專利名稱：不含voc的乳膠聚結系統的制作方法
交叉引用相關申請本申請要求2003年4月3日提交的US申請No.60/460,096的優先權，以其全文引作參考。
背景技術：
為了實現乳膠固體在丙烯酸、苯乙烯共聚物聚乙酸乙烯酯和基于相關共聚物樹脂涂料中的聚結，作為中和劑/穩定劑的揮發性胺，與以高達40％重量的樹脂含量的醇、乙二醇、酮和乙二醇單醚和單酯的組合，已經使用了50多年。這些常規中和劑和/或聚結組分的揮發，在實現膜聚結后，是通常需要的，旨在抑制所得膜在潮濕環境存在下的分解(裂化)，以及旨在給干燥膜提供可接受的耐磨性和防污性。
最近針對接觸揮發性有機化合物(VOCs)相關的環境退化(主要是低濃度的大氣臭氧形成)，健康和火災危害的擔心，已經導致對可能用于涂料中的VOCs的性質和比例有日益嚴格的管理限制。
為了符合乳膠涂料施用中所述約束已采用的一個技術是開發自聚結乳膠樹脂，該樹脂采用顯著比例的烯烴單體(例如，Airflex 809 AirProducts Corp.)，所述單體需要最小或不需要聚結劑，卻顯著增加了生產危害和成本，由于必須使用高壓來溶解這些高度易燃的單體。此外，烯烴-丙烯酸酯-乙烯共聚物和/或三元共聚物已摻混有更常規(不完全相容)的丙烯酸聚合物和/或乙烯聚合物和/或共聚物以生產二/多相自聚結聚合物系統(例如，Acronal S760-BASF)。然而，迄今為止，這類烯烴單體衍生的材料被局限于低Tg膜形成劑(former)，光澤差，以及物化抗性性能低。本公開內容提供的技術克服了所述的缺陷。
發明概述本發明涉及使用低濃度的下列組合不飽和酯和/或醚，和低玻璃轉變溫度(Tg)乳膠樹脂，任選與非揮發性活性胺組合，(全部或部分)替換常用有機溶劑作為聚結劑，以及任選揮發性胺/氨水中和劑。所述用途不僅有效降低散發，增強自所述常規乳膠樹脂產生的膜的性能，而且尤其與某些類型的超表面活性劑(參見表3)一起使用時，還經常提升油漆/增補劑分散，以及降低含變體顆粒的研磨時間，從而使得工廠和能量使用效率增加。
本發明的一個方面是組合物，包括(例如，含有，基本組成為，組成為)幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚—酯以及低玻璃轉變溫度(Tg)乳膠樹脂的組合。所述組合物進一步包括非揮發性活性胺；和/或有機金屬。所述組合物可以是前述組合為聚結劑的情形。所述組合物可以是乳膠涂料，油墨或油漆。
所述組合物可以是聚結劑，包括(基本組成為)幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯，以及低玻璃轉變溫度(Tg)乳膠樹脂的組合。所述聚結劑進一步包括(基本組成為)非揮發性活性胺，和/或有機金屬。
本發明的另一方面為在此的組合物，其中所述組合物幾乎沒有常規表面活性劑。
本發明的另一方面為用于乳膠樹脂的聚結系統，包括幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯，以及低Tg乳膠樹脂的組合。
本發明的另一方面為任一在此的組合物，其中不飽和酯/醚/醚-酯包括一種或多種羥基官能團。
本發明的另一方面是用于丙烯酸乳膠樹脂，乙烯，和/或乙烯共聚物乳膠樹脂，苯乙烯共聚物乳膠樹脂，聚氨酯乳膠樹脂或聚酯乳膠樹脂的聚結系統，包括下列組合幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯和低Tg乳膠樹脂，以及任選0.2-約2wt％的一種或多種基于有機金屬的表面活性劑，和任選0.1-約4wt％的幾乎非揮發性活性胺。
本發明的另一方面為乳膠樹脂的聚結方法，包括將乳膠樹脂與幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯以及低Tg乳膠樹脂組合。所述方法進一步包括將0.2-約2wt％的一種或多種基于有機金屬的表面活性劑組合；將0.1-約4wt％的幾乎非揮發性活性胺組合；或將它們的組合組合。所述方法可以是任一在此的方法，其中乳膠樹脂為乙烯共聚物，苯乙烯共聚物，或丙烯酸聚合物或共聚物。
本發明的另一方面為任一低VOC乳膠涂料，油漆或油墨的制備方法，包括將乳膠樹脂與幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯以及低Tg乳膠樹脂組合。所述方法進一步包括將0.2-約2wt％的一種或多種鋯基表面活性劑和/或0.1-約4wt％的幾乎非揮發性活性胺組合。所述方法可以是一種乳膠涂料，油漆或油墨基本上沒有VOCs的方法。
本發明的另一方面為通過下列方法制備的產品，所述方法將幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯和低Tg乳膠樹脂，以及任選0.1-約2wt％的一種或多種基于有機金屬的表面活性劑，和任選0.1-約4wt％的幾乎非揮發性活性胺組合。
本發明的另一方面為用作地板涂料，建筑和/或維護涂料的低VOC乳膠涂料的制備方法，包括將乳膠樹脂與幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯以及低Tg乳膠樹脂組合。
本發明的另一方面為用作地板涂料，建筑和/或維護涂料的低VOC乳膠涂料的制備方法，包括將乳膠樹脂與幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚—酯以及低Tg乳膠樹脂作為聚結劑組合，其中聚結劑可進一步包括非揮發性活性胺，以及任選有機金屬，和/或聚乙二醇單醚，和/或聚乙二醇單醚酯，優選在酯羧基的α或β位具有羥基的聚乙二醇單醚酯。
本發明的另一方面為用作地板涂料，建筑和/或維護涂料的低VOC乳膠涂料，包括乳膠樹脂與幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯和低Tg乳膠樹脂作為聚結劑，其中聚結劑進一步包括非揮發性活性胺，以及任選有機金屬，和/或聚乙二醇單醚，和/或聚乙二醇單醚酯，優選在酯羧基的α或β位具有羥基的聚乙二醇單醚酯。
本發明的另一方面為乳膠涂料(例如，基于乳膠樹脂的油墨，基于乳膠樹脂的油漆)，其中常用揮發性胺/氨水中和劑，和有機溶劑基本上或全部被下列組合替換幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯，和低Tg乳膠樹脂，以及任選0.1-約2wt％的一種或多種基于金屬的表面活性劑，和任選0.1-約4wt％的幾乎非揮發性活性胺。
在本發明的其他方面，所述組合物為在此的乳膠涂料，油墨，或油漆，其基本上缺乏(或全部缺乏)包括有機溶劑(例如，VOCs)的聚結材料，所述有機溶劑在組合物的加工或固化過程中被去除或蒸發，并起聚結材料的作用；所述組合物為在此的乳膠涂料，油墨或油漆，其基本上缺乏(或全部缺乏)起到聚結材料作用的揮發性胺，包括例如，氨水，或胺中和劑。在另一方面，所述組合物為在此的乳膠涂料，油墨或油漆，其基本上缺乏(或全部缺乏)揮發性胺，包括例如，氨水或胺中和劑。
在替代的實施方案中，本發明的組合物包括不含揮發性有機化合物(VOC)的媒介，所述媒介含有在此所述的任何組成。術語“不含VOC”是指組合物基本上不配制有或不含有被視為本領域已知術語及US EPA方法24所定義的揮發性有機化合物的化學組分。
本發明的另一方面是聚結系統的制備方法，包括將幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯，和低Tg乳膠樹脂，以及任選一種或多種基于金屬的表面活性劑(例如，0.1-約2wt％)，和任選幾乎非揮發性活性胺(例如，0.1-約4wt％)組合。聚結系統可用于聚結聚合物材料，包括例如，乳膠涂料，油墨和油漆。所述方法可包括制備任一在此所述的系統。
在其他方面，本發明涉及印刷方法，包括施用任一在此的組合物至印刷介質。印刷介質可以是任何適于印刷的介質(例如，紙張，光紙，聚合物，金屬，木材等)。利用各種方法，包括壓印，可完成印刷。苯胺印刷術為自彈性平板印刷的技術或工藝，其中通過構建所述平板實現所需的圖像，以致印刷油墨選擇性附著于平板出現在所需的圖像區域，接著直接或間接將所述圖像接觸轉移至基材(例如，紙張，塑料，金屬)。這種應用可以是凹板印刷或平板印刷，包括續紙印刷，冷卷筒紙輪轉印刷和熱固卷筒紙輪轉印刷。
在其他方面，本發明涉及涂布方法，包括施用在此任一的組合物至表面。表面可以是任何可涂布的表面(包括，紙張，木材，聚合物，金屬等)。施用可以是任何標準方法，包括例如，涂料輥，刷子，噴霧器，分散頭等。
本發明的一個或多個實施方案的細節闡述在附圖
及下列說明書中。本發明的其他特征，目的和優點從說明書，附圖和權利要求書中會變得一目了然。
發明詳述各種低Tg樹脂可有效用于實施本發明。那些最有用的材料在用作主要膜形成劑的樹脂或樹脂的組合中具有顯著的溶解度(優選在所用濃度完全溶解)。
有機金屬化合物為具有結合(包括共價或通過非共價結合相互作用)至金屬原子的有機(即，含有碳和氫)官能團的化合物(或復合物)。在一個方面，化合物是那些具有(IV)的氧化態金屬原子的化合物。在另一方面，化合物是有機鋯化合物。在本發明化合物和方法中有用的有機金屬化合物包括，例如，那些在本文表格中所列的化合物。
在實施本發明時，有用的非揮發性活性胺的氣壓低于1mm Hg，25℃，含有至少一個各堿性氮，以及至少一個碳-碳雙鍵，和/或過渡金屬配體，并且每個堿性氮原子含有不超過12個碳原子。更優選，這些非揮發性活性胺含有一種或多種(甲基)丙烯基，N-烯丙基和/或N-乙烯基配體，以及最優選，這些非揮發性活性胺的水溶解度超過2％，25℃。這種有用的非揮發性活性胺的特定例子在表(A)中給出。本發明的其他實施方案包括那些具體在本發明的表格和實施例中所述的非揮發性活性胺。這些例子僅是說明性的而非窮盡有用材料的范圍。
表A(AA)4，4’雙N-乙烯吡咯烷酮(AB)N，N，N’-三(2-丁烯基)乙烯二胺(AC)N’，甲基-1，3-丙烯二胺單2-丙酰胺(AD)(N，2-丙烯基)雙(2-羥基)丙胺(AE)N，2-丙烯基，N’-(2-羥基)乙基，六亞甲基三胺(AF)4-(N，3-羥基丙基，N-乙烯基)2-氨基乙基2-丁烯酸酯(AF)’2-[N，(2-含氧-環戊二烯基)]氨基乙酸乙酯(AG)4-(N，N雙乙烯基氨基)1，3-戊二醇(AH)四乙二醇單3-(N，乙基)氨基，2-(甲基)2-丙烯酸酯(AJ)N，N-二乙烯基谷氨酸2-丙烯酯(AK)6-(N，N雙乙烯基)己酸乙酯在實施本發明時有用的優選類型的不飽和酯/醚/醚-酯的氣壓低于0.1mm Hg，25℃，其能夠在正常乳膠施用條件下，經由交聯，空氣起始的氧化性寡聚/聚合衍生的非可逆鍵合至膜組分和/或至基材上，旨在使涂料屬性最大化，由此所得乳膠使其(膜形成后)環境靈敏度最小化。這種在實施本發明時有用的不飽和酯和醚的例子提供在表B中。這些例子是示例性的，而非窮盡有用材料的范圍。
表B(BA)三羥甲基丙烷雙(2-甲基)-2-丙烯酸酯(BB)山梨糖醇四2-丁烯酸酯(BC)雙季戊四醇2-propenolato，三2-丙烯酸酯(BD)己酸6-羥基，(2-propenoato)乙酯(BE)檸檬酸三異癸烯酯(BF)蘋果酸雙肉桂酯(BG)2，2-雙糠酸2-丙烯酯(BH)1，2，3-丙烷三醇1，3-雙乙烯基醚，2-苯基羧酸酯(BJ)三2-丁烯二醇單(甲基)戊二酸酯(BK)乙氧基化的(4)雙酚A單2-丙烯酸酯在實施本發明時最有用的表面活性劑的氣壓低于0.1mm Hg，25℃，其能夠在正常加工條件下，非可逆鍵合至膜組分和/或至基材上，旨在使涂料屬性最大化，同時使膜形成后環境靈敏度最小化，這些表面活性劑用于有效地弄濕涂布的基材，并且用于分散，如果有的話，配制的乳膠涂料中所用的顆粒。在實施本發明時發現有用的表面活性劑中，為兩性去污劑，以及某些基于四價鈦或鋯的有機金屬。后者發現顯著有助于對木材，金屬和陶瓷基材的基材附著和改進的耐腐蝕性，以及尤其有用于使基于碳黑，含氮，和酞花青的油漆的色度最大化。優選類型的超表面活性劑的具體例子在表C中給出。這些例子是示例性的，而非窮盡有用材料的范圍。
表C(CA)鋯4四oleylolato加成物1mol的雙(辛基)亞磷酸酯(CB)鋯4雙雙(2，4-二氧代)undecanolato(CC)鋯4異octanolato三p-[3-N(甲基)嗎啉代]辛基苯基膦酸
(CD)鋯4 2-氧基propanoato，雙(單苯基醚)三ethylene glycolato(CE)鈦4辛基，[(三辛基)diphosphato(CF)鋯4氧代乙烯，雙(十二烷基)苯基sulfonato(CG)氧基[雙鋯4(雙三癸基)二磷酸酯](CH)鋯4四乙二醇單甲基醚，三(四乙二醇單甲基醚)diphosphato(CJ)4-N-(甲基)，N-辛基氨基，1，4-環己二烯羧酸(CK)三乙二醇diolato，雙[鋯4三(辛基)phosphato]在實施苯發明時有用的低Tg聚結劑為那些Tg低于15℃，最優選那些Tg低于10℃的聚結劑。在任一給定配方中用作共聚結劑的具體低Tg樹脂一定至少部分與膜形成中所用的乳膠樹脂相容。實踐中，所述限制要求所用的低Tg乳膠經由與膜形成劑相同的電荷類型而優選被穩定化，除了低Tg非離子乳膠連同陰離子，陽離子和/或非離子膜形成乳膠樹脂一起使用之外。在實施本發明中有用的低Tg樹脂的例子有很多，然而為了簡潔起見，僅有10個代表性樣品提供在表D中。
對部分前述的不飽和醚，酯或醚-酯，例如，不飽和類似的不飽和酰胺的功能等同材料的替換，和/或一種或多種對成功實施本發明必需的上述組分的鹵化作用，皆被本發明所預料，而且這種非關鍵修飾，和/或相關種類的組合也一定視為落入本發明的范圍內。
表D(DA)乙烯乙酸乙烯酯1(DB)聚乙酸乙烯酯2(DC)乙烯丙烯酸酯共聚物3(DD)聚異戊二烯4(DE)聚乙烯丁縮醛5(DF)乙烯丙烯酸共聚物6(DG)聚氯丁二烯7
(DH)乙烯醇，乙酸酯共聚物8(DJ)乙氧基化的雙酚A9(DK)氯化，氯磺化聚乙烯10備注1)Airflex 809(Air Products)；2)UCAR 371(Dow)；3)Acronol2367(BASF)；4)IR 401 Kraton聚合物；5)Butvar DispersionBR(UCB/Soluta)；6)Rhoplex 9100(Rohm和Haas)；7)氯丁橡膠WR(Dupont-Dow彈性體)；8)Elvinil 51-05 Dupont Dow)；9)Carbowax2000(Dow)，10)Hypalon 40(Dupont-Dow彈性體)。
油墨媒介為除油漆之外的組分的組合，這些組分全體適用于油墨組合物。油墨媒介包括任一在此所述的材料，或也包括任何本領域公知的標準油墨媒介組分，包括例如，適用于油墨或印刷組合物的固體，醇酸，聚酯，或聚酰胺等。著色劑，諸如油漆，提供油墨所需的顏色。當組合物不含油漆時，同樣的材料可視為清漆。清漆專門看作在此所述的組合物的一個方面。
在此的組合物在苯胺印刷應用中是有用的。這種應用可以是凹板印刷或平板印刷，包括續紙印刷，冷卷筒紙輪轉印刷和熱固卷筒紙輪轉印刷。
本發明的化合物(包括在此組合物中所用的化合物)可含有一個或多個不對稱中心，由此以外消旋物和外消旋混合物，單一對映體，單個非對映異構體和非對映異構體混合物出現。E-，Z-和cis-，trans-雙鍵異構體也是預料之中的。這些化合物的所有異構體形式專門包括在本發明中。在這種情況下，本發明的化合物也可以多互變異構形式代表，本發明專門包括在此所述化合物的全部互變異構形式。這種化合物的所有異構體形式專門包括在本發明中。在此所述化合物的所有晶體形式專門包括在本發明中。
本發明將進一步在下列實施例中描述。本發明范圍和實用性還擴大至乳膠涂料在油墨，油漆和著色劑中的應用，這在實施例1-5中說明。應理解的是，這些實施例僅為示例目的，而非以任何方式限制本發明。所有文獻在此以其全文專門在此引作參考。
實施例實施例#1該實施例就圬工封底層應用中的生產率，VOC散發，和性能品質相對于現有技術闡明本發明的優越性。
圬工封底層制劑的制備方法是順序分散所示組分(油漆分散次數和研磨質量被記錄)。所得封底層經由輥子以每1,500平方英尺1加侖的施用速率施用至10天舊的8”×18”×1”厚混凝土鑄件的平滑表面，(觸摸的)干燥時間在72°F和85％濕度的條件下進行測定。72°F和50％濕度的條件下干燥164小時后，封底層性能的測量方法是稱重干燥鑄件，然后在這樣的鑄件上蓄著6”深的水，或6％鹽溶液24小時，接著抽干并稱重抽干的鑄件。被所述鑄件吸收的水的wt％，以及獨立地6％鹽溶液的wt％用于確定封底層功效。該研究的結果在表1中給出。
配方重量份表示；(以加入為順序)水200.0；中和劑1，所示；表面活性劑2，所示；殺蟲劑3，18.50；羥基乙基纖維素，5.00；tris多磷酸鉀，2.00；消泡劑4，1.00；聚結劑5和共聚結樹脂6，所示；深藍色油漆，0.25；金紅石二氧化鈦，200.0，美式加工氧化鋅，25；片狀滑石，50；水，50；Hg54丙烯酸乳膠樹脂7，352.0；消泡劑4，0.98；表面活性劑8，水，24.99；以及亞硝酸鈉，2.30。觸變膠9，0.5-2.7(根據需要)，以調節系統粘度至85-90KU(75°F)。所得制劑以3密耳濕膜厚度拉引到在冷脆油三聚氰胺基材上，室溫和潮濕環境下干燥7天，以及所得散發的VOCs經ASTM D3960確定。干燥的涂層評價其初始光澤10，和附著11，接著室溫下4％鹽水浸沒100小時，然后室溫下干燥48小時，并重新評估光澤和附著。所用配方和這些測試的結果提供在表1中。
表1


備注1)所示；2)使用下列組合3.5份Nuosept 95，和15份Nuocide404D，-Huls Corp.；3)Defo 806-102；-Ultra Inc.4)Hg 54，-Rohm和HaasCorp.；4)Rhevis CR，Rhevis Corp.5)通過EPA方法24GC；6)Rohm和Haas Corp.；8)Eastman Kodak Inc.9)Joncryl 142 SC Johnson)，10)ASTM方法；D529；11)ASTM方法3359；12)ASTM方法53-D523。
與常規聚結的對應物相比，本發明的聚結系統在生產更耐環境的基于丙烯酸乳膠的圬工封底層中的功效從前述數據得以證明。VOC散發降低是同樣不證自明的。
實施例#2該實施例就針對金屬維護涂料應用中的生產率，VOC散發，和性能品質相對于現有技術闡明本發明的優越性。
針對金屬涂料，制備方法是順序分散所示組分(油漆分散次數被記錄)。所得涂料以每250平方英尺1加侖的施用速率噴霧施用至24”×18”碳鋼測試組的噴沙平滑表面。72°F和85％濕度的條件下干燥120小時后，邊緣密封和劃線，涂層的耐腐蝕性能分別通過QUV密室曝光[周期性曝光于UV輻射，4％鹽水溶液，以及溫度變化(25-80℃)]測量。
配方重量份表示；(以加入為順序)水50.0；中和劑，所示；表面活性劑a，所示；殺蟲劑1，4.00；氧化聚乙烯蠟，4.00；(分散蠟)聚氨酯觸變膠2，所示；消泡劑3，2.00；聚結劑a，所示；深藍色油漆，0.25；金紅石二氧化鈦，125，鋁酸鋅，150；丙烯酸乳膠樹脂4，64.0；(分散顆粒至Hegman 7.5+)。中和劑，所示；丙烯酸乳膠樹脂4，564.0；消泡劑2，0.98；表面活性劑b，聚結劑b，所示；水，16.00；以及亞硝酸鈉，2.30。觸變膠2(根據需要)，以調節系統粘度至80-85KU(75°F)。對照涂料需要3.7小時以分散至Hegman研磨表讀數為7+，然而本發明的各個涂料實現所述研磨細度的時間少于半小時。該研究的結果在表2中給出。
表2


備注1)Nuosept 95，-Huls Corp.；2)Acrysol RM 2020，-Rohm和Haas；3)Defo 3000；-Ultra Inc.4)HG 56，-Rohm和Haas Corp.；5)80％2-N，N-二甲基氨基-2-甲基丙醇水溶液；6)Union Carbide Corp.；7)丙二醇單苯基醚；8)經由EPA方法24GC。
與常規聚結的對應物相比，本發明的聚結系統在生產環境上更抗性的基于丙烯酸乳膠的金屬涂料中的功效從前述數據得以證明。VOC散發降低以及所實現的生產率改進同樣是不證自明的。
實施例#3該實施例就基于聚乙酸乙烯酯的內平建筑油漆應用中的生產率，VOC散發，和性能品質相對于現有技術闡明本發明的優越性。
內平油漆的制備方法是順序分散所示組分(油漆分散次數和分散功效被記錄)。所得涂料在72°F和80％濕度下用刷子施用于未涂低漆的干墻(石膏板)，覆蓋，去污，以及可擦性能分別在72+/-2°F和65-80％濕度下干燥7天后測量。
配方重量份表示；(以加入為順序)水200.0；中和劑1，所示；表面活性劑a，所示；殺蟲劑2，1.00；羥基乙基纖維素，所示；tris多磷酸鉀，所示；消泡劑3，1.00；聚結劑a，所示；深藍色油漆，0.25；金紅石二氧化鈦，250.0；水淘洗粘土4，50.0；碳酸鈣5，所示；硅藻土6，50.0；水，49.98；PVA乳膠樹脂7，352.0；消泡劑2，0.98；聚結劑b，所示；水，100.0；以及亞硝酸鈉，2.30；觸變膠8，所示(根據需要)，以調節系統粘度至90-100KU(75°F)。
該評價之結果示于表3中。
表3


備注1)所示；2)Nuosept 95，-Huls Corp.；3)Defo 3000；-Ultra Inc.4)70C Huber Corp.5)Camel Carb.，Cambel Corp.；6)Diafil 530 Whittaker，Clark，和Danials Inc.7)Rhoplex 3077，Rohm和Haas Corp.；8)Rhevis CR，Rhevis Corp.9)經由EPA方法24GC；10)ASTM方法；11)ASTM方法。
與常規聚結的對應物相比，本發明的聚結系統在生產基于更耐擦和防污PVA乳膠的內平建筑涂料中的功效從前述數據得以證明。VOC散發降低以及所實現的生產率和分散水平改進同樣是不證自明的，正如最小聚結溫度有相當的降低，無需求助于使用為此通常需要的低沸點、易燃溶劑。
實施例4該實施例就強制干燥的清亮的保護性兩組分丙烯酸乳膠固化的漂浮環氧木室涂料中的生產率，VOC散發，和性能品質相對于現有技術闡明本發明的優越性。
組分A將中和劑，所示-3.5PBW；亞硝酸鈉0.15和消泡劑(Patcote 519-Patco Coatings Inc.)與95.85PBW的(丙烯酸乳膠-Maincote AE 58)混合，以及所述乳液隨后與50PBW的組分B混合，所述組分B的配制方法是摻混各種所示的添加劑至12.5PBW的Genepoxy 370-H55-Daubert Chemical Co.中，如果需要用水稀釋得到總的25重量份部分B。根據要求，加入觸變膠1，以提供初始混合粘度65-70KU，并將涂料通過幕式淋涂施用于磨砂但未涂底漆的4’×8’×0.25”層狀天然橡木(松樹)基材上。涂布的板通過180°F烤箱20分鐘被強制干燥，然后室溫(約80°F)下冷卻24小時，之后對磨損抗性和耐溶劑性進行評價以確定涂層性能功效。該研究的結果在表4中給出。
表4


備注1)采用EPA方法24GC；(配方2-7，通過EPA方法24和24A產生0-負VOC讀數)；2)單面小鼓CS-10輪子1000轉；3)24hr甲基乙基酮覆蓋的點測試；4)24hr接觸口紅；5)涂層成品中磨損抗性損失10％的時間。
該實施例證明，使用引作本發明基礎的組分，即，分別為非揮發性活性胺，與(部分或全部)替換常用揮發性胺/氨水中和劑的攜有羥基的不飽和酯/醚/醚-酯，和作為聚結劑的有機溶劑的組合，可用來實質上提高可加工性(存儲壽命(pot life))，耐機械和化學性能(分別是磨損抗性和防污性)以及獲得木材涂料的VOC降低。
當施用于木材涂料時本發明的進一步優點在于，與常規的聚結漂浮涂料不同，例如配方4-1；根據本發明教導的乳膠配方，例如配方4-2至4-7，不導致顯著的顆粒上升，由此基本上消除了涂布間磨砂的需要。這些數據還證明，在此公開的組分的優選組合的子集(例如，配方4-3，4-5和4-6)可提供比其常規對應物相當的益處；然而，省略在此公開的一種或多種組分的組合與包括全部成分相比可引起較差的結果。
實施例#5該實施例就漂浮苯胺油墨中的生產率，VOC散發，和性能品質相對于現有技術闡明本發明的優越性。
乳膠苯胺油墨制劑的制備方法是順序分散所示組分(油漆分散次數和研磨質量被記錄)。所得油墨經由#6線繞桿施用于證券紙，并干燥。(觸摸的)干燥時間在72°F和85％濕度的條件下進行測定。72°F和85％濕度的條件下干燥6小時后，以25psig和2秒接觸時間測量熱封抗性性能(面對面)。該研究的結果在表5中給出。
配方重量份表示；(以加入為順序)E-2350樹脂267；中和劑，所示；表面活性劑，所示；Defo 1020消泡劑4.00 Ultra Inc.；聚結劑a，所示；鈣立索爾油漆50％壓濾餅，400-Sun Chemical Corp.；Michemlube蠟5-Michelman Inc.。水，根據需要，旨在利用#2 Zahn杯得到27秒的粘度。在上述條件下干燥48小時后，利用分光光度計，通過整合300-600um波長處的薄膜反射光譜，測量相對干油墨色度。
表5


備注與常規的聚結對應物相比，本發明的聚結系統在生產干燥更快，色彩更強以及基于較低VOC丙烯酸乳膠的印刷油墨涂料中的功效從前述數據得以證明，正如不完全應用本發明公開內容的教導可導致差的結果的表示一樣。請注意，與配方5-2，5-3和5-5相比，配方5-4的性能不足。
盡管與在此所述的相似或等同的方法和材料可用于實施或測試本發明，但是合適的方法和材料描述如下所述。此外，材料，方法和實施例僅是說明性的，而非限制性的。
已經描述了眾多本發明的實施方案。不過，應理解的是，在不背離本發明的實質和范圍的情況下可做出各種不同的修改。因此，其他實施方案也落入隨附權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種組合物，包括(基本組成為)幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯以及低玻璃轉變溫度(Tg)乳膠樹脂的組合。
2.權利要求1的組合物，進一步包括非揮發性活性胺。
3.權利要求1或2的組合物，進一步包括有機金屬。
4.權利要求1的組合物，其中所述組合物是乳膠涂料，油墨或油漆。
5.權利要求1-4任一項的組合物，其中聚結劑包括(基本組成為)幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯以及低玻璃轉變溫度(Tg)乳膠樹脂的組合。
6.權利要求5的組合物，其中所述聚結劑進一步包括(基本組成為)非揮發性活性胺。
7.權利要求5的組合物，其中所述聚結劑進一步包括(基本組成為)有機金屬。
8.權利要求5的組合物，其中所述聚結劑進一步包括(基本組成為)非揮發性活性胺和有機金屬。
9.權利要求1-9任一項的組合物，其中所述組合物幾乎沒有常規表面活性劑。
10.用于乳膠樹脂的聚結系統，包括幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯以及低Tg乳膠樹脂的組合。
11.權利要求1-10任一項的組合物，其中不飽和酯/醚/醚-酯包括一種或多種羥基官能團。
12.用于丙烯酸乳膠樹脂的聚結系統，包括下列組合幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯和低Tg乳膠樹脂，以及任選0.2-約2wt％的一種或多種基于有機金屬的表面活性劑，和任選0.1-約4wt％幾乎非揮發性活性胺。
13.用于乙烯，和/或乙烯共聚物乳膠樹脂的聚結系統，包括下列組合1-15％的幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯，和1-15％的低Tg乳膠樹脂，以及任選0.1-約2wt％的一種或多種基于金屬的表面活性劑，和任選0.1-約4％的幾乎非揮發性活性胺。
14.用于苯乙烯共聚物乳膠樹脂的聚結系統，包括下列組合幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯，和低Tg乳膠樹脂，以及任選0.1-約2wt％的一種或多種基于金屬的表面活性劑，和任選0.1-約4％的幾乎非揮發性活性胺。
15.用于聚氨酯乳膠樹脂的聚結系統，包括下列組合幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯，和低Tg乳膠樹脂，以及任選0.1-約2wt％的一種或多種基于金屬的表面活性劑，和任選0.1-約4％的幾乎非揮發性活性胺。
16.用于聚酯乳膠樹脂的聚結系統，包括下列組合幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯，和低Tg乳膠樹脂，以及任選0.1-約2wt％的一種或多種基于金屬的表面活性劑，和任選0.1-約4％的幾乎非揮發性活性胺。
17.一種聚結乳膠樹脂的方法，包括將乳膠樹脂與幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯以及低Tg乳膠樹脂組合。
18.權利要求17的方法，進一步包括將0.2-約2wt％的一種或多種基于有機金屬的表面活性劑組合。
19.權利要求17的方法，進一步包括將0.1-約4wt％的幾乎非揮發性活性胺組合。
20.權利要求18的方法，進一步包括將0.1-約4wt％的幾乎非揮發性活性胺組合。
21.權利要求17-20任一項的方法，其中乳膠樹脂為乙烯共聚物。
22.權利要求17-20任一項的方法，其中乳膠樹脂為苯乙烯共聚物。
23.權利要求17-20任一項的方法，其中乳膠樹脂為丙烯酸聚合物或共聚物。
24.任一低VOC乳膠涂料，油漆或油墨的制備方法，包括將乳膠樹脂與幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯以及低Tg乳膠樹脂組合。
25.權利要求24的方法，進一步包括將0.2-約2wt％的一種或多種鋯基表面活性劑和/或0.1-約4wt％的幾乎非揮發性活性胺組合。
26.權利要求24或25的方法，其中乳膠涂料，油漆或油墨基本上沒有VOCs。
27.由下列方法制備的產品，所述方法將幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯和低Tg乳膠樹脂，以及任選0.1-約2wt％的一種或多種基于有機金屬的表面活性劑，和任選0.1-約4wt％的幾乎非揮發性活性胺組合。
28.用作地板涂料，建筑和/或維護涂料的低VOC乳膠涂料的制備方法，包括將乳膠樹脂與幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯以及低Tg乳膠樹脂組合。
29.用作地板涂料，建筑和/或維護涂料的低VOC乳膠涂料的制備方法，包括將乳膠樹脂與幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯以及低Tg乳膠樹脂組合，其中聚結劑可進一步包括非揮發性活性胺，以及任選有機金屬，和/或聚乙二醇單醚，和/或聚乙二醇單醚酯，優選在酯羧基的α或β位具有羥基的聚乙二醇單醚酯。
30.用作地板涂料，建筑和/或維護涂料的低VOC乳膠涂料，包括乳膠樹脂與幾乎非揮發性不飽和酯/醚/醚-酯和低Tg乳膠樹脂作為聚結劑，其中聚結劑進一步包括非揮發性活性胺，以及任選有機金屬，和/或聚乙二醇單醚，和/或聚乙二醇單醚酯，優選在酯羧基的α或β位具有羥基的聚乙二醇單醚酯。
全文摘要
幾乎非揮發性不飽和醚和/或酯與小比例的低玻璃轉變溫度(Tg)乳膠樹脂(替換揮發性有機化合物(VOCs)作為聚結劑)和任選活性胺(分別替換常用的揮發性胺/氨水中和劑)的組合，提供經濟、含低/無VOC的丙烯酸－苯乙烯共聚物，聚酯，聚氨酯，和基于乙烯共聚物乳膠的涂料，油漆和油墨，其勝過常規的對應物。
文檔編號C08F265/04GK1784434SQ200480011433
公開日2006年6月7日 申請日期2004年4月5日 優先權日2003年4月3日
發明者杰拉爾德·休格曼, 詹姆斯·V·科斯比 申請人:沃克弗里公司