含衍生化聚胺的組合物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開內容總體上涉及在各種領域中應用的含衍生化聚胺的涂料組合物。
【背景技術】
[0002] 在外表面上形成耐用的高品質涂層面對諸多挑戰。值得注意的是，外表面上的涂 層通常保持暴露于施用和干燥期間的自然環境中。因此，在施用涂料和干燥期間的天氣條 件會影響外部涂層的質量。特別地，在施用涂料期間和/或之后的降雨會洗脫一些或全部 的涂層，從而導致涂層失效。
[0003] 通過縮短涂料的固化時間，可使涂層失效的情況一一例如歸因于不可預料的降雨 的那些一一最小化。為此，向涂料中加入添加劑以減少固化時間。雖然含有固化添加劑的 涂料確實顯示出速凝特性，但是這些涂料存在嚴重的缺點，包括降低的斷裂伸長率和風化 時顯著的黃變。因此，已證明現有的速凝涂料不適合于許多應用。
【發明內容】
[0004] 公開了包含陰離子穩定的共聚物、衍生化聚胺和揮發性堿的速凝水性涂料組合 物。在施用于表面上時，該涂料具有快速的固化時間。此外，該涂料組合物在風化時基本上 無黃變，并顯示出適合的物理特性，包括足夠的斷裂伸長率，從而用于廣泛的外部應用中。
[0005] 所述涂料組合物包含一種以上的陰離子穩定的聚合物。陰離子穩定的聚合物可源 自一種以上的烯鍵式不飽和的單體，包括（甲基）丙烯酸酯單體、乙烯基芳族單體、烯鍵式 不飽和脂族單體、乙烯基酯單體及其結合。在一些實施方案中，陰離子穩定的共聚物具有的 測量 TgS-70°C 至 25°C。
[0006] 在某些情況下，陰離子穩定的共聚物為丙烯酸系共聚物，其可源自：⑴一種以上 的（甲基）丙烯酸酯單體；（ii) 一種以上的含羧酸單體；（iii)任選的一種以上的乙酰乙 酰氧基單體；（iv)任選的一種以上的含磷單體；以及（v)除單體（i)、（ii)、（iii)和（iv) 以外，任選的一種以上的其他烯鍵式不飽和單體。在某些實施方案中，陰離子穩定的共聚物 源自大于80重量％的一種以上的（甲基）丙烯酸酯單體，如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、 丙烯酸2-乙基己酯及其結合。在一些實施方案中，陰離子穩定的共聚物源自大于0重量％ 至5重量％的一種以上的含羧酸單體，如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸及其 結合。在某些實施方案中，陰離子穩定的共聚物源自大于〇重量％至35重量％的一種以上 的其他烯鍵式不飽和單體，如苯乙烯、丙烯酰胺及其結合。
[0007] 所述涂料組合物還含有衍生化聚胺，例如衍生化聚亞烷基亞胺、衍生化聚乙烯胺 或其結合。示例性的衍生化聚胺包括由環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷及其結合衍生的烷氧 基化聚胺。
[0008] 適合的衍生化聚胺可具有多種分子量和氮衍生化度（degree of nitrogen-derivatization)。例如，衍生化聚胺可以具有5, 000至5, 000, 000道爾頓的平 均分子量和/或5%至100%的氮衍生化度。在一些實施方案中，衍生化聚胺在涂料組合物 中的存在量為0. 1重量％至5重量％，基于陰離子穩定的共聚物的干重計。
[0009] 所述涂料組合物還含有揮發性堿。示例性的揮發性堿包括，但不限于，氨、低級烷 基胺如二甲胺和二乙胺、乙醇胺、嗎啉、氨基丙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-二甲氨基乙 醇及其結合。在某些實施方案中，揮發性堿為氨。
[0010] 所述涂料組合物可進一步含有其他聚合物。其他聚合物可以是，例如，源自一種以 上的（甲基）丙烯酸酯單體、乙烯基芳族單體、烯鍵式不飽和脂族單體、乙烯基酯單體及其 結合的聚合物或共聚物。涂料組合物還可以包括一種以上的添加劑，包括顏料、填料、分散 劑、聚結劑、pH中和劑、增塑劑、消泡劑、表面活性劑、增稠劑、殺生物劑、共溶劑及其結合。
[0011] 還提供了由本文所述的涂料組合物形成的涂層，以及形成這些涂層的方法。通常， 涂層通過將本文所述的涂料組合物施加到表面上，并使涂料干燥以形成涂層而形成。所得 干涂層通常至少包括陰離子穩定的聚合物和衍生化聚胺。干涂層可進一步包括一種以上的 上述其他聚合物和/或添加劑。涂層厚度可隨涂料的施用而變化。在一些實施方案中，涂 層具有10密耳至100密耳的干燥厚度。在某些實施方案中，根據ASTM D-2370,在室溫下 于14天的干燥期后，涂層具有大于200psi的拉伸強度，和/或根據ASTM D-2370,在室溫 下于14天的干燥期后，涂層具有大于100%的斷裂伸長率。在一些實施方案中，根據ASTM D-2370,在1000小時的加速風化后，涂層具有大于200psi的拉伸強度和大于100%的斷裂 伸長率。
[0012] 所述涂料組合物可以適用于多種表面，包括但不限于金屬、瀝青、混凝土、石材、陶 瓷、木材、塑料、聚合物、聚氨酯泡沫、玻璃及其結合。涂料組合物可應用于內表面或外表面。 在某些實施方案中，表面是建筑表面，如屋頂、墻壁、地板或其結合。
[0013] 一個以上的實施方案的細節闡述于以下的說明中。其他特征、目的和優點將在說 明書和權利要求書中是顯而易見的。
【具體實施方式】
[0014] 如本文所用，術語"（甲基）丙烯酸酯單體"包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、二丙烯 酸酯和二甲基丙烯酸酯單體。
[0015] 本文所述的涂料組合物包含一種以上的陰離子穩定的聚合物。適合的陰離子穩定 的聚合物包括源自一種以上的烯鍵式不飽和單體的共聚物。示例性的烯鍵式不飽和單體包 括（甲基）丙烯酸酯單體、乙烯基芳族單體（如苯乙烯）、烯鍵式不飽和脂族單體（如丁二 烯）、乙烯酯單體（如乙酸乙烯酯）及其結合。在一些實施方案中，陰離子穩定的聚合物可 包括純丙烯酸類共聚物、苯乙烯丙烯酸類共聚物、乙烯基丙烯酸類共聚物、或羧基化或非羧 基化苯乙烯丁二烯共聚物。
[0016] 在一些實施方案中，陰離子穩定的聚合物包括丙烯酸系共聚物。丙烯酸系共聚物 包括源自一種以上的（甲基）丙烯酸酯單體的共聚物。丙烯酸系共聚物可以是純丙烯酸 類聚合物（即，完全源自（甲基）丙烯酸酯單體的聚合物或共聚物）、苯乙烯-丙烯酸類聚 合物（即，源自苯乙烯和一種以上的（甲基）丙烯酸酯單體的共聚物），或乙烯基-丙烯酸 類聚合物（即，源自一種以上的乙烯基酯單體和一種以上的（甲基）丙烯酸酯單體的共聚 物）。
[0017] 在一些情況下，丙烯酸系共聚物包括：
[0018] ⑴一種以上的（甲基）丙烯酸酯單體；
[0019] (ii)-種以上的含羧酸單體；
[0020] (iii)任選的一種以上的乙酰乙酰氧基單體；
[0021] (iv)任選的一種以上的含磷單體；和
[0022] (v)除單體（i)、（ii)、（iii)和（iv)之外，任選的一種以上的其他稀鍵式不飽和 單體。
[0023]丙烯酸系共聚物可源自大于55重量％以上的一種以上的（甲基）丙烯酸酯單體 (例如，65重量％以上，75重量％以上，80重量％以上，85重量％以上，88重量％以上，90 重量％以上，91重量％以上，92重量％以上，93重量％以上，94重量％以上，或95重量％以 上的（甲基）丙烯酸酯單體），基于單體的總重量計。在一些實施方案中，（甲基）丙烯酸 酯單體可包括由具有3至6個碳原子的a，0-單烯鍵式不飽和單羧酸和二羧酸與具有1 至12個碳原子的烷醇得到的酯（例如，由丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸或衣康酸與 Ci-C%、CrC12、(^-(：8或C烷醇得到的酯）。
[0024] 示例性的丙烯酸酯和（甲基）丙烯酸酯單體包括，但不限于，丙烯酸甲酯、（甲基） 丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸丁酯、（甲基） 丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸正己酯、（甲基）丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸正庚酯、甲基 丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸2-甲基庚酯、（甲基）丙烯酸辛酯、（甲基）丙烯酸異辛酯、 (甲基）丙烯酸正壬酯、（甲基）丙烯酸異壬酯、（甲基）丙烯酸正癸酯、（甲基）丙烯酸 異癸酯、（甲基）丙烯酸十二烷酯、（甲基）丙烯酸月桂酯、（甲基）丙烯酸十三烷酯、（甲 基）丙烯酸硬脂酯、（甲基）丙烯酸縮水甘油酯、巴豆酸烷基酯、乙酸乙烯酯、馬來酸二正丁 酯、馬來酸二辛酯、（甲基）丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、（甲基）丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯、 (甲基）丙烯酸羥乙酯、（甲基）丙烯酸烯丙酯、（甲基）丙烯酸四氫化糠基酯、（甲基）丙 烯酸環己酯、（甲基）丙烯酸2-乙氧基乙酯、（甲基）丙烯酸2-甲氧基酯、（甲基）丙烯 酸2-(2_乙氧基乙氧基）乙酯、（甲基）丙烯酸2-乙基己酯、（甲基）丙烯酸2-丙基庚酯、 (甲基）丙烯酸2-苯氧基乙醋、（甲基）丙烯酸異冰片醋、（甲基）丙烯酸己內醋、單（甲 基）丙烯酸聚丙二醇酯、（甲基）丙烯酸聚乙二醇酯，（甲基）丙烯酸芐酯、（甲基）丙烯酸 2, 3-二（乙酰乙酰氧基）丙酯、（甲基）丙烯酸羥丙酯、（甲基）丙烯酸甲基聚乙二醇酯、 (甲基）丙烯酸3, 4-環氧環己基甲酯、二（甲基）丙烯酸1，6-己二醇酯、二（甲基）丙烯 酸1，4-丁二醇酯及其結合。
[0025] 在某些情況下，丙烯酸系共聚物源自兩種以上、三種以上或四種以上的（甲基）丙 烯酸酯單體。在某些實施方案中，丙烯酸系共聚物源自至少兩種（甲基）丙烯酸酯單體，其 中至少一種（甲基）丙烯酸酯單體其相應的均聚物具有80°C以上的Tg(例如，90°C以上、 100°C以上或105°C以上）（例如，甲基丙烯酸甲酯）和至少一種（甲基）丙烯酸酯單體其 相應的均聚物具有〇°C以下的Tg(例如，-10°C以下、-20°C以下、-30°C以下、-40°C以下、 或-50°C以下）（例如，丙烯酸丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯）。
[0026] 在具體的實施方案中，丙烯酸系共聚物源自選自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙 烯酸2-乙基己酯及其結合的一種以上的（甲基）丙烯酸酯單體。
[0027] 丙烯酸系共聚物可源自大于0重量％至5重量％的一種以上的含羧酸單體，基于 單體的總重量計。示例性的羧酸單體包括但不限于a，單烯鍵式不飽和單羧酸和二羧 酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、馬來酸、富馬酸、二甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、烯 丙基乙酸、乙烯基乙酸、中康酸、亞甲基丙二酸、檸康酸及其結合。在某些實施方案中，丙烯 酸系共聚物源自大于0重量％至5重量％，或大于0重量％至2. 5重量％的丙烯酸、甲基丙 烯酸或其結合。
[0028] 丙烯酸系共聚物可源自大于0重量％至5重量％的一種以上的含磷單體。適合 的含磷單體的實例包括醇的二氫磷酸酯，其中醇包含可聚合的乙烯基或烯基（olefenic group)，烯丙基磷酸酯、（甲基）丙烯酸磷酸烷基酯如（甲基）丙烯酸2-磷酸乙酯（PEM)、 (甲基）丙烯酸2-磷酸丙酯、（甲基）丙烯酸3-磷酸丙酯和（甲基）丙烯酸磷酸丁酯、 (甲基）丙烯酸3-磷酸-2-羥丙醋、雙（羥甲基）富馬酸酯或衣康酸酯的單磷酸酯或二磷 酸酯；（甲基）丙烯酸羥烷基酯的磷酸醋、（甲基）丙烯酸2-羥乙基酯的磷酸醋、（甲基） 丙烯酸3-羥丙基酯的磷酸酯、（甲基）丙烯酸酯的環氧乙烷縮合物的磷酸酯H 2C = C(CH3) C00(CH2CH20)nP(0) (0H)2和類似的環氧丙烷和環氧丁烷縮合物的磷酸酯，其中n為數量1至 50;巴豆酸磷酸烷基酯、馬來酸磷酸烷基酯、富馬酸磷酸烷基酯、（甲基）丙烯酸磷酸二烷 基酯、巴豆酸磷酸二烷基酯、乙烯基膦酸、烯丙基膦酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷次膦酸、 a -膦酰基苯乙烯、2