CN1275151A - 表面活性剂作为增塑剂的应用以减少水基聚合物涂料组合物中的挥发性有机化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含聚合物树脂、水和表面活性剂的改善的水基聚合物涂料组合物。对先前水基聚合物涂料组合物的改进之处在于:其中含有有效量的对由所述组合物形成的涂料进行增塑的阴离子和/或非离子表面活性剂。另外,本发明的水基聚合物涂料组合物基本不含共溶剂。本发明还涉及对基材进行涂布的方法,以及涂布有本发明涂料配制物的基材。

Description

表面活性剂作为增塑剂的应用以减少水基聚合 物涂料组合物中的挥发性有机化合物
发明领域
本发明涉及在水基聚合物涂料组合物中将表面活性剂作为增塑剂的应用，以减少或消除常规所需的共溶剂并减少涂料组合物中总的挥发性有机化合物(VOC)。
发明背景
在许多工业中，立法机构和市场开发均在推行减少的挥发性有机挥发物。在日益增多的工业中，含水涂料组合物继续替代溶剂基涂料组合物，以便明显减少挥发性有机挥发物。例如，先前用有机溶剂配制的色漆，油墨，密封剂和粘合剂，现在则被配制成含水组合物。涂料组合物中的挥发物通常是由组合物中的挥发性有机化合物(VOC)造成的。涂料组合物中VOC的量以克/升(g/l)表示。
尽管将有机溶剂基组合物转变成含水组合物带来了环境上的、安全方面的以及健康上的益处，但含水涂料组合物仍必须满足或超过溶剂基涂料组合物所预期的性能标准。在环境温度(35-160°F)必须能形成涂层或薄膜，而且在固化之后还具有良好的性能。例如，涂料组合物必须具有良好的抗印刷性和抗粘连性并且必须获得良好的粘附性能和拉伸性能。固化之后，绝大多数的用途需要涂层不受环境条件如水、湿度、以及最终使用温度波动等的影响。
含水涂料组合物可以包含多于10-20种通常由其作用确定的组分。例如，除一种或多种树脂(也称为乳胶或粘合剂)以外，含水涂料组合物可以有颜料，增量剂，防沉降剂，分散剂，表面活性剂(如湿润剂、消泡剂和防泡剂)，流变改进剂，聚结溶剂，增塑剂，水，二醇，催化剂，抗微生物剂，交联剂，和着色剂。二醇是为了耐冻熔性，湿边性能和作为低温聚结中的助剂而添加的组份。用于这些用途的代表性的二醇包括：乙二醇和丙二醇。由于二醇在环境条件下通常将挥发，因此，它们将造成含水涂料配制物中发现的VOC。通常由二醇造成的VOC每升将有100-200克。为减少挥发物，二醇是含水涂料制造商努力寻求减少或消除的第一组份。然而，这样得到的涂料在低温聚结，抗冻/熔性以及湿边的希望性能方面可能会蒙受损失。
共溶剂(也称为聚结溶剂)通常用于含水组合物中，以便帮助硬乳胶颗粒形成薄膜(或融合在一起)。所述硬度可以根据开始形成薄膜的温度或根据制备的胶乳固形物的玻璃化转变温度来测量。当进行干燥时，共溶剂将从涂层中蒸发出，并且涂层的玻璃化转变温度将接近原料树脂的玻璃化转变温度。添加共溶剂能使涂层在干燥期间具有较柔软的成膜物质的性能，在干燥后将得到一更硬的耐久薄膜。共溶剂的例子包括：脂族和芳族烃，以及经氧化的溶剂，如醇，酮和二醇醚。共溶剂的通常用量为每升涂料组合物50-300克或更多。基于共溶剂的涂料组合物例如描述于涂料手册(Paint Handbook)，1-12至1-24中(Harold B.Crawford & Beatrice E.Eckes eds.，1981)，在此引入作为参考。由于存在于涂料配制物中的共溶剂将对VOC产生明显的影响，并且往往会对涂料的气味有作用，因此，在含水涂料中越来越不希望含有共溶剂。然而，在许多含水涂料体系中，取消共溶剂将不能形成薄膜或形成很差的薄膜以致使涂层的外观很差并具有很差的耐久性。在某些情况下，可以将增塑剂添加至含水涂料配制物中，替代一部分或全部的共溶剂。通常，增塑剂是在室温不明显蒸发而是保留在涂料中的有机化合物。常用增塑剂的例子是得自邻苯二甲酸酯，己二酸酯，和苯甲酸酯类的化学剂。它们将使聚合物柔软并用来将柔韧性赋予其它硬且脆的聚合物。然而，增塑剂，尤其在高用量时，将对涂料的性能产生有害的影响。由于涂层保持柔软，因此，它将具有差的抗粘连性和抗印刷性，差的耐沾污性和具有发粘感。
用来配制水基涂料的许多上述组份具有与这些组份在一起的少量挥发性化合物。一些例子是着色剂分散于其中的溶剂，催化剂分散于其中的溶剂，甚至于存在于许多市售表面活性剂、抗微生物剂、消泡剂、或流变改进剂中的二醇或溶剂。例如由下面实施例1-6中使用的配制物的计算的少量VOC(11g/l)是由特定组分，即存在于所用钴催化剂中的溶剂所产生。
表面活性剂通常用于涂料配制物中，以便借助涂料改善基质的湿润性，以及借助树脂改善颜料湿润性。当添加各种组分时，通过防止涂料组合物的震动，表面活性剂还能改善配制宽容度，并且通过增加搁置稳定性能增加涂料的使用寿命。通常，用少量表面活性剂来完成这些目的，可以使用表面活性剂的混合物，以便赋予上述的一种或多种性能。表面活性剂在室温条件通常不是挥发性物质并在干燥过程中保留在涂层中。然而，在通常使用的低浓度下，几乎观察不到对聚合物硬度或涂料性能的作用。如果在含水涂料组合物中使用太多的表面活性剂，那么，湿涂料将显示出过度的发泡以及利用增稠剂时的差的增稠效果，而且，固化的涂层还将出现如下问题：水敏感性，差的外部耐久性以及差的抗粘连性，抗沾污性以及抗印刷性。因此，通常以取得其有益的性能所需的最低用量使用表面活性剂，而同时避免任何有害的作用。
如上所述，在不影响湿涂料性能或最终使用性能下，存在着这样一种需求，就是减少或消除含水涂料组合物中的VOC。本发明满足这种需求。
发明概要
业已发现，可以类似于常规共溶剂所使用的用量来使用表面活性剂并且在涂料中起增塑剂的作用，因此，无需常规的共溶剂并消除了与共溶剂有关的VOC。本发明优选的表面活性剂可以用来使涂料增塑，帮助低温成膜并提供与涂料中的表面活性剂相关联的通常的性能，与此同时不对成品涂层中性能的综合平衡产生有害的影响。
本发明涉及改善的水基聚合物涂料组合物，其包含聚合物树脂，水和表面活性剂。作为对先前的水基聚合物涂料组合物的一种改进，阴离子和/或非离子表面活性剂以使由组合物形成的涂料增塑的有效量存在。另外，本发明的水基聚合物涂料组合物基本不含共溶剂。本发明还涉及对基材的涂布方法以及已涂有本发明涂料配合物的基材。
发明详述
本发明涉及包含聚合物树脂、水和表面活性剂的改善的水基聚合物涂料组合物。阴离子和/或非离子表面活性剂以使由组合物形成的涂料增塑的有效量存在。通过减少或消除共溶剂以及减少涂料组合物中的VOC的量，将改善先前的水基涂料组合物。另外，本发明的水基聚合物涂料组合物基本不含共溶剂。优选的是，涂料中的VOC含量低于250克/升，更优选低于50克/升，更为优选的是低于25克/升，最优选的是不含VOC。
无色透明的和着色形式的含水乳液聚合物或乳胶均是熟知的。其应用的例子包括：内用和外用建筑涂料，通常的金属涂料，粘合剂等等。例子包括在色漆，清漆和大漆工艺(Robert E.Krieger Publishing公司，Huntington，NY，1974)，US 5,002,998和5,185,397以及GB2,206,591中所述的含水涂料组合物，在此将它们引入作为参考。水基聚合物涂料组合物通常包含约10％至约40％体积的固体。
合成乳胶是熟知的并可以由苯乙烯-丁二烯共聚物，丙烯酸酯树脂，聚乙酸乙烯酯，以及类似的物质通过乳液聚合技术来制备。例如，可以借助烯属不饱和单体如苯乙烯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，乙酸乙烯酯，2-乙基己酸乙烯酯，丙烯酸，丙烯腈，甲基丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酸2-羟乙基酯等的水乳聚合来制备乳胶。用于本发明的优选的乳胶包括：US 5,539,073，和共同待批申请08/861,431；08/061,433；60/047,324；08/861,437；08/861,436中所述的乳胶，在此将其引入作为参考。
水基聚合物涂料组合物可以包含本领域已知的颜料(有机或无机颜料)和/或其它添加剂和填料。例如，乳胶漆组合物可以包含颜料和一种或多种在乳胶漆中使用的添加剂或填料。所述添加剂或填料包括但不局限于均涂剂，流变剂和流动调节剂，如硅氧烷，氟代烃，聚氨酯，或纤维素；增量剂；固化剂如多官能异氰酸酯，多官能碳酸酯，多官能环氧化物，或多官能丙烯酸酯；如US 5,349,026(在此引入作为参考)中所述的活性聚结助剂；消光剂；颜料湿润剂和分散剂以及表面活性剂；紫外(UV)吸收剂；UV光稳定剂；着色颜料；增量剂；消泡和防泡剂；抗沉降剂，防流挂剂和增稠剂；防结皮剂；防浮剂和防发花剂；杀菌剂和防霉剂；防腐蚀剂；增稠剂；增塑剂；活性增塑剂；干燥剂；催化剂；交联剂；或聚结剂。所述添加剂的具体例子可在原材料索引(RawMaterials Index)，(由National Paint & CoatingsAssociation(1500 Rhode Island Avenue，NW，Washington，D.C.20005)出版)中找到，在此将其引入作为参考。
如上所述，为了其表面性能，通常将少量表面活性剂用于水基聚合物涂料组合物中。另外，还发现，表面活性剂可以类似常规共溶剂的量使用并在涂料中起增塑剂的作用。这将消除对常规的共溶剂的需求并明显减少或优选消除涂料组合物中的VOC，特别是与共溶剂有关的VOC。此外，还将消除一些与增塑剂有关的问题，如抗粘连性，差的抗印刷性和抗沾污性。
在本发明的水基聚合物涂料组合物中可以使用任何阴离子或非离子表面活性剂，以及混合物。所述表面活性剂以有效增塑由所述组合物形成的涂料的量存在，该用量优选为干聚合物重量的约3％至约10％。优选的阴离子表面活性剂包括：烷基、芳基或烷芳基磺酸、硫酸、磷酸的碱金属盐或铵盐。更优选的是，阴离子表面活性剂选自：月桂基硫酸钠，辛基酚乙二醇醚硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠，月桂基二甘醇硫酸钠，叔丁基酚五-和八-乙二醇磺酸铵，磺基琥珀酸盐如磺基琥珀酸的乙氧基化壬基酚半酯二钠，正辛癸基磺基琥珀酸二钠，二辛基磺基琥珀酸钠，及其混合物。优选的阴离子表面活性剂是：AEROSOL 18表面活性剂，即正辛癸基磺基琥珀酰胺酸二钠的35％水溶液，和AEROSOL OT-75表面活性剂，即二辛基磺基琥珀酸钠的75％水溶液，这两种表面活性剂均得自Cytec Industries，Inc.。
非离子表面活性剂优选为：聚醚非离子表面活性剂，更优选的是烷基聚乙二醇醚，烷基酚聚乙二醇醚或其混合物，如US 4,912,157和5,554,675中所揭示的那些表面活性剂，在此引入这两篇文献作为参考。优选的烷基酚聚乙二醇醚包括：辛基酚、壬基酚、二异丙基酚、三异丙基酚或其混合物的乙氧基化产物。优选的烷基聚乙二醇醚包括：月桂醇、油醇、硬脂醇或其混合物的乙氧基化产物。优选的非离子表面活性剂包括得自联合碳化物公司的TERGITOL15-S-40和TERGITOL NP-40表面活性剂。TERGITOL15-S-40表面活性剂(CAS#68131-40-8)是11-15碳的直链仲醇的混合物和环氧乙烷的反应产物。TERGITOL NP-40表面活性剂是壬基酚和约40摩尔环氧乙烷的反应产物。
最优选的烷基聚乙二醇醚选自下式的化合物：
       R-C≡C-R1
式中R和R1分别选自1-15碳原子的直链和支链烷基，并且其中R和R1的至少一个包含1-3个羟基，而且各个羟基基团的H独立地被下式的取代基取代或未取代
(CH2-CH2-O)nH或(CH2-CH(CH3)-O)mH
式中n和m范围均为从1至约50，并且其中n和m的总数低于约60。这些化合物在本领域中是已知的并且以商品名SURFYNOL得自Air Products and Chemicals，Inc.，包括SURFYNOL104系列，SURFYNOL420，440，465和485，也称为SURFYNOL400系列。
SURFYNOL104具有下列结构式：
Figure A9881008200101
SURFYNOL400系列具有下列结构式：
Figure A9881008200102
式中R3为(CH2-CH2-O)nH，而其中n为1-30，SURFYNOL420含有1.3摩尔的环氧乙烷，SURFYNOL440含有3.5摩尔的环氧乙烷，SURFYNOL465含有10摩尔的环氧乙烷，而SURFYNOL485含有30摩尔的环氧乙烷。
根据配合物，即包含聚合物或水性聚合物组合物的本发明的涂料配合物，就可以施加至许多表面、基材、或制品上，例如纸、塑料、钢、铝、木材、石膏板、混凝土、砖、砖石建筑或镀锌板(打底或未打底的)。待涂布的表面、基材、或制品的种类通常决定所使用的涂料配合物的种类。可以利用本领域已知的手段施加涂料配合物。例如，可以通过喷涂、刷涂、辊涂或涂布基材的任何其它施加方法来施加涂料配合物。通常，可以借助加热对涂层进行干燥，但优选的是通风干燥。有利的是，本发明使用聚合物的涂料可以进行加热或环境条件下的固化。作为另一方面，本发明涉及已涂有本发明涂料配合物的成形制品。
下面的实施例旨在阐释本发明，并不构成对本发明的限定。本发明各种涂料组合物的例子使用上面没有描述过的下列物质：
TAMOL 1124是由Rohm and Haas出售的分散剂。
ROPAQUE OP-62LO是由Rohm and Haas出售的不透明聚合物。
ACRYSOL RM-5是由Rohm and Haas出售的流变改进剂(增稠剂)。
COBALT HYDROCURE II(新癸酸钴，45％固体)是由MooneyChemical，Inc.(Cleveland，Ohio)出售的钴干燥剂。
FOAMASTER AP和VF是由Henkel公司(Ambler，PA)出售的消泡剂。
TRITON CF-10是由Union Carbide Chemicals andPlastics，Corp.出售的表面活性剂。
CELLOSIZE 4400 H是由Union Carbide，Bound Brook(NJ)出售的流变改进剂。
DOWICIL75是由DOW化学公司(Midland，MI)出售的防腐剂。
TI-PURE R-900，R-746和R-760是由DuPont(Wilmington，DE)出售的二氧化钛颜料。
OMYACARB UF是由Omya Inc.(Proctor，Vermont)出售的碳酸钙颜料。
RHEVOIS CR2是由Allied Colloids(Suffolk，Virginia)出售的流变改进剂。
TAFIGEL PUR 45是由King Industries(Norwalk，CT)出售的流变改进剂。
TREM LF-40是由Henkel公司(Ambler，PA)出售的可聚合的表面活性剂。
HITENOL HS-20是得自Daiichi Kogy Seiyaku的可聚合的表面活性剂。
POLYMIN-G是得自BASF公司的聚(烷基氮杂环丙烷)。
TERGITOL15-S-40和TERGITOL NP-40是得自Union CarbideChemicals and Plastics，Corp.的表面活性剂。
AEROSOL18和AEROSOL OT-75是得自Cytec，Industries，Inc.的阴离子表面活性剂。
PROXEL GXL是由Zencca Biocides(Wilmington，DE)出售的防腐剂。
DURAMITE是由ECC America(Atlanta，GA)出售的碳酸钙颜料。
NYTAL 300是由RT Vanderbilt(Norwalk，CT)出售的滑石粉颜料。
使用下面的方法来评估根据本发明制备的涂料。
恒温和恒湿室：
制备薄膜，并在73.5±3.5°F(23±2℃)和50±5％相对湿度的实验室测试用的ASTM标准条件下对薄膜进行测量。
最低成膜温度(MFFT)：
通过如下方式确定最低成膜温度(MFFT)：利用4密耳的涂布器将湿胶乳薄膜流延在MFFT棒上，设置所述棒的温度使在此温度范围下薄膜在干燥时将聚结；30分钟后用肉眼观察MFFT棒上的薄膜，并记录薄膜呈现已聚结并且没有裂缝和薄膜缺陷时的温度。
拉伸强度：
在CTH室中，于United拉伸测试仪上进行拉伸试验，该试验仪有恒定速率的伸长机械。通过用7密耳的刮涂棒使试样流延在防粘纸上，在指出的条件下将膜干燥一段希望的时间，然后利用1”宽模头切割出八字抗拉试块形薄膜试样。测量薄膜厚度，将薄膜固定在拉伸仪的夹紧装置上，并利用5磅力的加载机构，以1英寸/分的十字头速度测试薄膜。对十个试样进行试验并对具有较大断裂应力的五个试样的根据ASTM得到的所有拉伸值取平均值。
玻璃化转变温度：
以20℃/分的加热速率，利用差示扫描量热计(DSC)，在氮气气氛中测定薄膜试样的开始转变温度和中点温度。引用的值得自再加热曲线。
涂料粘度：
利用克雷布斯-斯笃麦(Krebs-Stormer)粘度计，在24小时后测量涂料的粘度(克雷布斯单位)。
光泽度：
根据用于镜面光泽度的ASTM方法D 523测试法，利用BYK-Gardner的Micro-Tri-光泽度计，在24小时之后，对流延在Leneta 2B不透明纸上的6密耳厚(湿)的薄膜的光泽度进行测量。
抗粘连性
在薄膜干燥至规定次数之后，利用1psi的压力，根据用于建筑涂料抗粘连性的ASTM 4946测试法，利用于Leneta 2B不透明纸上6密耳(湿)的薄膜，对抗粘连性进行测量。在120°F强制空气干燥炉中，在1psi压力下保持30分钟而测量加热后的抗粘连性，其中涂漆表面面对面搁置。对各试验用数字进行排级，10级表示100％通过，其中涂漆面分离时没有噪音；排级9-4表示当涂漆面分离时有一定程度的噪音；排级3-1表示当两表面分离时涂漆面将有一定程度的破坏；排级0表示100％失败，其中涂漆面完全地一起流动并且在分离时薄膜将被彻底破坏。
抗印刷性
在薄膜干燥至规定次数之后，利用置于#6黑橡胶块上4磅重的挡块，该挡块置于四层粗滤布上，根据用于建筑涂料抗印刷性的ASTM D2064-91试验法，利用在Leneta 2B不透明纸上6密耳(湿)的薄膜，测量抗印刷性。在120°F强制空气干燥炉中，在4磅压力下保持30分钟，借助折叠的粗滤布(如上所述)测量加热后的抗印刷性。按照ASTMD2064-91，对各试验用数字进行排级。
耐擦洗性：
按照用于建筑涂料耐擦洗性的ASTM D2486试验法，测量耐擦洗性。以7密耳的湿厚度将涂料施加至Scrub Test Charts FormP121-10N上，并使之干燥一特定的时间间隔。将样板置于D-10V型Gardco Scrub Machine中，将10克用于ASTM D2486和D3450的标准擦洗介质(磨料型)放置在擦洗刷上，用5毫升去离子水湿润样板，将试验机的计数器调零，并在试验机上以最大试验速度进行试验。在破坏之前的每400个循环之后，取下刷子并再将10克擦洗介质均匀地加至刷毛上，使刷子复位，将5毫升去离子水施加于样板上并继续进行试验。试验一直进行到破坏为止。将破坏定义为在垫片宽度上以连续线的形式完全除去涂料的循环次数。
湿粘结试验：
该方法测试在湿擦洗条件下，涂料对陈化的、醇酸树脂基材的粘结力。该方法描述于“VYNATETM(Union Carbide Chemicals andPlastics Corporation)-用于半光泽内用建筑涂料的乙烯基乳液载体，”M.J.Collins等人，发表在第19期年报“水性高固体和粉末涂料论文集”中，1992.2.26-28，New Orleans，Louisiana USA)。
在“Leneta”擦洗板上(粘结力根据不同的醇酸树脂而改变-使用流动的工业瓷漆(Glidden Industrial Enamel))制备10密耳商用光亮的醇酸树脂涂料的刮涂膜。在环境条件下使醇酸树脂薄膜陈化一周，然后在110°F烘烤24小时，再在环境条件下陈化至少一周。然后在陈化的醇酸树脂上制得试验涂料7密耳的涂膜，并使之通风干燥三天。(为了对通过该试验的试样之间进行区别，可以缩短干燥时间，七天是一个常用的周期，并且偶尔使用5小时的干燥时间。通常使用恒定的温度/湿度条件72°F/50％进行干燥。)。然后利用剃刀对试验涂料划交叉线并浸于水中保持30分钟。观测漆膜的起皮并用指甲刮擦，以便测量粘结力。在仍湿时，将样板置于“Gardner”擦洗机上。添加10毫升5％的“LAVATM”皂液，并使尼龙擦洗刷(WG 2000NB)通过漆膜的划痕区。如果需要的话添加水，以使漆膜保持湿润(满溢)。记录开始剥离以及10％剥离时刷洗循环的次数。通常还记录完全除去薄膜时循环的次数。
沾污测试：
利用6密耳的涂膜棒施加测试漆。在涂膜之后，在72°F±2和50％±2的相对湿度下使测试漆固化21天。使漆膜暴露在黑鞋油，catsup，TOPJOB，蜡笔，葡萄汁，红色的KOOL AID和PINE SOL中保持总共5小时。将漆膜暴露在芥子油，咖啡和苯胺黑中总共30分钟。将漆膜暴露至红油墨和空白油墨中总共5分钟。使漆膜暴露至碘中30秒钟。利用1.5英寸的表面玻璃覆盖所有污渍保持一特定的暴露时间。利用浸在稀洗涤液中的软布除去污渍。利用刻度1-5对污渍的程度进行排级，1＝没有污渍，5＝已损坏的薄膜的过度污渍。
低温聚结
根据ASTM D3793-89测量低温聚结。
实施例
制备下列聚合物树脂，以用于本发明的水基聚合物涂料组合物：
树脂A
向装有冷凝器，氮吹扫装置，以及位于上方的表面供料管的5加仑的树脂锅中添加：4176.6克水，57.55克碳酸钠，22.65克TREM LF-40(于水中40％固体)，10.82克TERGITOL NP-40(于水中70％固体)，138.3克甲基丙烯酸甲酯，228.4克苯乙烯，266.4克丙烯酸2-乙基己酯，和1.3克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。开始用氮气吹洗，然后在125rpm下将反应器的内含物加热至80℃。达到80℃之后，将由溶解于343.4克去离子水中的60.8克过硫酸钠组成的引发剂添加至反应器中。用125分钟，添加由2597.7克水，65.56克TREM LF-40，57.2克TERGITOLNP-40，849.5克甲基丙烯酸甲酯，1402.8克苯乙烯，1636.6克丙烯酸2-乙基己酯和7.8克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的乳化的单体混合物，然后用100克去离子水进行管线冲洗。在开始添加乳液之后五分钟，用255分钟，添加由溶解于884.9克去离子水中的34.3克过硫酸钠组成的引发剂溶液。在冲洗完之后，用71分钟，将由1725.7克水，121.0克AEROSOL 18(于水中35％溶液)，48.2克TERGITOL NP-40(70％)，2371.0克苯乙烯，1654.7克丙烯酸2-乙基己酯，378.2克甲基丙烯酸烯丙酯，189.1克甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，40.2克2-乙基己基3-巯基丙酸酯，和189.1克ROHAMERE 6852-0(于水中50％溶液)组成的第二乳液添加至反应器中。在最后的原料添加完之后，使温度冷却至65℃并将117.4克去离子水、27.0克甲醛次硫酸钠和49.8克七水硫酸铁(II)0.5％的溶液(与EDTA螯合)的溶液添加至反应器中。然后，在加热的同时，用40.6分钟，添加溶解于117.4克去离子水中的29.01克叔丁基过氧化氢(于水中70％)的溶液。冷却乳液并从反应器中泵出。固含量48.08％；DSC再加热曲线中点玻璃化转变温度15℃。
树脂B
向装有冷凝器，氮吹扫装置，以及位于上方的表面供料管的5加仑的树脂锅中添加：4176.6克水，57.6克碳酸钠，22.65克TREM LF-40(于水中40％固体)，10.82克TERGITOL NP-40(于水中70％固体)，138.3克甲基丙烯酸甲酯，228.4克苯乙烯，266.4克丙烯酸2-乙基己酯，和1.3克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。开始用氮气吹洗，然后在125rpm下将反应器的内含物加热至80℃。达到80℃之后，将由溶解于343.4克去离子水中的60.8克过硫酸钠组成的引发剂添加至反应器中。用125分钟，添加由2597.7克水，65.56克TREM LF-40，57.2克TERGITOLNP-40，849.5克甲基丙烯酸甲酯，1402.8克苯乙烯，1636.6克丙烯酸2-乙基己酯和7.8克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的乳化的单体混合物，然后用100克去离子水进行管线冲洗。在开始添加乳液之后五分钟，用255分钟，添加由溶解于884.9克去离子水中的34.3克过硫酸钠组成的引发剂溶液。在冲洗完之后，用71分钟，将由1617.9克水，121.0克AEROSOL 18(于水中35％溶液)，48.2克TERGITOL NP-40(70％)，2276.4克苯乙烯，1654.7克丙烯酸2-乙基己酯，378.2克甲基丙烯酸烯丙酯，189.1克甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，40.2克2-乙基己基3-巯基丙酸酯，378.2克ROHAMERE 6852-0(于水中50％溶液)和13.2克2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸酯(于水中50％)组成的第二乳液添加至反应器中。在最后的原料添加完之后，使温度冷却至65℃并将117.4克去离子水、27.0克甲醛次硫酸钠和49.8克七水硫酸铁(II)0.5％的溶液(与EDTA螯合)的溶液添加至反应器中。然后，在加热的同时，用40.6分钟，添加溶解于117.4克去离子水中的29.01克叔丁基过氧化氢(于水中70％)溶液。冷却乳液并从反应器中泵出。固含量47.25％；DSC再加热曲线中点玻璃化转变温度14℃。
树脂C
向50加仑的反应器中添加：41765.9克水，575.5克碳酸钠，226.6克TREM LF-40(于水中40％固体)，108.2克TERGITOL NP-40(于水中70％固体)，1382.8克甲基丙烯酸甲酯，2283.6克苯乙烯，2664.2克丙烯酸2-乙基己酯，和12.7克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。开始用氮气吹洗，然后在125rpm下将反应器的内含物加热至80℃。达到80℃之后，将由溶解于3433.6克去离子水中的607.5克过硫酸钠组成的引发剂添加至反应器中。用125分钟，添加由2597.7克水，655.6克TREMLF-40，572.1克TERGITOL NP-40，8494.7克甲基丙烯酸甲酯，14027.8克苯乙烯，16365.9克丙烯酸2-乙基己酯和77.9克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的乳化的单体混合物，然后用1000克去离子水进行管线冲洗。在开始添加乳液之后五分钟，用255分钟，添加由溶解于8848.5克去离子水中的343.4克过硫酸钠组成的引发剂溶液。在冲洗完之后，用71分钟，将由15178.5克水，1210.1克AEROSOL 18(于水中35％溶液)，481.6克TERGITOL NP-40(70％)，22764.2克苯乙烯，16547.5克丙烯酸2-乙基己酯，3782.2克甲基丙烯酸烯丙酯，1891.1克甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，401.9克2-乙基己基3-巯基丙酸酯，3782.2克ROHAMERE 6852-0(于水中50％溶液)和132.1克2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸酯(于水中50％)组成的第二乳液添加至反应器中，然后用1000克去离子水进行管线冲洗。在最后的原料添加完之后，使温度冷却至65℃并将1174.0克去离子水、269.6克甲醛次硫酸钠和497.5克七水硫酸铁(II)0.5％的溶液(与EDTA螯合)的溶液添加至反应器中。然后，在加热的同时，用40.6分钟，添加溶解于1174.0克去离子水中的290.1克叔丁基过氧化氢(于水中70％)溶液。冷却乳液并从反应器中泵出。固含量47.8％；DSC再加热曲线中点玻璃化转变温度20℃。
树脂D
向50加仑的反应器中添加：37589.3克水，518克碳酸钠，203.9克TREM LF-40(于水中40％固体)，97.4克TERGITOL NP-40(于水中70％固体)，1244.6克甲基丙烯酸甲酯，2055.3克苯乙烯，2397.8克丙烯酸2-乙基己酯，和11.4克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。开始用氮气吹洗，然后在125rpm下将反应器的内含物加热至80℃。达到80℃之后，将由溶解于3090.2克去离子水中的546.7克过硫酸钠组成的引发剂添加至反应器中。用95分钟，添加由23379.4克水，590.0克TREMLF-40，514.9克TERGITOL NP-40，7645.2克甲基丙烯酸甲酯，12625.0克苯乙烯，14729.3克丙烯酸2-乙基己酯和70.14克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的乳化的单体混合物，然后用900克去离子水进行管线冲洗。在开始添加乳液之后五分钟，用255分钟，添加由溶解于7963.7克去离子水中的309.0克过硫酸钠组成的引发剂溶液。在冲洗完之后，用95分钟，将由13660.7克水，1089.1克AEROSOL 18(于水中35％溶液)，433.4克TERGITOL NP-40(70％)，20487.8克苯乙烯，14892.7克丙烯酸2-乙基己酯，3404.0克甲基丙烯酸烯丙酯，1702.0克甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，361.7克2-乙基己基3-巯基丙酸酯，3404.0克ROHAMERE 6852-0(于水中50％溶液)和118.8克2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸酯(于水中50％)组成的第二乳液添加至反应器中，然后用900克去离子水进行管线冲洗。在最后的原料添加完之后，使温度冷却至65℃并将1056.6克去离子水、242.7克甲醛次硫酸钠、和447.8克七水硫酸铁(II)0.5％的溶液(与EDTA螯合)的溶液添加至反应器中。然后，在加热的同时，用40.6分钟，添加溶解于1056.6克去离子水中的261.1克叔丁基过氧化氢(于水中70％)溶液。冷却乳液并从反应器中泵出。固含量45.5％；DSC再加热曲线中点玻璃化转变温度15℃。
树脂E
向装有冷凝器，氮吹扫装置，以及位于上方的表面供料管的5加仑的树脂锅中添加：4176.6克水，57.6克碳酸钠，22.65克TREM LF-40(于水中40％固体)，10.82克TERGITOL NP-40(于水中70％固体)，138.3克甲基丙烯酸甲酯，228.4克苯乙烯，266.4克丙烯酸2-乙基己酯，和1.3克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。开始用氮气吹洗，然后在125rpm下将反应器的内含物加热至80℃。达到80℃之后，将由溶解于343.4克去离子水中的60.8克过硫酸钠组成的引发剂添加至反应器中。用125分钟，添加由2597.7克水，65.56克TREM LF-40，57.2克TERGITOLNP-40，849.5克甲基丙烯酸甲酯，1402.8克苯乙烯，1636.6克丙烯酸2-乙基己酯和7.8克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的乳化的单体混合物，然后用100克去离子水进行管线冲洗。在开始添加乳液之后五分钟，用255分钟，添加由溶解于884.9克去离子水中的34.3克过硫酸钠组成的引发剂溶液。在冲洗完之后，用71分钟，将由1631.1克水，121.0克AEROSOL 18(于水中35％溶液)，48.2克TERGITOL NP-40(70％)，2276.4克苯乙烯，1654.7克丙烯酸2-乙基己酯，378.2克甲基丙烯酸烯丙酯，189.1克甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，40.2克2-乙基己基3-巯基丙酸酯，和378.2克ROHAMERE 6852-0(于水中50％溶液)组成的第二乳液添加至反应器中。在最后的原料添加完之后，使温度冷却至65℃并将117.4克去离子水、27.0克甲醛次硫酸钠和49.8克七水硫酸铁(II)0.5％的溶液(与EDTA螯合)的溶液添加至反应器中。然后，在加热的同时，用40.6分钟，添加溶解于117.4克去离子水中的29.01克叔丁基过氧化氢(于水中70％)溶液。冷却乳液并从反应器中泵出。固含量46.9％。
树脂F
向50加仑的反应器中添加：40364.1克水，503.8克碳酸钠，1151.61克HITENOL HS-20(于水中9.7％的溶液)，133.2克TERGITOL NP-40(于水中70％固体)，431.9克甲基丙烯酸甲酯，714.4克苯乙烯，833.1克丙烯酸2-乙基己酯，和4.0克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。开始用氮气吹洗，然后在125rpm下将反应器的内含物加热至80℃。达到80℃之后，将由溶解于3005.0克去离子水中的531.7克过硫酸钠组成的引发剂添加至反应器中。用95分钟，添加由23973.4克水，237.4克AEROSOL OT-75(75％的水溶液)，705.4克TERGITOLNP-40，8212.4克甲基丙烯酸甲酯，13562.1克苯乙烯，15823.9克丙烯酸2-乙基己酯和7.52克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的乳化的单体混合物，然后用899.7克去离子水进行管线冲洗。在开始添加乳液之后五分钟，用255分钟，添加由溶解于7744.6克去离子水中的300.5克过硫酸钠组成的引发剂溶液。在冲洗完之后，用95分钟，将由15334.5克水，754.0克AEROSOL 18(35％的水溶液)，351.3克TERGITOL NP-40(70％)，20347.6克苯乙烯，14202.6克丙烯酸2-乙基己酯，3244.3克甲基丙烯酸烯丙酯，1619.5克甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，345.0克2-乙基己基3-巯基丙酸酯，和1622.2克ROHAMERE6852-0(50％的水溶液)组成的第二乳液添加至反应器中。在最后的原料添加完之后，使温度冷却至65℃并将1034.7克去离子水、236.0克甲醛次硫酸钠和435.4克七水硫酸铁(II)0.5％的溶液(与EDTA螯合)的溶液添加至反应器中。然后，在加热的同时，用40.6分钟，继续添加溶解于1034.7克去离子水中的253.9克叔丁基过氧化氢(于水中70％)溶液。冷却乳液并从反应器中泵出。固含量45.9％。
树脂G
向装有冷凝器，氮吹扫装置，以及表面供料管的3000毫升的树脂锅中添加：480克水，1.296克HITENOL HS-20，1.59克TERGITOL 15-S-40(68％)，5.8克碳酸钠，4.85克甲基丙烯酸甲酯，7.8克苯乙烯，9.86克丙烯酸2-乙基己酯，和0.23克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。开始用氮气吹洗，然后在400rpm下将反应器的内含物加热至80℃。达到80℃之后，将由溶解于34.84克去离子水中的6.164克过硫酸钠组成的引发剂添加至反应器中。以5.248克/分的速率，添加由208克水，2.752克AEROSOL OT-75，8.408克TERGITOL 15-S-40(68％)，92.16克甲基丙烯酸甲酯，148.50克苯乙烯，187.37克丙烯酸2-乙基己酯和4.37克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的乳液。在开始添加第一乳液之后五分钟，以0.336克/分的速率，添加由溶解于89.78克去离子水中的3.48克过硫酸钠组成的引发剂溶液。在第一乳液添加完成之后，以52.48克/分的速率通过单体加料管线添加64克水并对反应器保温25分钟。在保温之后，以8克/分的速率，将由138克水，8.74克AEROSOL 18，4.22克TERGITOL 15-S-40(70％)，203.52克苯乙烯，172.71克丙烯酸2-乙基己酯，2.77克2-乙基己基3-巯基丙酸酯，95.95克甲基丙烯酸乙酰乙酰基酯，和4.80克2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸酯(50％水溶液)组成的第二乳液添加至反应器中。在最后的原料添加完之后10分钟，使温度冷却至65℃并将于16克水中的0.8克异抗坏血酸和1.6克七水硫酸铁(II)0.5％的水溶液(与EDTA螯合)的溶液添加至反应器中。然后，在加热的同时，以0.38克/分的速率，添加溶解于16克水中的1.04克叔丁基过氧化氢(于水中70％)的引发剂溶液。然后冷却乳液并通过100目的丝筛网进行过滤。固含量47.1％。
树脂H
向装有冷凝器，氮吹扫装置，以及表面供料管的3000毫升的树脂锅中添加：720.4克水，39.2克HITENOL HS-20，1.08克TERGITOL15-S-40(68％)，5.8克碳酸钠，25.52克甲基丙烯酸甲酯，35.2克苯乙烯，26.4克丙烯酸2-乙基己酯，和0.88克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。开始用氮气吹洗，然后在400rpm下将反应器的内含物加热至80℃。达到80℃之后，将由溶解于34.84克去离子水中的6.032克过硫酸钠组成的引发剂添加至反应器中。以5.248克/分的速率，开始添加由158.4克水，15.72克AEROSOL OT-75，11.004克TERGITOL 15-S-40(68％)，107.81克甲基丙烯酸甲酯，148.70克苯乙烯，111.53克丙烯酸2-乙基己酯和3.72克三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的乳液。在开始添加第一乳液之后五分钟，以0.336克/分的速率，添加由溶解于87.2克去离子水中的3.41克过硫酸钠组成的引发剂溶液。在第一乳液添加完成之后，以52.48克/分的速率通过单体加料管线添加60克水并对反应器保温25分钟。在保温之后，以5.248克/分的速率，将由138.4克水，9.72克AEROSOL 18，6.99克TERGITOL 15-S-40(70％)，191.90克苯乙烯，43.25克甲基丙烯酸甲酯，143.93克丙烯酸2-乙基己酯，95.95克甲基丙烯酸乙酰乙酰基酯，和9.448克2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸酯(50％水溶液)组成的第二乳液添加至反应器中。在最后的原料添加完之后10分钟，使温度冷却至65℃并将于16克水中的1.04克异抗坏血酸和1.6克七水硫酸铁(II)0.5％的水溶液(与EDTA螯合)的溶液添加至反应器中。然后，在加热的同时，以0.38克/分的速率，添加溶解于16克水中的1.04克叔丁基过氧化氢(于水中70％)的引发剂溶液。然后使乳液冷却至低于35℃，并通过100目的丝筛网进行过滤。固含量47.1％。
树脂I
搅拌下，向752.0克树脂H中添加56.1克POLYMIN-G的50％水溶液。
树脂J
通过将556.5克树脂G添加至玻璃树脂锅中而制得该树脂的混合物。在常温搅拌下，首先添加199.5克树脂I，然后添加10.5克碳酸铵于水中的0.3摩尔溶液。
实施例1
如下表1所示，以基于每树脂固体重表面活性剂的重量的递增百分比含量递增的方式，将SURFYNOL104添加至树脂A中。在室温下SURFYNOL104为固体，因此在添加至乳胶中之前必须加热至140°F以便液化。在最低成膜温度(MFFT)和玻璃化转变温度(Tg)下的凹陷是塑性的特征。
表1：对于递增的SURFYNOL104含量，乳胶树脂最低成膜温度(目测)和玻璃化转变温度(Tg℃)的测量：
％   0   1     2     3    4
MFFT(℃)Tg中点   14  11    11.4  9.3  8.714  12.9  11    8.4  7.2
实施例2
如下表2所示，以基于每树脂固体重的3.4％重量表面活性剂固体，将SURFYNOL104或420添加至树脂B中。含两种SURFYNOL任一种的试样开始(onset)和中点Tg℃时的凹陷与纯树脂相比，可以显示塑性特征。
表2：对四种含和不含所添加的SURFYNOL104或420的乳胶树脂，测量其一开始/中点玻璃化转变温度(Tg℃)：
乳胶试样 不含表面活性剂时的Tg℃ 含SURFYNOL104的Tg℃ 含SURFYNOL420的Tg℃
  树脂B     6/15     1/9     2/9
  树脂C     9/18     3/11     -3/8
  树脂D     7/16     -1/8     3/10
  树脂E     5/13     -3/6     -1/7
实施例3
也可以利用乳液薄膜的拉伸性能来观察增塑作用。如下表3所示，当SURFYNOL104添加至树脂A(每树脂固体重3.4％重量表面活性剂固体)中时，断裂性，加工性和模量将降低，而伸长率将增加。这是增塑薄膜中观察到的性能通常的改变。
表3：含和不含SURFYNOL104的透明树脂A的拉伸性能：
试样 极限断裂(psi) 极限伸长(％)   加工性 初始模量(ksi)
-表面活性剂     1106     370     1841     7.8
+表面活性剂     780     536     1318     0.7
实施例4
在本实施例中，制备含和不含表面活性剂的低VOC有光泽的乳胶涂料。
制备零挥发有机化合物(VOC)磨料：
利用如下的Premier分散剂制备15加仑磨料(磨料1)，并将一部分磨料用来调配各种具体的漆料。
物质：                                 体积(加仑)
水                                     48.00
TAMOL 1124                             4.00
TRITON CF-10                           2.00
FOAMASTER AP                           2.00
DOWICIL 75                             1.00
充分分散然后在搅拌下添加：
TI-PURE R-900                          200.00
高速分散批料直至分散体在赫格曼细度计通过读数7为止，然后添加19磅水。然后，通过Fulflo过滤器对该批料进行过滤并储存。
以18颜料体积浓度制备含水乳胶涂料(PVC)：
利用零VOC磨料(上述的)和所列的乳液制备下列四种调漆料。
调漆料(重量克)漆试样(参见表4)：            1         2         3         4材料：零VOC磨料1                   490       140       140       140树脂B                        819       234       234       234FOAMASTERAP)预混物           7.2       1.0       1.0       1.0FOAMASTERVF)                 10.9      1.5       1.5       1.5HYDROCUREII)                 15.9      2.2       2.2       2.2SURFYNOL 104A)               -         1.3       2.6       3.9水                           210       56        58        59然后添加：ACRYSOL RM-5溶液             182       52        52        52然后添加：CELLOSIZE 4400H溶液          35        10        11.2      11.2然后利用如下28％的氨将pH调至8.3至8.7：NH4OH                       0.83      3.2       3.2       3.2
表4：含和不含表面活性剂的实施例4的涂料配制物
    试样     含量
    1     0
    2     1.1
    3     2.3
    4     3.4
表5：含和不含表面活性剂的实施例4的涂料配制物的光泽度，低温聚结，沾污和擦洗性能：
试样 60°光泽度 20°光泽度 低温聚结 总沾污 8天擦洗 15天擦洗 21天擦洗
1 65 22 失败 37 78 71 98
2 75 40 失败 31 73 115 84
3 77 42 失败 33 86 101 84
4 79 41 通过-2不透明度 34 75 99 58
表6：含或不含表面活性剂的涂料配制物的破裂时的和完全破损时的湿粘结性：
试样 1天湿粘结：破裂/完全破损(BT/TF) 8天湿粘结：BT/TF 15天湿粘结：BT/TF 21天湿粘结：BT/TF
1 57/151 142/516 200/549 544/2081
2 45/118 163/661 107/539 259/1126
3 41/130 239/816 169/848 369/1214
4 38/151 100/344 166/514 1210/2925
表7a：含和不含表面活性剂的涂料配制物的抗粘连性：
试样 一天面对面的抗粘连性 七天面对面的抗粘连性
1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥 1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥
1     6     7     7     9     3     3     6     8
2     6     5     7     8     2     3     9     9
3     8     4     7     9     1     3     6     9
4     4     4     5     8     1     3     8     6
表7b：含和不含表面活性剂的涂料配制物的湿抗粘连性：
试样 一天面对面的抗粘连性 七天面对面的抗粘连性
1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥 1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥
1 0 1 0 5 0 0 0 4
2 0 1 0 0 1 0 0 2
3 0 0 0 1 0 0 0 2
4 0 1 0 3 0 0 0 1
表7c：含和不含表面活性剂的涂料配制物的抗印刷性：
试样 一天面对面的抗粘连性 七天面对面的抗粘连性
1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥 1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥
1 4 4 6 8 4 6 6 6
2 6 6 6 6 2 8 8 8
3 6 4 6 8 2 8 8 6
4 6 4 4 8 4 6 8 6
表7d：含和不含表面活性剂的实施例4的涂料配制物的加热抗粘连性和抗印刷性：
试样 ASTM加热抗粘连性 ASTM加热抗粘连性
    1     8     8
    2     4     8
    3     7     8
    4     4     8
实施例5
在本实施例中，制备含和不含表面活性剂的低VOC半光乳胶涂料(＜11g/l)。
制备碳酸钙磨料：
材料：                               重量(克)
水                                   100
TAMOL 1124                           8.0
TRITON CF-10                         4.0
FOAMASTER AP                         30.0
DOWICIL 75                           10.0
高速充分混合5分钟
OMYACARB UF                          400.0
水                                   24.0
高速分散15分钟：
水                                   50
半光涂料的调漆：
                    实施例5                  实施例6碳酸钙磨料              30.1                     30.1在搅拌下慢慢添加RESIN F                 220.2                    220.2R-746TiO2浆液          83.0                     83.0Ropaque OP-62LO         50.0                     50.0水                      77.0                     77.0
预混物：SURFYNOL 420            -                        3.45FOAMASTER AP            -                        1.15FOAMASTER VF            -                        1.05％钴的HYDROCURE II     -                        2.0TAFIGEL PUR 45溶液      10.0                     10.0
利用如下物质将粘度调节至85KU±3：
RHEOVIS CR2溶液     20.0                     20.0
氨(28％)            0.5                      0.5
表8：含和不含表面活性剂的半光涂料配制物：
    试样     含量
    5     0
    6     3.8
表9：含和不含表面活性剂的涂料配制物的光泽度.低温聚结.沾污和擦洗性能：
试样 60°光泽度 20°光泽度 低温聚结 总沾污 8天擦洗 15天擦洗 21天擦洗
5 36 7 失败 32 354 660 629
6 45 9 通过，-2不透明度 31 758 814 873
表10：含和不含表面活性剂的涂料配制物的破裂时的和完全破损时的湿粘结性：
试样 1天湿粘结：破裂/完全破损(BT/TF) 8天湿粘结：BT/TF 15天湿粘结：BT/TF 21天湿粘结：BT/TF
5 1058/3000+ 3000+/3000+ 1827/3000+ 3000+/3000+
6 1660/3000+ 3000+/3000+ 2223/3000+ 3000+/3000+
表11a：含和不含表面活性剂的涂料配制物的抗粘连性：
试样 一天面对面的抗粘连性 七天面对面的抗粘连性
1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥 1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥
5 8 6 7 6 6 5 7 6
6 4 4 8 7 5 4 7 7
表11b：含和不含表面活性剂的涂料配制物的湿抗粘连性：
试样 一天面对面的抗粘连性 七天面对面的抗粘连性
1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥 1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥
5 1 6 6 6 1 3 6 5
6 0 5 5 6 1 2 6 6
表11c：含和不含表面活性剂的涂料配制物的抗印刷性：
试样 一天面对面的抗粘连性 七天面对面的抗粘连性
1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥 1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥
5 4 6 6 8 4 6 8 8
6 0 4 4 8 2 4 6 6
表11d：含和不含表面活性剂的涂料配制物的加热抗粘连性和抗印刷性：
试样 ASTM加热抗粘连性 ASTM加热抗印刷性
    5     7     8
    6     6     8
实施例4和5表明：基于树脂非挥发性成份以3.6％或更高用量的SURFYNOL104或420添加至VOC十分低的色漆(11g/l计算值)中将使色漆性能发生如下综合平衡：通过低温聚结(表5和9)，改善的耐擦洗性(表5和9)，以及更高的光泽度，其中抗粘连性，抗印刷性，湿粘结或抗沾污性没有明显损失(表5-11)。
实施例6
在本实施例中，将包含5.6％SURFYNOL420的涂料组合物与包含共溶剂混合物Eastman EB溶剂/Eastman DB溶剂的涂料组合物进行对比。用制备实施例8中VOC十分低的色漆(低于25g/lVOC)用的基于树脂非挥发性组份的5.6％的SURFYNOL420替代实施例7中发现的含共溶剂色漆(Eastman EB溶剂/Eastman DB溶剂100g/l VOC)，将产生如下色漆性能的综合平衡：在一定范围的相对湿度内试样8能通过低温聚结，而试样7不行(表13)，抗擦洗性(表14)，抗粘连性，抗印刷性，和湿粘结作用(表14，15和16)则相当。
制备磨料：
利用如下的Premier分散剂制备15加仑磨料，并将一部分磨料用来调配各种具体的色漆。
材料：                                      重量(克)
10％碳酸铵水溶液：                          200
PROXEL GXL                                  2.6
TAMOL 1124                                  10.4
TRITON CF-10                                5.2
FOAMASTER AP                                6.0
DURAMITE                                    320.0
NYTAL 300                                   200.0
充分分散。
预混物1的制备：
Eastman EB溶剂                              15.0
Eastman DB溶剂                              15.0
FOAMASTER AP                                6.7
FOAMASTER VF                                3.2
AEROSOL OT-75                               1.0
预混物2的制备：
SURFYNOL420                               11.2
FOAMASTER AP                                6.7
FOAMASTER VF                                3.2
AEROSOL OT-75                               1.0
半光乳胶涂料的制备：
利用磨料(上述的)和所列出的乳液制备下面两种调漆料。
调漆料(重量克)：
色漆试样(参见表8)：          7                   8
材料：
磨料                         83.0                83.0
树脂J                        217.5               217.5
TIPURE R-746浆液             124.0               124.0
预混物1                      20.5                -
预混物2                      -                   11.0去离子水                       23.5                33.0TAFIGEL PUR 45溶液             15.2                15.0利用下列物质将粘度调节至8g(±3)KU：
CR2溶液                    14.0                15.0然后用0.3摩尔的碳酸铵将pH调节至8.7至9.1：
(NH4)2CO3              0.0                 1.0含SURFYNOL420或共溶剂的树脂J的半光涂料配制物：表12：含聚结剂或表面活性剂的涂料配制物
试样 SURFYNOL420含量 Eastman EB/Eastman DB含量 85/60/20°光泽度
    7     0     7.3/7.3     18/18/3
    8     5.6     0     16/15/3
表13：用聚结剂或表面活性剂的低温聚结：
试样   低温聚结：50％RH和40°F   低温聚结：50％RH和40°F   低温聚结：50％RH和40°F
7     失败     失败     失败
8     成功     成功     成功
表14：含和不含表面活性剂的涂料配制物的抗破裂湿粘结性和抗擦洗性：
试样 1天湿粘结性破裂 8天抗擦洗性 15天抗擦洗性 21天抗擦洗性
7 3000 1000 1409 1885
8 3000 1000 1238 1952
表15：含和不含表面活性剂的涂料配制物的抗粘连性：
试样 一天面对面的抗粘连性 七天面对面的抗粘连性
1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥 1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥
7 4 6 - 8 6 7 - 10
8 8 8 - 10 7 8 - 10
表16：含和不含表面活性剂的涂料配制物的抗印刷性：
试样 一天面对面的抗粘连性 七天面对面的抗粘连性
1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥 1天干燥 2天干燥 7天干燥 21天干燥
7 8 8 - 10 8 8 - 8
8 8 8 - 10 8 8 - 8
上述实施例表明：在涂料中表面活性剂起增塑剂的作用，因此，无需常规的共溶剂并消除了与共溶剂有关的VOC。根据本发明，优选的是，表面活性剂起对涂料增塑的作用，有助于低温成膜并在涂料中提供先前已知的涂料中的表面活性剂没有的性能，而不会对成品涂料性能的最终综合平衡产生有害的影响。

Claims (22)

1.一种包含聚合物树脂、水和表面活性剂的水基聚合物涂料组合物，其改进之处在于：
(A)表面活性剂以有效增塑由该组合物形成的涂料的量存在，并且其中所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、或其混合物；和
(B)所述涂料组合物基本不含共溶剂。
2.根据权利要求1的水基聚合物涂料组合物，其中表面活性剂是选自烷基、芳基或烷芳基磺酸、硫酸、磷酸的碱金属盐或铵盐的阴离子表面活性剂。
3.根据权利要求2的水基聚合物涂料组合物，其中，表面活性剂选自以下物质的碱金属盐或铵盐：月桂基硫酸盐、辛基酚乙二醇醚硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐、月桂基二甘醇硫酸盐、叔丁基酚磺酸盐、五-乙二醇磺酸盐、八-乙二醇磺酸盐、磺基琥珀酸盐、及其混合物。
4.根据权利要求1的水基聚合物涂料组合物，其中非离子表面活性剂是聚醚非离子表面活性剂。
5.根据权利要求4的水基聚合物涂料组合物，其中聚醚非离子表面活性剂是烷基聚乙二醇醚、烷基酚聚乙二醇醚或其混合物。
6.根据权利要求5的水基聚合物涂料组合物，其中烷基酚聚乙二醇醚是辛基酚、壬基酚、二异丙基酚、三异丙基酚或其混合物的乙氧基化产物。
7.根据权利要求5的水基聚合物涂料组合物，其中烷基聚乙二醇醚是月桂醇、油醇、硬脂醇或其混合物的乙氧基化产物。
8.根据权利要求5的水基聚合物涂料组合物，其中，烷基聚乙二醇醚是选自如下结构式的化合物：
                    R-C≡C-R1式中R和R1分别选自具有1-15碳原子的直链和支链烷基，并且其中R和R1的至少一个包含1-3个羟基，而且各个羟基基团的H独立地被下式的取代基取代或未取代
            (CH2-CH2-O)nH或(CH2-CH(CH3)-O)mH式中n和m范围均从1至约50，并且其中n和m的总数低于约60。
9.根据权利要求8的水基聚合物涂料组合物，其中烷基聚乙二醇醚为下式的化合物：
Figure A9881008200031
10.根据权利要求8的水基聚合物涂料组合物，其中烷基聚乙二醇醚选自下式的化合物：
Figure A9881008200032
式中R3为(CH2-CH2-O)nH，而其中n为1-30。
11.根据权利要求10的水基聚合物涂料组合物，其中n为1.3。
12.根据权利要求10的水基聚合物涂料组合物，其中n为3.5。
13.根据权利要求10的水基聚合物涂料组合物，其中n为10。
14.根据权利要求10的水基聚合物涂料组合物，其中n为30。
15.根据权利要求1的水基聚合物涂料组合物，其还包含选自下述的添加剂：溶剂，颜料，均涂剂，流变剂，流动调节剂，增量剂，活性聚结助剂，消光剂，颜料湿润剂，分散剂，表面活性剂，紫外(UV)吸收剂，UV光稳定剂，消泡剂，防泡剂，抗沉降剂，防流挂剂，增稠剂，防结皮剂，防浮剂，防发花剂，杀菌剂，防霉剂，防腐蚀剂，增稠剂，增塑剂，活性增塑剂，固化剂，聚结剂及其混合物。
16.根据权利要求1的水基聚合物涂料组合物，VOC含量低于250克/升。
17.根据权利要求16的水基聚合物涂料组合物，VOC含量低于50克/升。
18.一种用权利要求1的组合物涂布的基材。
19.权利要求18的基材，其中所述基材选自：木材、木材副产品、石膏板、塑料、金属、和纺织品。
20.一种对基材进行涂布的方法，其包括如下步骤：用权利要求1的水基聚合物涂料组合物对基材进行涂布，然后使涂层固化。
21.根据权利要求20的方法，其中所述的基材选自：木材、木材副产品、石膏板、塑料、金属和纺织品。
22.根据权利要求1的水基聚合物涂料组合物，其中表面活性剂的含量为干聚合物重量的约3％至约10％。
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