專利名稱：彈性涂料的使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種室溫干燥的至少含兩種互不相容的非水溶性聚合物的彈性水涂料的使用方法，其中至少一種聚合物含有N-羥甲基官能團。本發(fā)明尤其涉及諸如高光澤彈性墻壁涂料或運動場表面涂料等彈性涂料的使用方法。
由于用于柔韌或可拉伸的基質(zhì)的保護性及裝飾性涂料在低溫下要求其涂層膜能經(jīng)受住應力作用而需要具有低溫撓曲性，同時在此應用領域還要求涂層膜在高溫下具有表面粘性低的性能?？蓪⑦@種涂料稱為彈性涂料。目前一般都愿意將玻璃化轉變溫度(Tg)低于室溫的非水溶性聚合物的水分散液用于許多基本或完全不用污染揮發(fā)性有機聚結助劑的常溫應用領域，但對許多涂料應用領域來說，這種低Tg聚合物涂料的干膜太粘。另一方面，盡管Tg溫度高于室溫的聚合物能提供低溫撓曲性不很低的干燥的涂層膜，但為了有效成膜，仍需加入大量污染揮發(fā)性有機聚結助劑。本發(fā)明方法提供了用于單一涂敷的具有優(yōu)良的低溫撓曲性和高于室溫的溫度下不發(fā)粘的綜合性能的室溫干燥的彈性涂料。
JP62-79875公開了一種防水方法，其特征為在建筑結構表面由含50%(重量)以上的其烷基的碳原子數(shù)大于4的丙烯酸烷基酯的聚合物形成厚度為100至1000微米，20℃下伸長率大于500%和拉伸強度不高于10千克/平方厘米的涂層膜，然后在上述涂層膜表面上由玻璃化轉變溫度不高于10℃的聚合物形成20℃下拉伸強度不低于10千克/平方厘米的涂層膜。還介紹了該涂層膜在混凝土結構的屋頂和外墻表面上的形成方法。但未述及在同一步驟內(nèi)使用這兩種涂料。
JP50-100130公開了一種厚漿涂料(mastic)的涂敷方法，其特征為在基材上涂敷厚漿涂料漆，然后涂敷玻璃化轉變溫度低于0℃的樹脂組合物的分散液，以使固體組分含量至少為9克/平方米，干燥后再涂敷一種玻璃化轉變溫度高于20℃的乳液狀樹脂組合物。這是一種三涂敷體系，未述及僅用單一涂敷即可獲得由此多次涂敷體系達到的效果。
SU1，423，525A介紹了一種用于運動場飾面的混合物，尤其用于網(wǎng)球場，該混合物含有低級丙烯酸酯、橡膠、樹脂屑、硫化劑、氧化鐵、環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的含氮的四官能嵌段共聚物和水。該混合物在150-180℃下硫化20-45分鐘。
US4，814，373公開了一種改進的非水溶性膠乳的水分散液，該膠乳產(chǎn)生的是相對于現(xiàn)有技術的涂層來說是被增韌的軟涂層，但卻不需用外交聯(lián)劑處理。制備該改進的非水溶性膠乳的方法包括a)通過乳液聚合反應制備一種初始的至少一種烯屬不飽和單體的非水溶性膠乳聚合物的水分散液，其中所述烯屬不飽和單體基于該烯屬不飽和單體的總重量計，含有不超過約2%(重量)的多烯不飽和單體，而所述初始非水溶性膠乳聚合物則基本不含烯屬不飽和位置，b)將另一種包括至少一種至少含兩個烯屬不飽和位置的單體的烯屬不飽和單體分散于所述初始非水溶性膠乳聚合物的初始水分散液中，從而使所述的另一種單體溶脹所述的初始聚合物，和c)在被單體溶脹的聚合物中使加入的另一種單體聚合。還公開了該改進的非水溶性膠乳在涂料組合物、屋頂厚漿涂料、填縫膠和密封膠中的應用。
沒有一篇技術文件述及使用單一的至少含兩種非水溶性聚合物的室溫干燥的水涂料來制成諸如高光澤彈性墻壁涂料或運動器材表面涂料等彈性表面涂料。
本發(fā)明的目的是要提供一種使用單一的含至少兩種互不相容的非水溶性聚合物的室溫干燥的彈性水涂料組合物作為彈性表面涂料的方法，其中至少一種所述聚合物含有N-羥甲基官能團。
本發(fā)明的再一個目的是要提供一種在墻壁上施涂一種低溫柔性、低粘性和高光澤的彈性墻壁涂料的方法。另一個目的是要提供一種在運動場表面施涂一種低溫柔性、低粘性運動場表面涂料(如跑道涂料或網(wǎng)球場涂料等)的方法。
本發(fā)明提供了一種在某一表面施涂一種室溫干燥的彈性水涂料組合物的方法，該組合物含有至少兩種互不相容的非水溶性聚合物，其中至少一種聚合物含有N-羥甲基官能團。其中所述組合物的制備方法包括(a)乳液聚合至少一種單烯不飽和單體，制成基本不含烯屬不飽和位置而含有N-羥甲基官能團的初始非水溶性膠乳聚合物的初始分散液，(b)將包括至少含有兩個烯屬不飽和位置的單體在內(nèi)的烯屬不飽和單體分散于所述初始分散液中，用以使該分散的單體溶脹所述分散的初始膠乳聚合物，(c)在所述單體溶脹的初始膠乳聚合物中聚合該分散的烯屬不飽和單體，和(d)含有所述分散于初始膠乳聚合物中的聚合了的烯屬不飽和單體的膠乳聚合物的最終組合物中包括約67%至99%(重量)的初始膠乳聚合物和約33%至約1%(重量)的分散于其中的聚合的烯屬不飽和性聚合物。
本發(fā)明涉及在某一表面上使用一種室溫干燥的彈性水涂料組合物的方法，該組合物含有至少兩種互不相容的非水溶性聚合物，其中至少一種聚合物含有N-羥甲基官能團。
本發(fā)明的彈性水涂料組合物含有至少一種水分散液、乳液、懸浮液或膠乳。該涂料組合物含有至少兩種互不相容的非水溶性聚合物，其中至少一種聚合物含有N-羥甲基官能團。
互不相容的非水溶性聚合物可作為不同的分散顆粒存在，諸如以至少兩種不同的互不相容的組分的膠乳的共混物的形式存在。也就是說，互不相容的非水溶性聚合物可在各聚合物顆粒中作為至少兩種不同相而存在，例如，由芯核和至少一種殼層組成的芯/殼型膠乳顆粒，其中的芯和殼是互不相容的組分。
本文將互不相容的聚合物定義為當按本發(fā)明的使用方法施涂時在施涂的涂層膜中形成分散相的聚合物?？砂醇夹g上已知的著色和顯微檢查法觀察到涂層膜中的分散相。
可按常規(guī)的乳液聚合方法分別制備各非水溶性聚合物，并一起進行共混。也就是說，可按常規(guī)的芯/殼法或按其它產(chǎn)生至少兩個聚合物相的方法制備非水溶性聚合物。換言之，可按US4，814，373中介紹的改性膠乳聚合物組合物的生產(chǎn)方法制備此類各聚合物，此專利引入本文作為參考。
當其中至少一種聚合物在環(huán)境條件下能形成薄膜時，此互不相容的非水溶性聚合物將產(chǎn)生一種室溫干燥組合物。優(yōu)選至少一種Tg為約20℃或更低的聚合物，更好的是至少一種Tg為約0℃或更低的聚合物。能在環(huán)境條件下形成薄膜的聚合物組分的比例將影響組合物室溫形成薄膜的能力。至少一種Tg為約20℃或更低的聚合物為約25-99%(重量)為宜。
任何形成互不相容的非水溶性聚合物的單體混合物均可在本發(fā)明的組合物中使用。例如，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、甲基丙烯酸丁酯;丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、苯乙烯、取代苯乙烯、丁二烯、丙烯腈、乙酸乙烯酯等均可使用。還可使用其它官能單體如丙烯酸或甲基丙烯酸羥基烷基酯、氨基官能單體或磺基官能單體。也可使用多烯不飽和單體如二甲基丙烯酸1，3-丁二醇酯或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
還要求本發(fā)明組合物中至少一種聚合物含有N-羥甲基官能團?？赏ㄟ^含諸如丙烯酰胺官能團等的反應性官能團的聚合物的后期反應產(chǎn)生該官能團。較好的是通過諸如N-羥甲基丙烯酰胺或N-羥甲基甲基丙烯酰胺等N-羥甲基官能單體的共聚反應，將N-羥甲基官能團引入聚合物中。基于N-羥甲基官能聚合物重量計，以在至少一種聚合物中引入約1%至約6%(重量)為宜。
推薦的是在膠乳聚合物中，基于各聚合組分的重量計，引入諸如約0.5%至約3%(重量)的低含量含酸單體。低含量酸有利于膠乳聚合物的穩(wěn)定性，含量較高則不利于施涂涂料的防水性能。
有時為了調(diào)節(jié)聚合物的分子量，反應混合物中還需要鏈轉移劑，包括硫醇和含鹵素化合物。基于需改性的聚合物重量計，通常使用約0至約3%(重量)的鏈轉移劑。
除聚合物粘合劑組分外，本發(fā)明的涂料組合物中還可使用常規(guī)的涂料組分如顏料、分散劑、表面活性劑、聚結劑、潤濕劑、增稠劑、流變改性劑、干燥阻滯劑、增塑劑、殺菌劑、消泡劑、著色劑和蠟等。
該涂料組合物可用于各種基質(zhì)諸如混凝土預制墻體、跑道基材、網(wǎng)球場地面、墻板等，或用于預先油漆過、涂過底漆、加過內(nèi)涂層的、磨損或風化的基材上。
可按常規(guī)的涂敷工藝，諸如刷涂、輥涂、蘸抹、氣動噴涂、真空噴涂等使用該涂料組合物。
下面以實施例進一步說明本發(fā)明所涉及的使用彈性涂料組合物的方法。但本發(fā)明不受這些實例的限制，對本領域的普通技術人員來說，本發(fā)明的其它用途是顯而易見的。
實施例1膠乳聚合物的制備樣品1的制備。在裝有氮氣鼓泡管的5加侖帶攪拌的夾套式反應釜中加入3712.5克去離子水。將釜中的水加熱至82℃，在82℃攪拌下向釜中加入溶于24.75克去離子水中的0.1克Moroxol 20(阻聚劑)。通入氮氣流15分鐘。氮氣吹掃結束后，于82℃下加入溶于49.5克去離子水中的19.8克Alipal CO-436(表面活性劑)。溫度降至80℃，此時加入618.75克單體乳液1(ME＃1)。兩分鐘后溫度為78℃，加入37.4克過硫酸銨溶于148.5克去離子水中形成的溶液。觀察到升溫現(xiàn)象，三分鐘后放熱達最高，溫度為82℃。10分鐘后溫度為83℃時，開始同時分別以48.4克/分鐘和1.54克/分鐘的速率加入15356.55克ME＃1和5.4克過硫酸銨。20分鐘后，溫度為82℃，加快進料速率ME＃1為96.3克/分鐘，過硫酸銨溶液為3.08克/分鐘。進料開始后持續(xù)進料184分鐘，溫度為82℃。加水沖洗進料管，進入反應釜中ME＃1管用去離子水148.5克，過硫酸銨管用去離子水74.25克。將該反應混合物停放29分鐘，停放后溫度為80℃，再在32分鐘內(nèi)將反應混合物冷卻至65℃。此時加入44.6克0.15%的FeSO4·7H2O、5.4克次硫酸鈉甲醛與99克去離子水的溶液和9.9克叔丁基氫過氧化物與49.5克去離子水的溶液。20分鐘后，溫度為63℃，加入5.4克次硫酸鈉甲醛與99克水的溶液和9.9克叔丁基氫過氧化物與49.5克去離子水的溶液。20分鐘后溫度為62℃，在4分鐘內(nèi)加入53.4克氨水(28%)。在60℃溫度下加入19.8克5.66%的PENNSTOP (自由基清除劑)。5分鐘后，溫度為59℃，加入333.8克丁二醇二甲基丙烯酸酯。5分鐘后，溫度為57℃，加入3.3克次硫酸鈉甲醛與110克去離子水的溶液和5.5克叔丁基氫過氧化物與55克去離子水的溶液。在6分鐘內(nèi)，溫度升至59℃;最后一次加料后20分鐘，溫度為58℃，加入5.5克叔丁基氫過氧化物與55克去離子水的溶液。再次冷卻，23分鐘后溫度為44℃，加入29.2克1.4%KATHON LX、27.5克二苯甲酮與19.8克二甲苯的溶液和744.4克去離子水。產(chǎn)物膠乳聚合物的固含量為51.24%，痕量100目凝膠，粒徑為151nm，pH值為6.92，粘度為625厘泊。
表1.1 實施例1的單體乳液(ME＃1)去離子水 3613.5克ALIPAL CO-436(58%) 72.6克丙烯酸丁酯 8096.0克甲基丙烯酸甲酯 1101.1克苯乙烯 1101.1克丙烯腈 328.9克N-羥甲基甲基丙烯酰胺(25%) 1544.3克丙烯酸 107.8克實施例2膠乳聚合物的制備對比樣品A的制備。向裝有氮氣鼓泡管的1加侖帶攪拌的夾套式反應釜中加入750克去離子水，加熱升溫至83℃后加入0.02克MAROXOL (阻聚劑)與5克去離子水的溶液。向反應器中通入氮氣流15分鐘。停止氮氣流并加入4克ALIPAL CO-436與10克去離子水的溶液。兩分鐘后溫度仍為83℃，加入125克單體乳液(ME＃1)。溫度降至80℃。在兩分鐘內(nèi)加入7.6克過硫酸銨與30克去離子水的溶液。記錄升溫現(xiàn)象，在約7分鐘內(nèi)放熱達最大;7分鐘后，溫度為82℃，開始添加剩余的3102.2克ME＃1和1.1克過硫酸銨與100克去離子水的溶液。20分鐘后，溫度為82℃，增加進料速率。159分鐘后進料完成，溫度為82℃，沖洗進料管并流進反應釜中，單體乳液進料管用30克去離子水，過硫酸銨溶液進料管用15克去離子水。30分鐘后溫度為80℃，開始冷卻。39分鐘后，溫度為66℃，加入9克FeSO4·7H2O(0.15%的水溶液)、1.1克次硫酸鈉甲醛與20克去離子水的溶液和2克叔丁基氫過氧化物(70%)與10克去離子水的溶液。15分鐘后，溫度為64℃，加入1.1克次硫酸鈉甲醛與20克去離子水的溶液和2克叔丁基氫過氧化物(70%)與10克去離子水的溶液。15分鐘后，溫度為63℃，加入1.1克次硫酸鈉甲醛與20克去離子水的溶液和2克叔丁基氫過氧化物與10克去離子水的溶液。20分鐘后，溫度為54℃，緩慢加入10.8克氨水(28%)。34分鐘后，溫度為44℃，加入5.9克KATHONLX
(1.4%)(殺菌劑)、5.6克二苯甲酮與4克二甲苯的溶液和稀釋去離子水。產(chǎn)物膠乳的固含量為52.4%;pH為4.28;粘度為470厘泊;及0.01克/夸脫的100目凝膠。
表2.1 實施例2的單體乳液(ME＃1)去離子水 730克ALIPAL CO-436(60%) 14.7克丙烯酸丁酯 1635.6克甲基丙烯酸甲酯 222.4克苯乙烯 222.4克丙烯腈 66.4克N-羥甲基甲基丙烯酰胺(25%) 314克丙烯酸 21.8克實施例3膠乳聚合物的制備樣品2的制備。向裝有氮氣鼓泡管的1加侖帶攪拌的夾套式反應釜中加入675克去離子水。將釜中的水加熱至82℃;在82℃攪拌條件下向釜中加入0.02克Moroxol 20(阻聚劑)與4.5克去離子水的溶液。通入氮氣流15分鐘。氮氣吹掃結束后，于83℃加入3.6克Alipal CO-436(58%)(表面活性劑)與4.5克去離子水的溶液。用4.5克去離子水沖洗進料管。加入112.5克單體乳液1(ME＃1)時，溫度已降至81℃。2分鐘后，溫度為77℃，加入6.8克過硫酸銨與27克去離子水的溶液。記錄升溫現(xiàn)象;4分鐘后溫度為84℃，放熱最大。10分鐘后，溫度為82℃，開始同時添加2580.2克ME＃1和0.99克過硫酸銨與90克去離子水的溶液。20分鐘后，溫度為82℃，進料速率加倍。進料開始后持續(xù)182分鐘，溫度為83℃。沖洗進料管線并流進反應釜中;ME＃1管線用27克去離子水，過硫酸銨管線用13.5克去離子水。然后停放該反應混合物30分鐘。停放后溫度為81℃，在17分鐘內(nèi)，將該反應混合物冷卻至66℃。此時加入8.1克0.15%的FeSO4·7H2O。0.99克次硫酸鈉甲醛與18克去離子水的溶液和1.8克叔丁基氫過氧化物與9克去離子水的溶液。20分鐘后，溫度為62℃，加入0.99克次硫酸鈉甲醛與18克水的溶液和1.8克叔丁基氫過氧化物與9克去離子水的溶液。24分鐘后，溫度為62℃，在5分鐘內(nèi)加入9.7克氨水(28%)。然后在59℃溫度下加入3.6克5.66%PENNSTOP (自由基清除劑)。5分鐘后，溫度為59℃，加入60.7克丁二醇二甲基丙烯酸酯。5分鐘后，溫度為57℃，加入0.6克次硫酸鈉甲醛與20克去離子水的溶液和1.0克叔丁基氫過氧化物與10克去離子水的溶液。三分鐘內(nèi)，溫度升至60℃;最后加料23分鐘后，溫度為58℃，加入1.0克叔丁基氫過氧化物與10克去離子水的溶液。再次冷卻，37分鐘后，溫度為44℃，加入5.3克，1.4%KATHON LX、8.3克二苯甲酮(60.24%)與5克二甲苯的溶液和135.44克去離子水。產(chǎn)物膠乳聚合物的固含量為50.4%。
表3.1 實施例3的單體乳液(ME＃1)去離子水 657克ALIPAL
CO-436(58%) 13.2克丙烯酸丁酯 1472.0克甲基丙烯酸甲酯 200.2克苯乙烯 200.2克丙烯腈 59.8克N-羥甲基甲基丙烯酰胺(25%) 282.6克丙烯酸 19.6克實施例4膠乳樣品的制備對比樣品B的制備。向安裝有氮氣鼓泡管的5加侖帶攪拌的夾套式反應釜中加入5.3克碳酸氫鈉和17.7克過硫酸銨與110.5克去離子水的溶液，上述反應釜中已裝有3819.5克去離子水并已加熱至85℃。2分鐘后，溫度為83℃，加入631.3克預先制成的固含量為45%的小粒徑膠乳種子聚合物，并用125.5克去離子水沖洗進入反應釜。1分鐘后，溫度為77℃，開始逐漸均勻加入單體乳液(ME＃1)和11.9克過硫酸銨與888.1克去離子水的溶液。177分鐘后，反應混合物的溫度為83℃，已完成過硫酸鈉加料，并用去離子水沖洗進料管線。14分鐘后完成ME＃1進料，用137.5克去離子水沖洗進料管線并進入反應釜。30分鐘后，加入11.9克氨水(28%)與31.4克去離子水;溫度為80℃。5分鐘后，溫度為79℃，加入1.6克次硫酸鈉甲醛與44.2克去離子水的溶液和1.46克叔丁基氫過氧化物(70%)與22.5克去離子水的溶液。在31分鐘內(nèi)將反應混合物冷卻至63℃。然后加入1.6克次硫酸鈉甲醛與44.2克去離子水的溶液和1.46克叔丁基氫過氧化物(70%)與22.5克去離子水的溶液。15分鐘后，溫度為62℃，加入1.6克次硫酸鈉甲醛與44.2克去離子水的溶液和1.46克叔丁基氫過氧化物與22.5克去離子水的溶液。154分鐘后，溫度為49℃，加入132.7克14%的氨水。8分鐘后，加入73.8克44%二苯甲酮的二甲苯溶液。7分鐘后，溫度為44℃，加入48.6克PROXEL CRL(10%溶液)和265克去離子水。得到的膠乳的固含量為55.24%，理論轉化率為99.5%;pH為9.79，粒徑為320nm;粘度為155厘泊，含有痕量100目凝膠。
表4.1 實施例4的單體乳液(ME＃1)去離子水 2740克DS-4(表面活性劑，23%) 46.9克丙烯酸丁酯 7061.3克甲基丙烯酸甲酯 3654.2克甲基丙烯酸 89.7克實施例5膠乳聚合物的制備對比樣品C的制備。向裝有氮氣鼓泡管的5加侖帶攪拌的夾套式反應釜中加入13.8克ALIPAL CO-436(58%)和100克沖洗過表面活性劑容器的去離子水，該反應釜已裝有5100克去離子水。將反應釜中的物質(zhì)加熱至82℃。在釜中氮氣鼓泡15分鐘后停止。向釜中加入500克單體乳液(ME＃1)并用50克去離子水沖洗。2分鐘后，溫度為79℃，加入35克過硫酸銨與200克去離子水的溶液。觀察升溫現(xiàn)象，2.5分鐘內(nèi)溫度升至84.2℃。10分鐘后，溫度為82℃，開始同時逐漸加入11862.4克ME＃1和5克過硫酸銨與500克去離子水的溶液，加料速率ME＃1為35.9克/分鐘，過硫酸銨溶液為1.5克/分鐘。20分鐘后，溫度為81.4℃，加料速率加倍。以后的159分鐘內(nèi)溫度保持在81-82℃，稍有冷卻，直至加料完成為止。26分鐘后，溫度為80℃，開始冷卻。25分鐘后，溫度為55℃，加入45克0.15%的硫酸亞鐵溶液、9.5克叔丁基氫過氧化物(70%)與70克去離子水的溶液和4.75克次硫酸鈉甲醛與140克去離子水的溶液。20分鐘后，溫度為54℃，加入9.5克叔丁基氫過氧化物與70克去離子水的溶液和4.75克次硫酸鈉甲醛與140克去離子水的溶液。20分鐘后，溫度53℃，在5分鐘內(nèi)加入95克苯乙烯，其后在5分鐘內(nèi)加入9.5克叔丁基氫過氧化物(70%)與70克去離子水的溶液和4.75克次硫酸鈉甲醛與140克去離子水的溶液。然后，在將物料冷卻至室溫后，依次加入500克去離子水、50克氨水(28%)、7.2克PROXEL CRL和25.5克二苯甲酮與17克二甲苯的溶液。產(chǎn)物膠乳的固含量為51.3%、pH為8.1、Brook-field粘度為247厘泊，粒徑為171nm。
表5.1 實施例5的單體乳液(ME＃1)去離子水 1210克ALIPAL
CO-436(58%) 72.4克丙烯酸丁酯 8400克丙烯腈 1140克丙烯酸 100克N-羥甲基甲基丙烯酰胺(25%) 1440克實施例6膠乳聚合物的制備樣品3的制備。向裝有氮氣鼓泡管的5加侖帶攪拌的夾套式反應釜中加入39.80克SIPONATE
DS-4(23%)，該反應釜中已裝有6412.5克去離子水。反應釜中通入氮氣15分鐘，溫度升至84.5℃。加入32.5克過硫酸銨與180克去離子水的溶液。2分鐘內(nèi)溫度降至82.5℃，此時在二分鐘內(nèi)加入450克ME＃1。三分鐘內(nèi)，放熱升溫至85.5℃。10分鐘后，溫度為83.5℃，開始同時加入剩余的ME＃1和8.45克過硫酸鈉與337.5克去離子水的催化劑溶液。177分鐘后，停止冷卻，將其保持在82.5-84℃，完成加料。用180克去離子水沖洗ME＃1管線并進入反應釜。在52分鐘內(nèi)，將反應混合物冷卻至54℃。三次同樣加料，每次加入9.9克叔丁基氫過氧化物與45克去離子水的溶液和5.95克次硫酸鈉甲醛與90克去離子水的溶液，第一次還加入25克硫酸亞鐵七水合物(0.15%)，每次加料后停放30分鐘。在此期間，溫度介于54至50℃。冷卻30分鐘后，溫度為35℃，加入177.2克去離子水。產(chǎn)物膠乳的固含量為45.5%，pH為2.30，Brookfield粘度為115厘泊，顆粒直徑為149nm。向439.5克上面制備的固含量為45.5%的膠乳聚合物中加入氨水直至pH為7.5。然后在攪拌下加入本文實施例5的固含量為51%的對比樣品C1568.6克。此共混物為樣品3。
表6.1 實施例6的單體乳液(ME＃1)去離子水 2565克SIPONATE DS-4(23%) 318.6克丙烯酸丁酯 3311.5克甲基丙烯酸甲酯 5480.1克N-羥甲基丙烯酰胺(45%) 814.1克實施例7墻壁彈性涂料的制備在一臺Cowles分散器中高速研磨下列成分15分鐘。所有用量單位為克。
陰離子分散劑 12.7(TAMOL 731)消泡劑 2.5(FOAMASTER AP)殺菌劑 6.0(DOWICIL 75(25%的水溶液))丙二醇 45.0水 5.0二氧化鈦 176.67(TIPURE R900)然后依次加入下列成分膠乳(50%固含量) 687.4氫氧化銨(28%) 1.0消泡劑 3.0(FOAMASTER AP)增稠劑 58.8(NATROSOL 250MR;2.5%固含量)實施例8N-羥甲基官能團和兩種聚合物的組合物對墻壁彈性涂料(EWC)性能的影響在一鋁質(zhì)試驗板(ALODINE 1200 S)上施涂一層實施例7的涂料(采用表8.1記載的膠乳粘合劑)，施涂兩次相同的涂料，兩次涂敷之間進行三天空氣干燥，直至干膜厚度為16-18密耳。然后在試驗之前在環(huán)境條件下將試驗板干燥7-14天。以手指接觸空氣干燥了7天的涂層，測試其表面粘性，由測試者確定其等級。測試已空氣干燥7天的涂層的泛黃性能。將涂過的板材浸于5%的NaOH溶液中3天。目測觀察涂層的泛黃現(xiàn)象并由測試者定級。在經(jīng)QUV箱中處理過4小時的涂層上測試耐污染性，僅在一面上使用兩種UV-B藍，進行非濕性循環(huán)，循環(huán)結尾時的涂層溫度為最大100°F。然后取出涂層，并涂以褐色的氧化鐵漿液。在環(huán)境條件下將其放置1小時。然后用水洗滌。記錄值為反射率%保留值，即100表示無污染，較低的等級表示著色所顯示的污染程度。涂敷各板材并在環(huán)境條件下干燥3天，然后在50℃下干燥7天。在表中所給溫度下使它們達平衡，然后沿1/8英寸的心軸彎折180°;涂層開裂定級為差。使用一臺英斯特朗拉伸試驗儀進行伸長率/拉伸強度的試驗。將采用表8.1中所示粘合劑的實施例7的涂料涂敷在聚四氟乙烯涂敷過的平板上，干燥14天，干膜厚度為20密耳。7天后剝下涂層并將其翻轉，以加速其徹底干燥。14天后，用啞鈴型沖模截取樣條，尺寸為3英寸長，3/4英寸寬，頸部寬1/4英寸。然后使用英斯特朗拉伸試驗儀在所述溫度下測定拉伸和伸長性能，條件如下，十字頭速度為2.0英寸/分鐘，計算的樣品長度為1.0英寸。
表8.1 實施例8測定的EWC性能粘合劑 樣品 對比樣品B表面粘性 極小 小泛黃 無 無耐污染性 99 99撓曲性0℃ 合格 合格-10℃ 合格 合格-20℃ 合格 差伸長率%/拉伸強度(磅/平方英寸)25℃ 555/577 800/1570℃ 449/1000 350/1000-10℃ 238/1800 47/3000本發(fā)明方法中在實施例7的EWC配方中使用了樣品2，制成了一種具有優(yōu)異的伸長率/拉伸強度的綜合性能，特別是對溫度的敏感性較低的墻壁彈性涂料(EWC);該法還改進了粘性和低溫撓曲性。
實施例9兩種聚合物的組合物對EWC性能的影響按實施例8的方法制備試驗用樣品，其干膜厚度為18密耳，并干燥7天。所用試驗方法詳述于實施例8。另外使用Hunter光澤儀D 48D型對上述制備的干燥涂層做光澤試驗。
表9.1 實施例9的EWC性能粘合劑 樣品1 對比A 樣品3 對比C表面粘性 中等 中偏高 輕微 中偏高泛黃(NaOH浸泡) 無 無 無 輕微光澤20/60 14/58 24/65 20/61 29/72耐污染性 97 95 99 99斷裂伸長率%25℃ 406 596 489 7280℃ 313 556 385 621-10℃ 228 304 157 392最大拉伸強度(磅/平方英寸)25℃ 532 588 616 7400℃ 1300 1200 1200 1600-10℃ 1700 2100 2100 21001/8英寸彎曲-10℃ 合格 合格 合格 合格-20℃ 合格 合格 合格 合格樣品1和樣品2是在本發(fā)明方法中使用的組合物。相對于對比樣品A的樣品1中的第二聚合物組分及相對于對比樣品3的樣品2中的第二聚合物組合改進了表面粘性，同時又保持了低溫撓曲性、拉伸性能、光澤及耐污染性。
實施例10干燥時間的評定按實施例8所述制備用于伸長率/拉伸強度試驗的試驗涂料。
測試倒在鋁板上的濕膜厚度為10密耳的薄膜的變定時間。記錄薄膜達到凝固(由手指觸摸確定)所需的時間。變定試驗之后繼續(xù)進行無粘性時間的試驗。將Zapon粘性試驗器(一根彎成夾角為135°的鋁條)的一邊平放在涂料的表面上，手指輕觸后放開;如果在5秒內(nèi)試驗器脫落，則涂料已達到無粘性時間。當手指輕觸(稱之為0克Zapon)的無粘性時間達到后，再使用100克的重物5秒種，重復該試驗，直至5秒種試驗器脫落為止。當完成“100克Zapon”無粘性時間的試驗后，再以同樣方式，使用500克重物繼續(xù)進行試驗。
表10.1 跑道涂料的性能粘合劑 樣品1 樣品3 對比C變定時間(分鐘) 3.6 4.0 8.4無粘性時間0克Zapon 5.6 6.0 57.4100克Zapon 7.6 11.0 62.4500克Zapon 44.6 13.0 960%伸長率/拉伸強度(磅/平方英寸)25℃ 208/136 385/162 1492/1330℃ 484/228 532/337 972/326-10℃ 730/500 495/834 774/790選用確定的涂料來模擬跑道涂料的有關干燥速率。在本發(fā)明方法中使用的粘合劑樣品1和3相對于對比樣品C而言，在變定時間和無粘性時間上有極大的改進。
權利要求
1.一種彈性水涂料的使用方法，包括(a)制成一種含有至少兩種互不相容的非水溶性聚合物的室溫干燥的涂料組合物，其中至少一種聚合物含有N-羥甲基官能團；(b)在某一表面上施涂該組合物。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中至少一種所述聚合物的玻璃化轉變溫度低于約20℃。
3.根據(jù)權利要求2的方法，其中所述玻璃化轉變溫度低于約20℃的聚合物的用量，基于全部聚合物組分的重量計為約25%至約99%(重量)。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述官能團包括至少一種共聚合的N-羥基官能烯屬不飽和單體。
5.根據(jù)權利要求4的方法，其中所述單體選自N-羥甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺及其混合物。
6.根據(jù)權利要求4的方法，其中所述單體的用量基于含所述官能團的聚合物的重量計為約1%至6%(重量)。
7.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述組合物的制備方法包括(a)乳液聚合至少一種單烯不飽和單體，制成基本不含烯屬不飽和位置而含有N-羥甲基官能團的初始非水溶性膠乳聚合物的初始分散液，(b)將包括至少含有兩個烯屬不飽和位置的單體在內(nèi)的烯屬不飽和單體分散于所述初始分散液中，用以使該分散的單體溶脹所述分散的初始膠乳聚合物，(c)在所述單體溶脹的初始膠乳聚合物中聚合該分散的烯屬不飽和單體，和(d)含有所述分散于初始膠乳聚合物中的聚合了的烯屬不飽和單體的膠乳聚合物的最終組合物中包括約67%至99%(重量)的初始膠乳聚合物和約33%至約1%(重量)的分散于其中的聚合的烯屬不飽和性聚合物。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中所述初始膠乳聚合物的玻璃化轉變溫度低于約20℃。
9.根據(jù)權利要求7的方法，其中所述官能團產(chǎn)生于選自N-羥甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺及其混合物的官能性單體的共聚合作用。
10.根據(jù)權利要求9的方法，其中所述官能性單體引入所述初始聚合物的用量基于所述初始聚合物的重量計為約1%至約6%(重量)。
11.根據(jù)權利要求1或7的方法，其中所述基質(zhì)表面是水泥墻。
12.根據(jù)權利要求1或7的方法，其中所述基材表面是運動場地表面。
全文摘要
提供了一種室溫干燥的彈性水涂料組合物的方法。該涂料組合物含有至少兩種互不相容的非水溶性聚合物，至少一種聚合物含有N-羥甲基官能團。該涂料組合物可被用作高光澤彈性墻壁涂料或運動場地表面的涂料。
文檔編號C09D201/00GK1051576SQ9010816
公開日1991年5月22日 申請日期1990年10月6日 優(yōu)先權日1989年10月6日
發(fā)明者理查德·馬多蘭諾 申請人:羅姆和哈斯公司