一种水性涂料组合物及涂布方法技术

本发明专利技术涉及一种水性涂料组合物及涂布方法。所述组合物包括：(i)含至少一种丙烯酸多元醇的第一组分；(ii)含多异氰酸酯的第二组分；以及(iii)含硫醇官能化合物的第三组分；所述组合物基本上不含其它亲水基或亲水组分。涂布方法为在底材表面涂布一层涂料组合物，然后促使涂层或使涂层自行固化。本发明专利技术的涂料组合物在涂布粘度下具有高固含量，并表现出改进的防水、防潮性。本发明专利技术的涂料组合物还提供了有利的性能平衡，即在施用粘度下挥发性有机溶剂的含量低、高固化速率和长贮存期，并产生具有良好外观性能，尤其是产生小孔的可能性低并具有良好的硬度的涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水性涂料
，具体涉及一种用于车辆表面整修的底漆或面漆涂料组合物。本专利技术还涉及这种涂料组合物的制备方法以及使用这种组合物的涂布方法。
技术介绍
包含羟基官能聚合物和多异氰酸酯化合物的涂料组合物通常包括羟基官能丙烯酸共聚物和多异氰酸酯化合物在有机溶剂中的溶液。多异氰酸酯上的异氰酸酯基与丙烯酸聚合物上的羟基反应，形成交联膜。这样的反应适合在室温或适度高的温度下进行。随着对环境问题的关注越来越多，在涂料工业中存在着向降低有机溶剂含量的涂料组合物发展的普遍趋势。较低有机溶剂含量的涂料在使用时，散发出有机溶剂的浓度较低，因此对大气污染较小,减小了对环境的危害性。一种取得较低溶剂含量的有效方法是采用水性组合物。将丙烯酸加聚物加入到水中的一种方法是在制备丙烯酸加聚物期间，通过加入一些羧基官能的烯属不饱和单体如丙烯酸，来使它们具有羧基(-C00H)官能；然后通过加入碱，例如碱金属氢氧化物、氨或胺，使含水组合物中至少一些羧基中和。最终中和的羧基使聚合物稳定地分散在水中。US 5075370描述了一种由丙烯酸多元醇和多异氰酸酯的水溶液或水分散体组成的两组分组合物。该丙烯酸多元醇含有用化学方法引入的羧酸化物或磺酸化物基团。使多异氰酸酯在丙烯酸共聚物的水溶液或水分散体中乳化。这种组合物含有比较高浓度的中和的羧基。EP 557844也描述了一种由丙烯酸多元醇和多异氰酸酯的水分散体组成的两组分组合物。再一次使多异氰酸酯在丙烯酸共聚物的水溶液或水分散体中乳化。该丙烯酸共聚物具有低酸值(T7mg KOH/g和磺酸化物或羧酸化物基团总含量(T4. 5毫当量每IOOg固体树脂。但是该体系可分散于水中主要是因为存在阴离子和/或非离子乳化剂。另外，多异氰酸酯在聚醚链内具有环氧乙烷含量2 20%。在EP 663413中描述了一种通过使多异氰酸酯和异氰酸酯反应性表面活性材料的均相混合物在水中乳化所得到的涂料组合物。但是异氰酸酯反应性表面活性材料具有相当高的羧基含量，并且该组合物含有相当高浓度的碱。在实践中，为得到适于涂布的粘度而用水稀释，这可导致固体含量太低，以至于每次涂布不能形成足够的涂膜。另一问题是这些组合物与其溶剂性对应物相比，具有低防水、防潮性。当这些组合物与其它水性组合物一起用于多层体系时，情况尤其这样。低防水性的一个原因是为使组合物携带入水中必需存在亲水性组分。在这些聚合物制成涂料组合物时，采用高浓度的羧基官能单体与结合的中和胺，可导致不良的防水性。EP 557844采用低酸值的丙烯酸多元醇，但是实际上在其制备过程中使用了其它乳化剂。还要求多异氰酸酯含有亲水性聚环氧乙烷链，以促进其分散于水中。存在另外的乳化剂和聚环氧乙烷，这对涂料组合物的防潮性将产生不利影响。CN 1432030A公开了一种三组分涂料组合物，包括(i)含至少一种梭基含量为0.035-2. Omol/kg的丙烯酸多元醇的第一组分，所述丙烯酸聚合物溶解于挥发性有机溶剂中，(ii)含多异氰酸酯的第二组分，以及(iii)含水的第三组分；至少一种组分还包含碱，碱以能中和每千克多元醇0. 035-0. 2mol羧基的量存在；所述组合物基本上不含其它亲水基或亲水组分。还公开了一种涂料组合物的制备方法，包括步骤在涂布之前立即将第一组分、第二组分和第三组分混合。还公开了一种通过该方法制得的涂布制品。该专利技术虽然能够在一定程度上改进涂料的防水、防潮性，但改进程度有限，并且无法提供有利的性能平衡。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的问题，制得含有低程度的碱中和羧基的水性涂料组合物，与现有技术体系相比，这些组合物在涂布粘度下具有高固含量，并表现出改进的防水、防潮性，另外，还提供了有利的性能平衡，即在施用粘度下挥发性有机溶剂的含量低、高固化速率和长贮存期，并产生具有良好外观性能。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案一种水性涂料组合物，包括(i)含至少一种丙烯酸多元醇的第一组分；(ii)含多异氰酸酯的第二组分；以及(iii)含硫醇官能化合物的第三组分；所述组合物基本上不含其它亲水基或亲水组分。本专利技术所述的“基本上不含亲水基或亲水组分”，是指碱中和的羧基主要负责使体 系分散于水中。本专利技术所述的亲水基和亲水化合物是公知的，并用来使另外的疏水组合物分散于水介质中。亲水化合物包括在乳液聚合中常用的乳化剂。乳化剂包括阴离子乳化剂和非离子乳化剂。阴离子乳化剂的例子包括月桂基硫酸钠、磺化琥珀酸二辛基酯钠、磺化琥珀酰胺酸十八烷基酯二钠和壬基酚与环氧乙烷缩合物的硫酸酯的铵盐。非离子乳化剂的例子包括环氧乙烷与长链醇(例如硬脂醇或月桂醇的反应产物、以及环氧乙烷与脂肪酸的反应产物和壬基酚的聚(乙二醇)醚。亲水基包括在中和时能产生阴离子的基团，例如磷酸基团；在中和时能产生阳离子的基团，例如氨基；以及亲水性非离子基团，例如由环氧乙烷形成的聚醚链。当丙烯酸多元醇在有机溶剂中已制得时，在该多元醇与第一组分的任何其它成分混合之前或之后，例如可通过蒸馏除去部分或全部的有机溶剂。但是，在丙烯酸多元醇制备过程中所使用的有机溶剂的种类和用量优选按这样选择，即，其可作为第一组分的成分而保留下来。第一组分可包含另外的挥发性有机溶剂。可以是能溶解丙烯酸多元醇的任何溶齐U。它可以是脂族或芳香族烃，如甲苯或二甲苯，醇如丁醇或异丙醇，酯如乙酸丁酯或乙酸己酯，酮如甲基异丁基酮、甲基乙基酮或甲基戊基酮，醚，醚醇，醚酯或任意这些化合物的混合物。特别优选的溶剂为乙酸丁酯、甲基正戊基酮和甲基异戊基酮。第一组分可包含水，但是水必须保留在溶液中，或者以油包水乳液形式分散。第一组分绝不能是水包油乳液形式。优选第一组分基本上不含水。本专利技术所述组合物至少一种组分还包含碱；碱以能中和每千克多元醇0.035 0. 23mol 羧基的量存在，例如 0. 036 0. 225mol，0. 05 0. 2mol，0. I 0. 18mol，0. 15mol等，进一步优选0. 035 0. IImol，最优选0. 05 0. 07mol。在提到以能中和每千克多元醇0. 035 0. 23mol羧基的量存在的碱时，应理解所述多元醇包括涉及到的丙烯酸多元醇和存在于组合物中的任何其它多元醇。本专利技术所述丙烯酸多元醇中羧基含量为0. 035^1. 6mol/kg，例如0. 036^1. 58mol/kg, 0. 8 I. 3mol/kg, I. 02 I. 26mol/kg, I. 2mo l/kg 等，进一步优选 0. 04 0. 2mol/kg,最优选0.09mol/kg。进一步地，所述羧基衍生自(甲基)丙烯酸和/或3-巯基丙酸。羧基含量0.035 1.6mol/kg的丙烯酸多元醇衍生自可聚合的烯属不饱和单体，如(甲基)丙烯酸烷基酯和乙烯基单体。本专利技术中术语丙烯酸单体是指丙烯酸或甲基丙烯酸或它们的酯。术语(甲基)丙烯酸酯同时指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，术语(甲基)丙烯酸等同地指丙烯酸和甲基丙烯酸。适宜的(甲基)丙烯酸烷基酯的例子是Ch2烷基酯，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯和(甲基)丙烯酸月桂酯。乙烯基单体的例子是苯乙烯和a-甲基苯乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性涂料组合物，其特征在于，所述组合物包括(i)含至少一种丙烯酸多元醇的第一组分；( )含多异氰酸酯的第二组分；以及(iii)含硫醇官能化合物的第三组分；所述组合物基本上不含其它亲水基或亲水组分。2.如权利要求I所述的组合物，其特征在于，所述组合物中至少一种组分还包含碱；碱以能中和每千克多元醇O. 035 0. 23mol羧基的量存在，进一步优选O. 035 0. IImol，最优选 O.05^0. 07molο3.如权利要求I或2所述的组合物，其特征在于，所述丙烯酸多元醇羧基含量为O.035 I. 6mol/kg,进一步优选 O. 04 O. 2mol/kg,最优选 O. 09mol/kg ；优选地，所述羧基衍生自(甲基)丙烯酸和/或3-巯基丙酸。4.如权利要求1-3之一所述的组合物，其特征在于，所述多异氰酸酯为1，6-己二异氰酸酯的异氰脲酸酯三聚物和/或三羟甲基丙烷与4，4’ - 二苯甲烷二异氰酸酯的反应产物；优选地，所述多异氰酸酯以使异氰酸酯基与羟基数量的比例为O. 5^2的量使用，所述量进一步优选O. 8 I. 3，最优选1.2。5.如权利要求1-4之一所述的组合物，其特征在于，其中丙烯酸多元醇具有数均分子量700 10000，进一步优选1000 6000，最优选1500 500...

【专利技术属性】
技术研发人员：管伟，
申请(专利权)人：天长市银狐漆业有限公司，
类型：发明
国别省市：