在外表面上形成耐用的、高質(zhì)量的涂層具有許多挑戰(zhàn)。顯然，在應(yīng)用和干燥期間，外表面上的涂層通常持續(xù)暴露于外部環(huán)境。因此，涂料應(yīng)用和干燥期間的天氣條件會影響外部涂層的質(zhì)量。例如，在涂料應(yīng)用期間和/或之后，降雨會沖掉一些涂層或全部涂層，導(dǎo)致涂層失效。通過縮短涂料的凝固時間，涂層失效的情況，例如因未預(yù)料到的降雨而導(dǎo)致的那些涂層失效的情況，可以被最小化。此外，水性涂料因在固化時膜破裂而通常不能以一次涂覆的方式施用以獲得所需的膜厚度，因此這樣的涂料通常以多次涂覆的方式施用，從而導(dǎo)致勞動成本增加。在某些應(yīng)用中，使用了加速固化涂料的外部方法，例如烘干機(jī)以加快固化過程，從而導(dǎo)致能源成本增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

描述了雙組分水性涂料組合物以及使用該雙組分水性涂料組合物的方法。雙組分水性涂料組合物可包含可共同施用(例如，同時或相繼地)的第一涂料組分和第二涂料組分，從而形成快速凝固的涂料。第一涂料組分可包含第一聚合物，且第一涂料組分可具有50至40,000cP的粘度(在20℃下使用帶有#3轉(zhuǎn)子的Brookfield RV粘度計在2rpm下測得)。第二涂料組分可包含絮凝劑。在一些實施方案中，第一涂料組分的粘度可為500至30,000cP、1,000至12,000cP、2,000至12,000cP、2,000至8,000cP或2,000至5,000cP。

第一涂料組分中的第一聚合物可通過乳液聚合制得。在一些實施方案中，第一聚合物衍生自一種或多種包含苯乙烯和丁二烯的單體。在一些實施方案中，第一聚合物衍生自一種或多種包含(甲基)丙烯酸酯單體和任選的苯乙烯的單體。在一些實施方案中，第一聚合物衍生自酸單體。例如，酸單體可選自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸及其組合物。在一些實施方案中，第一聚合物可衍生自至少一種選自丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己基酯的低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)單體、至少一種選自甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的高T_g單體，或者衍生自低T_g單體和高T_g單體二者。在一些實施方案中，第一聚合物可衍生自(甲基)丙烯酰胺。在一些實施方案中，第一聚合物可衍生自可交聯(lián)單體。例如，可交聯(lián)單體可選自二丙酮丙烯酰胺(DAAM)、包含1,3-二酮基團(tuán)的單體、硅烷交聯(lián)劑或其組合物。在一些實施方案中，第一聚合物的T_g為-70℃至50℃、-50℃至25℃或-50℃至0℃。

在一些實施方案中，第一聚合物可通過乳液聚合制得并且可衍生自兩種或多種包含(甲基)丙烯酸酯單體和酸單體的單體。例如，第一聚合物可為衍生自(甲基)丙烯酸酯單體、酸單體和可交聯(lián)單體(例如，二丙酮丙烯酰胺(DAAM)、包含1,3-二酮基團(tuán)的單體如甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM)、硅烷交聯(lián)劑或其組合物)的聚合物。

在一些實施方案中，第一涂料組分可包含第一聚合物和第二聚合物。第一聚合物可通過乳液聚合制得并且可衍生自兩種或多種包含(甲基)丙烯酸酯單體和酸單體的單體。第一聚合物的T_g可為-50℃至-5℃(例如，T_g為-36℃至-23℃)，且可以10至90重量％的量存在于第一涂料組分中，基于第一涂料組分中總的聚合物含量計。在某些實施方案中，第一聚合物可以10至50重量％或20至40重量％的量存在于第一涂料組分中，基于第一涂料組分中總的聚合物含量計。第二聚合物可通過乳液聚合制得并且衍生自兩種或多種包含(甲基)丙烯酸酯單體和酸單體的單體。第二聚合物的T_g可為-15℃至50℃(例如，T_g為-12℃至25℃)，且可以10至90重量％的量存在于第一涂料組分中(例如，50至90重量％或60至80重量％)，基于第一涂料組分中總的聚合物含量計。在一些實施方案中，第一聚合物的T_g低于第二聚合物的T_g。在一些實施例中，第一聚合物和第二聚合物中的至少一種可為苯乙烯丙烯酸聚合物。在某些實施例中，第一聚合物和第二聚合物為純丙烯酸化合物。第一聚合物和第二聚合物可分別衍生自至少一種選自丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己基酯的低T_g單體。任選地，第一聚合物和第二聚合物中的至少一種還衍生自至少一種選自甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的高T_g單體。第一聚合物和第二聚合物中的至少一種可衍生自可交聯(lián)單體。第一聚合物和第二聚合物中的酸單體可分別選自以上所列的那些。在一些情況下，第一聚合物和第二聚合物中的至少一種可還衍生自(甲基)丙烯酰胺。在某些實施方案中，第一聚合物的T_g可為-36℃至-23℃，且可衍生自一種或多種包含多種丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己基酯中的一種的單體、一種或多種酸單體、可交聯(lián)單體和任選的苯乙烯和/或甲基丙烯酸甲酯。在某些實施方案中，第二聚合物的T_g可為-12℃至0℃，且可衍生自一種或多種包含多種丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己基酯中的一種的單體、一種或多種酸單體、可交聯(lián)單體和任選的苯乙烯和/或甲基丙烯酸甲酯。第一聚合物和第二聚合物可分散在水性介質(zhì)中。

在一些實施方案中，第一涂料組分可具有大于40％體積的固體。在一些實施方案中，第一涂料組分可具有大于50％重量的固體。在一些實施方案中，第二涂料組分中絮凝劑的干重與第一涂料組分中聚合物的干重的重量比為0.1:16至5:16或0.5:16至3:16。

在一些實施方案中，第一涂料組分和第二涂料組分——當(dāng)作為膜施用(例如，當(dāng)同時施用至表面時)、干燥并風(fēng)化1000小時時——可在-26℃下通過ASTM D 6083-05中所闡述的芯軸彎曲試驗，可在-18℃下通過ASTM D 6083-05中所闡述的芯軸彎曲試驗，和/或可顯示出如根據(jù)ASTM D-2370中所描述的標(biāo)準(zhǔn)方法測得的大于140psi的抗拉強(qiáng)度。

本文中還描述了在表面上形成涂層的方法。所述方法可包括將如本文中所述的雙組分水性涂料組合物的第一涂料組分和第二涂料組分施用到表面上。所述表面可為建筑表面，例如屋頂表面和/或墻壁。在一些實施方案中，第一涂料組分和第二涂料組分可同時施用到表面上。在某些實施方案中，可使用配備有將第一涂料組分和第二涂料組分噴涂至表面的機(jī)器，將第一涂料組分和第二涂料組分同時施用到表面上。雙組分水性涂料組合物中第一涂料組分與第二涂料組分的結(jié)合在表面上產(chǎn)生了涂層。

一個或多個實施方案的細(xì)節(jié)將在以下的說明書中闡述。其他特征、目的和優(yōu)點將從說明書和權(quán)利要求書中明顯看出。

具體實施方式

如本文中所用的“(甲基)丙烯…”包含丙烯…、甲基丙烯…、二丙烯…和二甲基丙烯….。例如，術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯單體”包含丙烯酸酯單體、甲基丙烯酸酯單體、二丙烯酸酯單體和二甲基丙烯酸酯單體。

本文中提供的是雙組分水性涂料組合物。所述雙組分水性涂料組合物可包含第一涂料組分和第二涂料組分。兩種涂料組分可共同施用到表面(例如，同時或相繼地)上以形成快速凝固的涂層。

第一涂料組分可包含第一聚合物。第一聚合物可為均聚物或共聚物。第一聚合物可為純丙烯酸聚合物(即，僅衍生自(甲基)丙烯酸酯單體的聚合物)、苯乙烯-丙烯酸聚合物(即，衍生自苯乙烯和一種或多種(甲基)丙烯酸酯單體的聚合物)、苯乙烯-丁二烯聚合物(即，衍生自丁二烯和苯乙烯單體的聚合物)、乙烯基-丙烯酸聚合物(即，衍生自一種或多種乙烯基酯單體和一種或多種(甲基)丙烯酸酯單體的聚合物)、氯乙烯聚合物(即，衍生自一種或多種氯乙烯單體的聚合物)、偏二氟乙烯聚合物(即，衍生自一種或多種偏二氟乙烯單體的聚合物)、硅氧烷(silicone)聚合物(即，衍生自一種或多種硅氧烷單體的聚合物)、聚氨酯聚合物、丙烯酸-聚氨酯雜混聚合物、鏈烷酸乙烯基酯聚合物(即，衍生自一種或多種鏈烷酸乙烯基酯單體的聚合物，例如聚乙酸乙烯酯，或衍生自乙烯單體和乙酸乙烯酯單體的共聚物)或其組合物。在一些實施方案中，第一聚合物可為陰離子穩(wěn)定的聚合物，例如陰離子穩(wěn)定的丙烯酸基聚合物。丙烯酸基聚合物包括衍生自一種或多種(甲基)丙烯酸酯單體的聚合物，所述(甲基)丙烯酸酯單體例如純丙烯酸化合物、苯乙烯丙烯酸化合物和乙烯基丙烯酸化合物。在一些實施方案中，聚合物通過乳液聚合制得。

在一些實施方案中，第一聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)——如采用例如ASTM 3418/82中描述的方法通過差示掃描量熱法(DSC)利用中間點溫度測得——可為至少-70℃(例如，至少-65℃、至少-60℃、至少-55℃、至少-50℃、至少-45℃、至少-40℃、至少-35℃、至少-30℃、至少-25℃、至少-20℃、至少-15℃、至少-10℃、至少-5℃、至少0℃、至少5℃、至少10℃、至少15℃、至少20℃、至少25℃、至少30℃、至少35℃、至少40℃或至少45℃)。在一些實施方案中，第一聚合物的T_g——如通過DSC測得——可為50℃或更低(例如，45℃或更低、40℃或更低、35℃或更低、30℃或更低、25℃或更低、20℃或更低、15℃或更低、10℃或更低、5℃或更低、0℃或更低、-5℃或更低、-10℃或更低、-15℃或更低、-20℃或更低、-25℃或更低、-30℃或更低、-35℃或更低、-40℃或更低、-45℃或更低、-50℃或更低、-55℃或更低、-60℃或更低或者-65℃或更低)。

第一聚合物的T_g——如通過DSC測得——范圍可為以上所描述的最小值中的任一個至以上所描述的最大值中的任一個。例如，第一聚合物的T_g——如通過DSC測得——可為-70℃至50℃(例如，T_g為-50℃至25℃、T_g為-50℃至0℃或T_g為-50℃至-20℃)。

在一些實施方案中，第一涂料組分還可包含第二聚合物。第二聚合物可為諸如以上關(guān)于第一聚合物所描述的那些聚合物。在一些實施方案中，第二聚合物可為陰離子穩(wěn)定的丙烯酸基聚合物(例如，丙烯酸聚合物、苯乙烯-丙烯酸聚合物或乙烯基-丙烯酸聚合物)。在某些實施例中，第二聚合物可通過乳液聚合制得并且衍生自兩種或多種包含(甲基)丙烯酸酯單體和酸單體的單體。

第二聚合物的T_g——如通過DSC測得——可為至少-15℃(例如，至少-10℃、至少-5℃、至少0℃、至少5℃、至少10℃、至少15℃、至少20℃、至少25℃、至少30℃、至少35℃、至少40℃或至少45℃)。在一些實施方案中，第二聚合物的T_g——如通過DSC測得——可為50℃或更低(例如，45℃或更低、40℃或更低、35℃或更低、30℃或更低、25℃或更低、20℃或更低、15℃或更低、10℃或更低、5℃或更低、0℃或更低、-5℃或更低或-10℃或更低)。

第二聚合物的T_g——如通過DSC測得——范圍可為以上所描述的最小值中的任一個至以上所描述的最大值中的任一個。例如，第二聚合物的T_g——如通過DSC測得——可為-15℃至50℃(例如，T_g為-15℃至25℃、T_g為-15℃至10℃或T_g為-15℃至0℃)。

當(dāng)?shù)谝煌苛辖M分包含第一聚合物和第二聚合物時，第一聚合物和第二聚合物可以不同的量存在于第一涂料組分中，以便提供對于特定應(yīng)用具有所需特性的所得涂料。例如，可存在于第一涂料組分中的第一聚合物的量為至少10重量％(例如，至少20重量％、至少30重量％、至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％或至少90重量％)，基于第一涂料組分中總的聚合物含量計。在一些實施方案中，可存在于第一涂料組分中的第一聚合物的量為90重量％或更少(例如，90重量％或更少、80重量％或更少、70重量％或更少、60重量％或更少、50重量％或更少、40％重量％或更少、30重量％或更少或20％重量％或更少)，基于第一涂料組分中總的聚合物含量計。

可存在于第一涂料組分中的第一聚合物的量的范圍是以上所描述的最小值中的任一個至以上所描述的最大值中的任一個。例如，可存在于第一涂料組分中的第一聚合物的量為10重量％至90重量％(例如，10重量％至50重量％或20重量％至40重量％)，基于第一涂料組分中總的聚合物含量計。

可存在于第一涂料組分中的第二聚合物的量為至少10重量％(例如，至少20重量％、至少30重量％、至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％或至少90重量％)，基于第一涂料組分中總的聚合物含量計。在一些實施方案中，可存在于第一涂料組分中的第二聚合物的量為90重量％或更少(例如，90重量％或更少、80重量％或更少、70重量％或更少、60重量％或更少、50重量％或更少、40重量％或更少、30重量％或更少或者20重量％或更少)，基于第一涂料組分中總的聚合物含量計。

可存在于第一涂料組分中的第二聚合物的量的范圍是以上所描述的最小值中的任一個至以上所描述的最大值中的任一個。例如，可存在于第一涂料組分中的第二聚合物的量為10重量％至90重量％(例如，50重量％至90重量％或60重量％至80重量％)，基于第一涂料組分中總的聚合物含量計。

在某些實施方案——其中第一涂料組分包含第一聚合物和第二聚合物——中，第一聚合物和第二聚合物可顯示出不同的T_g值。在一些情況下，第一聚合物的T_g——如通過DSC測得——可低于第二聚合物的T_g(例如，至少低5℃、至少低10℃、至少低15℃、至少低20℃或至少低25℃)。例如，在一些情況下，第一聚合物的T_g——如通過DSC測得——可為-50℃至-23℃、-40℃至-25℃、-30℃至-25℃、-36℃至-23℃或-33℃至-26℃，且第二聚合物的T_g——如通過DSC測得——可為-12℃至25℃、-12℃至0℃、-10℃至-2℃、-12℃至0℃、-9℃至5℃或-5℃至0℃。

第一聚合物和/或第二聚合物可為丙烯酸基聚合物，所述丙烯酸基聚合物可衍生自大于55重量％或更多的一種或多種(甲基)丙烯酸酯單體(例如，65重量％或更多、75重量％或更多、80重量％或更多、85重量％或更多、88重量％或更多、90重量％或更多、91重量％或更多、92重量％或更多、93重量％或更多、94重量％或更多或95重量％或更多的(甲基)丙烯酸酯單體)，基于產(chǎn)生聚合物的單體的總重量計。在一些實施方案中，(甲基)丙烯酸酯單體可包括具有3至6個碳原子的α,β-單烯鍵式不飽和單羧酸和二羧酸與具有1至12個碳原子的鏈烷醇的酯(例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸或衣康酸與C₁-C₂₀、C₁-C₁₂、C₁-C₈、C₁-C₄鏈烷醇的酯)。在一些實施例中，一種或多種用于制備第一聚合物和/或第二聚合物的(甲基)丙烯酸酯選自丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸甲酯及其組合物。

第一聚合物和/或第二聚合物還可衍生自酸單體。合適的酸單體可包括α,β-單烯鍵式不飽和單羧酸和二羧酸(例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸、二甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、烯丙基乙酸、乙烯基乙酸、中康酸、亞甲基丙二酸或檸康酸)。在一些實施例中，第一聚合物和/或第二聚合物中的酸單體可分別選自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸及其混合物。

任選地，第一聚合物和/或第二聚合物衍生自至少一種低T_g單體。如本文中所用的，低T_g單體是指這樣的單體：當(dāng)均聚時，其形成玻璃化轉(zhuǎn)變溫度——如使用差示掃描量熱法(DSC)測得——為-40℃或更低的聚合物。合適的低T_g單體的實例包括：例如，丙烯酸丁酯(丙烯酸正丁酯，T_g＝-54℃)、丙烯酸正己酯(T_g＝-45℃)、丙烯酸2-乙基己基酯(T_g＝-85℃)、丙烯酸異癸酯(T_g＝-55℃)、甲基丙烯酸月桂酯(T_g＝-65℃)、丙烯酸2-乙氧基乙基酯(T_g＝-50℃)、丙烯酸2-甲氧基酯(T_g＝-50℃)和丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙基酯(T_g＝-70℃)。在某些實施方案中，第一聚合物和/或第二聚合物可分別衍生自至少一種選自丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己基酯的低T_g單體。

任選地，第一聚合物和/或第二聚合物衍生自至少一種高T_g單體。如本文中所用的，高T_g單體是指這樣的單體：當(dāng)均聚時，其形成T_g——如使用DSC測得——高于40℃的聚合物。合適的高T_g單體的實例包括：例如，甲基丙烯酸甲酯(T_g＝120℃)、甲基丙烯酸乙酯(T_g＝65℃)、甲基丙烯酸叔丁酯(T_g＝118℃)、甲基丙烯酸異丁酯(T_g＝53℃)、甲基丙烯酸羥乙酯(T_g＝57℃)、甲基丙烯酸環(huán)己酯(T_g＝92℃)、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯(T_g＝54℃)、甲基丙烯酸芐酯(T_g＝54℃)、甲基丙烯酸羥丙酯(T_g＝76℃)、苯乙烯(T_g＝100℃)、4-乙酰苯乙烯(4-acetostyrene)(T_g＝116℃)、丙烯腈(T_g＝125℃)、4-溴苯乙烯(T_g＝118℃)、4-叔丁基苯乙烯(T_g＝127℃)、2,4-二甲基苯乙烯(T_g＝112℃)、2,5-二甲基苯乙烯(T_g＝143℃)、3,5-二甲基苯乙烯(T_g＝104℃)、丙烯酸異冰片酯(T_g＝94℃)、甲基丙烯酸異冰片酯(T_g＝110℃)、4-甲氧基苯乙烯(T_g＝113℃)、4-甲基苯乙烯(T_g＝97℃)、3-甲基苯乙烯(T_g＝97℃)和2,4,6-三甲基苯乙烯(T_g＝162℃)。在某些實施方案中，第一聚合物和/或第二聚合物可分別衍生自至少一種選自甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的高T_g單體。

在一些實施方案中，第一聚合物和第二聚合物中的至少一種還衍生自丙烯酰胺或烷基取代的丙烯酰胺。合適的實例包括N-叔丁基丙烯酰胺和N-甲基(甲基)丙烯酰胺。在一些實施方案中，第一聚合物和第二聚合物中的至少一種還衍生自(甲基)丙烯酰胺。

任選地，第一聚合物和第二聚合物中的至少一種衍生自可交聯(lián)單體。例如，可交聯(lián)單體可包括二丙酮丙烯酰胺(DAAM)或自交聯(lián)單體例如包含1,3-二酮基團(tuán)的單體或硅烷交聯(lián)劑。包含1,3-二酮基團(tuán)的單體的實例包括乙?；阴Ｑ趸榛?甲基)丙烯酸酯，例如乙?；阴Ｑ趸一?甲基)丙烯酸酯(AAEM)、乙?；阴Ｑ趸?甲基)丙烯酸酯、乙?；阴Ｑ趸』?甲基)丙烯酸酯和2,3-二(乙酰基乙酰氧基)丙基(甲基)丙烯酸酯；乙酰乙酸烯丙酯；乙酰乙酸乙烯酯；及其組合物。合適的硅烷交聯(lián)劑的實例包括3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；3-巰丙基三甲氧基硅烷；乙烯基-三乙氧基硅烷；和聚乙烯基-硅氧烷低聚物，例如DYNASYLAN 6490(衍生自乙烯基三甲氧基硅烷的聚乙烯基硅氧烷低聚物)和DYNASYLAN 6498(衍生自乙烯基三乙氧基硅烷的聚乙烯基硅氧烷低聚物)，兩者均由Evonik Degussa GmbH(Essen,Germany)市售可得。所述聚乙烯基硅氧烷低聚物可具有以下結(jié)構(gòu)：

其中n為1至50(例如10)的整數(shù)。如本文中所述的可交聯(lián)單體還可包括下述單體：例如，二乙烯基苯；1,4-丁二醇二丙烯酸酯；甲基丙烯酸酐；及含有脲基的單體(例如，脲基乙基(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰胺基乙醇酸和甲基丙烯酰胺基乙醇酸甲酯)。可交聯(lián)單體的額外的實例包括具有3至10個碳原子的α,β-單烯鍵式不飽和羧酸及其酯與具有1至4個碳原子的醇的N-烷基醇酰胺(例如，N-羥甲基丙烯酰胺和N-羥甲基甲基丙烯酰胺)；基于乙二醛的交聯(lián)劑；含有兩個乙烯基基團(tuán)的單體；含有兩個亞乙烯基基團(tuán)的單體；及含有兩個鏈烯基基團(tuán)的單體。示例性的可交聯(lián)單體包括二元醇和三元醇與α,β-單烯鍵式不飽和單羧酸的二酯或三酯(例如，二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸酯)，其中同樣可使用丙烯酸和甲基丙烯酸。含有兩個非共軛的烯鍵式不飽和雙鍵的單體的實例為二丙烯酸亞烷基二醇酯和二甲基丙烯酸亞烷基二醇酯，例如二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸1,3-丁二醇酯、二丙烯酸1,4-丁二醇酯和二丙烯酸丙二醇酯、甲基丙烯酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、富馬酸二烯丙酯及亞甲基雙丙烯酰胺。在一些實施例中，第一聚合物和/或第二聚合物可包含0至5重量％的一種或多種可交聯(lián)單體。

第一聚合物和/或第二聚合物還可包含額外的單體。額外的單體的其他實例包括：乙烯基芳香族化合物，例如α-甲基苯乙烯和p-甲基苯乙烯、α-丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯、4-正癸基苯乙烯和乙烯基甲苯；共軛二烯烴(例如，異戊二烯)；α,β-單烯鍵式不飽和單羧酸和二羧酸的酸酐(例如，馬來酸酐、衣康酸酐和甲基丙二酸酐)；(甲基)丙烯腈；乙烯基鹵化物和亞乙烯基鹵化物(例如，氯乙烯和偏二氯乙烯)；C₁-C₁₈單羧酸或二羧酸的乙烯基酯(例如，乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、正丁酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯)；C₃-C₆單羧酸或二羧酸(尤其是丙烯酸、甲基丙烯酸或馬來酸)的C₁-C₄羥烷基酯，或其用2至50摩爾的環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷或其混合物烷氧基化的衍生物，或這些酸與用2至50mol的環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷或其混合物烷氧基化的C₁-C₁₈醇的酯(例如，(甲基)丙烯酸羥乙基酯、(甲基)丙烯酸羥丙基酯和丙烯酸甲基聚乙二醇酯)；以及含有縮水甘油基的單體(例如，甲基丙烯酸縮水甘油酯)。

可使用的額外單體或共聚單體的其他實例包括直鏈1-烯烴、支鏈1-烯烴或環(huán)狀烯烴(例如，乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、戊烯、環(huán)戊烯、己烯和環(huán)己烯)；烷基中具有1至40個碳原子的乙烯基烷基醚和烯丙基烷基醚，其中所述烷基可能帶有其他取代基(例如羥基、氨基或二烷基氨基)或一個或多個烷氧基化的基團(tuán)(例如，甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、異丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、乙烯基環(huán)己基醚、乙烯基4-羥丁基醚、癸基乙烯基醚、十二烷基乙烯基醚、十八烷基乙烯基醚、2-(二乙基氨基)乙基乙烯基醚、2-(二正丁基氨基)乙基乙烯基醚、甲基二甘醇乙烯基醚，以及相應(yīng)的烯丙基醚)；磺基官能單體(例如，烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸酯、乙烯基磺酸、烯丙基氧基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及其相應(yīng)的堿金屬鹽或銨鹽、丙烯酸磺丙基酯和甲基丙烯酸磺丙基酯)；含磷單體(例如，醇的磷酸二氫酯，其中所述醇含有可聚合的乙烯基或烯烴基團(tuán)；磷酸烯丙酯；磷酸基(phospho)烷基(甲基)丙烯酸酯，如2-磷酸基乙基(甲基)丙烯酸酯(PEM)、2-磷酸基丙基(甲基)丙烯酸酯、3-磷酸基丙基(甲基)丙烯酸酯和磷酸基丁基(甲基)丙烯酸酯；3-磷酸基-2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯；雙(羥甲基)富馬酸或衣康酸的單磷酸酯或二磷酸酯；羥烷基(甲基)丙烯酸酯、2-羥乙基(甲基)丙烯酸、3-羥丙基(甲基)丙烯酸的磷酸酯；(甲基)丙烯酸酯的環(huán)氧乙烷縮合物、H₂C＝C(CH₃)COO(CH₂CH₂O)_nP(O)(OH)₂及類似的環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷縮合物，其中n的為1至50的數(shù)；磷酸基烷基巴豆酸酯；磷酸基烷基馬來酸酯；磷酸基烷基富馬酸酯；磷酸基二烷基(甲基)丙烯酸酯、磷酸基二烷基巴豆酸酯；乙烯基膦酸；烯丙基膦酸；2-丙烯酰胺基-2甲基丙烷次膦酸；α-膦酰基苯乙烯；2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基丙烷次膦酸；(羥基)氧膦基烷基(甲基)丙烯酸酯；(羥基)氧膦基甲基甲基丙烯酸酯；及其組合物)；烷基氨基烷基(甲基)丙烯酸酯或烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺或其季銨化產(chǎn)物(例如，2-(N,N-二甲基氨基)乙基(甲基)丙烯酸酯、3-(N,N-二甲基氨基)丙基(甲基)丙烯酸酯、2-(N,N,N-三甲銨)乙基(甲基)丙烯酸酯氯化物、2-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、3-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺和3-三甲銨丙基(甲基)丙烯酰胺氯化物)；C₁-C₃₀單羧酸的烯丙酯；N-乙烯基化合物(例如，N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基-N-甲基甲酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基咪唑、1-乙烯基-2-甲基咪唑、1-乙烯基-2-甲基咪唑啉、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基卡唑、2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶)。

第一聚合物和第二聚合物可獨立地為純丙烯酸化合物、苯乙烯丙烯酸化合物或乙烯基丙烯酸化合物。在一些實施方案中，第一聚合物為苯乙烯丙烯酸聚合物(即，第一聚合物為苯乙烯丙烯酸聚合物，第二聚合物為苯乙烯丙烯酸聚合物，或者第一聚合物和第二聚合物均為苯乙烯丙烯酸聚合物)。在其他實施方案中，第一聚合物和第二聚合物中的至少一種為純丙烯酸(即，第一聚合物為純丙烯酸，第二聚合物為純丙烯酸，或者第一聚合物和第二聚合物均為純丙烯酸)。

在一些實施方案中，第一聚合物的T_g可為-36℃至-23℃，且可衍生自一種或多種包含多種丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己基酯中一種的單體、一種或多種酸單體、可交聯(lián)單體及任選的苯乙烯和/或甲基丙烯酸甲酯。在某些實施方案中，第一聚合物包含衍生自以下的丙烯酸基聚合物：

(i)10至18重量％的甲基丙烯酸甲酯；

(ii)55至70重量％的丙烯酸丁酯；

(iii)15至30重量％的丙烯酸2-乙基己基酯；

(iv)大于0至5重量％的酸單體；和

(v)大于0至5重量％的可交聯(lián)單體。

在一些實施方案中，第二聚合物的T_g可為-12℃至0℃，且可衍生自一種或多種包含多種丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己基酯中一種的單體、一種或多種酸單體、可交聯(lián)單體及任選的苯乙烯和/或甲基丙烯酸甲酯。在某些實施方案中，第二聚合物包含衍生自以下的丙烯酸基聚合物：

(i)40至55重量％的丙烯酸丁酯；

(ii)10至20重量％的丙烯酸2-乙基己基酯；

(iii)25至40重量％的甲基丙烯酸甲酯；

(iv)大于0至5重量％的酸單體；和

(v)大于0至5重量％的可交聯(lián)單體。

第一聚合物和第二聚合物(當(dāng)存在時)可通過使用自由基乳液聚合聚合所述單體而制備。用于第一聚合物和第二聚合物(當(dāng)存在時)的單體可制備成水性分散體。乳液聚合的溫度通常為10℃至95℃、30℃至95℃或75℃至90℃。聚合介質(zhì)可單獨包括水或包括水和可與水混溶的液體(例如，甲醇)的混合物。在一些實施方案中，單獨使用水。乳液聚合可以間歇法、半間歇法或連續(xù)法進(jìn)行。通常，使用半間歇法。在一些實施方案中，可將一部分單體加熱至聚合溫度并進(jìn)行部分聚合，并且隨后可將該聚合批次的剩余部分連續(xù)地、逐步地或以濃度梯度疊加的方式供給至聚合區(qū)。

自由基乳液聚合可在自由基聚合引發(fā)劑的存在下進(jìn)行?？稍谠撨^程中使用的自由基聚合引發(fā)劑是所有能夠引發(fā)自由基水性乳液聚合的那些，其包括過二硫酸的堿金屬鹽和H₂O₂或偶氮化合物。還可使用包含下述物質(zhì)的組合體系：至少一種有機(jī)還原劑和至少一種過氧化物和/或氫過氧化物(例如，叔丁基過氧化氫)及羥基甲烷亞磺酸的金屬鈉鹽或過氧化氫和抗壞血酸。還可使用額外含有少量金屬化合物——其可溶于聚合介質(zhì)且其金屬組分可以多于一種的氧化態(tài)存在——的組合體系，例如，抗壞血酸/硫酸亞鐵(II)/過氧化氫，其中抗壞血酸可由以下物質(zhì)代替：羥基甲烷亞磺酸的金屬鈉鹽、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或酸性亞硫酸金屬鈉鹽(sodium metal bisulfite)，過氧化氫可由以下物質(zhì)代替：叔丁基氫過氧化物或過二硫酸堿金屬鹽和/或過二硫酸銨。在組合體系中，還可使用碳水化合物衍生的化合物作為還原組分。通常，自由基引發(fā)劑體系的用量可為0.1至2％，基于待聚合的單體的總量計。在一些實施方案中，引發(fā)劑為單獨的或作為組合體系的組分的銨鹽和/或過二硫酸堿金屬鹽(例如，過硫酸鈉)。其中在自由基水性乳液聚合期間將自由基引發(fā)劑體系添加到聚合反應(yīng)器中的方式并不是關(guān)鍵的。自由基引發(fā)劑體系可以在開始時全部引入到聚合反應(yīng)器中，或者也可以在自由基水性乳液聚合期間隨著它的消耗連續(xù)地或逐步地加入。詳細(xì)地說，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的方式中，其取決于引發(fā)劑體系的化學(xué)性質(zhì)和聚合溫度。在一些實施方案中，將一些自由基引發(fā)劑體系在開始時引入并且隨著它的消耗將剩余部分添加到聚合區(qū)。還可以在高于大氣壓或減壓的條件下進(jìn)行自由基水性乳液聚合。

第一聚合物或第二聚合物(當(dāng)存在時)可各自獨立地通過單階段聚合或多階段聚合制得。在一些實施方案中，第一聚合物和第二聚合物各自單獨地聚合以制備包含多個聚合物顆粒(含有第一聚合物)的第一分散體和包含多個聚合物顆粒(含有第二聚合物)的第二分散體。然后，第一分散體與第二分散體可結(jié)合起來以提供包含第一聚合物和第二聚合物的分散體。在一些實施方案中，通過利用多階段聚合以相同的聚合物顆粒形式提供第一聚合物和第二聚合物，從而使得第一聚合物和第二聚合物之一可作為多階段聚合物中的第一階段聚合物(例如，作為核/殼聚合物顆粒的核)存在，且第一聚合物和第二聚合物之一可作為多階段聚合物中的第二階段聚合物(例如，作為核/殼聚合物顆粒的殼)存在。

一種或多種表面活性劑可包括在水性分散體中，以提高分散體的某些特性(包括顆粒穩(wěn)定性)。例如，可使用油酸、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉(sodium laureth sulfate)和烷基苯磺酸或磺酸鹽表面活性劑。市售可得的表面活性劑的實例包括 ES-303(月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉)和 DB-45(十二烷基二苯醚二磺酸鈉)，兩者均可由Pilot Chemical Company(Cincinnati,OH)獲得。通常，表面活性劑的用量可為0.01至5％，基于待聚合的單體的總量計。

可任選地使用少量(例如，0.01至2重量％，基于總的單體重量計)的分子量調(diào)節(jié)劑，例如硫醇。所述表面活性劑優(yōu)選地以與待聚合的單體的混合物加入到聚合區(qū)，并且認(rèn)為是用于聚合物的不飽和單體的總量的一部分。

在衍生自苯乙烯和丁二烯的聚合物的情況下，該聚合物可通過高溫聚合(例如，在40℃或更高的溫度下聚合，例如在40℃至100℃的溫度下)或者通過低溫聚合(例如，在低于40℃的溫度下聚合，例如在5℃至25℃的溫度下)制得。由此，衍生自苯乙烯和丁二烯的聚合物可包括不同比例的順式-1,4丁二烯單元與反式-1,4丁二烯單元。

如上所述，衍生自苯乙烯和丁二烯的聚合物可以連續(xù)法、半間歇法或間歇法進(jìn)行聚合。一旦達(dá)到所需的轉(zhuǎn)化水平，聚合反應(yīng)可通過向反應(yīng)器中加入速止劑而終止。速止劑迅速與自由基和氧化劑反應(yīng)，從而破壞任何剩余的引發(fā)劑和聚合物自由基并防止形成新的自由基。示例性的速止劑包括具有醌型結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物(例如醌)和可氧化成醌型結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物(例如氫醌)，任選地結(jié)合有水溶性硫化物例如硫化氫、硫化銨或者堿金屬或堿土金屬的硫化物或氫硫化物；N-取代的二硫代氨基甲酸酯；亞烷基多胺與硫的反應(yīng)產(chǎn)物，假定含有硫化物、二硫化物、多硫化物和/或這些與其他化合物的混合物；二烷基羥基胺；N,N'-二烷基-N,N'-亞甲基雙羥基胺；二硝基氯苯；二羥基二苯基硫化物；二硝基苯基苯并噻唑基硫化物；及其混合物。在高溫聚合的情況下，可允許連續(xù)聚合直至單體完全轉(zhuǎn)化，即大于99％，在這種情況下可以不使用速止劑。

一旦聚合終止(以連續(xù)法、半間歇法或間歇法)，未反應(yīng)的單體可從聚合物分散體中移除。例如，丁二烯單體可通過在大氣壓力下然后在減壓下閃蒸而移除。苯乙烯單體可通過在汽提塔中汽提而移除。

如果需要的話，可將衍生自苯乙烯和丁二烯的聚合物凝聚，例如，使用化學(xué)、冷凍或壓力凝聚，并且移除水以制備大于50％至75％的固體含量。

可將抗氧化劑加入到衍生自苯乙烯和丁二烯的聚合物中以防止氧化聚合物中的雙鍵，并且可在聚合物的硫化之前或之后加入?？寡趸瘎┛蔀?，例如，取代酚或仲芳族胺。還可將抗臭氧劑加入到衍生自苯乙烯和丁二烯的聚合物中以防止大氣中存在的臭氧通過裂化聚合物中的雙鍵而使聚合物裂化。還可將過早硫化抑制劑加入到衍生自苯乙烯和丁二烯的聚合物中以防止聚合物的過早硫化或焦化。

如果需要的話，通常在硫化劑、硫化促進(jìn)劑、抗硫化返原劑(antireversion agent)和任選的交聯(lián)劑的存在下，可將衍生自苯乙烯和丁二烯的聚合物硫化或固化以使聚合物交聯(lián)，從而通過加熱聚合物而提高橡膠的抗拉強(qiáng)度和伸長率。示例性的硫化劑包括各種類型的硫例如硫粉、沉淀硫、膠態(tài)硫、不溶硫和高分散硫；硫鹵化物例如一氯化硫和二氯化硫；硫供體例如4,4'-二硫代二嗎啉；硒；碲；有機(jī)過氧化物例如過氧化二枯基和過氧化二叔丁基；醌二肟例如p-醌二肟和p,p'-二苯甲?；浚挥袡C(jī)多胺化合物例如三亞乙基四胺、六亞甲基二胺氨基甲酸酯、4,4'-亞甲基雙(環(huán)己胺)氨基甲酸酯和4,4'-亞甲基雙鄰氯苯胺；具有羥甲基的烷基酚樹脂；及其混合物。在一些實施例中，硫化劑包括硫分散體或硫供體。硫化劑可存在的量為0.1至15重量％、0.3至10重量％或0.5至5重量％，基于聚合物的重量計。

示例性的硫化促進(jìn)劑包括亞磺酰胺類硫化促進(jìn)劑例如N-環(huán)己基-2-苯并噻唑亞磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑亞磺酰胺、N-氧基亞乙基-2-苯并噻唑亞磺酰胺、N-氧基二亞乙基-2-苯并噻唑亞磺酰胺、N-氧基二亞乙基-硫代氨基甲?；?N-氧基二亞乙基亞磺酰胺、N-氧基亞乙基-2-苯并噻唑亞磺酰胺和N,N'-二異丙基-2-苯并噻唑亞磺酰胺；胍類硫化促進(jìn)劑例如二苯胍、二鄰甲苯基胍和二鄰甲苯基二胍；硫脲類硫化促進(jìn)劑例如硫代羰酰苯胺、二鄰甲苯基硫脲、亞乙基硫脲、二亞乙基硫脲、二丁基硫脲和三甲基硫脲；噻唑類硫化促進(jìn)劑例如2-巰基苯并噻唑、二苯并噻唑基二硫化物、2-巰基苯并噻唑鋅鹽、2-巰基苯并噻唑鈉鹽、2-巰基苯并噻唑環(huán)己胺鹽、4-嗎啉基-2-苯并噻唑二硫化物和2-(2,4-二硝基苯硫基)苯并噻唑；噻二嗪類硫化促進(jìn)劑例如活化的噻二嗪；秋蘭姆類硫化促進(jìn)劑例如四甲基秋蘭姆一硫化物、四甲基秋蘭姆二硫化物、四乙基秋蘭姆二硫化物、四丁基秋蘭姆二硫化物和雙五亞甲基秋蘭姆四硫化物；二硫代氧基甲酸類硫化促進(jìn)劑例如二甲基二硫代氨基甲酸鈉、二乙基二硫代氨基甲酸鈉、二正丁基二硫代氨基甲酸鈉、二甲基二硫代氨基甲酸鉛、二戊基二硫代氨基甲酸鉛、二戊基二硫代氨基甲酸鋅、二甲基二硫代氨基甲酸鋅、二乙基二硫代氨基甲酸鋅、二正丁基二硫代氨基甲酸鋅、五亞甲基二硫代氨基甲酸鋅、乙基苯基二硫代氨基甲酸鋅、二乙基二硫代氨基甲酸碲、二甲基二硫代氨基甲酸鉍、二甲基二硫代氨基甲酸硒、二乙基二硫代氨基甲酸硒、二乙基二硫代氨基甲酸鎘、二甲基二硫代氨基甲酸銅、二甲基二硫代氨基甲酸鐵、二乙胺二乙基二硫代氨基甲酸酯、哌啶鎓五亞甲基二硫代氨基甲酸酯和哌可啉五亞甲基二硫代氨基甲酸酯；黃原酸類硫化促進(jìn)劑例如異丙基黃原酸鈉、異丙基黃原酸鋅和丁基黃原酸鋅；間苯二酸酯類硫化促進(jìn)劑例如二甲基銨氫間苯二酸酯；醛胺類硫化促進(jìn)劑例如丁醛-胺縮合產(chǎn)物和丁醛-單丁胺縮合產(chǎn)物；及其混合物。可存在的硫化促進(jìn)劑的量在0.1至15重量％、0.3至10重量％或0.5至5重量％的范圍內(nèi)，基于聚合物的重量計。

抗硫化返原劑還可包括在硫化體系中以防止逆轉(zhuǎn)，即交聯(lián)密度出現(xiàn)不希望的降低。合適的抗硫化返原劑包括脂族羧酸的鋅鹽、單環(huán)芳族酸的鋅鹽、雙馬來亞酰胺、雙檸康酰亞胺、雙衣康酰亞胺、芳基雙檸康酰胺酸(aryl bis-citraconamic acids)、雙琥珀酰亞胺和聚合的雙琥珀酰亞胺多硫化物(例如，N,N'-二甲苯二檸康酰亞胺)?？纱嬖诘目沽蚧翟瓌┑牧吭?至5重量％、0.1至3重量％或0.1至2重量％的范圍內(nèi)，基于聚合物的重量計。

在一些實施方案中，第一聚合物和第二聚合物(當(dāng)存在時)可分散在水性介質(zhì)中以形成水性分散體。該水性分散體可用于形成第一涂料組分。第一涂料組分還可包括填料、顏料、分散劑、增稠劑、消泡劑、表面活性劑、殺生物劑(biocide)、聚結(jié)劑、阻燃劑、穩(wěn)定劑、固化劑、流動劑、均化劑、硬化劑或其組合物。

在一些實施方案中，第一涂料組分還可包括至少一種填料如顏料或增量劑。本文中所用的術(shù)語“顏料”包括向涂料組分提供顏色或不透明性的化合物。合適的顏料的實例包括金屬氧化物，例如二氧化鈦、氧化鋅、氧化鈦或其組合物。至少一種顏料可選自TiO₂(銳鈦礦(anastase)和金紅石形式)、粘土(硅酸鋁)、CaCO₃(粉碎或沉淀形式)、氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂、滑石(硅酸鎂)、重晶石(硫酸鋇)、氧化鋅、亞硫酸鋅、氧化鈉、氧化鉀及其混合物。市售的二氧化鈦顏料的實例為2101、2310，可由Kronos WorldWide,Inc.獲得； R-900，可由DuPont獲得；或者 AT1，由Millennium Inorganic Chemicals市售可得。二氧化鈦還可以濃縮的分散體形式獲得。二氧化鈦分散體的實例為4311，也可由Kronos WorldWide,Inc獲得。合適的金屬氧化物的顏料混合物以下述商品名出售：(硅、鋁、鈉和鉀的氧化物，由Unimin Specialty Minerals市售可得)、(氧化鋁和二氧化硅，由Celite Company市售可得)及(由Imerys Performance Minerals市售可得)。示例性的填料還包括粘土，例如凹凸棒粘土和高嶺土，包括以商品名和(由BASF Corporation市售可得)出售的那些。額外的填料包括霞石正長巖(25％霞石、55％鈉長石和20％鉀長石)、長石(鋁硅酸鹽)、硅藻土、煅燒的硅藻土、滑石(水合硅酸鎂)、硅酸鋁、硅石(二氧化硅)、礬土(氧化鋁)、云母(水合硅酸鋁鉀)、葉蠟石(硅酸鋁氫氧化物)、珍珠巖、重晶石(硫酸鋇)、硅灰石(偏硅酸鈣)及其組合物。更優(yōu)選地，至少一種填料包括TiO₂、CaCO₃和/或粘土。

通常，填料的平均粒徑的范圍是約0.01至約50微米。例如，水性涂料組合物中所用的TiO₂顆粒通常具有約0.15至約0.40微米的平均粒徑。填料可以粉末或漿液形式加入到水性涂料組分中。水性涂料組分中存在的填料的量優(yōu)選為約5至約50重量％、更優(yōu)選為約10至約40重量％(即，填料的重量百分比基于涂料組分的總重量計)。

合適的顏料分散劑的實例為多元酸分散劑和疏水性共聚物分散劑。多元酸分散劑通常為多元羧酸，例如聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸，其部分或全部為其氨鹽、堿金屬鹽、堿土金屬鹽、銨鹽或低級烷基季銨鹽的形式。疏水性共聚物分散劑包括丙烯酸、甲基丙烯酸或馬來酸與疏水性單體的共聚物。在某些實施方案中，組合物包括聚丙烯酸類分散劑，例如Pigment Disperser N，其由BASF SE市售可得。

合適的增稠劑的實例包括疏水改性的環(huán)氧乙烷氨基甲酸酯(HEUR)聚合物、疏水改性的堿溶性乳液(HASE)聚合物、疏水改性的羥乙基纖維素(HMHECs)、疏水改性的聚丙烯酰胺及其組合物。HEUR聚合物為二異氰酸酯與用疏水性烴基封端的聚環(huán)氧乙烷的直鏈反應(yīng)產(chǎn)物。HASE聚合物為(甲基)丙烯酸的均聚物或(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯或用疏水性乙烯基單體改性的馬來酸的共聚物。HMHECs包括用疏水性烷基鏈改性的羥乙基纖維素。疏水改性的聚丙烯酰胺包括丙烯酰胺與用疏水性烷基鏈改性的丙烯酰胺(N-烷基丙烯酰胺)的共聚物。在某些實施方案中，涂料組合物包括疏水改性的羥乙基纖維素增稠劑。

消泡劑用于使在混合和/或應(yīng)用涂料組分期間的起泡最小化。合適的消泡劑包括有機(jī)消泡劑(例如礦物油、硅油)和基于二氧化硅的消泡劑。示例性的硅油包括聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性的聚硅氧烷及其組合物。示例性的消泡劑包括(可由BYK USA Inc.獲得)、系列的消泡劑(可由Evonik Industries獲得)、系列的消泡劑(可由Ashland Inc.獲得)及 NXZ(可由BASF Corporation獲得)。

合適的表面活性劑包括非離子型表面活性劑和陰離子型表面活性劑。非離子型表面活性劑的實例為具有約7至約18個碳原子的烷基和具有約6至約60個氧基亞乙基單元的烷基苯氧基聚乙氧基乙醇；長鏈羧酸的環(huán)氧乙烷衍生物；長鏈醇的類似的環(huán)氧乙烷縮合物，及其組合物。示例性的陰離子型表面活性劑包括磺基琥珀酸的銨鹽、堿金屬鹽、堿土金屬鹽和低級烷基季銨鹽；高級脂族醇的硫酸鹽；芳基磺酸鹽；烷基磺酸鹽；烷基芳基磺酸鹽及其組合物。在某些實施方案中，組合物包含非離子型烷基聚乙二醇表面活性劑，例如 TDA 8或 AT-18，由BASF SE市售可得。在某些實施方案中，組合物包含陰離子型烷基醚硫酸鹽表面活性劑，例如 FES 77，由BASF SE市售可得。在某些實施方案中，組合物包含陰離子型二苯醚二磺酸鹽表面活性劑，例如 DB-45，由Pilot Chemical市售可得。

可任選地?fù)饺氲谝煌苛辖M分中的其他合適的添加劑包括聚結(jié)劑(聚結(jié)劑(coalescent))、pH調(diào)節(jié)劑、殺生物劑、共溶劑和增塑劑、交聯(lián)劑(例如速凝劑，例如多胺如多亞乙基亞胺)、分散劑、流變改性劑、濕潤劑和鋪展劑、均化劑、導(dǎo)電性添加劑、助粘劑、防粘劑、防縮孔劑和防蠕變劑(anti-crawling agent)、防凍劑、腐蝕抑制劑、抗靜電劑、阻燃劑和膨脹添加劑、染料、光亮劑和熒光添加劑、UV吸收劑和光穩(wěn)定劑、螯合劑、清潔性添加劑、消光劑、濕潤劑、殺蟲劑、潤滑劑、增味劑、油、蠟和滑動助劑、去污劑、防染色劑(stain resisting agent)及其組合物。

在干燥期間有助于膜形成的合適的聚結(jié)劑包括乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二丙二醇單甲醚、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯及其組合物。

合適的pH調(diào)節(jié)劑的實例包括堿例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨基醇、單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、二異丙醇胺(DIPA)、1-氨基-2-丙醇(AMP)、氨及其組合物。

可摻入合適的殺生物劑以抑制在儲存期間涂料組合物中細(xì)菌和其他微生物的生長。示例性的殺生物劑包括2-[(羥甲基)氨基]乙醇、2-[(羥甲基)氨基]2-甲基-1-丙醇、鄰苯基苯酚、鈉鹽、1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(MIT)、5-氯代2-甲基和-4-異噻唑啉-3-酮(CIT)、2-辛基-4-異噻唑啉-3-酮(OIT)、4,5-二氯-2-正辛基-3-異噻唑酮，以及其可接受的鹽和組合物。合適的殺生物劑還包括抑制涂料中霉菌(mold)、霉(mildew)及其孢子生長的殺生物劑。防霉劑的實例包括2-(硫代氰基甲硫基)苯并噻唑、氨基甲酸3-碘代-2-丙炔丁基酯、2,4,5,6-四氯間苯二腈、2-(4-噻唑基)苯并咪唑、2-N-辛基4-異噻唑啉-3-酮、二碘甲基對-甲苯基砜，以及其可接受的鹽和組合物。在某些實施方案中，涂料組合物包含1,2-苯并異噻唑啉-3-酮或其鹽。這類殺生物劑包括BD20，由Arch Chemicals,Inc市售可得?？蛇x地，殺生物劑可以膜形式施用于涂層，并且市售可得的成膜殺生物劑為Zinc其由Arch Chemicals,Inc市售可得。

示例性的共溶劑和濕潤劑包括乙二醇、丙二醇、二乙二醇及其組合物。

示例性的交聯(lián)劑包括二酰肼(例如，己二酸、琥珀酸、草酸、谷氨酸或sebastic酸的二酰肼)。可使用二酰肼，例如，以使二丙酮丙烯酰胺或其他可交聯(lián)單體交聯(lián)。

在一些實施方案中，第一涂料組分可包括以下組分(基于第一涂料組分的總重量計)：水6.8-17.2重量％、丙二醇0.5-2.5％重量％、顏料分散劑0.4-0.85重量％、一種或多種聚合物分散劑(為55-65重量％的聚合物)37.8-41.3重量％、增塑劑0-1.0重量％、消泡劑0.3-1.4重量％、非離子型表面活性劑0-0.1重量％、增稠劑0.1-0.4重量％、二氧化鈦3.0-11.2重量％、氧化鋅0-3.4重量％、碳酸鈣27.7-33.7重量％、滑石或高嶺土0-18.3重量％、殺生物劑0.1-0.3重量％和氨0.1-0.3重量％。

第一涂料組分的體積固體百分比可為至少40％。例如，第一涂料組分的體積固體百分比可為至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％或至少75％。

第一涂料組分的重量固體百分比可為至少50％。例如，第一涂料組分的重量固體百分比可為至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％或至少80％。

第二涂料組分可包含絮凝劑。例如，第二涂料組分可為絮凝劑的水溶液或懸浮液。絮凝劑——有時稱為凝結(jié)劑——是使固體或半固體從溶液中沉淀出來的物質(zhì)，例如從膠乳分散體中沉淀出聚合物顆粒，或從水中沉淀出雜質(zhì)。示例性的絮凝劑是本領(lǐng)域中已知的，且包括帶電的聚合物(參見，例如，授予Warburton的美國專利第5,219,914號，其全部內(nèi)容在此以引用的方式納入本說明書中)和多價金屬鹽，包括合適的鋅鹽、鐵鹽、鈣鹽和鋁鹽(參見，例如，授予Cogliano的美國專利第3,823,024號，授予Kunishiga等人的美國專利第4,386,992號，授予Jordan的美國專利第4,571,415號和授予Dubble的美國專利第5,403,393號，以及授予Albu等人的美國專利申請公開第2004/0000329號，其全部內(nèi)容在此以引用的方式納入本說明書中)。在一些實施方案中，絮凝劑可包含CaCl₂。

第二涂料組分可包含有效量的絮凝劑，從而當(dāng)?shù)诙苛辖M分與第一涂料組分結(jié)合時，加入的絮凝劑降低了第一涂料組分中一種或多種聚合物分散體的穩(wěn)定性，使得涂料更快速地凝固。

第一涂料組分和第二涂料組分可以作為獨立的水性組合物(例如，在一套體系中作為雙組分水性涂料組合物的第一組分和第二組分)提供。第一涂料組分和第二涂料組分可共同施用(例如，同時或相繼地)于基底(例如，膜形式)上，并允許進(jìn)行干燥以形成干的涂層。在表面上，第一涂料組分和第二涂料組分如果單獨施用可能不能形成涂層，而第一涂料組分和第二涂料組分的組合則產(chǎn)生涂層。

通常，涂層通過將如本文中所述的雙組分水性涂料組合物的第一涂料組分和第二涂料組分施用于表面上形成，并使該涂層干燥以形成干的涂層。表面可以是，例如，PVC管、混凝土、磚、砂漿、瀝青、粒狀瀝青蓋板、地毯、顆粒、路面、吊頂板、運動器材表面、外部絕緣和拋光體系(EIFS)、車輛、噴涂聚氨酯泡沫表面、金屬、熱塑性聚烯烴表面、三元乙丙橡膠(ethylene-propylene diene monomer)(EPDM)表面、改性瀝青表面、屋頂、墻壁、儲油罐和其他涂層表面(在重新涂覆的情況下)。在一些實施方案中，表面可以是建筑表面。在一些實施方案中，表面可以是大體上水平的表面如屋頂表面。在一些實施方案中，表面可以是大體上垂直的表面如墻壁。在一些實施方案中，涂料組合物可被施用于地板以提供濕度控制，從而提供裂紋橋接特性。

第一涂料組分和第二涂料組分可通過任何合適的涂覆技術(shù)(包括噴涂、輥涂、刷涂或抹涂)施用于表面。第一涂料組分和第二涂料組分可根據(jù)特定應(yīng)用的需要以單個涂層或多個連續(xù)的涂層(例如，兩個涂層或三個涂層)施用。通常，將涂料組合物在環(huán)境條件下干燥。然而，在某些實施方案中，涂料組合物可通過例如加熱和/或通過在涂層上循環(huán)空氣來干燥。第一涂料組分可以與第二涂料組合物結(jié)合施用，以形成快速凝固的涂層。第二涂料組分可在施用第一涂料組分之前施用于表面、同時與第一涂料組分一起施用于表面，或在第一涂料組分施用于表面之后而干燥之前施用于表面。

在某些實施方案中，第一涂料組分和第二涂料組分同時施用于表面以進(jìn)行涂覆(例如，施用于建筑表面如屋頂或墻壁)。例如，第一涂料組分和第二涂料組分可以匯聚流或重疊流的形式進(jìn)行噴涂，當(dāng)它們施用于表面時混合。在這些實施方案中，可使用配備有噴涂第一涂料組分(例如聚合物分散體)和第二涂料組分(例如絮凝劑)的機(jī)器將第一涂料組分和第二涂料組分同時施用于表面上，從而使得噴涂區(qū)域重疊。合適的機(jī)器包括：包括兩個可調(diào)節(jié)的單獨的噴槍，以使得兩個單獨的噴槍的噴涂區(qū)域重疊的應(yīng)用系統(tǒng)，以及包括具有兩個單獨的噴嘴(具有重疊的噴涂區(qū)域)的單個噴槍的應(yīng)用系統(tǒng)(例如，配備有外部混合的噴槍，可由Binks Manufacturing Co.,Franklin Park,Illinois獲得)?？蛇x地，可使用配備有在應(yīng)用之前內(nèi)部混合第一涂料組分與第二涂料組分的單獨的噴霧器來同時施用第一涂料組分和第二涂料組分。

在某些實施方案中，使用包括單個噴槍(具有第一噴嘴和第二噴嘴)的噴涂系統(tǒng)將第一涂料組分和第二涂料組分同時施用于表面，流動地連接在第一噴嘴和第一溶液存儲器之間的第一泵用于在第一流體壓力下將第一涂料組分輸送至第一噴嘴，且流動地連接在第二噴嘴與第二溶液存儲器之間的第二泵用于在第二流體壓力下將第二涂料組分輸送至第二噴嘴。這類噴涂系統(tǒng)是本領(lǐng)域已知的。參見，例如，授予Smith的美國專利申請公開第2007/0186813號和第2010/0173089號，其全部內(nèi)容在此以引用的方式納入本說明書中。

在一些實施方案中，第一涂料組分可在粘度為至少50cP(例如，至少100cP、至少500cP、至少1,000cP、至少2,000cP、至少5,000cP、至少10,000cP、至少12,000cP、至少15,000cP、至少20,000cP、至少25,000cP、至少30,000cP或至少35,000cP)下施用，所述粘度在20℃下使用帶有#3轉(zhuǎn)子的Brookfield RV粘度計在2rpm下測得。在一些實施方案中，第一涂料組分可在粘度為40,000cP或更小(例如，35,000cP或更小、30,000cP或更小、25,000cP或更小、20,000cP或更小、15,000cP或更小、12,000cP或更小、10,000cP或更小、5,000cP或更小、2,000或更小、1,000cP或更小、500cP或更小或者100或更小)下施用，所述粘度在20℃下使用帶有#3轉(zhuǎn)子的Brookfield RV粘度計在2rpm下測得。

第一涂料組分可在粘度范圍為以上所描述的最小值中的任一個至以上所描述的最大值中的任一個下施用。例如，在一些實施方案中，第一涂料組分可在粘度為50cP至40,000cP下施用，所述粘度在20℃下使用帶有#3轉(zhuǎn)子的Brookfield RV粘度計在2rpm下測得。在一些實施方案中，第一涂料組分的粘度可為500至30,000cP、1,000至12,000cP、2,000至12,000cP、2,000至8,000cP或2,000至5,000cP。

在一些實施方案中，第二涂料組分中絮凝劑的干重與第一涂料組分中聚合物的干重的重量比為0.1:16至5:16。聚合物的重量比基于第一組分中聚合物的總干重計，且在其中第一涂料組分包括兩種聚合物的情況下為第一聚合物和第二聚合物的總干重。在一些實施方案中，重量比可為0.1:16或更大、0.3:16或更大、0.5:16或更大、1:16或更大、1:8或更大、3:16或更大，或者1:4或更大。在一些實施方案中，重量比可為5:16或更小、1:4或更小、3:16或更小、1:8或更小、1:16或更小、0.5:16或更小，或者0.3:16或更小。在一些實施方案中，重量比可為0.1:16至5:16、0.3:16至4:16、0.5:16至3:16或1:16至3:16。在一些實施方案中，重量比可為1:16至5:16。

所得涂層的厚度可根據(jù)涂料的應(yīng)用而變化。例如，涂層的干厚度可為至少10mils(例如，至少15mils、至少20mils、至少25mils、至少30mils或至少40mils)。在一些情況下，涂層的干厚度小于100mils(例如，小于90mils、小于80mils、小于75mils、小于60mils、小于50mils、小于40mils、小于35mils或小于30mils)。在一些實施方案中，涂層的干厚度在10mils和100mils之間。在某些實施方案中，涂層的干厚度在10mils和40mils之間。

第一涂料組分和第二涂料組分可作為膜施用，干燥，進(jìn)行加速風(fēng)化過程以使模擬延長的暴露范圍為1000小時或更多，然后在-26℃(或-18℃)下進(jìn)行ASTM D 6083-05中所闡述的芯軸彎曲試驗。在一些實施方案中，本文中所描述的第一涂料組分和第二涂料組分當(dāng)以組合物形式作為膜施用、干燥并風(fēng)化時，在-26℃下通過STM D 6083-05中所闡述的芯軸彎曲試驗。在一些實施方案中，本文中所描述的第一涂料組分和第二涂料組分當(dāng)以組合物形式作為膜施用、干燥并風(fēng)化時，在-18℃下通過STM D 6083-05中所闡述的芯軸彎曲試驗。

由本文中所描述的第一涂料組分和第二涂料組分所形成的涂層的斷裂伸長率可根據(jù)ASTM D-2370測得。通常，在至少14天的干燥周期后，涂層顯示出的斷裂伸長率為至少90％(例如，至少95％、至少100％、至少110％、至少120％、至少130％、至少140％、至少150％、至少160％、至少170％、至少180％、至少190％或至少200％)，所述斷裂伸長率根據(jù)ASTM D-2370測得。在一些實施方案中，在1000的加速風(fēng)化后，涂層顯示出的斷裂伸長率為至少90％(例如，至少95％、至少100％、至少110％、至少120％、至少130％、至少140％、至少150％、至少160％、至少170％、至少180％、至少190％或至少200％)，所述斷裂伸長率根據(jù)ASTM D-2370測得。

由本文中所描述的第一涂料組分和第二涂料組分所形成的涂層的拉伸強(qiáng)度可根據(jù)ASTM D-2370測得。通常，在至少14天的干燥周期后，涂層顯示出的拉伸強(qiáng)度為至少140psi(例如，至少150psi、至少160psi、至少170psi、至少180psi、至少190psi、至少200psi、至少210psi、至少220psi或至少225psi)，所述拉伸強(qiáng)度根據(jù)ASTM D-2370測得。在一些實施方案中，在1000的加速風(fēng)化后，涂層顯示出的拉伸強(qiáng)度為至少140psi(例如，至少150psi、至少least 160psi、至少170psi、至少180psi、至少190psi、至少200psi、至少210psi、至少220psi或至少225psi)，所述拉伸強(qiáng)度根據(jù)ASTM D-2370測得。

在某些實施方案中，由本文中所描述的第一涂料組分和第二涂料組分所形成的涂層是彈性屋頂涂料。在某些實施方案中，涂料通常將滿足ASTM D6083-05——標(biāo)題為“Standard Specification for Liquid Applied Acrylic Coating Used in Roofing”——的要求。在特定的實施方案中，在1000小時的加速風(fēng)化后，涂層根據(jù)ASTM D-2370的拉伸強(qiáng)度大于200psi且斷裂伸長率大于100％。

以下實施例旨在進(jìn)一步說明本文中所描述的方法和組合物的某些方面，且并不旨在限制權(quán)利要求的范圍。

實施例

雙組分快速固化的涂料組合物

在測試之前，分別制備雙組分涂料組合物的第一涂料組分和第二涂料組分。

使用下表1中所列的成分制備第一涂料組分。具體而言，將11.13-15.55wt％的水、1.11-1.55wt％的聚結(jié)劑、0.38-0.61wt％的分散劑、0.11-0.16wt％的殺生物劑、5.56-7.77wt％的二氧化鈦和13.35-13.94wt％的三水合鋁合并起來并在高速下混合直至均勻狀態(tài)。

向該混合物中加入42.66-59.60wt％的聚合物分散體、0.10-0.14wt％的氨、0.37-0.52wt％的消泡劑以及0.04-0.07wt％的增稠劑與0.16-0.28wt％的丙二醇的預(yù)混漿料。將所述成分混合直至均勻狀態(tài)。所述聚合物分散體與第一丙烯酸聚合物的水性分散體和第二丙烯酸聚合物的水性分散體的混合物的重量比為2:1。第一丙烯酸聚合物為Tg為-6℃的丙烯酸聚合物，其衍生自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸、二丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼。第二丙烯酸聚合物為：(i)T_g為-28℃的丙烯酸聚合物，其衍生自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁基酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸、二丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼；或(ii)T_g為-28℃的丙烯酸聚合物，其衍生自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁基酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸和甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM)。

所得第一涂料組分為59重量％固體且pH為8.5-9.0。第一涂料組分的粘度為330-378cP，如通過Brookfield粘度計(#3轉(zhuǎn)子在50rpm下)測定。

表1

第二涂料組分是通過將192g絮凝劑與1L水混合而制得的絮凝劑溶液。

第一涂料組分和第二涂料組分使用雙噴嘴噴霧器共同噴涂到垂直取向的高密度聚乙烯片材上。組分A與組分B的比例以濕基計為10:1。噴涂雙組分體系至最高達(dá)80mil厚度。將雙組分體系粘附在基底的表面上，未看見涂料流出。此外，可在幾分鐘內(nèi)輕輕地觸摸涂層而未造成涂層表面的涂料轉(zhuǎn)移(僅是水)或損壞。所得涂層的特性詳細(xì)描述于下表2中。通常，這些涂層的厚度為20-50mils(干膜厚度)。

在14天后且在氙弧老化試驗機(jī)中進(jìn)行1000小時的加速風(fēng)化后，由以上所述的雙組分體系所形成的膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率根據(jù)ASTM D-2370-98(2010)——標(biāo)題為“Standard Test Method for Tensile Properties of Organic Coatings”，其全部內(nèi)容在此以引用的方式納入本說明書中——中所述的方法測定。

由以上所述的雙組分體系形成的膜對鋼基底和泡沫基底的濕粘附力和干粘附力使用ASTM C-794(2010)——標(biāo)題為“Standard Test Method for Adhesion-in-Peel of Elastomeric Joint Sealants”，其全部內(nèi)容在此以引用的方式納入本說明書中——中所述的方法的修改版本測定。將ASTM C-794中所述的方法按照以下修改，從而適應(yīng)雙組分體系的快速固化性質(zhì)。具體而言，這些方法是在進(jìn)行測試的材料的兩個涂層之間使用嵌入的稀松布夾層。修改ASTM C-794中描述的方案，從而使得通過將雙組分體系噴涂到基底上來形成進(jìn)行測試的材料的第一涂層(該涂層與基底接觸)，同時通過僅在嵌入的稀松布上噴涂第一涂料組分來形成進(jìn)行測試的材料的第二涂層(該涂層被施用在稀松布上)。所述方法的所有其他方面與ASTM C-794中所述的那些一致。

由以上所述的雙組分體系形成的膜的水蒸氣透過量根據(jù)ASTM D1653-13——標(biāo)題為“Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Organic Coating Films”，其全部內(nèi)容在此以引用的方式納入本說明書中——中描述的方法，以及ASTM E96/E96M-14——標(biāo)題為“Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials”，其全部內(nèi)容在此以引用的方式納入本說明書中——中描述的兩種方法測定。使用倒置的perm杯(測試方法B)產(chǎn)生了ASTM D1653中報道的數(shù)值。使用干杯/去濕的方法產(chǎn)生了ASTM E96(方法A)中報道的數(shù)值。使用濕杯/濕法產(chǎn)生了ASTM E96(方法B)中報道的數(shù)值。

在14天后且在氙弧老化試驗機(jī)中1000小時的加速風(fēng)化后，由以上所述的雙組分體系形成的膜的彈性根據(jù)ASTM D522/D522M-13——標(biāo)題為“Standard Test Methods for Mandrel Bend Test of Attached Organic Coatings”，其全部內(nèi)容在此以引用的方式納入本說明書中——中描述的方法測試。在1000小時的加速風(fēng)化后，膜通過ASTM D522中所闡述的彈性測試(在-18℃的溫度下，0.5英寸的芯軸彎曲)。

表2

所附權(quán)利要求書的組合物、產(chǎn)物和方法并不限于本文中所描述的具體的組合物、產(chǎn)物和方法的范圍，其旨在說明本權(quán)利要求書的一些方面，并且功能上等效的任何組合物、產(chǎn)物和方法旨在落入本權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。除本文中所示出和所描述的那些之外，所述組合物、產(chǎn)物和方法的各種變型旨在落入所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。此外，雖然僅具體描述了某些有代表性的組合物材料和本文中所公開的方法步驟，但所述組合物材料和方法步驟的其他組合也旨在落入所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，即使并未具體地敘述。因此，本文中明確提及了步驟、元件、組分和成分的組合；然而，還包括步驟、元件、組分和成分的其他組合，即使并未明確地闡述。本文中所用的術(shù)語“包含(comprising)”及其變型與術(shù)語“包括(including)”及其變型同義使用，并且是開放的、非限制性的術(shù)語。雖然術(shù)語“包含”和“包括”在本文中已用于描述各種實施方案，但是可使用術(shù)語“基本上由…組成”和“由…組成”來代替“包含”和“包括”，以提供更多具體的實施方式并且其也被公開。