Engineered PolymerSolutions&Color Corporation of America)、己酸酯，例如OptifilmTM 400(EastmanChemical,Kingsport TN)、VelateTM 368(Eastman Chemical,Kingsport TN)、LoxanolTM(Cognis,Kankakee IL，现为BASF)、Archer RCTM(ADM,Decator IL)等。常规的聚结剂，例如TexanolTM(Eastman Chemical)等，也可以单独使用或与其他溶剂(例如，2-丁氧基乙醇(丁基溶纤剂)、二甘醇单丁基醚(丁基卡必醇)等等)组合使用，前提条件是在涂料组合物或漆中不超过可接受的VOC水平。当存在聚结剂时，基于最终涂料组合物的重量，涂料组合物优选地包含约0.05重量百分比至约10重量百分比或约0.05重量百分比至约5重量百分比的聚结剂。
这些化合物可以使用本领域技术人员众所周知的标准有机合成技术来形成。
存在于本公开的基于水的组合物中的一种或多种低VOC聚结剂的量包括提供期望结果的量。优选地，一种或多种相对较低VOC的聚结剂以基于聚合物固体，至少1重量％、或至少2重量％、或至少3重量％、或至少4重量％、或至少5重量％的量存在于基于水的组合物中。优选地，一种或多种相对较低VOC的聚结剂以基于聚合物固体，至多10重量％、或至多20重量％的量存在于基于水的组合物中。当使用此类聚结剂的混合物时，本文所述的式中变量的数值为平均值。
在某些方面中，UV-VIS吸收剂-HALS-聚结剂共混物作为可添加到基础漆中的单独组合物提供。在某些方面中，UV-VIS吸收剂-HALS-聚结剂共混物作为热稳定的聚结剂共混组合物提供。在其他方面中，在基础漆中提供UV-VIS吸收剂-HALS-聚结剂共混物。在其他方面中，在着色剂中提供UV-VIS吸收剂-HALS-聚结剂共混物。
在某些方面中，优选的UV-VIS吸收剂-HALS-聚结剂共混物的VOC含量小于100g/L、小于75g/L、小于50g/L、小于25g/L、小于15g/L、小于10g/L，并且在一些方面中小于5g/L。
在某些方面中，热稳定的聚结剂共混组合物是通过以下方式制备的：在约60℃至约100℃的温度下混合以下物质以形成共混物：一种或多种包含经取代的二苯甲酮的UV-VIS吸收剂，所述一种或多种UV-VIS吸收剂优选地能够吸收在240-465nm范围内的辐射并且优选地能够作为自由基产生剂；一种或多种受阻胺光稳定剂；以及一种或多种低VOC聚结剂。在一些方面中，将所述一种或多种低VOC聚结剂和所述一种或多种UV-VIS吸收剂加热到约60℃至约100℃直至所述一种或多种UV-VIS吸收剂熔融，并且将所述UV-VIS吸收剂和一种或多种受阻胺光稳定剂混合或搅拌到所述一种或多种低VOC聚结剂中直至完全溶解。一旦完全溶解，就将所述共混物的温度降低到环境温度(例如，20-25℃)或更低。在某些方面中，所述热稳定的聚结剂共混组合物能够将溶液中的三种组分维持在-20℃的温度下达至少30天的时段，而没有任何大的晶体或沉淀物形成，优选地当在-20℃下或在一些方面中在环境温度下存储至少30天时，所述热稳定的聚结剂共混组合物中没有肉眼可见的UV-VIS吸收剂的沉淀物，最优选地当在-20℃下或在一些方面中在环境温度(例如，20-25℃)下存储至少30天时，小于1重量％的UV-VIS吸收剂(如果有的话)从所述热稳定的聚结剂共混组合物中沉淀出。
在一些方面中，在共混到热稳定的聚结剂共混组合物中之前，当在等量的一种或多种低VOC聚结剂中进行组合时，UV-VIS吸收剂通常不保留在溶液中。不希望受理论的束缚，据信在热稳定的聚结剂共混组合物中HALS的存在将UV-VIS吸收剂保持在溶液中。
任选的添加剂
本文所述的组合物可包含被添加到用于制造所述组合物的单体反应混合物中、被添加到热稳定的聚结剂共混组合物中或被添加到本文所述的基础漆组合物中的其他组分或添加剂。制备漆的方法将是本领域技术人员所熟悉的。漆组合物中所使用的合适添加剂是本领域技术人员已知的，并且包括但不限于表面活性剂、施工时限剂(open timeagent)、pH调节剂、引发剂和追加液、交联剂、防腐剂、消泡剂、防腐剂、填料、触变胶、流变改性剂、消光剂、分散剂，以及它们的组合。添加剂可包括一种或多种被添加到漆中以在存储、处理、施加和其他或后续阶段中改变特性或增强漆性能的成分。漆的理想性能特征包括例如耐化学性、耐磨性或耐擦洗性、耐粘性、硬度、光泽度、反射率、外观和/或此类特性和类似其他特性的组合。优选的性能增强添加剂包括清漆、蜡、消光剂(flatting agent)，防止损伤、磨损的添加剂等。
示例性的分散剂包括阴离子型聚电解质分散剂，例如马来酸共聚物、包括甲基丙烯酸共聚物在内的丙烯酸共聚物，以及羧酸类(例如酒石酸、琥珀酸、柠檬酸、衣康酸)，它们的混合物，以及将为本领域的普通技术人员所熟悉的其他材料。
示例性消泡剂包括硅氧烷、环氧乙烷环氧丙烷共聚物、油和蜡，例如来自Cognis的FOAMSTARTM A-32、FOAMSTAR A-34、FOAMSTAR 15A-36、FOAMSTAR A-38、FOAMSTAR A-39、FOAMASTERTM 111、FOAMASTER 333和FOAMASTER SA-3、来自Evonik的TEGOTM FOAMEXTM 810，它们的混合物，以及将为本领域的普通技术人员所熟悉的其他材料，包括来自其他供应商(例如Air Products and Chemicals、Ashland、BASF、BYK-Gardner USA、Cytec、RhonePoulenc和Troy公司)的产品。
示例性表面活性剂或分散剂包括阴离子型、两性型和非离子型材料。商购可得的表面活性剂或分散剂包括来自Dow Chemical Co.的TAMOLTM系列；来自Dow Chemical Co.的壬基和辛基酚乙氧基化物(例如，TRITONTM X-45、TRITON X-100、TRITON X-114、TRITON X-165、TRITON X-305和TRITON X-405)和来自其他供应商的壬基和辛基酚乙氧基化物(例如，来自Harcros Chemicals的T-DET N系列)；来自Dow Chemical Co.、ElementisSpecialties,Inc.和其他供应商的烷基酚乙氧基化物(APE)替代品；来自Air Productsand Chemicals,Inc.的SURFYNOLTM系列的各种成员(例如，SURFYNOL 104、SURFYNOL 104A、SURFYNOL 104BC、SURFYNOL 104DPM、SURFYNOL 104E、SURFYNOL 104H、SURFYNOL 104PA、SURFYNOL 104PG50、SURFYNOL 104S、SURFYNOL 2502、SURFYNOL 420、SURFYNOL 440、SURFYNOL 465、SURFYNOL 485、SURFYNOL 485W、SURFYNOL 82、SURFYNOL CT-211、SURFYNOLCT-221、SURFYNOL OP-340、SURFYNOL PSA204、SURFYNOL PSA216、SURFYNOL PSA336、SURFYNOL SE和SURFYNOL SE-F)；来自3M,E.I.DuPont de Nemours and Co.和其他供应商的各种碳氟化合物表面活性剂；以及来自Ashland,Rhodia和其他供应商的磷酸酯。当存在表面活性剂或分散剂时，基于组合物的总重量，涂料组合物优选地含有约0.1重量百分比至约10重量百分比，并且更优选地约1重量百分比至约3重量百分比的表面活性剂或分散剂。
所公开的涂料组合物可含有将为本领域的普通技术人员所熟悉的多种其他佐剂。代表性的佐剂描述于Koleske等人，Paint and Coatings Industry，2003年4月，第12-86页中。示例性佐剂及其商业示例包括防缩孔剂；杀生物剂、杀真菌剂、防霉剂和防腐剂(例如，来自Buckman Laboratories,Inc.的BUSANTM 1292、来自Cognis的NOPCOCIDETM N-40D、来自Rohm&Haas的KATHONTM LX，以及来自Troy 5公司的POLYPHASETM 663、POLYPHASE 678和POLYPHASE PW-40)；固化指示剂；热稳定剂；流平剂；荧光增白剂；润湿剂(例如，来自Altana的BYKTM 346和BYK 348、来自Rhodia的PENTEXTM 99和来自Troy 10公司的TROYSOL LACTM)；蜡(例如，来自Altana的AQUACERTM 593、来自Shamrock Technologies,Inc.的HYDROCERTM303和来自Michelman,Inc.的MICHEMTM乳液32535)；等等。这些和其他佐剂的类型和量通常将根据经验选择。
所公开的涂料组合物可包装在适用于在存储期间存储所需量的涂料组合物的任何方便的包装中。示例性包装容器包括罐、提桶、瓶、桶、手提袋和槽。所公开的组合物可以在制造现场被工厂施加到诸如建筑部件的基材上，或者可以被供应给最终用户并且被现场施加到成品上，例如作为用于建筑表面上的漆。
在某些方面中，本发明的涂料组合物可用作漆制剂，包括要在销售点涂色或着色成具有所需颜色和光洁度的漆的基础漆。在一个方面中，基础漆可为在被涂色或着色之前透明的(未着色的)，或为经着色的。在某些方面中，基础漆含有约30重量％至约60重量％的水，所述水可为自来水、去离子水、蒸馏水、反渗透水或再生水。在一些方面中，涂料组合物是颜料体积浓度(PVC)为至少40％的基于水的漆。无光漆的典型PVC范围为35％至75％，半光泽度漆的典型PVC范围为20％至40％，而高光泽度漆的PVC范围为约10％至25％。
在某些方面中，使用一种或多种商购可得的着色剂在店内对基础漆进行着色或涂色。可用于涂料组合物或漆制剂中的合适的着色剂包括例如NovoColor(Color Corp.ofAmerica,Louisville,Ky.)着色剂，例如与本文所述的基于水的涂料组合物相容的零VOC着色剂。优选的着色剂组合物包含着色剂组分，例如分散在液相中的颜料、包含胶乳相容性表面活性剂的表面活性剂包、载体，以及其他任选的添加剂。示例性着色剂组合物包括在美国专利号6,488,760和7,659,340中描述的类型的与胶乳漆相容的单一着色剂制剂。这些着色剂组合物是均匀的，并且在添加到基础漆制剂中之前不需要进行混合，具有延长的保质期，并且当在约40°至50°的温度下存储延长的时间段时显示出小于约15KU，更优选地小于约10KU的粘度增加。
在一个方面中，涂料组合物可用于要着色以产生黑色或深色漆的基础漆制剂中。生产此类黑色或深色漆需要高着色剂负载。在一个方面中，要添加到基础漆中的着色剂的量由经着色的漆的所需颜色和光洁度(例如，光泽、半光泽、缎面光等)确定。优选地，漆包含至多约20重量％的着色剂，更优选地约5重量％至15重量％的着色剂，并且最优选地约8重量％至12重量％的着色剂。
在某些方面中，涂料组合物包含在容器中的店内可染色液体基础漆制剂，所述容器具有足以接纳一定量的一种或多种着色剂(优选地低VOC着色剂)的顶部空间，其中所述着色剂优选地具有小于约20g/L的VOC、小于约15g/L的VOC、小于约10g/L的VOC。
在一个实施方式中，本文所述的涂料组合物可用于制备半光泽度和高光泽度漆制剂。“半光泽度”是指面漆具有中等缎子样光泽并且60°光泽等级为至少约20个单位、更优选地至少约30个单位、更优选地至少约35个单位、更优选地约35至70个单位。“高光泽度”面漆具有有光泽的外观，并且在镜子或镜样方向上反射光。高光泽度漆的60°光泽度为至少约70个单位、更优选地至少约75个单位、更优选地至少约80个单位、更优选地至少约85个单位，并且甚至更优选地大于85个单位。
基于水的组合物可以通过包括以下步骤的方法制备：提供水性聚合物分散体或组合物，所述水性聚合物分散体或组合物包含在水中的胶乳或水可分散的聚合物；提供一种或多种包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮的UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂(优选地能够吸收在240-465nm，更优选地240-400nm范围内的辐射)；提供一种或多种HALS；任选地提供一种或多种低VOC聚结剂；以及任选地提供添加剂包，所述添加剂包包含以下物质中的至少一者：颜料、增稠剂、防霉剂、杀生物剂、消泡剂、表面活性剂、分散剂、填料以及它们的组合；以及将至少所述一种或多种UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂和所述一种或多种HALS组合到水性聚合物分散体或组合物中。
在一些其中存在一种或多种低VOC聚结剂的方面中，可以将至少所述一种或多种UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂溶于一种或多种低VOC聚结剂中，以形成吸收剂-聚结剂混合物(优选地，溶液)。在将水性聚合物分散体或组合物与任选的添加剂包混合之前或之后，可以将吸收剂-聚结剂混合物与水性聚合物分散体或组合物混合，并且还在吸收剂-聚结剂混合物与水性聚合物分散体或组合物进行组合之前或之后添加一种或多种HALS。
在一种优选的方法中，将一种或多种水不溶性UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂和一种或多种HALS溶于一种或多种低VOC聚结剂中，以形成热稳定的聚结剂共混组合物。然后将热稳定的聚结剂共混组合物与水性聚合物分散体或组合物混合以形成基于水的涂料。在将水性聚合物分散体或组合物与热稳定的聚结剂共混组合物混合之前或之后，可以将任选的添加剂包与水性聚合物分散体或组合物、热稳定的聚结剂共混组合物或两者混合以形成基于水的涂料，优选地漆。
在某些其他方面中，在胶乳聚合反应结束时，当水性聚合物分散体或组合物仍热得足以熔融一种或多种UV-VIS吸收剂时，将一种或多种UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂和一种或多种HALS与水性聚合物分散体或组合物混合。在该过程中，一种或多种低VOC聚结剂是任选的，并且可以在水性聚合物分散体或组合物、一种或多种UV-VIS(优选地，紫外线)吸收剂和一种或多种HALS已经混合之后添加。
在上述示例性制备工序中，参考了一种或多种低VOC聚结剂的使用。尽管不太优选，但是应当理解的是，如果需要的话，则可以使用不是低VOC聚结剂的一种或多种聚结剂来代替或补充所述一种或多种低VOC聚结剂。
在一些方面中，涂料组合物当用于漆(例如，建筑漆)，例如施加至基材上并使得干燥成膜的半光泽或光泽面漆中时，具有与不具有包含经取代的二苯甲酮的UV-VIS吸收剂和HALS存在的漆相比显著改善的光泽保持率。在一些方面中，涂料组合物当用于漆中时具有至少80％的光泽保持率，在一些方面中至少85％的光泽保持率，在一些方面中至少90％的光泽保持率，在一些方面中至少95％的光泽保持率，在一些方面中至少97％的光泽保持率，在一些方面中至少98％的光泽保持率，在一些方面中至少99％的光泽保持率，在一些方面中至少100％的光泽保持率，所述光泽保持率是在至少2000小时后通过根据ASTM G154使用在标准中所列出的循环1在60度光泽度下进行QUVA光泽保持而测量的，其中使用绕线刮涂棒(RDS)将涂料组合物作为膜施加到3×6铝Q面板上达约3密耳的膜厚度。
在一些方面中，涂料组合物当用于漆(例如，建筑漆)中并使得在基材上干燥为干膜时，具有的使用60度光泽度计测量的初始最小光泽等级为至少20个单位(缎子样)、至少35个单位(传统半光泽的)、至少70个单位(传统光泽/高光泽架构)、至少85个单位(高光泽)，并且在60度光泽度下测量的，所述干膜的光泽保持率在2000小时内为至少90％。在一些方面中，使用根据ASTM G154在标准中列出的循环1在60度光泽度下测量的，施加到基材上的干膜的光泽保持率在2000小时内下降小于10个单位，其中使用绕线刮涂棒(RDS)将涂料组合物作为膜施加到3×6铝Q面板上达约3密耳的膜厚度。
在一些方面中，包含一种或多种紫外线吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和任选的聚结剂的涂料组合物是用于进一步配制以形成建筑面漆的中间体。
实施例
通过以下实施例来说明本发明。所公开的实施例、材料、量和工序仅为示例性的。除非另有说明，否则所有份数和百分数均按重量计，并且所有分子量均为重均分子量。除非另有说明，否则所使用的所有化学品可从例如Sigma-Aldrich,St.Louis,Missouri或其他商业供应商商购获得。
在以下实施例中，涂料组合物包含EPS 2799聚合物(丙烯酸胶乳聚合物，50％固体)，并且被配制成通过本领域的普通技术人员已知的常规漆制剂方法制得的高光泽度白漆。如在实施例中所详细说明的，在以下实施例中漆的差异与UV-VIS吸收剂、受阻胺光稳定剂和任选的聚结剂有关。
实施例1-经取代的二苯甲酮的光泽保持功效
使用甲基邻苯甲酰基苯甲酸酯(MBB)作为经取代的二苯甲酮，说明了与二苯甲酮(BP)相比，UV-VIS吸收剂为经取代的二苯甲酮的功效。如下表1中所示，使用各种量的BP、MBB和Tinuvin 292作为受阻胺光稳定剂(HALS)制备五个涂料组合物样品，所述百分比是基于总树脂固体的重量百分比。第一样品(S1)用作对照，不含任何UV-VIS吸收剂MBB或BP，并且也不含任何HALS。第二样品(S2)仅含有UV-VIS吸收剂MBB，而不含任何HALS。第三样品(S3)含有UV-VIS吸收剂MBB以及HALS。第四样品(S4)仅含有UV-VIS吸收剂BP。第五样品(S5)含有UV-VIS吸收剂BP和HALS。通过在乳液聚合反应结束时，当聚合物仍处于约60℃的高温下时添加UV-VIS吸收剂(MBB或BP)和HALS(如果存在的话)来制备五个涂料组合物样品中的每一者。从乳液制备漆制剂，并测试所述漆制剂的长期光泽保持。
使用绕线刮涂棒(RDS)将五个涂料组合物样品的每一者作为漆膜施加到3×6铝Q面板上达约3密耳的膜厚度。将所施加的涂料中的每一者在环境温度(20-25℃)下干燥24小时，并获取初始光泽度读数。然后将干燥的面板放在QUVA柜中，并曝光于一些阳光达表1中所提供的时间量。在表1中的时间间隔中的每一时间间隔处，获取光泽保持率读数。初始光泽度读数和每个光泽保持读数均为根据ASTM G154使用在标准中列出的循环1在60度光泽度下测量的。
表1.与二苯甲酮相比，经取代的二苯甲酮MBB的光泽保持率。
Figure BDA0002803682980000471
与不含任何UV-VIS吸收剂或HALS的涂料组合物对照(S1)相比，涂料组合物中存在仅BP(S4)没有改善光泽保持率。具有HALS和BP的涂料组合物样品(S5)具有略有改善的光泽保持率，并且在1200个小时内具有稳定的光泽保持率下降。在涂料组合物中存在仅MBB(S2)以及还存在MBB和HALS(S3)在1200小时内具有超过100％的光泽保持率。与仅存在MBB(S2)相比，涂料组合物中存在MBB和HALS(S3)具有改善的光泽保持率。与单独的二苯甲酮或在HALS存在下的二苯甲酮相比，经取代的二苯甲酮，甲基邻苯甲酰基苯甲酸酯，在1200小时内具有更有效的光泽保持。
实施例2-经取代的二苯甲酮和HALS的协同光泽保持
当涂料组合物具有UV-VIS吸收剂和HALS而不是所述组分中的仅一者时，所述涂料组合物的光泽保持率得以增强。如下表2中所示，使用各种量的MBB和Tinuvin 292作为HALS制备四个涂料组合物样品，所述百分比是基于总树脂固体的重量百分比。样品S6充当对照，不存在MBB或HALS。样品S7为在涂料组合物中仅存在HALS。样品S8为在涂料组合物中仅存在MBB。样品S9为在涂料组合物中存在MBB和HALS。通过在乳液聚合反应结束时，当聚合物仍处于高温下时添加MBB和HALS(如果存在的话)来制备涂料组合物样品中的每一者，其中MBB是在约60℃下添加的并且Tinuvin 292是在约50℃下添加的。从乳液制备漆制剂，并测试所述漆制剂的长期光泽保持。将涂料组合物样品作为漆膜施加到3×6铝Q面板上，并如实施例1中所讨论地测量光泽保持率读数。
表2.MBB和HALS在涂料组合物中的协同光泽保持效应。
Figure BDA0002803682980000481
表2中的数据是针对图1中的每个样品绘制的。在涂料组合物样品中不存在任何UV-VIS吸收剂或HALS(S6)的情况下，在加速风化时，所测量的光泽保持率立即开始下降。仅存在HALS的涂料组合物样品(S7)相对于对照(S6)具有一定的光泽保持率改善，但是在加速风化时，所测量的光泽保持率仍然立即下降。仅存在MBB的涂料组合物样品(S8)在所测量的光泽保持率开始下降之前约1500小时都具有良好的光泽保持率。具有MBB和HALS两者的涂料组合物样品(S9)在2000小时处具有超过100％的光泽保持率，证明了具有UV-VIS吸收剂和HALS两者的协同效应。MBB和HALS的协同效应使发明人感到惊讶，因为仅HALS的效果并不能使得涂料组合物在整个2000小时范围内改善的光泽保持率。
实施例3-羟基化的二苯甲酮衍生物
如下表3中所示，比较UV-VIS吸收剂为羟基化的二苯甲酮衍生物与UV-VIS吸收剂为经取代的二苯甲酮的功效，所述百分比是基于总树脂固体的重量百分比。样品S10充当对照，不存在任何UV-VIS吸收剂。在样品S11中，MBB作为UV-VIS吸收剂以0.65重量％的量存在于涂料组合物中。在样品S12至S16中，羟基化的二苯甲酮衍生物作为UV-VIS吸收剂以与S11中所用的重量百分比处于摩尔当量水平的重量百分比存在于涂料组合物中。样品S12具有2,4-二羟基二苯甲酮作为UV-VIS吸收剂，样品S13具有2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮作为UV-VIS吸收剂，样品S14具有氧苯酮作为UV-VIS吸收剂，样品S15具有二羟苯宗作为UV-VIS吸收剂，并且样品S16具有2-羟基-4-(辛氧基)二苯甲酮作为UV-VIS吸收剂。1.9％的量的Tinuvin 292为每个样品中的受阻胺光稳定剂。在样品S12和S13中，在聚合之前将UV-VIS吸收剂溶于单体混合物中。在样品S14至S16中，在聚合后通过以下方式添加UV-VIS吸收剂：在升高的温度(分别为约70℃、约80℃和约50℃)下将UV-VIS吸收剂和HALS溶于聚结剂中，然后将所述混合物恢复到室温并且当UV-VIS吸收剂-聚结剂溶液仍是无沉淀迹象的澄清溶液时立即添加到基础漆制剂中。测试漆制剂的长期光泽保持。将涂料组合物样品作为漆膜施加到3×6铝Q面板上，并如实施例1中所讨论地测量光泽保持率读数。
表3.二苯甲酮衍生物作为UV-VIS吸收剂的光泽保持功效。
Figure BDA0002803682980000501
在加速风化时，所有具有羟基化的二苯甲酮衍生物的样品S12至S16的光泽保持率立即开始下降。在1000小时后，具有羟基化的二苯甲酮衍生物的涂料组合物没有相对于对照得到改善。具有MBB的涂料组合物在1000小时后维持光泽保持率。该数据说明羟基化的二苯甲酮衍生物不是用于保持光泽保持率的可行UV-VIS吸收剂。
实施例4-4-甲基二苯甲酮的光泽保持功效
如下表4所示，将UV-VIS吸收剂为4-甲基二苯甲酮(4MBP)与MBB进行了比较，所述百分比是基于总树脂固体的重量百分比。样品S17充当对照，不存在任何UV-VIS吸收剂或HALS。MBB是样品S18的涂料组合物中的UV-VIS吸收剂，而在样品S19中，UV-VIS吸收剂是4MBP。样品S20的涂料组合物含有4MBP和HALS。通过在乳液聚合反应结束时，当聚合物仍处于约60℃的高温下时添加UV-VIS吸收剂和HALS(如果存在的话)来制备涂料组合物样品中的每一者。从乳液制备漆制剂，并测试所述漆制剂的长期光泽保持。将涂料组合物样品作为漆膜施加到3×6铝Q面板上，并如实施例1中所讨论地测量光泽保持率读数。
表4.经取代的二苯甲酮4-MBP的光泽保持率。
Figure BDA0002803682980000502
Figure BDA0002803682980000511
与仅具有MBB的样品相比，仅具有4MBP的涂料组合物样品的光泽保持率具有略差的性能。当在涂料组合物中将4MBP与HALS组合使用时，在2000小时处4MBP的光泽保持率大于90％。
实施例5-耐沾污性
测试实施例3中的涂料组合物样品S10至S16和实施例4中的样品S19的耐沾污性。使用与实施例4中的涂料组合物相同的过程制备包含2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(BDK)作为UV-VIS吸收剂并且不含HALS(S20)和Tinuvin 292的量为1.9％(S21)的两种附加涂料组合物，并且同样进行测试。
通过以下方式来制备“脏污”浆料：将50克红色铁氧化物、40克黄色氧化物颜料和10克黑色铁氧化物颜料组合并混合直至均质。然后在搅动下将0.5克TAMOL 731(DowChemical)添加到200克去离子水中。然后缓慢添加颜料组合并混合30分钟，直到形成顺滑的浆料。
使用泡沫施放器或其他合适的刷子将浆料施加到经涂覆的面板的一半上，并在室温下在面板上干燥3-4个小时。然后通过使面板在水下运行并使用小块芝士布(cheesecloth)进行轻微摩擦来洗涤干燥的浆料。每个面板都使用干净的布。将面板吸干并使其完全干燥(2-4个小时)，然后使用分光光度计(Datacolor Check II Plus)测量样品的未染色/未洗涤部分和经染色/洗涤部分的亮度(L)、红绿差异(a)和黄蓝差异(b)值。然后使用以下公式计算总色差：ΔE＝(ΔL2+Δa2+Δb2)0.5。然后从每个样品S11至S16和S19至S21的ΔE值中减去样品10的ΔE值。耐沾污性的测量结果显示在表5中。
表5.耐沾污性的测量结果。
样品 ΔE
(S10)无 27.86
(S11)MBB 1.09
(S12)BP-OH1 29.1
(S13)BP-OH2 26.77
(S14)BP-OH3 31.92
(S15)BP-OH4 25.89
(S16)BP-OH5 23.27
(S19)4MBP 1.37
(S20)BDK 1.13
(S21)BDK+HALS 1.08
与对照(S10)相比，具有MBB(S11)、4MBP(S19)和BDK(S20)的涂料组合物样品显示出改善的耐沾污性，而羟基化的二苯甲酮衍生物样品(S12至S15)没有显示出任何改善。另外，具有BDK的S20和具有BDK和HALS的S21的涂料组合物样品没有太大的差异，表明HALS的存在不影响耐沾污性。
实施例6-热稳定的聚结剂共混组合物
热稳定的聚结剂共混组合物可通过以下方式制备：将聚结剂、优选地低VOC聚结剂加热到高于UV-VIS吸收剂的熔点的温度，通常在约60℃至约100℃的温度下，使得当UV-VIS吸收剂与聚结剂组合时，UV-VIS吸收剂熔融并溶解到聚结剂中以形成共混物。共混物的温度可降低到至少环境温度。受阻胺光稳定剂可以在升高的温度下或在共混物形成后与UV-VIS吸收剂和聚结剂组合。发明人已经惊奇地发现，UV-VIS吸收剂、受阻胺光稳定剂和聚结剂的共混物产生了在较低温度下和在热循环期间稳定的溶液。除了改善热稳定性外，当将UV-VIS吸收剂和受阻胺光稳定剂在成品漆制剂中组合使用时，在UV-VIS吸收剂与受阻胺光稳定剂之间还具有协同作用，这导致了与相对于组合量等同的量的所述一种或多种UV-VIS吸收剂和一种或多种受阻胺光稳定剂中的每一者当在可比较的(comparable)成品漆制剂中单独使用时相比，在没有耐沾污性能的任何降低的情况下改善的与光泽保持率有关的性能。
表6中的样品是通过以下方式制备的：将低VOC聚结剂(EPSTM9147)与UV-VIS吸收剂(MBB)和受阻胺光稳定剂(Tinuvin 292)在约60℃的温度下混合，在所述温度下MBB在搅拌时熔融并溶解到溶液中。在低VOC聚结剂、UV-VIS吸收剂和HALS共混在一起成为溶液后，将温度降至室温以形成样品组合物。将100克的各样品提供在透明玻璃罐中，并放置在-20℃的冷冻箱中约30天。如果所形成的大晶体/沉淀物占UV-VIS吸收剂的超过1％，则认为样品不合格。
表6.共混组合物的热稳定性。
Figure BDA0002803682980000531
Figure BDA0002803682980000541
图2中绘示了表6的稳定性数据。从如图2所示的表6的稳定性数据可以看出，在低VOC聚结剂中有小于约50％的总活性物(UV-VIS吸收剂和HALS的总和)并且其中不超过约70％的活性物为UV-VIS吸收剂的组成范围，提供了热稳定的聚结剂共混组合物。
代表性实施方式
在一个实施方式中，一种水性涂料组合物包含：聚合物，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物；一种或多种UV-VIS吸收剂，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮；一种或多种受阻胺光稳定剂；以及任选的一种或多种低VOC聚结剂；其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以基于所述涂料组合物中的总树脂固体，至少0.5重量％的总组合重量存在于所述涂料组合物中。
在一个实施方式中，一种热稳定的聚结剂共混组合物包含一种或多种UV-VIS吸收剂，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮；一种或多种受阻胺光稳定剂；以及一种或多种低VOC聚结剂；其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂占所述热稳定的聚结剂共混组合物的小于约50重量％；并且其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以约1:9至约7:3(UV-VIS吸收剂:受阻胺光稳定剂)的重量比存在。
在一个实施方式中，一种制备热稳定的聚结剂共混组合物的方法包括：将一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和一种或多种低VOC聚结剂进行组合以形成共混物，所述UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮，其中所述共混物是在约60℃至约100℃的温度下形成的；以及将所述共混物的所述温度降低到至少环境温度；并且其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以约1:9至约7:3(UV-VIS吸收剂:受阻胺光稳定剂)的重量比存在。
在一个实施方式中，一种制备水性涂料组合物的方法包括：提供聚合物，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物；提供一种或多种UV-VIS吸收剂，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮；提供一种或多种受阻胺光稳定剂；任选地提供一种或多种低VOC聚结剂；以及将所述聚合物、所述一种或多种UV-VIS吸收剂、所述一种或多种受阻胺光稳定剂和任选的所述低VOC聚结剂进行组合；其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以基于所述涂料组合物的总树脂固体，至少0.5重量％的总组合重量存在于所述涂料组合物中。
在一个实施方式中，一种制备水性涂料组合物的方法包括：提供聚合物，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物；提供热稳定的聚结剂共混组合物，所述热稳定的聚结剂共混组合物包含一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和一种或多种低VOC聚结剂，所述UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮，并且其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以约1:9至约7:3(UV-VIS吸收剂:受阻胺光稳定剂)的重量比存在；以及使所述聚合物与所述热稳定的聚结剂进行组合。
在一个实施方式中，一种用于形成具有表现出改善的光泽保持率的涂层的经涂覆制品的方法包括：提供基材；将水性涂料组合物施加到所述基材上，所述水性涂料组合物包含聚合物、一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和任选的一种或多种低VOC聚结剂，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物，所述UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以基于所述涂料组合物中的总树脂固体，至少0.5重量％的总组合重量存在于所述涂料组合物中；以及使所述涂料组合物干燥成干膜；其中通过根据ASTM G154使用循环1进行的在60度光泽度下的QUVA光泽保持所测量的，所述干膜在至少2000小时后具有至少80％的光泽保持率。
在一个实施方式中，经涂覆制品包含基材；由施加到基材上的水性涂料组合物形成的干膜，所述水性涂料组合物包含聚合物、一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和任选的一种或多种低VOC聚结剂，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物，所述UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基引发剂的经取代的二苯甲酮，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以基于所述涂料组合物中的总树脂固体，至少1重量％的总组合重量存在于所述水性涂料组合物中；其中通过根据ASTM G154使用循环1进行的在60度光泽度下的QUVA光泽保持所测量的，所述干膜在至少2000小时后具有至少80％的光泽保持率。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包含小于约50g/L的挥发性有机化合物(VOC)。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述胶乳聚合物包含单级胶乳聚合物。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物由至少两种烯键式不饱和单体形成，所述烯键式不饱和单体包含丙烯酸、丙烯酸的C1-C8酯、丙烯酸的经取代的C1-C8酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸的C1-C8酯、甲基丙烯酸的经取代的C1-C8酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯，或它们的组合。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含多级胶乳聚合物，所述多级胶乳聚合物具有Tg为约0℃至约120℃(更优选地约25℃至约80℃，并且甚至更优选地约45℃至75℃)的第一级和Tg为约-35℃至约10℃(更优选地约-20℃至约5℃，并且甚至更优选地约-15℃至约3℃)的第二级；并且所述涂料组合物任选地包含至多约0.5重量％的含氟表面活性剂，所述Tg值是通过Fox方程计算的。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述胶乳包含多级胶乳聚合物，所述多级胶乳聚合物的第一级的Tg与第二级的Tg相差至少约35℃(例如，ΔTg为至少约35℃至小于约115℃，或至少约45℃至小于约80℃，或至少约50℃至小于约65℃)，所述Tg值是通过Fox方程计算的。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含由单体制成的多级胶乳聚合物，所述单体包含以下项中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种或全部：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、脲基官能的单体，以及选自二丙酮丙烯酰胺或甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯的交联单体。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中用于制备所述多级胶乳聚合物的单体包含甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯两者，并且其中基于用于制备所述多级胶乳聚合物的单体的总重量，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的组合重量占所述多级胶乳的至少50重量百分比(更优选地至少60重量百分比，甚至更优选地至少70重量百分比，并且甚至更优选地至少80重量百分比，并且任选地至少90重量百分比)。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中用于制备所述多级胶乳聚合物的单体以基于用于制备所述多级胶乳聚合物的单体的总重量约0.5重量百分比至约6重量百分比包含二丙酮丙烯酰胺或甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯中的一种或更多种。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含由具有通过Fox方程计算出的第一Tg值的第一级的单体和具有通过Fox方程计算出的第二Tg值的第二级的单体制备的多级胶乳聚合物，所述第一Tg值大于所述第二Tg值，并且所述第一级的单体与所述第二级的单体的比率(第一级的单体:第二级的单体)介于约1:9至约1:1之间，更优选地约1:4至约2:3，甚至更优选地约1:3至约1:2。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含由以下物质制成的多级胶乳聚合物：用于第一级的第一单体混合物，所述第一单体混合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、脲基官能的单体和任选的二丙酮丙烯酰胺；以及用于第二级的第二单体混合物，所述第二单体混合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、酸官能的烯键式不饱和单体(例如，甲基丙烯酸)、任选的二丙酮丙烯酰胺和脲基官能的单体；其中所述第一级或所述第二级可首先存在。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含胶乳聚合物，所述胶乳聚合物具有在-20℃至70℃的范围内的至少一个Tg，一个或多个所述Tg值是通过Fox方程计算的。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含胶乳聚合物，所述胶乳聚合物具有在-15℃至60℃的范围内的至少一个Tg，一个或多个所述Tg值是通过Fox方程计算的。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含胶乳聚合物，所述胶乳聚合物具有在-10℃至30℃的范围内的至少一个Tg，一个或多个所述Tg值是通过Fox方程计算的。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述胶乳聚合物包含选自丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷氧基酯、甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷氧基酯、饱和羧酸的乙烯基酯、单烯烃和共轭二烯中的一种或更多种的烯键式不饱和单体任选地与选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈和氯乙烯中的一者或多者的单体的聚合产物。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述胶乳聚合物由包含以下的成分形成：聚合物表面活性剂、非聚合物表面活性剂或它们的组合，以及丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中的至少一者。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含附接至一个或多个苯环的碳原子的取代基，所述取代基大于17道尔顿，更优选地大于30道尔顿，最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含附接至在至少一个苯环上的邻位处的碳原子的取代基，所述取代基大于17道尔顿，更优选地大于30道尔顿，最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含附接至在至少一个苯环上的间位或对位处的碳原子的取代基，所述取代基包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含至少一个替代苯环的取代基，其中所述取代基大于17道尔顿，更优选地大于30道尔顿，并且最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个原子，例如O、N、S和P。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含至少一个桥取代基，所述桥取代基大于17道尔顿、包含主链桥杂原子，更优选地大于30道尔顿、包含主链桥杂原子，并且最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个原子，例如O、N、S和P。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含至少一个替代桥酮氧原子的氮原子，最优选地包含在所述桥主链中的肼。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含式(I)：
Figure BDA0002803682980000601
其中A为氧原子或N-NH2，或者任选地任何其他合适的原子或基团；
其中n为0或1，m为0或1，并且y为0至5，前提条件是当A为N-NH2时，n、m和y各自优选地为0；
其中R1和R2如果存在的话则彼此独立地包含有机连接基团，更优选地有机连接基团，甚至更优选地选自CH3-O-B-O-CH3和CH3-CH2-B-N-(CH3)2的有机连接基团，其中B为主链桥碳杂原子；
其中R3包含有机取代基，更优选地烷酰氧基、C1-C3烷基、二乙氨基，或6元含氮和氧的饱和杂环基(例如，
Figure BDA0002803682980000602
)；并且
其中X优选地为苯基基团、羟基-2-甲基-丙基基团、烷酰氧基基团、氧化膦基团，或任何其他合适的基团(通常为有机基团)，前提条件是当X包含苯基时，则m、n和y的总和≥1。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含式(II)：
Figure BDA0002803682980000611
其中A优选地为氧原子或N-NH2，或者任选地任何其他合适的原子或基团；
其中n为0或1，m为0或1，y为0至5，并且z为0至5，前提条件是当A为N-NH2时，n、m、y和z优选地各自为0，并且进一步的前提条件是当A为氧原子时，n、m、y和z的总和≥1；
其中R1和R2如果存在的话则彼此独立地包含有机连接基团，更优选地选自CH3-O-B-O-CH3和CH3-CH2-B-N-(CH3)2的有机连接基团，其中B为主链桥碳杂原子；
其中R3和R4如果存在的话则彼此独立地可包含有机取代基基团，更优选地烷酰氧基、C1-C3烷基、二乙氨基、6元含氮和氧的饱和杂环基团(例如，
Figure BDA0002803682980000612
)，或者形成包含S原子的桥。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂包含苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、乙基-2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基亚膦酸酯、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、异丙基噻吨酮、甲基-邻苯甲酰基-苯甲酸酯、苯甲酰甲酸甲酯、苯偶姻乙醚、4'-乙氧基苯乙酮、4,4-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2-苄基-2-(二甲基氨基)-4'-吗啉代苯丁酮、4-甲基二苯甲酮、二苯甲酮腙，或它们的组合。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中一种或多种水不溶性UV-VIS吸收剂为甲基-邻苯甲酰基-苯甲酸酯。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂为2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物基本上不含二苯甲酮。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中根据ASTM D6886-12在相同的条件下所述一种或多种UV-VIS吸收剂与棕榈酸甲酯同时或在棕榈酸甲酯之后从GC柱上洗脱。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物基本上不含羟基化的二苯甲酮。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂是水不溶性的。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂能够吸收在240-465nm范围内的辐射，最优选地所述一种或多种UV-VIS吸收剂为能够吸收在240-440nm范围内的辐射的UV吸收剂。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种受阻胺光稳定剂包含四甲基哌啶衍生物。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种受阻胺光稳定剂包含癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸甲酯，或它们的混合物。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种受阻胺光稳定剂是液体。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂以有助于将所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂溶解到溶液中的量使用。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂的挥发性有机物含量为20重量％或更低。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂的挥发性有机物含量为15重量％或更低。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂与水性聚合物不反应。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-Xr-O)n-R2
其中：
R1为有机基团；
X为二价有机基团；
r为0或1；
n为1至10；并且
R2为氢或有机基团；
前提条件是当X不是-(CH2)s-时，R1包含至少三个碳原子，其中s为2至8；
前提条件是当r为零时，所述一种或多种低VOC聚结剂具有少于两个脂肪族不饱和碳-碳键。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂包含丙二醇的油酸单酯、己二酸双(2-乙基己基)酯、壬二酸双(2-乙基己基)酯、苯甲酸异癸酯、三(乙二醇)双(2-乙基己酸酯)、四(乙二醇)双(2-乙基己酸酯)、柠檬酸三丁酯、苯甲酸辛酯、二(乙二醇)二苯甲酸酯或十八烯酸甲酯。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂的挥发性有机物含量根据ASTM D2369-90为30％或更低，或者所述一种或多种低VOC聚结剂根据ASTM D6886-12在相同条件下与棕榈酸甲酯同时或在棕榈酸甲酯之后从GC柱上洗脱。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物为漆、经着色或未着色的密封物或密封剂。
根据任何前述实施方式所述的热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中如果有所述UV-VIS吸收剂的话，则当所述热稳定的聚结剂共混组合物在环境条件下存储至少30天时，少于1重量％的所述UV-VIS吸收剂从所述热稳定的聚结剂共混组合物中沉淀出来。
根据任何前述实施方式所述的热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中如果有所述UV-VIS吸收剂的话，则当所述热稳定的聚结剂共混组合物在-20℃下存储至少30天时，少于1重量％的所述UV-VIS吸收剂从所述热稳定的聚结剂共混组合物中沉淀出来。
根据任何前述实施方式所述的热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中当所述热稳定的聚结剂共混组合物在-20℃下存储至少30天时，所述热稳定的聚结剂共混组合物中不存在肉眼可见的UV-VIS吸收剂沉淀。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中相对于所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂中的每一者当单独在可比较的水性涂料组合物中使用时的组合量，所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂当以超过等同量组合使用时对光泽保持具有更大的影响。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物为具有一种或多种颜料、填料、增稠剂、杀生物剂、防霉剂、表面活性剂、分散剂和消泡剂的漆形式。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中水性聚合物是通过聚合然后加入所述一种或多种UV-VIS吸收剂、所述一种或多种受阻胺光稳定剂或所述任选的一种或多种低VOC聚结剂形成的。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.2重量％的量存在于所述涂料组合物中。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.3重量％的量存在于所述涂料组合物中。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.65重量％的量存在于所述涂料组合物中。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.95重量％的量存在于所述涂料组合物中。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种受阻胺光稳定剂以至少0.5重量％的量存在于所述涂料组合物中。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种受阻胺光稳定剂以至少1.5重量％的量存在于所述涂料组合物中。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种受阻胺光稳定剂以至少1.9重量％的量存在于所述涂料组合物中。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以约1:3至约7:3(UV-VIS吸收剂:受阻胺光稳定剂)的比率存在。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂占所述热稳定的聚结剂共混组合物的小于约50重量％。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中根据ASTM G154使用循环1在60度光泽度下测量的，施加到基材上的所述涂料组合物的干膜在2000小时内的光泽保持率为至少85％。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中使用60度光泽度计时，所述涂料组合物的干膜的初始最小光泽等级为至少20个单位(缎子样)、至少35个单位(传统半光泽的)、至少70个单位(传统光泽/高光泽架构)、至少85个单位(高光泽)，并且根据ASTM G154使用循环1在60度光泽度下测量的，所述干膜的光泽保持率在2000小时内为至少90％。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中根据ASTM G154使用循环1在60度光泽度下测量的，施加到基材上的所述涂料组合物的干膜的光泽保持率在2000小时内的下降小于10个单位。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物是自交联聚合物。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包含由甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯、二丙酮丙烯酰胺或它们的混合物或组合提供的自交联部分。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包含衍生自一种或多种多官能单体的自交联部分，所述多官能单体选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯，或它们的混合物或组合。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包含小于40g/L的VOC，更优选地小于30g/L的VOC，更优选地小于20g/L的VOC，更优选地小于10g/L的VOC，更优选地小于5g/L的VOC，最优选地小于1g/L的VOC。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物是颜料体积浓度为至少40的基于水的漆。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中当在60度光泽度下测量时，与所述一种或多种水不溶性UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂的累加效应相比，施加到基材上的所述涂料组合物的干膜具有更大的光泽保持率，所述累加效应是从与所述涂料组合物相同但不含所述一种或多种受阻胺光稳定剂的第一涂料组合物和与所述涂料组合物相同但不含所述一种或多种UV-VIS吸收剂的第二涂料组合物测定的。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中基于ΔE值的变化，相对于不含所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂的相同的基于水的组合物，施加到基材上的所述涂料组合物的干膜具有改善了至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％的改善的耐沾污性。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包括建筑漆。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包括店内的可染色建筑漆。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物是从基础漆和着色剂组合物提供的，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和任选的聚结剂可以通过存在于所述基础漆、着色剂组合物或添加到其中的添加剂组合物中而提供于所述涂料组合物中。
根据任何前述实施方式所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物是用于进一步配制以形成建筑面漆的中间体。
本文已经描述了系统、设备和方法的各种实施方式。这些实施方式仅以举例方式给出，并且并非旨在限制所要求保护的发明的范围。此外，应当理解的是，已经描述的实施方式的各种特征可以以各种方式组合以产生许多其他实施方式。此外，尽管已经描述了各种材料、尺寸、形状、构造和位置等以用于所公开的实施方式，但是在不超出所要求保护的发明的范围的情况下，可以利用除了所公开的那些之外的其他材料、尺寸、形状、构造和位置等。
相关领域的普通技术人员将认识到，本文的主题可包括比上述任何单独实施方式中说明的特征更少的特征。本文所描述的实施方式并不意味着是可以组合本文的主题的各种特征的方式的穷举性呈现。因此，如本领域的普通技术人员所理解的，实施方式不是特征的互斥组合；而是，各种实施方式可包括从不同的单独实施方式选择的不同单独特征的组合。此外，即使当没有在此类实施方式中描述时，关于一个实施方式描述的要素也可以在其他实施方式中实现，除非另有说明。
尽管从属权利要求在权利要求书中可以指代与一个或多个其他权利要求的特定组合，但是其他实施方式也可以包括从属权利要求与各个其他从属权利要求的主题的组合，或者一个或多个特征与其他从属或独立权利要求的组合。本文提出了此类组合，除非指出并非意图采用某一特定的组合。
上文以引用方式对文件的任何并入被限制为使得没有并入与本文的明确公开内容相反的主题。上文以引用方式对文件的任何并入被进一步限制为使得所述文献中包含的权利要求均不以引用方式并入本文。上文以引用方式对文件的任何并入被进一步限制为使得除非明确地包含在本文中，否则文件中提供的任何定义都不以引用方式并入本文。
出于解释权利要求的目的，明确地打算不援用35U.S.C.§112(f)的规定，除非在权利要求中叙述了特定的术语“用于……的装置”或“用于……的步骤”。

Claims (78)

1.一种水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包含：
聚合物，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物；
一种或多种UV-VIS吸收剂，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮；
一种或多种受阻胺光稳定剂；以及
任选的一种或多种低VOC聚结剂；
其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以基于所述涂料组合物中的总树脂固体，至少0.5重量％的总组合重量存在于所述涂料组合物中。
2.一种热稳定的聚结剂共混组合物，所述热稳定的聚结剂共混组合物包含：
一种或多种UV-VIS吸收剂，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮；
一种或多种受阻胺光稳定剂；以及
一种或多种低VOC聚结剂；
其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂占所述热稳定的聚结剂共混组合物的小于约50重量％；并且
其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以约1:9至约7:3(UV-VIS吸收剂:受阻胺光稳定剂)的重量比存在。
3.一种制备热稳定的聚结剂共混组合物的方法，所述方法包括：
将一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和一种或多种低VOC聚结剂进行组合，以形成共混物，所述UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮，其中所述共混物是在约60℃至约100℃的温度下形成的；以及
将所述共混物的温度降低到至少环境温度；并且
其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以约1:9至约7:3(UV-VIS吸收剂:受阻胺光稳定剂)的重量比存在。
4.一种制备水性涂料组合物的方法，所述方法包括：
提供聚合物，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物；
提供一种或多种UV-VIS吸收剂，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮；
提供一种或多种受阻胺光稳定剂；
任选地提供一种或多种低VOC聚结剂；以及
将所述聚合物、所述一种或多种UV-VIS吸收剂、所述一种或多种受阻胺光稳定剂和任选的所述低VOC聚结剂进行组合；
其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以基于所述涂料组合物的总树脂固体，至少0.5重量％的总组合重量存在于所述涂料组合物中。
5.一种制备水性涂料组合物的方法，所述方法包括：
提供聚合物，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物；
提供热稳定的聚结剂共混组合物，所述热稳定的聚结剂共混组合物包含一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和一种或多种低VOC聚结剂，所述UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮，并且其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以约1:9至约7:3(UV-VIS吸收剂:受阻胺光稳定剂)的重量比存在；以及
将所述聚合物与所述热稳定的聚结剂进行组合。
6.一种形成具有表现出改进的光泽保持率的涂层的经涂覆制品的方法，所述方法包括：
提供基材；
将水性涂料组合物施加到所述基材上，所述水性涂料组合物包含聚合物、一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和任选的一种或多种低VOC聚结剂，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物，所述UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基产生剂的经取代的二苯甲酮，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以基于所述涂料组合物中的总树脂固体，至少0.5重量％的总组合重量存在于所述涂料组合物中，以及
使所述涂料组合物干燥成干膜；
其中通过根据ASTM G154使用循环1进行的在60度光泽度下的QUVA光泽保持所测量的，所述干膜在至少2000小时后具有至少80％的光泽保持率。
7.一种经涂覆制品，所述经涂覆制品包含：
基材；
由施加到所述基材上的水性涂料组合物形成的干膜，所述水性涂料组合物包含聚合物、一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和任选的一种或多种低VOC聚结剂，所述聚合物包含胶乳或水可分散的聚合物，所述UV-VIS吸收剂包含能够作为自由基引发剂的经取代的二苯甲酮，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以基于所述涂料组合物中的总树脂固体，至少1重量％的总组合重量存在于所述水性涂料组合物中；
其中通过根据ASTM G154使用循环1进行的在60度光泽度下的QUVA光泽保持所测量的，所述干膜在至少2000小时后具有至少80％的光泽保持率。
8.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包含小于约50g/L的挥发性有机化合物(VOC)。
9.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述胶乳聚合物包含单级胶乳聚合物。
10.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物由至少两种烯键式不饱和单体形成，所述烯键式不饱和单体包含丙烯酸、丙烯酸的C1-C8酯、丙烯酸的经取代的C1-C8酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸的C1-C8酯、甲基丙烯酸的经取代的C1-C8酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯，或它们的组合。
11.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含多级胶乳聚合物，所述多级胶乳聚合物具有Tg为约0℃至约120℃(更优选地约25℃至约80℃，并且甚至更优选地约45℃至75℃)的第一级和Tg为约-35℃至约10℃(更优选地约-20℃至约5℃，并且甚至更优选地约-15℃至约3℃)的第二级；并且所述涂料组合物任选地包含至多约0.5重量％的含氟表面活性剂，所述Tg值是通过Fox方程计算的。
12.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述胶乳包含多级胶乳聚合物，所述多级胶乳聚合物的第一级的Tg与第二级的Tg相差至少约35℃(例如，ΔTg为至少约35℃至小于约115℃，或至少约45℃至小于约80℃，或至少约50℃至小于约65℃)，所述Tg值是通过Fox方程计算的。
13.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含由单体制成的多级胶乳聚合物，所述单体包含以下项中的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种或全部：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、脲基官能的单体，以及选自二丙酮丙烯酰胺或甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯的交联单体。
14.根据权利要求13所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中用于制备所述多级胶乳聚合物的单体包含甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯两者，并且其中基于用于制备所述多级胶乳聚合物的单体的总重量，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的组合重量占所述多级胶乳的至少50重量百分比(更优选地至少60重量百分比，甚至更优选地至少70重量百分比，并且甚至更优选地至少80重量百分比，并且任选地至少90重量百分比)。
15.根据权利要求13至14所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中用于制备所述多级胶乳聚合物的单体以基于用于制备所述多级胶乳聚合物的单体的总重量约0.5重量百分比至约6重量百分比的量包含二丙酮丙烯酰胺或甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯中的一种或更多种。
16.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含由具有通过Fox方程计算出的第一Tg值的第一级的单体和具有通过Fox方程计算出的第二Tg值的第二级的单体制备的多级胶乳聚合物，所述第一Tg值大于所述第二Tg值，并且所述第一级的单体与所述第二级的单体的比率(第一级的单体:第二级的单体)介于约1:9至约1:1之间，更优选地约1:4至约2:3，甚至更优选地约1:3至约1:2。
17.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含由以下物质制成的多级胶乳聚合物：用于第一级的第一单体混合物，所述第一单体混合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、脲基官能的单体和任选的二丙酮丙烯酰胺；以及用于第二级的第二单体混合物，所述第二单体混合物包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、酸官能的烯键式不饱和单体(例如，甲基丙烯酸)、任选的二丙酮丙烯酰胺和脲基官能的单体；其中所述第一级或所述第二级可首先存在。
18.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含胶乳聚合物，所述胶乳聚合物具有在-20℃至70℃的范围内的至少一个Tg，一个或多个所述Tg值是通过Fox方程计算的。
19.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含胶乳聚合物，所述胶乳聚合物具有在-15℃至60℃的范围内的至少一个Tg，一个或多个所述Tg值是通过Fox方程计算的。
20.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物包含胶乳聚合物，所述胶乳聚合物具有在-10℃至30℃的范围内的至少一个Tg，一个或多个所述Tg值是通过Fox方程计算的。
21.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述胶乳聚合物包含选自丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷氧基酯、甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷氧基酯、饱和羧酸的乙烯基酯、单烯烃和共轭二烯中的一种或更多种的烯键式不饱和单体任选地与选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈和氯乙烯中的一者或多者的单体的聚合产物。
22.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述胶乳聚合物由包含以下的成分形成：聚合物表面活性剂、非聚合物表面活性剂或它们的组合，以及丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中的至少一者。
23.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含附接至一个或多个苯环的碳原子的取代基，所述取代基大于17道尔顿，更优选地大于30道尔顿，最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
24.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含附接至在至少一个苯环上的邻位处的碳原子的取代基，所述取代基大于17道尔顿，更优选地大于30道尔顿，最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
25.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含附接至在至少一个苯环上的间位或对位处的碳原子的取代基，所述取代基包含至少一个碳原子和任选的一个或多个杂原子，例如O、N、S和P。
26.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含至少一个替代苯环的取代基，其中所述取代基大于17道尔顿，更优选地大于30道尔顿，并且最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个原子，例如O、N、S和P。
27.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含至少一个桥取代基，所述桥取代基大于17道尔顿、包含主链桥杂原子，更优选地大于30道尔顿、包含主链桥杂原子，并且最优选地包含至少一个碳原子和任选的一个或多个原子，例如O、N、S和P。
28.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含至少一个替代桥酮氧原子的氮原子，最优选地包含在桥主链中的肼。
29.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含式(I)：
Figure FDA0002803682970000071
其中A为氧原子或N-NH2，或者任选地任何其他合适的原子或基团；
其中n为0或1，m为0或1，并且y为0至5，前提条件是当A为N-NH2时，n、m和y各自优选地为0；
其中R1和R2如果存在的话则彼此独立地包含有机连接基团，更优选地有机连接基团，甚至更优选地选自CH3-O-B-O-CH3和CH3-CH2-B-N-(CH3)2的有机连接基团，其中B为主链桥碳杂原子；
其中R3包含有机取代基，更优选地烷酰氧基、C1-C3烷基、二乙氨基，或6元含氮和氧的饱和杂环基(例如，
Figure FDA0002803682970000072
)；并且
其中X优选地为苯基基团、羟基-2-甲基-丙基基团、烷酰氧基基团、氧化膦基团，或任何其他合适的基团(通常为有机基团)，前提条件是当X包含苯基时，则m、n和y的总和≥1。
30.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述经取代的二苯甲酮包含式(II)：
Figure FDA0002803682970000073
其中A优选地为氧原子或N-NH2，或者任选地任何其他合适的原子或基团；
其中n为0或1，m为0或1，y为0至5，并且z为0至5，前提条件是当A为N-NH2时，n、m、y和z优选地各自为0，并且进一步的前提条件是当A为氧原子时，n、m、y和z的总和≥1；
其中R1和R2如果存在的话则彼此独立地包含有机连接基团，更优选地选自CH3-O-B-O-CH3和CH3-CH2-B-N-(CH3)2的有机连接基团，其中B为主链桥碳杂原子；
其中R3和R4如果存在的话则彼此独立地可包含有机取代基基团，更优选地烷酰氧基、C1-C3烷基、二乙氨基、6元含氮和氧的饱和杂环基团(例如，
Figure FDA0002803682970000081
)，或者形成包含S原子的桥。
31.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂包含苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、乙基-2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基亚膦酸酯、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、异丙基噻吨酮、甲基-邻苯甲酰基-苯甲酸酯、苯甲酰甲酸甲酯、苯偶姻乙醚、4'-乙氧基苯乙酮、4,4-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2-苄基-2-(二甲基氨基)-4'-吗啉代苯丁酮、4-甲基二苯甲酮、二苯甲酮腙，或它们的组合。
32.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中一种或多种水不溶性UV-VIS吸收剂为甲基-邻苯甲酰基-苯甲酸酯。
33.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂为2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮。
34.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物基本上不含二苯甲酮。
35.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中根据ASTM D6886-12在相同的条件下所述一种或多种UV-VIS吸收剂与棕榈酸甲酯同时或在棕榈酸甲酯之后从GC柱上洗脱。
36.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物基本上不含羟基化的二苯甲酮。
37.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂是水不溶性的。
38.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂能够吸收在240-465nm范围内的辐射，所述一种或多种UV-VIS吸收剂为能够吸收在240-440nm范围内的辐射的UV吸收剂。
39.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种受阻胺光稳定剂包含四甲基哌啶衍生物。
40.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种受阻胺光稳定剂包含癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸甲酯，或它们的混合物。
41.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种受阻胺光稳定剂是液体。
42.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂以有助于将所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂溶解到溶液中的量使用。
43.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂的挥发性有机物含量为20重量％或更低。
44.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂的挥发性有机物含量为15重量％或更低。
45.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂与水性聚合物不反应。
46.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂具有下式：
R1-(C(O)-Xr-O)n-R2
其中：
R1为有机基团；
X为二价有机基团；
r为0或1；
n为1至10；并且
R2为氢或有机基团；
前提条件是当X不是-(CH2)s-时，R1包含至少三个碳原子，其中s为2至8；
前提条件是当r为零时，所述一种或多种低VOC聚结剂具有少于两个脂肪族不饱和碳-碳键。
47.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂包含丙二醇的油酸单酯、己二酸双(2-乙基己基)酯、壬二酸双(2-乙基己基)酯、苯甲酸异癸酯、三(乙二醇)双(2-乙基己酸酯)、四(乙二醇)双(2-乙基己酸酯)、柠檬酸三丁酯、苯甲酸辛酯、二(乙二醇)二苯甲酸酯或十八烯酸甲酯。
48.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种低VOC聚结剂的挥发性有机物含量根据ASTM D2369-90为30％或更低，或者所述一种或多种低VOC聚结剂根据ASTM D6886-12在相同条件下与棕榈酸甲酯同时或在棕榈酸甲酯之后从GC柱上洗脱。
49.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物为漆、经着色或未着色的密封物或密封剂。
50.根据任何前述权利要求所述的热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中如果有所述UV-VIS吸收剂的话，则当所述热稳定的聚结剂共混组合物在环境条件下存储至少30天时，少于1重量％的所述UV-VIS吸收剂从所述热稳定的聚结剂共混组合物中沉淀出来。
51.根据任何前述权利要求所述的热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中如果有所述UV-VIS吸收剂的话，则当所述热稳定的聚结剂共混组合物在-20℃下存储至少30天时，少于1重量％的所述UV-VIS吸收剂从所述热稳定的聚结剂共混组合物中沉淀出来。
52.根据任何前述权利要求所述的热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中当所述热稳定的聚结剂共混组合物在-20℃下存储至少30天时，所述热稳定的聚结剂共混组合物中不存在肉眼可见的UV-VIS吸收剂沉淀。
53.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中相对于所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂中的每一者当单独在可比较的水性涂料组合物中使用时的组合量，所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂当以超过等同量组合使用时对光泽保持具有更大的影响。
54.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物为具有一种或多种颜料、填料、增稠剂、杀生物剂、防霉剂、表面活性剂、分散剂和消泡剂的漆形式。
55.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中水性聚合物是通过聚合然后加入所述一种或多种UV-VIS吸收剂、所述一种或多种受阻胺光稳定剂或所述任选的一种或多种低VOC聚结剂形成的。
56.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.2重量％的量存在于所述涂料组合物中。
57.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.3重量％的量存在于所述涂料组合物中。
58.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.65重量％的量存在于所述涂料组合物中。
59.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种UV-VIS吸收剂以至少0.95重量％的量存在于所述涂料组合物中。
60.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种受阻胺光稳定剂以至少0.5重量％的量存在于所述涂料组合物中。
61.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种受阻胺光稳定剂以至少1.5重量％的量存在于所述涂料组合物中。
62.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中基于总树脂固体，所述一种或多种受阻胺光稳定剂以至少1.9重量％的量存在于所述涂料组合物中。
63.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂以约1:3至约7:3(UV-VIS吸收剂:受阻胺光稳定剂)的比率存在。
64.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂占所述热稳定的聚结剂共混组合物的小于约50重量％。
65.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中根据ASTM G154使用循环1在60度光泽度下测量的，施加到基材上的所述涂料组合物的干膜在2000小时内的光泽保持率为至少85％。
66.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中使用60度光泽度计时，所述涂料组合物的干膜的初始最小光泽等级为至少20个单位(缎子样)、至少35个单位(传统半光泽的)、至少70个单位(传统光泽/高光泽架构)、至少85个单位(高光泽)，并且根据ASTM G154使用循环1在60度光泽度下测量的，所述干膜的光泽保持率在2000小时内为至少90％。
67.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中根据ASTM G154使用循环1在60度光泽度下测量的，施加到基材上的所述涂料组合物的干膜的光泽保持率在2000小时内的下降小于10个单位。
68.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述聚合物是自交联聚合物。
69.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包含由甲基丙烯酸2-(乙酰乙酰氧基)乙酯、二丙酮丙烯酰胺或它们的混合物或组合提供的自交联部分。
70.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包含衍生自一种或多种多官能单体的自交联部分，所述多官能单体选自二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯，或它们的混合物或组合。
71.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包含小于40g/L的VOC，更优选地小于30g/L的VOC，更优选地小于20g/L的VOC，更优选地小于10g/L的VOC，更优选地小于5g/L的VOC，最优选地小于1g/L的VOC。
72.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物是颜料体积浓度为至少40的基于水的漆。
73.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中当在60度光泽度下测量时，与所述一种或多种水不溶性UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂的累加效应相比，施加到基材上的所述涂料组合物的干膜具有更大的光泽保持率，所述累加效应是从与所述涂料组合物相同但不含所述一种或多种受阻胺光稳定剂的第一涂料组合物和与所述涂料组合物相同但不含所述一种或多种UV-VIS吸收剂的第二涂料组合物测定的。
74.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、热稳定的聚结剂共混组合物、方法或经涂覆制品，其中基于ΔE值的变化，相对于不含所述一种或多种UV-VIS吸收剂和所述一种或多种受阻胺光稳定剂的相同的基于水的组合物，施加到基材上的所述涂料组合物的干膜具有改善了至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％的改善的耐沾污性。
75.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包括建筑漆。
76.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物包括店内的可染色建筑漆。
77.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物是从基础漆和着色剂组合物提供的，其中所述一种或多种UV-VIS吸收剂、一种或多种受阻胺光稳定剂和任选的聚结剂可以通过存在于所述基础漆、着色剂组合物或添加到其中的添加剂组合物中而提供于所述涂料组合物中。
78.根据任何前述权利要求所述的涂料组合物、方法或经涂覆制品，其中所述涂料组合物是用于进一步配制以形成建筑面漆的中间体。
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