含有離子交換樹脂的涂料組合物的制作方法

專利名稱：含有離子交換樹脂的涂料組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及含有離子交換樹脂的膠態和沉降穩定的涂料組合物，及含有離子交換樹脂的膠態和沉降穩定的涂料組合物的使用方法。
涂料組合物通常涂于基質表面。基質常含有水溶性或可萃取的污染性試劑。水基涂料涂于基質時，這些污染性試劑通常從基質浸提至涂料中，導致涂料變色。例如，木材如紅杉、雪松、榆木、和紅木中所含鞣酸類通常從基質浸提至涂料中，導致鞣酸污染，表現為涂層表面變色；膠結基質中所含鹽通常導致起霜，這是所述鹽遷移至漆層中所致污染，表現為白色沉積；涂于瀝青基質時，某些涂料中所含溶劑可能導致瀝青通過涂層滲出，造成瀝青污染。甚至在所述涂料涂于預涂過的基質時也可能發生涂料變色，因為所述浸提劑可通過所述預涂層而進入后續涂層。所述基質和預先涂于所述基質的涂層的污染也可能是因基質之外的源所致。例如，香煙導致尼古丁污染，它是淺色基質或基質涂層的顏色變化；接觸水可能導致基質或基質涂層變色，稱為水斑。這些污染可浸提至以后涂布的水基涂料中。上述類型的污染都是涂料中非常不希望的。已試圖通過在涂料配方中加入離子交換樹脂解決此問題。但離子交換樹脂在所述配方中可能沉降成硬質密集沉降物，難以再分散。此外，存在離子交換樹脂可能使膠體不穩定，表現為形成砂粒(懸浮的樹膠狀材料)，這不希望地使干涂層表面不均勻或在極端情況下導致所述配方膠凝。因而，正需要防止或減輕污染如尼古丁污染、水斑、起霜、瀝青污染、或鞣酸污染同時在添加離子交換樹脂時保持沉降穩定和膠態穩定的涂料組合物。
例如，US3 494 878已提出此問題，其中公開一種水性涂料組合物，包含一種水不溶性的加聚物和陰離子交換樹脂(直徑約0.5至約25μm)的混合物。依靠所述離子交換樹脂(通過懸浮聚合制備)，所述涂料組合物涂布在趨于污染所述涂料組合物的基質上時是抗污染的。所述加聚物的水分散體用一或多種乳化劑穩定。如果在所述涂料組合物中加入水溶性纖維素衍生物，在配制所述涂料組合物的過程中進行此添加(用于稠化)。但該專利US3,494,878的組合物既不沉降穩定也不膠態穩定，即使用纖維素衍生物使組合物增稠時，可變成沉降穩定，但仍不是膠態穩定的。
某些專利已能產生沉降穩定而且抗污染的涂料組合物。例如，US3847 857公開一種沉降穩定的水性涂料組合物，包含一種水不溶性加聚物和一種通過乳液聚合制備的粒度為0.05至0.3μm的穩定分散的水不溶性乙烯基共聚物的混合物。但所述涂料組合物不是膠態穩定的。
其它一些專利已能產生膠態穩定而且抗污染的涂料組合物。例如US5 922 777公開一種無砂粒的涂料組合物，包含一種乳液聚合物和一種離子交換樹脂(粒度為0.1至50μm)。加入所述乳液聚合物中之前，先用起穩定所述組合物作用的水溶性陰離子聚合物預處理所述離子交換樹脂。但所述組合物不是沉降穩定的，特別是有較大粒度的離子交換材料。此外，所述涂料中引入額外的不希望的水溶性聚合物可能降低所述涂料的耐水性和所述離子交換材料的污染封閉能力。
申請人發現使粒度為0.5至50μm的陰離子交換粒子與水不溶性加成共聚物共混，可產生沉降穩定而且膠態穩定的耐污染水基涂料組合物。
本發明的第一方面提供一種水分散體，包含以下物質的共混物(1)粒度為0.5至50μm的陰離子交換樹脂，其中所述陰離子交換樹脂是通過選自懸浮聚合、酚配方的縮合、和至少一種多胺與表氯醇的縮聚的方法制備的；與(2)水不溶性加成共聚物，其中所述共聚物是通過乳液聚合制備的；其中所述乳液聚合在非離子保護膠體存在下發生；其中所述共聚物的粒度小于1μm；其中所述水分散體在60rpm下的布魯克菲爾德粘度小于2000cps；其中所述水分散體是膠態穩定和沉降穩定的。
本發明的第二方面提供一種涂料組合物的制備方法，包括使上述水分散體與粘合劑共混。
本發明的第三方面提供一種抑制涂布基質的污染的方法，包括以下步驟(a)在所述基質上涂布一種水分散體，所述水分散體包含以下物質的共混物(1)粒度為0.5至50μm的陰離子交換樹脂，其中所述陰離子交換樹脂是通過選自懸浮聚合、酚配方的縮合、和至少一種多胺與表氯醇的縮聚的方法制備的；與(2)水不溶性加成共聚物，其中所述共聚物是通過乳液聚合制備的；其中所述乳液聚合在非離子保護膠體存在下發生；其中所述共聚物的粒度小于1μm；其中所述水分散體在60rpm下的布魯克菲爾德粘度小于2000cps；其中所述水分散體是膠態穩定和沉降穩定的；和(b)使所述水分散體干燥。
本發明組合物特別適用作封閉污染的涂料組合物。本文中“封閉污染”意指通過減小或消除污染物從基質或基質以外的源通過本發明組合物和后續涂布的任何涂料組合物遷移的傾向防止涂料組合物變色。
本發明的組合物和方法涉及一種水分散體，包括粒度0.5至50μm的陰離子交換樹脂與粒度小于1μm的水不溶性加成共聚物的共混物，所述陰離子交換樹脂是通過懸浮聚合、酚配方的縮合、或至少一種多胺與表氯醇之間的縮合反應制備的，所述加成共聚物是在非離子保護膠體存在下通過乳液聚合法制備的。本發明組合物是膠態和沉降穩定的，布魯克菲爾德粘度(在60rpm下用#3錠子通過LVT型布魯克菲爾德粘度計測量)小于2000cps。
本文中“膠態穩定”意指以流延薄膜的形式涂布時基于以下評級體系砂粒度為至少8的組合物，其中1意指極重度砂粒，2意指重/極重度砂粒，3意指重度砂粒，4意指中/重度砂粒，5意指中度砂粒，6意指輕/中度砂粒，7意指輕度砂粒，8意指痕量/輕度砂粒，9意指痕量砂粒，10意指無砂粒。本發明組合物含有耐凝結或絮凝的膠體。本文中“膠體”意指以細分散狀態存在的粒度為2×10-8至50×10-5cm的材料。
本文中“沉降穩定”意指在180天內容器底部沒有可見的稠或硬密集層形式的沉降的組合物。所述水分散體中的沉降顆粒是耐凝結或絮凝的。本文中“沉降顆粒”意指可從液體的主要部分中沉降或離心分離的任何物質的顆粒。
不受機理限制，相信本發明組合物的沉降穩定性和膠態穩定性是因所述水不溶性加成共聚物與所述陰離子交換粒子之間的弱相互作用產生的。相信此相互作用形成結構網絡，通過建立弱凝膠型粘性防止沉降。通過在泵的剪切速率下剪切達到要求的低粘度可很容易地破壞此凝膠型結構獲得易輸送性。此凝膠型結構通過形成用至少一種非離子保護膠體非離子穩定的膠乳分散體制備。本發明組合物不需用分散劑獲得膠態穩定性或沉降穩定性，因而優選基本上不含分散劑。
本文中“保護膠體”意指為防止帶電膠粒在水介質中絮凝的有效劑的材料。適用的非離子保護膠體的例子包括水溶性纖維素醚如羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、甲基纖維素、甲基羥丙基纖維素、和羥丙基纖維素；部分和充分水解的聚乙烯醇；聚乙烯基吡咯烷酮等，及其組合。
本發明另一實施方案是所述保護膠體與表面活性劑組合使用。所述表面活性劑可以是與陰離子表面活性劑組合的非離子表面活性劑。優選所述陰離子表面活性劑的用量基于聚合物固體低于1％(重)。表面活性劑與所述保護膠體組合使用時，優選所述表面活性劑是非離子表面活性劑。適用的表面活性劑包括非離子表面活性劑如乙氧基化烷基酚、醇、脂肪酸、脂肪酯和油、乙氧基化脫水山梨醇衍生物、多糖基表面活性劑、蔗糖和葡萄糖酯及衍生物、環氧乙烷和環氧丙烷的嵌段聚合物；和陰離子表面活性劑如烷芳基磺酸鹽、烯烴磺酸鹽、磷酸酯、脂肪酸的硫酸酯和磺酸酯、和磺基琥珀酸鹽及其衍生物。保護膠體或表面活性劑的用量基于全部單體的重量可為0.2至8％(重)。
本發明所述水不溶性共聚物不含表面電荷(中性)至含有不多于微負的表面電荷。如果表面電荷太高，則代替形成弱結構防止沉降，本發明組合物將絮凝。絮凝體系的特征是砂粒含量高(表示膠體不穩定性)，某些情況下完全固化。本文中“不多于微負的”意指電荷含量足夠低以致本發明組合物不形成砂粒。除膠乳粒子表面的陰離子官能團含量之外，開始形成砂粒的臨界負表面電荷含量取決于所述混合物的固體、水相的離子強度、包含弱酸陰離子官能團的體系的pH、和所述膠乳分散體和陰離子交換粒子的粒度。可通過從0至0.2毫當量/克干膠乳聚合物改變(在一系列步驟中)膠乳分散體中聚合物的陰離子官能團的含量確定特定體系的膠乳分散體中陰離子官能團的臨界含量。在充分混合下將要求的陰離子交換粒子分散體加入測試的膠乳分散體中使陰離子交換粒子與膠乳分散體之比達到要求的用量、pH、固含量和離子強度。對于一般評估而言，20至100的陰離子交換粒子與膠乳分散體(基于固體)的含量適用于以流延膜中砂粒的形成形式觀察膠態穩定性，其中所述陰離子交換粒子分散體為約30％固體，所述膠乳聚合物分散體為約50％固體。
所述低負表面電荷的來源可以是例如來自聚合引發劑(例如過硫酸鈉)的陰離子片斷或來自聚合成所述聚合物組合物的官能單體的低含量的羧基、磺酸鹽或磷酸鹽官能團。另一種電荷源是所述聚合物中酯基的水解產生羧基，例如組合物中丙烯酸乙酯水解形成丙烯酸官能團。負表面電荷也可由吸附的陰離子材料如陰離子表面活性劑提供。
本發明水不溶性加成共聚物粒度小于1μm。在本發明組合物的粘度下，粒度更大的共聚物粒子趨于沉降，造成沉降不穩定性。所述加成共聚物通過乳液聚合制備產生目前常用類型的任何分散聚合物。
這些水不溶性加成共聚物包括例如烯屬不飽和單體如(甲基)丙烯酸酯單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯、和丙烯酸羥丙酯；丙烯酰胺或取代的丙烯酰胺；苯乙烯或取代的苯乙烯；脂族二烯如丁二烯、異戊二類、和氯丁二烯；乙酸乙烯酯或其它乙烯酯；乙烯基單體如氯乙烯、偏二氯乙烯、乙烯基甲苯、N-乙烯基吡咯烷酮；丙烯腈或甲基丙烯腈；和烯屬不飽和單體如乙烯、異丁烯、和(甲基)丙烯酸的腈或酰胺，及其組合的均聚物或共聚物。優選所述水不溶性加成共聚物是乙烯基酯聚合物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、或乙烯基烴共聚物。優選用于制備所述水不溶性加成共聚物的單體混合物包括這樣量的至少一種酸單體以致所述共聚物有不多于0.07毫當量羧酸官能團/克干共聚物和不多于0.018毫當量強酸官能團/克干共聚物的陰離子酸官能團。本文中“強酸”意指有硫酸鹽、磺酸鹽或磷酸鹽官能團的酸如乙烯基硫酸鈉。
可用熱或氧化還原引發法形成所述水不溶性加成共聚物。可使用常規的自由基引發劑如過氧化氫、過氧化鈉、過氧化鉀、叔丁基過氧化氫、氫過氧化枯烯、銨和/或堿金屬過硫酸鹽、過硼酸鈉、過磷酸及其鹽、過錳酸鉀、和過二硫酸的銨或堿金屬鹽，其用量基于全部單體的重量典型地為0.2至3％(重)。用相同引發劑與適合的還原劑如甲醛次硫酸鈉、抗壞血酸、異抗壞血酸、含硫酸的堿金屬和銨鹽如亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、連二亞硫酸鈉、硫化鈉、氫硫化鈉或連二硫酸鈉、formadinesulfinicacid、羥基甲磺酸、丙酮亞硫酸氫酯、胺如乙醇胺、乙醇酸、水合乙醛酸、乳酸、甘油酸、蘋果酸、酒石酸及上述酸的鹽結合的氧化還原體系也可使用。可使用催化氧化還原的鐵、銅、錳、銀、鉑、釩、鎳、鉻、鈀或鈷的金屬鹽。
鏈轉移劑如含鹵素的化合物如四溴甲烷；烯丙基化合物；或硫醇如硫基乙醇酸烷基酯、巰基鏈烷酸烷基酯、和C4-C22線型或支化烷基硫醇可用于降低所述水不溶性加成聚合物的分子量和/或提供與用任何產生自由基的引發劑獲得的不同的分子量分布。鏈轉移劑可分一或多次添加或在整個反應周期的大多數或全部時間內或在反應周期的有限部分如在反應釜加料和剩余單體層減少過程中連續加入(線性或非線性地)。優選使用0.05至2％(重)鏈轉移劑，基于用于形成所述水乳共聚物的單體總重；更優選使用0.1至1％(重)鏈轉移劑，基于用于形成水乳共聚物的單體總重。
本發明另一方面中，所述水不溶性加成共聚物是通過多級法制備的，其中順序聚合組成不同的至少兩級。該方法通常導致生成至少兩種互不相容的聚合物組合物，從而導致所述模式的聚合物粒子內形成至少兩相。此粒子由不同幾何形狀的兩或多相組成，例如芯/殼或芯/皮型粒子、殼相不完全包封芯的芯/殼型粒子、有多個芯的芯/殼型粒子、和互穿網絡粒子。所有這些情況下，所述粒子的大部分表面積都被至少一個外相占有，所述粒子的內部被至少一個內相占有。所述多級聚合的每一級可含有與針對所述不溶性加成聚合物所公開的相同的單體、表面活性劑、鏈轉移劑等。用于制備此多級乳液聚合物的聚合技術為本領域公知，如US4 325 856；4 654 397；和4 814 373。還預計所述水不溶性加成共聚物可含有一或多種聚合物模式。
本發明組合物可含有交聯劑，如聚氮丙啶、聚異氰酸酯、聚碳化二亞胺、聚環氧化合物、聚氨基塑料、聚烷氧基硅烷、聚惡唑烷、多胺和多價金屬化合物；只要所述交聯劑不抑制成膜。典型地使用0.05至15％(重)的交聯劑，基于聚合物固體的重量。
本發明用陰離子交換樹脂改善涂料組合物的污染封閉性。陰離子交換樹脂(即有容納和交換帶負電荷的離子的帶正電荷的表面和貫穿所述粒子的帶正電荷的部位的離子交換樹脂粒子)可以是例如苯乙烯或二乙烯苯的共聚物，使之氯甲基化，然后利用叔胺反應生成季銨基團或利用伯或仲胺反應生成簡單胺基。所述離子交換樹脂可以是凝膠型或大網絡型樹脂。本發明陰離子交換樹脂是通過懸浮聚合、酚配方的縮合、或至少一種多胺與表氯醇之間的縮合反應制備的。可用于制備所述陰離子交換樹脂的懸浮法為本領域公知，參見例如US4 283 499。典型地，懸浮聚合產生粒度約100至500μm的交聯聚苯乙烯離子交換樹脂。通過所述懸浮聚合法制備的陰離子交換樹脂可通過適用于生產本發明粒度范圍內粒子的任何研磨設備研磨，所述粒度范圍優選為0.5至50μm、更優選0.5至35μm、最優選0.5至25μm。所述粒度可在CoulterTMLS光散射粒度分析儀上測量。適用的研磨機是磨碎機、流體能量研磨機、膠體磨、振動球磨機(振動能量研磨機)、針磨機、球磨機、輥式破碎機、及自動和半自動研磨機。同樣可用研磨機組合提高速度，其中第一研磨機使粒度降至例如小于100μm，第二研磨機使粒度降至要求的范圍。一個例子是先用錘式破碎機，然后用半自動研磨機如來自CB MillsInc(Buffalo Grove，Ill.)的Dyno-MillTM。需要研磨時，所述陰離子交換樹脂可在膠乳存在下研磨，或者先研磨然后與膠乳共混。
或者，可通過酚配方的縮合或通過至少一種多胺與表氯醇之間的縮合反應制備陰離子交換樹脂。本文中“酚配方的縮合”意指苯酚、甲醛、和至少一種多胺如三亞乙基四胺之間的反應，產生酚醛樹脂。至少一種多胺與表氯醇之間的縮合反應產生聚烷基胺樹脂。上述兩類反應為本領域公知，參見例如Encyclopedia of Polymer Science andEngineering，Ed.Herman F.Mark，Vol 8，pp341-393，John Wileyand Sons NY，(1987)。
本發明中陰離子交換樹脂的用量基于所述涂料的固體體積為2.5至40％。更優選基于涂料的固體體積為3.5至30％陰離子交換樹脂。最優選基于涂料的固體體積為5至25％陰離子交換樹脂。優選本發明含水組合物包含30至65％、更優選40至65％固體水分散體。優選所述陰離子交換樹脂與水不溶性加成共聚物之比為2∶100至1∶1，更優選5∶100至1∶1。
本發明組合物可直接用作封閉污染的涂料或底漆，或者根據需要用常規涂料物質如聚結劑、二醇、填料、顏料、濕潤劑、消泡劑、殺菌劑、增稠劑等配制。本發明另一實施方案是本發明組合物與粘合劑組合使用的方法。意外地，所述組合物以此方式用作陰離子交換樹脂濃縮物時，所述組合的組合物和粘合劑保持膠態和沉降穩定性。適用的粘合劑包括聚合物如聚氨酯、聚酯、丙烯酸共聚物、苯乙烯/丙烯酸共聚物、環氧聚合物、或其它聚合物。
本發明另一實施方案是通過在基質上涂布本發明組合物抑制涂布基質污染的方法。本發明組合物可通過常規涂布方法涂布，如刷涂和噴涂法例如輥涂、刮涂、印刷法、氣霧噴涂、氣助噴涂、無空氣噴涂、大量低壓噴涂、和氣助的無空氣噴涂。可涂布本發明組合物的典型基質包括塑料、木材、金屬、建筑紙板、涂底漆的表面、預涂表面、和有粘結性的基質。
所述基質上可有含水或不含水的組合物沉積的標記如來自標記筆的那些，或者含有污染物如鞣酸，此污染能或多或少地出現在干燥的后沉積涂層的表面上。不受機理限制，相信來自所述基質或來自基質以外的源(例如香煙)的污染溶解或分散在涂布在基質上的濕涂料組合物中，充分地遷移而出現在所述干燥涂層或干燥的后涂涂料的表面上，從而使涂布所述涂料的目的之一(即隱藏難看的污染)失效。相信本發明組合物于燥時封閉和/或禁閉所述污染使之不能出現在干涂層的可見表面上。本發明組合物典型地在10至95℃的溫度下干燥或使之干燥。
以下實施例說明本發明的性能。
實施例C1-陰離子交換樹脂分散體向120g(基于固體)通過US2 591 573的方法制備的季銨官能的苯乙烯/二乙烯苯樹脂(AmberjetTM4400，抗衡氯離子形式)中加水使固含量達到30％。將此混合物用1/2in.氧化鋯介質在振動能研磨機上研磨6小時獲得10μm的平均粒度(通過Coulter LS粒度分析儀測量)。靜置過夜時所述材料沉降得到硬質密集沉降物。
實施例C2RovaceTM661(55％用非離子表面活性劑和羥乙基纖維素穩定的乙酸乙烯酯和丙烯酸丁酯的固體膠乳，粒度為0.3μm)。由于所述組合物中0.5％丙烯酸的當量(基于固體)，所述聚合物有很低的陰離子電荷含量。用混合床離子交換樹脂AmberliteTMIRN 150去離子后通過RovaceTM661的電導滴定測定水解羧酸含量。
實施例C3RhoplexTMAC-1034。含約3％酸(按甲基丙烯酸計)的苯乙烯丙烯酸乳液聚合物與非離子和陰離子表面活性劑聚合得到47％固體分散體。
實施例4A-4E、C4F-C4L、4M在實施例4A-4E中，使實施例C1的陰離子交換分散體與實施例C2的RovaceTM661乳液聚合物共混。實施例C4F-C4L和實施例4M中，使實施例C1的陰離子交換分散體與不同的乳液聚合物共混。
實施例C5A、5B-5F用共混物4B至4E作離子交換樹脂濃縮物，將2.5至5％離子交換樹脂加入在所述涂料中用作主粘結劑的膠乳聚合物(實施例C3，RhoplexTMAC1034)中。所述對照是實施例C5A，其中使所述30％離子交換樹脂分散體(實施例C1)直接與RhoplexTMAC1034混合。用架空攪拌器在充分攪動下進行混合。
表1.實施例的組合物
注
以“ C”開頭的實施例號是對比例AA＝丙烯酸AS＝陰離子表面活性劑MAA＝甲基丙烯酸MAH＝馬來酐NPC＝非離子保護膠體NS＝非離子表面活性劑SVS＝乙烯基磺酸鈉w＝毫當量/g按丙烯酸計的酸單體s＝毫當量/g按磺酸鹽官能單體計的強酸單體RoyaceTM661(含0.5％丙烯酸當量的乙酸乙烯酯和丙烯酸丁酯的膠乳)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm and HaasCompany生產。
RhoplexTMAC-2235(含約1％甲基丙烯酸的丙烯酸酯乳液聚合物)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm and Haas Company生產。
RhoplexTMPR-26(季銨官能的陽離子乳液聚合物，總固含量＝30％，粒度＝0.1μm)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm andHaas Company生產。
RhoplexTMSG10M(含約1％甲基丙烯酸的丙烯酸酯乳液聚合物)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm and Haas Company生產。
RhoplexTMAC1034(含約3％甲基丙烯酸的苯乙烯丙烯酸乳液聚合物)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm and Haas Company生產。
RoyaceTM9100(陰離子乙酸乙烯酯丙烯酸酯乳液聚合物)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm and Haas Company生產。
RhoplexTMAC417M(輕度羧基化的丙烯酸酯乳液聚合物)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm and Haas Company生產。
PolycoTM3368(輕度羧基化的乙酸乙烯酯丙烯酸酯乳液聚合物)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm and Haas Company生產。
AirflexTM465(乙烯/乙酸乙烯酯乳液聚合物)由位于Allentown，Pennsylvania的Air Products生產。
表2.實施例C6半光漆
注*添加之前預混TamolTM731(25％)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm and Haas Company生產。
RhoplexTMAC-507聚合物分散體(46.5％)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm and Haas Company生產。
*AcrysolTMG-110(22％)由位于Philadelphia，Pennsylvania的Rohm and Haas Company生產。
NopcoTMNXZ消泡劑由位于Dusseldorf，Germany的Henkel生產。
Ti-PureTMR-900由位于Wilmington，Delaware的Du Pont生產。
沉降穩定性和粘度測量的試驗方法在充分攪拌下用架空攪拌器混合原料。使用錠子3，在6和60rpm下用布魯克菲爾德粘度計(LVT)測量粘度。通過用刮勺檢查在2盎司罐中儲存7天和180天后試樣底部的沉降物測量沉降穩定性。這樣可容易看見容器底部稠或硬密集層形式的沉降物。數據示于表3中。注意到即使所述共混物的總固含量隨著離子交換樹脂含量升高而下降，因為我們使30％固體的離子交換分散體與55％固體的膠乳共混，高達50％離子交換樹脂時粘度增加，然后在100％含量(實施例4E)的高稀釋下降回到與0％對照近似相同。
“6/60之比”是在6rpm下的粘度除以在60rpm下的粘度之比。此比值是剪切稀化性或共混物相對結構的度量。6/60之比越高，所述實施例所含結構越多。各共混物中6/60之比高于基本乳液，實施例C2進一步表明兩類粒子之間的相互作用防止沉降。
膠態穩定性的測試方法作為膠態穩定性指標的光澤試驗將測試涂料用2mil bird涂布器涂于Lenta 5C卡片上，使之干燥3天。用Gardner光澤度儀測量60度光澤。
砂粒度評級體系如下10＝無5＝中度9＝痕量 4＝中度/重度8＝痕量/微量 3＝重度7＝微量 2＝重度/極重度6＝微量/中度 1＝極重度評級大于8認為外觀可接受。
除砂粒評級較高之外，實施例5B-5E的光澤比5A高證明采用所述穩定濃縮物法獲得改善的膠態穩定性。含有所述離子交換樹脂的所有試樣都表現出極好的封閉污染性。
杉木污染封閉的測試方法將測試(底)涂料以400ft2/gal的覆蓋率涂在幾塊黑色杉木側板上，使之干燥2小時。然后以相同的覆蓋率在所述測試涂料上涂布半光漆(實施例C6)，在100％相對濕度的箱中放置18小時。然后將所述涂漆板從所述濕箱中取出，使所述面漆在環境條件下干燥。再過24小時后按1至10的等級評定測試涂料的污染封閉能力，其中10代表沒有污染的跡象。污染度的評級體系如下10＝無 5＝中度9＝痕量4＝中度/重度8＝痕量/微量 3＝重度7＝微量2＝重度/極重度6＝微量/中度 1＝極重度評級大于8認為外觀可接受。表3.封閉污染、沉降穩定性和膠態穩定性測試結果
注以“C”開頭的實施例號是對比例
權利要求
1.一種水分散體，包含以下物質的共混物∶(1)粒度為0.5至50μm的陰離子交換樹脂，其中所述陰離子交換樹脂是通過選自懸浮聚合、酚配方的縮合、和至少一種多胺與表氯醇的縮聚的方法制備的；與(2)水不溶性加成共聚物，其中所述共聚物是通過乳液聚合制備的；其中所述乳液聚合在非離子保護膠體存在下發生；其中所述共聚物的粒度小于1μm；其中所述水分散體在60rpm下用錠子3測量的布魯克菲爾德粘度小于2000cps；其中所述水分散體是膠態穩定和沉降穩定的。
2.權利要求1所述水分散體，其中所述水不溶性加成共聚物選自乙烯基酯聚合物、丙烯酸酯共聚物、和乙烯基烴共聚物。
3.權利要求1所述水分散體，其中所述水不溶性加成共聚物有不多于0.07毫當量羧酸官能團/克干共聚物，和所述水不溶性加成共聚物有不多于0.018毫當量強酸官能團/克干共聚物的陰離子酸官能團。
4.權利要求1所述水分散體，其中所述分散體基本上不含分散劑。
5.權利要求1所述水分散體，其中所述乳液聚合在所述非離子保護膠體和表面活性劑存在下發生；其中所述表面活性劑是選自非離子表面活性劑、和非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑的混合物的表面活性劑；其中所述陰離子表面活性劑的存在量基于聚合物固體低于1％(重)。
6.權利要求1所述水分散體，其中所述陰離子交換樹脂與所述水不溶性加成共聚物之比基于干重為2∶100至1∶1。
7.權利要求1所述水分散體，其中所述水分散體是30至65％固體的水分散體。
8.一種涂料組合物的制備方法，包括使權利要求1的水分散體與粘合劑共混。
9.一種抑制涂布基質的污染的方法，包括以下步驟(a)在所述基質上涂布一種水分散體，所述水分散體包含以下物質的共混物(1)粒度為0.5至50μm的陰離子交換樹脂，其中所述陰離子交換樹脂是通過選自懸浮聚合、酚配方的縮合、和至少一種多胺與表氯醇的縮聚的方法制備的；與(2)水不溶性加成共聚物，其中所述共聚物是通過乳液聚合制備的；其中所述乳液聚合在非離子保護膠體存在下發生；其中所述共聚物的粒度小于1μm；其中所述水分散體在60rpm下用錠子3測量的布魯克菲爾德粘度小于2000cps；其中所述水分散體是膠態穩定和沉降穩定的；和(b)使所述水分散體干燥。
全文摘要
公開一種含有離子交換樹脂的膠態和沉降穩定的涂料組合物。還公開一種含有離子交換樹脂的膠態和沉降穩定的涂料組合物的使用方法。
文檔編號C09D179/02GK1422911SQ0215140
公開日2003年6月11日 申請日期2002年11月15日 優先權日2001年11月28日
發明者P·R·范里赫南 申請人:羅姆和哈斯公司