CN115210325A

CN115210325A - 水性涂料组合物

Info

Publication number: CN115210325A
Application number: CN202080097898.2A
Authority: CN
Inventors: 沈澄; 李岩; 邹健; 冯少光; 王洪影
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2022-10-18
Also published as: EP4127074A4; BR112022017506A2; US20230075575A1; WO2021195930A1; EP4127074A1; CA3172225A1

Abstract

提供了一种水性涂料组合物，该水性涂料组合物包含基于仲醇烷氧基化物或叔醇烷氧基化物的粘结剂和聚结剂。

Description

水性涂料组合物

技术领域

本发明涉及水性涂料组合物。

背景技术

对具有低挥发性有机化合物(VOC)和低气味特征的高性能涂料，如油漆和其它建筑涂料的不断追求推动了新涂料调配物的开发。在水性建筑涂料的各种成分中，基于用量和它们的沸点，聚结剂和冻融(F-T)剂通常被认为是两个主要的VOC贡献者。常用的聚结剂(例如，酯醇)和F-T剂(例如，丙二醇)通常被认为是水基建筑涂料调配物中的VOC贡献者。

满足水基建筑涂料(例如，油漆)的低VOC目标的一种常见方法是降低所使用的粘结剂的玻璃化转变温度(Tg)，或者可替代地在粘结剂中使用非挥发性聚结剂。然而，一些非挥发性聚结剂的使用可能由于硬度发展、阻挡阻力、抗水性等导致性能受损。

期望具有降低的VOC含量和/或改进的涂料性能性质的新的水性涂料组合物。

发明内容

本发明提供了水性涂料组合物，在一些实施方案中，所述水性涂料组合物具有低VOC含量和/或改进的涂料性能性质。在一些实施方案中，此类涂料性能性质的示例包括降低最小膜形成温度、分散和润湿性质、涂料稳定性(例如，F-T稳定性、热储存稳定性等)和/或光泽。

一方面，本发明提供了一种水性涂料组合物，如油漆，所述水性涂料组合物包含粘结剂和根据式1的聚结剂：

其中R和R₁各自为具有1个至14个碳原子的烷基基团，其中R₂为氢或具有1个至13个碳原子的烷基基团，其中由R、R₁和R₂形成的基团包括7个至16个碳原子并且具有至少两个支化度，其中R₃为氢、具有1个至7个碳原子的烷基基团或苄基基团，其中AO是具有3个至6个碳原子的环氧烷，其中EO是环氧乙烷，其中x和z各自独立地为0至6，并且其中x+y+z的总和为1至20。

在具体实施方式中更详细地描述了这些和其它实施方案。

具体实施方式

如本文所用，“一个(种)(a/an)”、“所述(the)”、“至少一个(种)”和“一个(种)或多个(种)”可互换使用。当术语“包含”、“包括”及它们的变体在说明书和权利要求中出现时，这些术语不具有限制意义。因此，例如，包括“一种”疏水聚合物的颗粒的水性组合物可以解释为是指该组合物包括“一种或多种”疏水聚合物的颗粒。

同样在本文中，通过端点叙述的数字范围包含归入所述范围内的所有数字(例如，1至5包含1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。出于本发明的目的，应理解，与本领域的普通技术人员所理解的一致，数值范围旨在包括并支持那个范围内所包括的所有可能的子范围。例如，从1至100的范围旨在表达1.01至100、1至99.99、1.01至99.99、40至60、1至55等。

本发明的一些实施方案涉及例如油漆或其它涂料的水性涂料组合物。在一些实施方案中，水性涂料组合物包含粘结剂和根据式1的聚结剂：

其中R和R₁各自为具有1个至14个碳原子的烷基基团，其中R₂为氢或具有1个至13个碳原子的烷基基团，其中由R、R₁和R₂形成的基团包括7个至16个碳原子并且具有至少两个支化度，其中R₃为氢、具有1个至7个碳原子的烷基基团或苄基基团，其中AO是具有3个至6个碳原子的环氧烷，其中EO是环氧乙烷，其中x和z各自独立地为0至6，并且其中x+y+z的总和为1至20。在一些实施方案中，x为0，y为1至20，并且z为0。

在一些实施方案中，聚结剂的分子量(M_n)为200至2,000。在一些实施方案中，聚结剂的分子量(M_n)为250至1,500。在一些实施方案中，聚结剂的分子量(M_n)为300至1,000。

在一些实施方案中，粘结剂是包括以下的水性聚合物分散体：丙烯酸聚合物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或它们的混合物。在粘结剂是此类水性聚合物分散体的一些实施方案中，基于水性涂料组合物的总重量，水性涂料组合物包含5重量百分比至80重量百分比的所述聚合物分散体。在一些实施方案中，基于水性涂料组合物的总重量，水性涂料组合物包含10重量百分比至70重量百分比的聚合物分散体。在一些实施方案中，基于水性涂料组合物的总重量，水性涂料组合物包含15重量百分比至60重量百分比的聚合物分散体。

在一些实施方案中，在总固体的基础上，基于粘结剂的重量，水性涂料组合物包含0.1重量百分比至30重量百分比的根据式1的聚结剂。在一些实施方案中，在总固体的基础上，基于粘结剂的重量，本发明的水性涂料组合物包含1重量百分比至20重量百分比的根据式1的聚结剂。在一些实施方案中，在总固体的基础上，基于粘结剂的重量，本发明的水性涂料组合物包含2重量百分比至15重量百分比的聚结剂。

聚结剂

一种水性涂料组合物包含根据式1的聚结剂：

其中R和R₁各自为具有1个至14个碳原子的烷基基团，其中R₂为氢或具有1个至13个碳原子的烷基基团，其中由R、R₁和R₂形成的基团包括7个至16个碳原子并且具有至少两个支化度，其中R₃为氢、具有1个至7个碳原子的烷基基团或苄基基团，其中AO是具有3个至6个碳原子的环氧烷，其中EO是环氧乙烷，其中x和z各自独立地为0至6，并且其中x+y+z的总和为1至20。在一些实施方案中，x和z各自为0，并且y为1至15。在一些实施方案中，x和z各自为0，并且y为2至16。在一些实施方案中，x和z各自为0，并且y为3至15。在一些实施方案中，x和z各自为0，并且y为3、5或15。在一些实施方案中，x和z各自为0，并且y为3。

“聚结剂”是指有助于粘结剂、特别是水性涂料组合物的成膜的成分，所述水性涂料组合物包含聚合物在水性介质中的分散体(水性聚合物分散体)，例如通过乳液聚合技术制备的聚合物。有助于成膜的指示是通过添加聚结剂可测量地降低了包含粘结剂(水性聚合物分散体)的组合物的最低成膜温度(“MFFT”)。换句话说，MFFT值指示聚结剂对给定水性聚合物分散体的效率；期望使用最小量的聚结剂实现最低可能的MFFT。如实例部分中所述，使用ASTM D 2354和5密耳的MFFT bar来测量本文中水性涂料组合物的MFFT。

在一些实施方案中，聚结剂的分子量(M_n)为200至2,000。在一些实施方案中，聚结剂的分子量(Mn)为250至1,500。在一些实施方案中，聚结剂的分子量(M_n)为300至1,000。

可用作根据本发明的一些实施方案的水性涂料组合物中的聚结剂的根据式1的化合物的非限制性示例包括TERGITOL^TM15-S-3和TERGITOL^TM15-S-5，它们各自为可从陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)商购获得的根据式1的仲醇乙氧基化物以及TERGITOL^TMTMN-3，其为可从陶氏化学公司商购获得的根据式1的高度支化的仲醇乙氧基化物。

在一些实施方案中，在总固体的基础上，基于粘结剂的重量，本发明的水性涂料组合物包含0.1重量百分比至30重量百分比的根据式1的聚结剂。在一些实施方案中，在总固体的基础上，基于粘结剂的重量，本发明的水性涂料组合物包含1重量百分比至20重量百分比的根据式1的聚结剂。在一些实施方案中，在总固体的基础上，基于粘结剂的重量，本发明的水性涂料组合物包含2重量百分比至15重量百分比的聚结剂。

在一些实施方案中，本发明的水性涂料组合物可进一步包含除了根据式1的聚结剂之外的一种或多种其它聚结剂。在一些实施方案中，另外的聚结剂包括以下中的至少一者：丙二醇苯基醚、乙二醇苯基醚、二丙二醇正丁基醚、乙二醇正丁基醚苯甲酸酯、三丙二醇正丁基醚、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、三乙二醇双-2-乙基己酸酯和/或柠檬酸三丁酯。此类聚结剂可从陶氏化学公司(例如，UCAR^TMFilmer IBT)、伊士曼化学公司(Eastman Chemical Company)(例如，Eastman Optifilm Enhancer 400)等商购获得。

粘结剂

除了式1的聚结剂之外，本发明的水性涂料组合物还包含粘结剂。粘结剂可以是水性聚合物分散体的一部分，所述水性聚合物分散体包括在水性介质中的聚合物、寡聚体、预聚物或它们的组合。在一些实施方案中，水性聚合物分散体在水蒸发时形成膜，并且可以是反应性的或非反应性的，这取决于所期望的调配物。“水性介质”在本文中是指基于介质的重量，包含至少50重量百分比的水的介质。水性聚合物分散体中的聚合物、低聚物、预聚物或其组合通常称为粘结剂。粘结剂的选择不是特别关键，并且所述粘结剂可选自本领域已知的所有类型的粘结剂，包括例如丙烯酸聚合物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或它们的混合物，以及这些和其它化学物质的混合物。在一些实施方案中，粘结剂是适用于内墙漆的粘结剂。在一些实施方案中，粘结剂是适用于外墙漆的粘结剂。在一些实施方案中，粘结剂是适用于防水油漆的粘结剂，包括一组分防水油漆和/或双组分油漆。

分散体中聚合物颗粒的平均粒径不是特别关键，并且有利地为40nm至1000nm，优选地为50nm至300nm。本文中的粒径是由Malvern Panalytical有限公司的Zetasizer NanoZS测量的粒径。

水性涂料组合物

在一些实施方案中，本发明的水性涂料组合物包含：(a)聚合物粘结剂；(b)任选地，颜料；(c)水；和(d)如上文所描述的根据式1的聚结剂。在一些实施方案中，本发明的水性涂料组合物包含：(a)聚合物粘结剂；(b)任选地，颜料；(c)水；(d)如上文所描述的根据式1的聚结剂；和(e)一种或多种非离子表面活性剂。

本发明的水性涂料组合物的各种实施方案可用在例如墙面漆、地板涂料、天花板油漆、外部油漆和窗框涂料的用途中。

本发明的水性涂料组合物可通过涂料领域中众所周知的技术来制备。例如，水性涂料组合物的制备包括研磨阶段。对于研磨阶段，水性涂料组合物的许多组分，如颜料以及在低剪切混合下可能不会均质化和选择用于减小粒径的其它材料，可与水合并以(例如在高剪切条件下通过研磨机)进行研磨和/或分散。在研磨阶段可以利用其他组分，如消泡剂和/或润湿剂等。

研磨阶段可提供，所得颗粒的平均粒径为0.1μm至100μm。包括0.1μm至100μm的所有个别值和子范围；例如，所得颗粒的平均粒径可为0.1μm、0.5μm或1.0μm的下限至100μm、75μm或50μm的上限。

在研磨阶段之后，可以执行调漆(let-down)阶段。来自研磨阶段的组合物(例如多种研磨和/或分散的水性涂料组合物组分)可与根据式1的聚结剂和用于形成水性涂料组合物的其余组分合并。调漆阶段例如可以利用低剪切混合。

除了水性聚合物分散体(含粘结剂)、聚结剂和任选的颜料以外，水性涂料组合物还可包含常规涂料助剂，例如增量剂、乳化剂、增塑剂、固化剂、缓冲剂、中和剂、流变改性剂、表面活性剂、保湿剂、杀生物剂、消泡剂、UV吸收剂、荧光增亮剂、光和/或热稳定剂、杀生物剂、螯合剂、分散剂、着色剂、蜡以及防水剂。

本文公开的水性涂料组合物可包含润湿剂，其在一些实施方案中也可称为表面活性剂和/或分散剂。本文中使用的“润湿剂”是指可降低本文公开的水性涂料组合物的表面张力和/或改进颗粒分离的化学添加剂。润湿剂的示例包括但不限于乙醇乙氧基化物润湿剂、多羧酸盐润湿剂、阴离子润湿剂、两性离子润湿剂、非离子润湿剂和它们的组合。可在一些实施方案中使用的润湿剂的具体示例包括双(十三烷基)磺基琥珀酸钠、二(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠、二己基磺基琥珀酸钠、二环己基磺基琥珀酸钠、二戊基磺基琥珀酸钠、二异丁基磺基琥珀酸钠、异癸基磺基琥珀酸二钠、磺基琥珀酸乙氧基化醇半酯二钠、烷基酰胺基聚乙氧基磺基琥珀酸二钠、N-(1，2-二羧基乙基)-N-十八基磺基琥珀酸四钠、N-八磺基琥珀酸二钠和硫酸化乙氧基化壬基酚等。可商购获得的润湿剂的示例包括，例如，购自陶氏化学公司的ECOSURF^TMEH-9、购自陶氏化学公司的OROTAN^TMCA-2500、购自赢创(Evonik)的SURFYNOL 104、购自毕克(BYK)的BYK-346和BYK-349聚醚改性硅氧烷等。

基于水性涂料组合物的总重量，水性涂料组合物可包含0.01重量百分比至10重量百分比的润湿剂。包括0.01重量百分比至10重量百分比的所有单个值和子范围；例如，基于水性涂料组合物的总重量，水性涂料组合物可包含0.01、0.1、0.2、1.0或2.0重量百分比的下限至10、8、7、5、4或3重量百分比的上限的润湿剂。

颜料可以选自涂料领域技术人员已知的多种材料，包括例如有机和无机着色颜料。合适的颜料和增量剂的示例包括二氧化钛，如锐钛矿和金红石钛二氧化钛；氧化锌；氧化锑；氧化铁；硅酸镁；碳酸钙；硅铝酸盐；二氧化硅；各种粘土，如高岭土和分层粘土；和氧化铅。还设想水性涂料组合物还可含有不透明的聚合物颗粒，例如，ROPAQUE^TM不透明聚合物(可购自陶氏化学公司)。还考虑包封或部分包封不透明颜料颗粒；和聚合物或聚合物乳液，其吸附到如二氧化钛等颜料的表面或与颜料的表面结合，例如evoque^TM聚合物(可购自陶氏化学公司)；和中空颜料，包括具有一个或多个空隙的颜料。

二氧化钛是用于实现建筑油漆的遮盖力的典型颜料。

水性涂料组合物中颜料和增量剂的量在0至85的颜料体积浓度(PVC)之间变化，因此涵盖了本领域描述的其它涂料，例如作为透明涂料、着色剂、平坦涂料、缎面涂料、半光泽涂料、光泽涂料、底漆、纹理化涂料等。本文的水性涂料组合物明确包括建筑、维护和工业涂料、填缝剂、密封剂和黏着剂。颜料体积浓度通过以下公式计算：

PVC(％)＝(颜料的体积+增量剂的体积×100)/(油漆的总干体积)。

水性涂料组合物的固体含量按体积可以为10％至70％。如使用布氏粘度计(Brookfield viscometer)所测量的，水性涂料组合物的粘度可为50厘泊至50,000厘泊；如本领域技术人员已知的，适用于不同应用方法的粘度显著变化。

本文公开的水性涂料组合物可用于形成涂料。这些涂料可用于许多不同的涂料应用中，如工业涂料应用、建筑涂料应用、汽车涂料应用、户外家具涂料应用等。

在使用中，通常可将本发明的水性涂料组合物的各种实施方案涂覆到基底上，例如，木材、金属、塑料、海洋和土木工程基底、预先涂漆或涂底漆的表面、风化表面以及如混凝土、灰泥和砂浆的水泥质基底。本发明的水性涂料组合物的各种实施方案可使用常规的涂料涂覆方法(例如刷子、滚筒、填缝涂布机、辊式涂布、凹版滚筒、幕涂机和喷涂方法，例如空气雾化喷涂、空气辅助喷涂、无气喷涂、高容量低压喷涂和空气辅助无气喷涂)涂覆至基底上。

可允许在例如5℃至35℃的环境条件下对水性涂料组合物进行干燥以提供涂料，或可在例如大于35℃至80℃的高温下干燥涂料。

现在将在以下实施例中详细地描述本发明的一些实施方案。

实施例

以下示例为说明本发明而给出的，并且不应解释为限制其范围。除非另外指明，否则所有的份数和百分比均按重量计。

聚结剂和粘结剂

以下示例使用不同的聚结剂。聚结剂中的三种聚结剂(本发明聚结剂1-3)是根据式1的聚结剂，并且表示可用于本发明的水性涂料组合物的实施方案中的聚结剂。本发明的聚结剂1是TERGITOL^TM15-S-3，所述聚结剂是根据式1的聚结剂，其中x＝0，y＝3，并且z＝0，可从陶氏化学公司商购获得。本发明的聚结剂2是TERGITOL^TM15-S-5，所述聚结剂是根据式1的聚结剂，其中x＝0，y＝5，并且z＝0，可从陶氏化学公司商购获得。本发明的聚结剂3是TERGITOL^TMTMN-3，所述聚结剂是根据式1的聚结剂，其中x＝0，y＝3，并且z＝0，可从陶氏化学公司商购获得。

为了比较，比较示例使用常规聚结剂(比较聚结剂A)、UCAR^TMFilmer IBT，其为可从陶氏化学公司商购获得的2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯。

示例中使用的粘结剂是PRIMAL^TMDC-420，其为可从陶氏化学公司商购获得的苯乙烯-丙烯酸酯粘结剂和PRIMAL^TMAC-268，其为可从陶氏化学公司商购获得的丙烯酸酯粘结剂。

油漆调配物的制备

制备油漆调配物(水性涂料组合物的类型)以评估本发明的聚结剂相对于比较聚结剂的性能。油漆调配物的颜料体积浓度为52％。表1中示出了用于制备油漆调配物的标准调配物。材料的唯一差异是所使用的聚结剂(本发明的聚结剂或比较聚结剂)。此外，调节润湿剂和聚结剂的总剂量以实现1℃-2℃的最小成膜温度(MFFT)。用本发明的聚结剂制成的水性涂料组合物被称为本发明的涂料组合物，并且用比较聚结剂制成的水性涂料组合物被称为比较涂料组合物。

表1

水性涂料组合物(油漆调配物-52％PVC)

¹调整聚结剂的总剂量以实现约1.0℃-2.0℃的MFFT，如下文所展示的。对于本发明的涂料组合物，本发明的聚结剂不需要润湿剂。

如下制备本发明的涂料组合物和比较涂料组合物中的每一种。将水添加到两升不锈钢罐中，随后添加指定冻融稳定剂(丙二醇)、分散剂(OROTAN^TMCA-2500)和消泡剂(BYK-024)，通过分散板以约400rpm搅拌。将增稠剂(Natrosol 250HBR)缓慢添加到上述混合物中，并且将混合物搅拌两分钟。将指定的pH调节剂(AMP-95)倒入到混合物中并持续搅拌10分钟，并且混合物逐渐变得稠。将着色剂(二氧化钛)和填料(钙煅烧的高岭土DB-80和重质碳酸钙CC-700)添加到混合物中。将分散速度升高至2000rpm，并且逐渐增加粘度。

将此混合物保持分散30分钟或更长时间，直到未观察到尺寸大于50微米的颗粒，以确保均匀性。

然后将指定的粘结剂(PRIMAL^TMAC-268)添加到混合物中，随后添加另外的消泡剂(调漆中的BYK-024)、pH调节剂(调漆中的AMP-95)、聚合物颜料(ROPAQUE^TMUltra E)。使用小尺寸的分散板以1000rpm搅拌10分钟。

然后将指定的增稠剂和流变改性剂(ACRYSOL^TMTT-935、DR-7700和RM2020 NPR)和剩余的水添加到混合物中，并且搅拌另外的10分钟。

将混合物分成2部分(2份调配物)，并且将指定的润湿剂和聚结剂添加到每个部分中。

最低成膜温度

测量某些本发明的聚结剂的最小膜形成温度(MFFT)降低效率并与比较聚结剂进行比较。评估了这些化合物降低水基丙烯酸共聚物乳液粘结剂(PRIMAL^TMDC-420)的MFFT的能力。

根据ASTM D2354测量MFFT。MFFT-Bar.90用于-10℃至90℃的温度范围内的MFFT测试。在聚结剂添加期间以300rpm搅拌粘结剂，以确保有效分散和混合。添加聚结剂后，将混合物以300rpm保持搅拌10分钟，并处于室温储存1天，以确保均匀混合物。用75μm湿膜将混合物施加到MFFT测试仪(RHOPOINT MFFT-90)上的塑料膜上。2小时后，检查膜的外观并记录膜破裂的温度。基于粘结剂的重量以3重量百分比的浓度并且基于粘结剂的重量以5重量百分比的浓度测量指定聚结剂中的每种聚结剂。结果在表2中示出：

表2

¹指定的聚结剂的技术数据表中的亲水-亲脂平衡。

²当将5重量百分比的本发明的聚结剂1添加到粘结剂中时，粘结剂粘度增加，这可能会影响表面张力测量。当以3重量百分比测量时，未观察到增稠作用。

表2中的数据导致以下观察结果。本发明的聚结剂1和本发明的聚结剂2示出MFFT降低，尽管其效率低于比较聚结剂A。增加聚结剂亲水性(HLB)非常清楚地降低了MFFT降低效率。本发明的聚结剂1和2的数据表明，HLB越高，MFFT降低效率越差。关于表面张力，比较聚结剂A相对于无聚结剂的粘结剂略微降低表面张力。与本发明的聚结剂1-3混合的粘结剂相对于无聚结剂粘结剂显著降低了表面张力。总之，本发明的聚结剂能够降低粘结剂的MFFT，同时还降低粘结剂的表面张力。

在水性涂料组合物中还评估了某些本发明的聚结剂对MFFT的影响。为了满足对于高级内壁涂料中的低挥发性有机化合物(VOC)排放的要求，涂料(油漆)制造商通常使用具有低VOC排放的高性能成分。出于此原因，在这些示例中使用的调配物是水性涂料组合物，其是具有52％PVC的高级内壁涂料。

表3示出了评估的三种不同调配物。所制备的调配物如上表1所描述，除了表3示出了所使用的润湿剂(ECOSURF^TMEH-9)和/或聚结剂的量。考虑到聚结剂在MFFT降低中的不同效率，调节涂料组合物中聚结剂的剂量以维持粘结剂PRIMAL^TMAC-268的相同的MFFT(≈1℃-2℃)。PRIMAL^TMAC-268的根据其技术数据表的MFFT＜14℃。比较涂料组合物A遵循表1的调配物。对于本发明涂料组合物1，本发明的聚结剂1是表1的调配物中的聚结剂；基于粘结剂的重量，以4.0重量百分比的本发明聚结剂1的剂量(这对应于在总固体的基础上，基于粘结剂的重量，8.33重量百分比的本发明的聚结剂1)，最终MFFT与比较组合物A的最终MFFT相似；并且，不需要润湿剂(ECOSURF^TMEH-9)，因为本发明的聚结剂1降低了表2中粘结剂的表面张力。对于本发明涂料组合物2，本发明的聚结剂3是表1的调配物中的聚结剂；基于粘结剂的重量，以4.0重量百分比的本发明聚结剂3的剂量(这对应于在总固体的基础上，基于粘结剂的重量，8.33重量百分比的本发明的聚结剂3)，最终MFFT与比较组合物A的最终MFFT相似；并且，不需要润湿剂(ECOSURF^TMEH-9)，因为本发明的聚结剂3降低了表2中粘结剂的表面张力。

表3

利用所制备的具有相当MFFT值的涂料组合物，测量涂料组合物的其它性质。

VOC排放

评估表3中的所制备的涂料组合物的VOC排放。如前所述，期望具有低VOC排放的新的水性涂料组合物。

表3中的涂料组合物的VOC含量通过GC顶空测量如下。测量采用GB18582-2008方法(室内装饰和装修材料-室内建筑涂料有害物质限量)进行。在具有三轴检测器的安捷伦(Agilent)7890A气相色谱仪、5975C质谱仪上进行涂料组合物的分析。将2.0克的等分试样(准确地记录)均质化样品加权到20ml离心机小瓶中，添加5毫升的乙腈(ACN)，所述乙腈含有内标物(2-(2-乙氧基乙氧基)-乙醇、3000ppm)和VOC标记物(己二酸，二乙酯)，其中记录了ACN的确切重量。样品涡旋离心1分钟，然后静置5分钟，再次涡旋1分钟，并且然后以4000rpm离心20分钟。取出样品的上清液，并通过0.45um针筒过滤器过滤。然后在以下条件下将过滤物注入到GC-MS系统中：

[烘箱程序]

初始温度45℃，保持4分钟，然后以8℃/分钟的速度升温至230℃，

保持10分钟

运行时间：37.125分钟

流动速率：1毫升/分钟

平均速度：36.4厘米/秒

[柱]

HP-5MS 5％苯基甲基硅氧烷

长度x直径x膜厚：30m×250μm×1.0μm

[MS SCAN和SIM参数]

获取FASTSCAN数据

低质量：29.0

高质量：350.0

GC-MS入口温度：250℃

GC-MS入口分流比：10∶1

注入体积为1微升。通过与内标物的峰面积比较来测量各种VOC的浓度。所有VOC相对于内标物的响应因子被认为是1.2。

VOC结果总结在表4中。

表4

如表4中所示，本发明的涂料组合物1的VOC比比较涂料组合物A的VOC低得多，并且本发明的涂料组合物2的VOC与比较涂料组合物A的VOC相当。

热储存稳定性和冻融稳定性

评估比较涂料组合物A和本发明的涂料组合物1的热储存稳定性和冻融稳定性。

根据GB/T 20623-2006测量热储存稳定性。将200克的涂料组合物密封在广口瓶中，并且在50℃±2℃的烘箱中放置10天。在将涂料组合物样品从烘箱中取出后，将样品保持处于23℃±2℃，持续3小时。目视检查涂料组合物样品的均匀性，并且测量其KU粘度。结果在表5中示出。

根据GB/T 20623-2006测量冻融(F-T)稳定性。将200克的涂料组合物密封在广口瓶中，并且在-5℃±2℃(在此测试中为-6℃)的冰箱中放置18小时。从冰箱中取出涂料组合物样品后，将其保持处于室温，持续6小时。这是一个F-T测试循环。在每个循环之后视觉检查涂料组合物的外观，并且在3个循环之后测量KU粘度。在3个循环之后没有沉降或涂料的相分离导致通过等级。然后，进行处于-6℃的2个另外的循环，以区分涂料组合物的冻融稳定性。还测量最终KU粘度。结果在表5中示出。

表5

与冻融稳定性一样，表5中的结果表明，在3个循环之后(一个循环：-6℃持续18小时和室温持续6小时)，两种涂料都非常好，其中粘度变化可忽略不计。在5个循环之后，本发明的涂料组合物1略微优于比较涂料组合物A，并且KU粘度变化较少。对于热储存稳定性，本发明的涂料组合物1与比较涂料组合物A相比非常稳定。简而言之，在水性涂料组合物(本发明的涂料组合物1)中使用本发明的聚结剂1在高级内壁涂料中提供了良好的冻融稳定性和良好的热储存稳定性。

光泽和显色

均匀浆料的形成是水性涂料组合物的良好分散效应的指标。它在高级内壁涂料中提供良好的光泽；同时，它改善了涂料显色，以确保在施加期间涂料膜的均匀颜色。还测量本发明的涂料组合物1和比较涂料组合物A的光泽和显色。

为了测量光泽，将要测量的涂料组合物通过涂覆器在标准黑白纸板上形成厚度为150微米的涂料膜，并且处于23℃±2℃并且以50％±5％的相对湿度干燥7天。使用BYK光泽测试仪测量光泽。

使用摩擦测试方法测量显色测试。在测试中通过在涂料组合物内以1/50的重量比混合来使用颜色颜料。评估红色、蓝色和黑色颜料。在充分搅拌后，将具有颜料的涂料组合物作为厚度为150微米的涂料层施加在白板上。然后，通过操作员的右中指在涂料膜之上轻轻画圆来立即擦除涂料膜。圆的直径为大约3cm-4cm，总共约45个圆。需要光滑和均匀的擦拭以防止磨穿涂料膜。在摩擦之后，将涂料膜保持在ASTM房间(23℃±2℃；50％±5％的相对湿度)中，持续1天。然后，通过SHEEN色度计测量圆和非圆区域的色差。

光泽和显色测试的结果在表6中示出。

表6

如表6所示，对于两种涂料组合物，20°时没有显著的光泽差异。在60°和85°时，本发明的涂料组合物1表现出比比较涂料组合物A更高的光泽。

关于显色测试，给出ΔE以示出经摩擦区域与非摩擦区域之间的色差。ΔE越小，显色越好。0.5的ΔE范围通常被客户认为是可接受的水平。在表6中，本发明的涂料组合物1相对于比较涂料组合物A示出类似的显色。

简而言之，光泽和显色测试结果两者表明，利用本发明的聚结剂1的本发明的涂料组合物1的表现略优于利用比较聚结剂A的涂料组合物A的表现。

总体而言，上述结果表明，根据式1的聚结剂(例如，本发明的聚结剂1-3)的MFFT降低效率略微小于比较聚结剂A的MFFT降低效率，但证明了其它有用的性质，如降低粘结剂的表面张力、更低的VOC含量、更好的涂料稳定性以及在建筑涂料中更高的光泽。

Claims

1.一种水性涂料组合物，所述水性涂料组合物包含粘结剂和根据式1的聚结剂：

2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中x为0，y为1至20，并且z为0。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的涂料组合物，其中所述聚结剂的分子量(M_n)为200至2,000。

4.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物，其中所述粘结剂是包括以下的水性聚合物分散体：丙烯酸聚合物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或它们的混合物。

5.根据权利要求4所述的涂料组合物，其中基于所述水性涂料组合物的总重量，所述水性涂料组合物包含5重量百分比至80重量百分比的所述聚合物分散体。

6.根据前述权利要求中任一项所述的涂料组合物，其中在总固体的基础上，基于所述粘结剂的重量，所述水性涂料组合物包含0.1重量百分比至30重量百分比的所述聚结剂。