含有超分子聚合物的地板涂料組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種含有具有四氨鍵形成部分的超分子聚合物的水性地板涂料組合 物。在地板上光劑配方中使用此類組合物提供了具有高耐用性和可去除性、不含多價(jià)金屬 如鋒的涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 具有高耐用性和可去除性的地板涂料組合物已經(jīng)在過去通過包括多價(jià)金屬如鋒 而獲得，多價(jià)金屬提供地板涂料組合物中的聚合物組分之間的交聯(lián)。然而，近年來，對(duì)各種 終端產(chǎn)品(包括地板涂料）中鋒和其它金屬的使用的高度環(huán)境關(guān)注，已經(jīng)使得焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向使用 "更加綠色的"技術(shù)。因?yàn)槊绹鴩噎h(huán)境保護(hù)局（the United States Environmental Protection Agency)已經(jīng)在《潔凈水法案KClean Water Act)的65種有毒污染物和126種 優(yōu)先污染物列表中列出了鋒，所W在美國已經(jīng)強(qiáng)制執(zhí)行對(duì)可排放入公共下水道中的鋒量的 限制。因此，現(xiàn)在迫切需要不含鋒但仍然具有含鋒上光劑性能的地板涂料，并且運(yùn)種需要已 經(jīng)推動(dòng)了對(duì)提供鋒在此類產(chǎn)品中先前所提供的性能的替代交聯(lián)技術(shù)發(fā)展的需要。
[0003] 在二十世紀(jì)八十年代，首次出現(xiàn)了作為替代技術(shù)用于地板護(hù)理行業(yè)的不含金屬的 聚合物。然而，當(dāng)相較于常規(guī)含鋒地板上光劑時(shí)，含有此類不含金屬的聚合物的地板涂料通 常光澤更低，耐用性更差并且更昂貴。雖然近年來技術(shù)進(jìn)步，使得不含金屬的聚合物的性能 和價(jià)格接近具有競爭力的水平，但是在地板護(hù)理行業(yè)中仍然不斷尋求賦予相當(dāng)或者更卓越 性能的聚合物。常規(guī)的地板涂料仍舊含有一些鋒并且依賴于鋒交聯(lián)來提供最終用戶所需要 的高耐用性和可去除性水平。
[0004] 超分子聚合物利用明確定義的氨鍵結(jié)相互作用，其已經(jīng)作為典型交聯(lián)劑如多價(jià)金 屬的替代而受到了更多關(guān)注。具有四氨鍵形成部分的超分子聚合物提供單一官能單元中的 多個(gè)氨鍵結(jié)位點(diǎn)并且因此相較于單一氨鍵結(jié)提供了增強(qiáng)的穩(wěn)定性。此類多個(gè)氨鍵是中等強(qiáng) 度并且高度方向性的，并且具有其它所需性質(zhì)，例如熱可逆性W及對(duì)外界刺激(包括pH、溶 劑極性、溫度W及濃度)的響應(yīng)性。所有運(yùn)些特征使得具有四氨鍵形成部分的超分子聚合物 能夠替代多價(jià)金屬如鋒或者除了多價(jià)金屬如鋒之外很好地用于地板涂料中，來提供具有優(yōu) 良耐用性和可去除性的地板上光劑。
[0005] 美國專利第6,320,018 B1號(hào)和第6,803,447 B2號(hào)兩者都描述了含有互補(bǔ)和自互 補(bǔ)四氨鍵結(jié)基團(tuán)的超分子聚合物，及其從含有四氨鍵結(jié)基團(tuán)的單體和一種或多種可聚合單 體的合成。已提及此類聚合物的四氨鍵比僅形成Ξ氨鍵的其它超分子聚合物中的那些氨鍵 更強(qiáng)。已經(jīng)有大量文獻(xiàn)和文件設(shè)及具有3氨鍵或者4氨鍵形成部分的超分子聚合物的合成及 其相對(duì)性質(zhì)。
[0006] 美國專利第7,838,621號(hào)描述了超分子聚合物及其合成，其中所述超分子聚合物 含有多個(gè)四氨鍵結(jié)部分作為聚合主鏈的組成部分。將其中四氨鍵結(jié)部分共價(jià)鍵結(jié)至聚合鏈 中的一個(gè)或多個(gè)娃-碳鍵的聚合物排除在外。
[0007] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供可用于配制具有提高的耐用性和可去除性的地板涂料 的不含金屬的水性涂料組合物。運(yùn)是通過在水性涂料組合物中包括具有四氨鍵結(jié)基團(tuán)的超 分子聚合物而不是如過去那樣的多價(jià)金屬來實(shí)現(xiàn)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明提供一種水性地板涂料組合物，其包含：（A)水；（B)至少一種超分子聚合 物；W及(C)任選地，一種或多種附加成分。超分子聚合物(B)包含衍生自W下的聚合單元： (1)一種或多種4H單體，其包含可聚合基團(tuán)和四氨鍵結(jié)(4H)部分；（2)至少一種具有酸官能 團(tuán)的單體；W及（3)-種或多種締屬不飽和單體。任選的附加成分選自：堿溶性樹脂、整平 劑、乳化蠟、消泡劑、防腐劑、溶劑、表面活性劑、染料、磨料，W及加嗅劑(odorant)。
[0009] 在一些實(shí)施例中水性地板涂料組合物包含：（A)25重量％至80重量％的水；（B)20 重量％至60重量％的所述至少一種超分子聚合物；W及(C)0重量％至20重量％的所述一種 或多種附加成分，W地板涂料組合物的總重量為基準(zhǔn)，并且其中（A)、（B)和（C)合計(jì)100重 量％。
[0010] 在水性地板涂料組合物的一些實(shí)施例中，超分子聚合物(B)的一種或多種4H單體 (1)包含TMI-MIC單體。
[0011] 在水性地板涂料組合物的一些實(shí)施例中，具有超分子聚合物(B)的酸官能團(tuán)（2)的 單體選自由W下各項(xiàng)組成的群組：（甲基)丙締酸、衣康酸W及己豆酸。
[0012] 在水性地板涂料組合物的一些實(shí)施例中，超分子聚合物(B)中的一種或多種締屬 不飽和單體(3)選自由W下各項(xiàng)組成的群組:丙締酸甲醋、丙締酸乙醋、丙締酸下醋、甲基丙 締酸甲醋、甲基丙締酸乙醋、甲基丙締酸下醋、苯乙締 W及甲基苯乙締。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 室義
[0014] 中陳述的所有百分比是重量百分?jǐn)?shù)(重量％ )，除非另外指明。
[0015] 在下文中，每個(gè)敘述的范圍包括范圍的所有組合和亞組合，W及其中所含有的特 定數(shù)字。
[0016] 此外，在下文中，一系列數(shù)值的任意下限，或者范圍的任意優(yōu)選下限，可與所述范 圍的任意上限或者所述范圍的任意優(yōu)選上限組合，來界定所述范圍的優(yōu)選方面或者實(shí)施 例。除非另外指明，否則每一數(shù)值范圍包括此范圍中所包含的所有數(shù)值，包括有理數(shù)和無理 數(shù)兩者(例如，從約1至約5的范圍包括例如1、1.5、2、2.75、3、3.80、4W及5)。
[0017] 措詞"任選地"意指"具有或者不具有"。例如，"任選地，添加劑"意指具有或不具有 添加劑。
[0018] 如本文所用，"一"、"一個(gè)"和"所述"在開放式術(shù)語如包含后面使用W意指"至少一 種(個(gè)Γ。
[0019] 如本文所用，術(shù)語"（甲基)丙締酸類"是指丙締酸類或者甲基丙酸締類，并且"（甲 基)丙締酸醋"是指丙締酸醋或者甲基丙締酸醋。
[0020] 如本文所用的術(shù)語"（甲基）丙締酷胺"是指丙締酷胺（AM)或者甲基丙締酷胺 (MAM)o
[0021] 如本文所用，術(shù)語"丙締酸單體"包括丙締酸(AA)、甲基丙締酸(MAA)、AA和MAA的 醋、衣康酸（ΙΑ)、己豆酸(CA)、丙締酷胺(AM)、甲基丙締酷胺(MAM)，W及AM和MAM的衍生物， 例如烷基（甲基)丙締酷胺。AA和MAA的醋包括但不限于:烷基醋、徑烷基醋、憐酸烷基醋和橫 基烷基醋，例如甲基丙締酸甲醋(MMA)、甲基丙締酸乙醋化MA)，甲基丙締酸下醋(BMA)、甲基 丙締酸異下醋（iBMA)、甲基丙締酸徑乙醋化EMA)、丙締酸徑乙醋化EA)、丙締酸甲醋(M)、丙 締酸乙醋化A)、丙締酸下醋(BA)、丙締酸乙基己醋化HA)W及甲基丙締酸憐酸烷基醋(PEM)。
[0022] 如本文所用，術(shù)語"乙締基單體"是指含有與雜原子如氮或氧連接的碳-碳雙鍵的 單體。乙締基單體的實(shí)例包括但不限于乙酸乙締醋、乙締基甲酯胺、乙締基乙酷胺、乙締基 化咯燒酬、乙締基己內(nèi)酷胺，W及長鏈鏈燒酸乙締基醋，例如新癸酸乙締基醋和硬脂酸乙締 基醋。如本文所用的術(shù)語乙締基單體還包括每一分子具有一個(gè)締屬不飽和基團(tuán)的乙締基芳 族單體。乙締基芳族單體包括但不限于苯乙締和乙締基化晚。尤其可用于本發(fā)明中的乙締 基芳族單體包括但不限于:苯乙締、4-甲基苯乙締、2-甲基苯乙締、3-甲基苯乙締、4-甲氧基 苯乙締、2-徑甲基苯乙締、4-乙基苯乙締、4-乙氧基苯乙締、3,4-二甲基苯乙締、2-氯代苯乙 締、3-氯代苯乙締、4-氯-3-甲基苯乙締、4-叔下基苯乙締、2,4-二氯苯乙締、2,6-二氯苯乙 締、1-乙締基糞、甲基丙締酸環(huán)己醋、甲基丙締酸節(jié)醋W及丙締酸節(jié)醋。
[0023] 本發(fā)明的用詞"地板涂料組合物"是指例如地板上光劑組合物或者地板用封閉底 漆組合物之類的組合物。所有此類組合物有時(shí)也被人們更一般地稱為地板護(hù)理組合物。用 詞"地板上光劑組合物"是指用于形成可用剝離劑等等從地板剝離的膜的組合物。用詞"地 板用封閉底漆組合物"實(shí)質(zhì)上是指用于形成難W從地板剝離但是也可用來保護(hù)地板的膜的 組合物，例如地板上光劑組合物。
[0024] 如本文所用，如果材料含有W此材料的總重量為基準(zhǔn)按重量計(jì)至少25%的水，那 么此材料是"水性的"。
[0025] 如本文所用，"分散體"含有在連續(xù)介質(zhì)中懸浮的離散微粒，有時(shí)還有其它成分。當(dāng) 連續(xù)介質(zhì)含有W連續(xù)介質(zhì)的重量為基準(zhǔn)按重量計(jì)至少50%的水時(shí)，分散相被認(rèn)為是"水分 散體"，并且連續(xù)介質(zhì)被認(rèn)為是"水性介質(zhì)"。當(dāng)分散體中的至少一些懸浮離散微粒含有一種 或多種聚合物時(shí)，所述分散體在此被認(rèn)為是"聚合物分散體"。因此，"聚合物水分散體"含有 在為至少50%的水的連續(xù)介質(zhì)中懸浮的一些含聚合物微粒。
[0026] 如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，如下文所描述，根據(jù)本發(fā)明合成的超分子 聚合物為含有所述超分子聚合物的聚合物水分散體的形式。此類超分子聚合物是通過各種 單體的聚合合成的，也如下文所述。用于合成超分子聚合物的所有單體的聚集體在本文中 被稱為"單體混合物"。
[0027] 地板上光劑用于在地板上產(chǎn)生有光澤的涂飾面(glossy finish)，并且延長地板 的使用壽命。由上光劑提供的光澤度是上光劑中的組分留下涂層并且起平滑和清潔表面的 作用的結(jié)果。地板上光劑組合物通常是一種或多種具有酸官能部分的水不溶性乳液聚合 物，W及一種或多種其它有用的地板上光劑成分的水懸浮體或者水分散體，所述一種或多 種其它有用的地板上光劑成分為例如堿溶性樹脂、增塑劑、石蠟、防腐劑、消泡劑、分散劑、 聚結(jié)劑、整平劑、溶劑、表面活性劑、染料、磨料、加嗅劑W及光學(xué)增亮劑。
[0028] 通常，超分子聚合物是通過共價(jià)鍵和次級(jí)特異性相互作用的組合而獲得其例如與 機(jī)械強(qiáng)度、熱敏度等等相關(guān)的聚合性質(zhì)的有機(jī)化合物，其中次級(jí)特異性相互作用優(yōu)選地具 有高鍵結(jié)強(qiáng)度。如上文所論述，具有氨鍵結(jié)部分的單體的合成，W及將所述單體并入能夠形 成多個(gè)氨鍵的超分子聚合物中是已知的，但是在此領(lǐng)域中繼續(xù)進(jìn)行大量的研究。超分子聚 合物可含有一種或多種產(chǎn)生次級(jí)相互作用的部分，并且運(yùn)些部分中的一些可含有在聚合體 鏈之間形成兩個(gè)或者更多個(gè)氨鍵橋的氨鍵形成部分。在本文中特別關(guān)注的超分子聚合物具 有基于聚合體鏈之間的四氨鍵結(jié)相互作用的次級(jí)物理相互作用(超分子相互作用）。
[0029] 適用于本發(fā)明的水性涂料組合物中的超分子聚合物的類型是具有四氨鍵形成部 分的那些。在此類超分子聚合物中，單體至少部分地通過一組或多組四Η橋彼此鍵結(jié)，所述 四Η橋是由存在于具有