Быстросохнущая, стойкая в хранении водная композиция для нанесения покрытия, включающая фосфорнокислотный полимер

Быстросохнущая, стойкая в хранении водная композиция для нанесения покрытия, включающая фосфорнокислотный полимер

Реферат

Настоящее изобретение относится к быстросохнущим водным композициям для применения в дорожно-маркировочной краске, включающим водный связующий компонент, включающий один или несколько сополимеров с фосфорнокислотными функциональными группами, и к разметке проезжей части, выполняемой с использованием таких композиций. Более конкретно настоящее изобретение относится к быстросохнущим водным композициям, включающим анионно стабилизированное связующее вещество, включающее полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами и полифункциональный аминовый компонент, одно или несколько летучих оснований и одно или несколько фосфорнокислотных поверхностно-активных веществ.

Водные краски для дорожной разметки являются необходимыми заменителями красок на основе растворителей для дорожной разметки для того чтобы уменьшить негативное воздействие летучих органических соединений (ЛОС) на окружающую среду и на безопасность рабочих. Однако водные краски для дорожной разметки сохнут не так быстро, как краски для дорожной разметки на основе растворителей, и проблема с неадекватной скоростью высыхания становится особенно трудно разрешимой при применениях в условиях высокой влажности, а также низкой температуры или при слабом ветре, наподобие тех, которые встречаются при нанесении дорожной разметки летом или в тропическом климате.

В опубликованной заявке US №2005/0222299 А1, поданной Garzon, описаны водные композиции для нанесения покрытий, содержащие пигмент и водный эмульсионный сополимер, обладающий температурой стеклования (Tg) от -20 до 60°С и включающий в виде полимеризованных звеньев по меньшей мере один этиленовоненасыщенный неионогенный мономер, например алкил(мет)акрилат, и от 0,1 до 10 мас.% в пересчете на сухую массу сополимера этиленовоненасыщенного фосфатного мономера или его соли. Водные композиции по Garzon образуют покрытия, обладающие необходимой стойкостью к царапанию. Однако композиции по Garzon не демонстрируют достаточно короткого времени высыхания для применения при выполнении дорожной разметки, преимущественно в условиях высокой влажности. Более того покрытия по Garzon не демонстрируют необходимой стойкости к смыву водой для того чтобы их считать приемлемыми для применения при выполнении дорожной разметки.

При создании настоящего изобретения была предпринята попытка решить проблему создания композиции с низким содержанием ЛОС, которая является быстросохнущей, износостойкой и обладает стабильной вязкостью и которая может быть использована для выполнения дорожной разметки в условиях высокой влажности.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением быстросохнущие водные композиции включают (I) один или несколько анионно стабилизированных связующих веществ, содержащих полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами, обладающий температурой стеклования (Tg) в интервале от -30 до 60°С, и полифункциональный аминовый компонент, (II) одно или несколько летучих оснований в количестве, достаточном для стабилизации композиции по меньшей мере частичным депротонированием полифункционального амина, и (III) одно или несколько фосфорнокислотных поверхностно-активных веществ, таких как алкилэтоксилированный фосфат.Количество летучего основания должно быть достаточным для депротонирования от 20 до 100 мольных % аминовых функциональных групп у полифункционального аминового компонента.

Анионно стабилизированное связующее вещество включает полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами, который стабилизируют против взаимодействия с полифункциональным аминовым компонентом депротонированием этого полифункционального аминового компонента. Полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами и полифункциональный аминовый компонент могут включать часть одного и того же полимера или могут представлять собой самостоятельные вещества в смеси в одном компоненте, включающем летучий амин, или могут существовать в виде отдельных компонентов для нанесения.

Полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами может представлять собой любой один или несколько полимеров с фосфорнокислотными функциональными группами или любой такой полимер, содержащий одну или несколько функциональных групп, выбранных из карбоновых кислот, их солей, ангидридов, их солей, альдегидов, амидов, аминовых функциональных групп, в дополнение к любой из вышеуказанных функциональных групп, их смесей и их сочетаний.

Полифункциональный аминовый компонент может представлять собой любой один или несколько полимеров, выбранных из полимеров, содержащих боковую аминовую функциональную группу, и виниламиновых полимеров, эмульсионных гидрофобных полиаминовых функциональных полимеров, их сополимеров, дополнительно содержащих фосфорнокислотные функциональные группы, и их смесей.

Одно или несколько летучих оснований, например летучий амин, содержится в количествах, достаточных для повышения рН до 7,5 или выше и для гарантии того, что полифункциональный аминовый компонент находится по меньшей мере частично в неионогенном состоянии (депротонирован), т.е. по меньшей мере 20 мольных % аминогрупп в полифункциональном аминовом компоненте депротонированы.

В другом варианте быстросохнущие водные композиции могут включать двухкомпонентные композиции. Двухкомпонентные быстросохнущие водные композиции включают связующий компонент анионно стабилизированного связующего вещества, необязательно полифункциональный аминовый компонент и одно или несколько летучих оснований в количестве, достаточном для по меньшей мере частичной стабилизации композиции депротонированием полифункционального амина, а также адсорбентный компонент, необязательно совместно с полифункциональным аминовым компонентом в качестве второго компонента, если он не включен в связующий компонент.

Объектом настоящего изобретения являются также покрытия и разметка проезжей части, равно как и способы их выполнения из быстросохнущих водных композиций. Эти способы включают нанесение композиций на подложку, включая, например, дорогу, и сушку с получением тонкого слоя.

Все приводимые интервалы являются включающими и сочетающимися. Так, например, доля сополимеризованного мономера, которая находится в интервале от 0,05 мас.% или больше и которая может находиться в интервале до 5 мас.%, предпочтительно до 2,5 мас.%, более предпочтительно 1 мас.% или больше или более предпочтительно до 2 мас.% в пересчете на сухую массу сополимера, охватывает, по-видимому, пропорции сополимеризованного мономера от 0,05 до 5 мас.% или от 0,05 до 1 мас.%, или от 0,05 до 3,0 мас.%, или от 0,05 до 2,5 мас.%, или от 1 до 5 мас.%, или от 1 до 2 мас.%, или от 1 до 2,5 мас.%.

Во всех случаях, если не указано иное, все единицы давления относятся к давлению в нормальных условиях, а все единицы температуры относятся к комнатной температуре (~25°С).

Все выражения, содержащие круглые скобки, относятся к любому заключенному в этим скобки материалу или взаимоисключающе говорят либо о его присутствии, либо о его отсутствии. Так, например, понятие "(мет)акрилат" охватывает либо акрилат, либо метакрилат; подобным же образом понятие "(со)полимер" взаимоисключающе относится к полимеру, сополимеру, тройному сополимеру, четверному полимеру, пятерному полимеру или т.д.

Используемое в настоящем описании понятие "средний размер частиц" означает размер частиц, который определяют КГРФ (капиллярное гидродинамическое разделение на фракции) с помощью прибора Matec CHDF-2000 (фирма Matec Applied Sciences, Нортборо, шт.Миннесота) или по светорассеиванию (СР) с помощью анализатора размера частиц BI-90 фирмы Brookhaven Instruments Corp.(Холтсвилл, шт.Нью-Йорк).

Используемое в настоящем описании понятие "компонент" относится к любой композиции, включающей указанный компонент. Так, например, полифункциональный аминовый компонент может представлять собой один полимер, он может включать два полимера или он может включать водную дисперсию полимера, который также обладает фосфорнокислотными функциональными группами и карбоксильными функциональными группами.

Используемое в настоящем описании понятие "быстросохнущая водная композиция" относится к композиции, которая, когда ее наносят на подложку, образует тонкий слой, полностью высыхающий таким образом, что ее тонкий слой, представляющий собой мокрое покрытие толщиной 330 мкм, при 90-процентной относительной влажности и 23°С демонстрирует время полного высыхания меньше двух часов. Понятие "быстросохнущая композиция водного связующего вещества" относится к композициям, которые, когда их наносят на подложку, образуют тонкий слой, демонстрирующий время полного высыхания, согласующееся с определением "быстросохнущие"; таким образом, однокомпонентные быстросохнущие водные композиции включают быстросохнущие водные анионно стабилизированные связующие вещества и летучее основание.

Используемое в настоящем описании понятие "(мет)акрилат" означает акрилат, метакрилат и их смеси, а понятие "(мет)акриловый", используемое в настоящем описании, означает акриловый, метакриловый и их смеси.

Используемое в настоящем описании выражение "среднечисленная молекулярная масса по ГПХ" во всех случаях, если не указано иное, относится к среднечисленной молекулярной массе, которую определяют гельпроникающей хроматографией (ГПХ) относительно полиакриловой кислоты (ПАК) как стандарта сополимера, который гидролизуют в КОН. ГПХ подробно описана на с.4, в главе I работы The Characterization of Polymers, опубликованной на фирме Rohm и Haas Company, Филадельфия, шт.Пенсильвания, в 1976 г., ее осуществляют с использованием полиметилметакрилата в качестве стандарта.

Используемое в настоящем описании понятие "дорога" охватывает любую внутренюю или внешнюю твердую поверхность, по которой передвигаются или могут постоянно или периодически передвигаться пешеходы, непрерывно движущиеся транспортные средства, тракторы или самолеты. Некоторые неограничивающие примеры "дороги" включают автомагистрали, улицы, подъездные пути, пешеходные дорожки, дорожки, рулежные зоны, зоны щебеночного покрытия, парковочные участки.

Используемое в настоящем описании понятие "Tg" или "температура стеклования" полимера во всех случаях, если не указано иное, относится к значению Tg полимера, рассчитываемому с использованием уравнения Фокса (Fox) (Т.О. Fox, Bull. Am. Physics Soc., том 1, выпуск №3, с.123 (1956)). Значение Tg различных гомополимеров можно найти, например, в работе Polymer Handbook под редакцией J.Brandrup и Е.Н. Immergut, Interscience Publishers.

Используемое в настоящем описании понятие "летучее органическое соединение" (ЛОС) определяют как углеродсодержащее соединение, которое обладает точкой кипения под атмосферным давлением ниже 280°С.

Используемая в настоящем описании аббревиаутра "мас.%" указывает на массовый процент.

Быстросохнущие водные композиции анионно стабилизированного связующего вещества, содержащие полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами и полифункциональный аминовый компонент, летучее основание в количестве, достаточном для стабилизации анионно стабилизированного связующего вещества, и одно или несколько фосфорнокислотных поверхностно-активных веществ, образуют композиций для нанесения покрытий со стабильной вязкостью, обладающих более коротким временем высыхания, чем известные в настоящее время композиции. Кроме того, быстросохнущие водные композиции обладают улучшенной адгезией в мокром состоянии к стеклу и улучшенной кроющей способностью.

Полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами и полифункциональный аминовый компонент анионно стабилизированного связующего вещества могут включать часть того же сополимера или могут включать самостоятельные вещества в смеси, или могут включать самостоятельные вещества в двух отдельных компонентах.

Полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами может представлять собой любой один или несколько полимеров с фосфорнокислотными функциональными группами, обладающих температурой стеклования (Tg) в интервале от -30 до 60°С, предпочтительно от 0 или выше до 50°С или ниже. Полимер с фосфорнокислотными функциональными группами может обладать среднечисленной молекулярной массой в интервале от 1000 до 1000000, предпочтительно от 10000 до 800000.

Приемлемые количества фосфорнокислотных групп в полимере с фосфорнокислотными функциональными группами могут находиться в интервале от 0,03 или больше и до 5 мас.%, предпочтительно до 3 мас.%, более предпочтительно 1 мас.% или больше, или более предпочтительно до 2,5 мас.% в пересчете на сухую массу связующего вещества. Более того полимер с фосфорнокислотными функциональными группами может включать дополнительные функциональные группы, выбранные из карбоновых кислот, их солей, ангидридов, их солей, альдегидов, амидов, любые из вышеуказанных функциональных групп и, кроме того, аминовые функциональные группы, их смеси и их сочетания.

Полимер с фосфорнокислотными функциональными группами может быть выбран из любого пленкообразующего полимера, содержащего фосфорнокислотные функциональные группы, а в предпочтительном варианте полимера, дополнительно содержащего функциональные группы, которые являются анионными, такие как, например, карбоновые кислоты, ангидриды, альдегиды и амиды. Полимер с фосфорнокислотными функциональными группами анионно стабилизированного связующего вещества стабилизируют поверхностно-активными веществами, включая анионогенные поверхностно-активные вещества, неионогенные поверхностно-активные вещества и смеси анионогенных и неионогенных поверхностно-активных веществ.

Полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами может представлять собой любой один или несколько полимеров с фосфорнокислотными функциональными группами, такой как полимер, содержащий одну или несколько функциональных групп, выбранных из карбоновой кислоты, ангидрида, любой их соли, альдегида, амида, амина, их смесей и их сочетаний, или полимер, стабилизированный анионогенным поверхностно-активным веществом или диспергатором.

Полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами может включать фосфорнокислотные группы в количестве от 0,03 до 5 мас.%, предпочтительно до 3,0 мас.%, или 1 мас.% или больше, или 2,0 мас.% или меньше в пересчете на сухую массу связующего компонента. Если содержание фосфорнокислотных групп составляет меньше 1 мас.% от полимерного компонента с фосфорнокислотными функциональными группами, который включает фосфорнокислотные группы, то композиция может сохнуть более медленно, чем требуется.

Приемлемые полимеры с фосфорнокислотными функциональными группами дополнительно включают в виде полимеризованных звеньев от 0 до 10 мас.% α, (-этиленовоненасыщенных алифатических карбоновых (двухосновных)кислот или ангидридов в качестве мономеров, их амидов, их солей или α, (-этиленовоненасыщенных альдегидных мономеров в пересчете на сухую массу полимерного связующего вещества, например до 2,5 мас.%, а предпочтительно 0,1 мас.% или больше. Полимеры с фосфорнокислотными функциональными группами, полученные поликонденсацией, могут включать от 0 до 10 мас.% карбоксильных или ангидридных функциональных групп, их амидов или их солей, или альдегидных функциональных групп в пересчете на сухую массу полимерного связующего вещества.

Приемлемые полимеры с фосфорнокислотными функциональными группами могут дополнительно содержать в виде полимеризованных звеньев от 0 до 5,0 мас.%, в частности 0,1 мас.% или больше, или предпочтительно до 3,0 мас.% в виде полимеризованных звеньев один или несколько полиэтиленовоненасыщенных мономеров в пересчете на общую массу мономеров, используемых для получения полимера. Поддержание достаточно низкой концентрации поперечных сшивок содействует гарантии того, чтобы в случаях эмульсионных полимеров отсутствовало препятствие эффективному пленкообразованию.

В вариантах, в которых полифункциональный аминовый компонент и полимерный компонент с фосфорнокислотными функциональными группами составляют часть того же сополимера, полимер с фосфорнокислотными функциональными группами может дополнительно содержать в виде полимеризованных звеньев до 10 мас.%, например до 7,5 мас.%, а предпочтительно 0,1 мас.% или больше, или предпочтительнее до 5,0 мас.% в пересчете на сухую массу связующего компонента одного или нескольких моноэтиленовоненасыщенных мономеров с функциональными аминогруппами.

Примеры полимера с фосфорнокислотными функциональными группами охватывают сополимер, полученный ступенчатой полимеризацией, образованный в виде полимеризованных звеньев с участием от 0,05 до 5 мас.% в пересчете на сухую массу связующего компонента одного или нескольких этиленовоненасыщенных фосфорнокислотных мономеров, а также полимеры, содержащие боковые фосфорнокислотные группы, т.е. ковалентно связанные с полимерной главной цепью. Один пример приемлемого полимера с фосфорнокислотными функциональными группами может включать, в частности, полимерные связующие вещества, содержащие в виде сополимеризованных звеньев 55 мас.% бутилакрилата, 2,6 мас.% фосфоэтилметакрилата и 42,4 мас.% метилметакрилата, полученные в соответствии со способами по заявке US №2005/0222299 А.

В предпочтительном варианте сополимеры с фосфорнокислотными функциональными группами получают полимеризацией I) одного или нескольких моноэтиленовоненасыщенных фосфорнокислотных мономеров или способных сополимеризоваться этиленовоненасыщенных полимеров с боковыми фосфорнокислотными группами, II) одного или нескольких неионогенных моноэтиленовоненасыщенных мономеров, выбранных из (мет)акриловых, стирол/(мет)акриловых и винилацетат/акриловых мономеров, III) одного или нескольких моноэтиленовоненасыщенных карбоновокислотных или ангидридных мономеров, или их солей и необязательно IV) одного или нескольких моноэтиленовоненасыщенных содержащих аминогруппы мономеров.

Приемлемые для получения полимера с фосфорнокислотными функциональными группами моноэтиленовоненасыщенные фосфорнокислотные мономеры могут находиться в кислотной форме или в виде соли фосфорнокислотных групп. Примеры приемлемых моноэтиленовоненасыщенных фосфорнокислотных мономеров включают любые из отвечающих формулам:

в которых R обозначает органическую группу, включая акрилокси-, метакрилокси- и винильную группы; а значения R' и R” независимо выбирают из Н и второй органической группы. Вторая органическая группа может быть насыщенной или ненасыщенной.

Приемлемые моноэтиленовоненасыщенные фосфорнокислотные мономеры включают мономеры с первичными фосфатными функциональными группами, такие как первичные фосфатные эфиры спирта, у которых спирт также содержит способную полимеризоваться винильную или олефиновую группу, такие как аллилфосфат, моно- и дифосфат бис-(гидроксиметил)фумарата и итаконата, производные эфиров (мет)акриловой кислоты, такие как, например, фосфаты гидроксиалкил(мет)акрилатов, включая 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 3-гидроксипропил(мет)акрилаты и т.п.Другие приемлемые моноэтиленовоненасыщенные фосфорнокислотные мономеры включают мономеры с фосфонатными функциональными группами, такие как винилфосфорная кислота, аллилфосфорная кислота, 2-акриламидо-2-метилпропанфосфорная кислота, -фосфоностирол, 2-метилакриламидо-2-метилпропанфосфорная кислота. Другие подходящие моноэтиленовоненасыщенные мономеры с фосфорнокислотными функциональными группами представляют собой 1,2-этиленовоненасыщенные (гидрокси)фосфинилалкил(мет)акрилатные мономеры, такие как (гидрокси)фосфинилметилметакрилат. Предпочтительные моноэтиленовоненасыщенные фосфорнокислотные мономеры представляют собой первичные фосфатные мономеры, которые включают 2-фосфоэтил(мет)акрилат, 2-фосфопропил(мет)акрилат, 3-фосфопропил(мет)акрилат и 3-фосфо-2-гидроксипропил(мет)акрилат.

В одном варианте полимеры с фосфорнокислотными функциональными группами, содержащие боковые фосфорнокислотные группы, или дополнительные сомономеры, используемые для получения таких полимеров, содержащих боковые фосфорнокислотные группы, готовят получением полимера-предшественника, содержащего боковую первую сореагентную группу, которая способна взаимодействовать с соединением, содержащим вторую сореагентную группу и фосфорнокислотную группу. Приемлемые первые сореагентные группы у полимера-предшественника представляют собой гидроксильные, эпокси, ацетоацетокси и изоцианатные группы. Так, например, полимер-предшественник может быть получен с использованием гидроксиалкил(мет)акрилата, глицидил(мет)акрилата, ацетоацетокси(мет)акрилата или α,α-диметил-мета-изопропенилбензилизоцианата. Приемлемые вторые сореагентные группы у соединения, содержащего вторую сореагентную группу и фосфорнокислотную группу, представляют собой аминогруппы, гидроксильные и фосфорный ангидрид. По другому варианту полимер-предшественник с гидроксильными функциональными группами может быть введен в реакцию с полифосфорной кислотой с получением органического полимера с внутренними боковыми фосфорнокислотными группами. Таким образом, полимер-предшественник с изоцианатными или ацетоацетокси функциональными группами может быть введен в реакцию с фосфонатом с аминовой функциональной группой, таким как глифозат, с получением органического полимера с внутренними боковыми фосфорнокислотными группами. Полученный полимер, если он обладает концевой моноэтиленовоненасыщенной группой, может быть в дальнейшем сополимеризован с одним или несколькими сомономерами, выбранными из моноэтиленовоненасыщенных неионогенных мономеров, моноэтиленовоненасыщенных карбоновокислотных мономеров, моноэтиленовоненасыщенных аминовых мономеров и их смесей.

Приемлемые моноэтиленовоненасыщенные карбоновокислотные, ангидридные или амидные мономеры для получения сополимеров с фосфорнокислотными функциональными группами могут включать, например, этиленовоненасыщенные карбоновокислотные мономеры, такие как, в частности, акриловая кислота, метакриловая кислота, кротоновая кислота, итаконовая кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, малеиновый ангидрид, монометилитаконат, монометилфумарат, монобутилфумарат и малеиновый ангидрид; их соли, например акрилат натрия; (мет)акриламид, замещенные (мет)акриламиды, такие как N-алкил(мет)акриламиды и N,N-диалкил(мет)акриламиды; и N-метилол(мет)акриламид. Предпочтительные моноэтиленовоненасыщенные карбоновокислотные мономеры представляют собой (мет)акриловую кислоту, итаконовую кислоту, фумаровую кислоту и малеиновую кислоту.

Приемлемые для получения сополимеров с фосфорнокислотными функциональными группами ступенчатой полимеризацией моноэтиленовоненасыщенные мономеры могут включать такие мономеры, как, например, (мет)акриловые эфиры как мономеры, включая, в частности, (цикло)алкил(мет)акрилаты с C₁ по С₃₀, такие как, в частности, метил(мет)акрилат, этилметакрилат, бутил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат, децилакрилат, лаурил(мет)акрилат, изодецил(мет)акрилат; (мет)акриламид, замещенные (мет)акриламиды, такие как N-алкил(мет)акриламиды и N,N-диалкил(мет)акриламиды; этилен; пропилен; стирол и замещенные стиролы; бутадиен; виниловые сложные эфиры, такие как винилацетат и винилбутират; винилхлорид, винилтолуол и винилбензофенон; (мет)акрилонитрил и винилиденгалогениды, такие как винилиденхлорид. В предпочтительном варианте сополимеры с фосфорнокислотными функциональными группами, получаемые ступенчатой полимеризацией, готовят из бутилакрилата, этилакрилата, этилгексил(мет)акрилата, метил(мет)акрилата, стирола, смесей стирола и бутадиена и их смесей.

Приемлемые для получения ступенчатой полимеризацией сополимеров с фосфорнокислотными функциональными группами моноэтиленовоненасыщенные мономеры с аминовыми функциональными группами, которые дополнительно содержат полифункциональный аминовый компонент, могут включать, например, содержащие аминогруппу мономеры, пригодные для получения полифункциональных аминов, как это изложено ниже.

Приемлемые для получения ступенчатой полимеризацией сополимеров с фосфорнокислотными функциональными группами полиэтиленовоненасыщенные мономеры могут включать, например, те, которые содержат две или больше этиленовоненасыщенных связей, такие как аллил(мет)акрилат, диаллилфталат, гликольди(мет)акрилаты, такие как, например, 1,2-этиленгликольди(мет)акрилат, 1,4-бутиленгликольди(мет)акрилат, 1,6-гександиолди(мет)акрилат; и дивинилбензол.

Полифункциональный аминовый компонент может включать любой один или несколько полимеров с аминовыми функциональными группами, обладающих средневесовой молекулярной массой 1000 или больше. Соответственно, полифункциональный аминовый компонент может представлять собой любой один или несколько полимеров, выбранных из полимеров, содержащих боковую аминовую функциональную группу, и виниламиновых полимеров, эмульсионных полимеров с гидрофобными полиаминовыми функциональными группами, их сополимеров, дополнительно содержащих фосфорнокислотные функциональные группы, и их смесей.

В одном варианте полифункциональный аминовый компонент включает один или несколько полиаминовых функциональных полимеров с боковыми аминовыми функциональными группами. Такие полимеры могут включать в виде полимеризованных звеньев два или больше моноэтиленовоненасыщенных мономеров, где 2,0 мас.% или больше в пересчете на общее количество сополимеризованных мономеров в сополимере представляют собой α,α-этиленовоненасыщенные мономеры с аминовыми функциональными группами. Полифункциональные амины могут включать, например, полимеры, получаемые из любого содержащего аминогруппу мономера, например из аминоалкил(мет)акрилата, в количестве до 100 мас.%, например до 20 мас.%, в пересчете на сухую массу полифункционального амина.

В другом варианте полиаминовые функциональные эмульсионные полимеры, содержащие боковые аминовые функциональные группы, могут также содержать сополимеризованные в них фосфорнокислотные функциональные группы, а предпочтительно кислотные функциональные группы, или полиаминовый функциональный эмульсионный полимер может быть смешан с одним или несколькими эмульсионными полимерами, которые содержат фосфорнокислотные функциональные группы.

В другом варианте полифункциональный аминовый компонент включает полимеры, получаемые (со)полимеризацией одного или нескольких виниламиновых или иминовых мономеров, например от 20 до 100 мас.% такого мономера, в виде полимеризованных звеньев. Полимеры из иминовых мономеров могут включать полиэтилениминовые и производные из полиэтиленимина (со)полимеры, такие как любой, полученный из (цикло)алкила, (алкил)арила или производные аминзамещенные этилениминовые мономеры.

Тем не менее в еще одном варианте полифункциональный аминовый компонент включает гидрофобный полиаминовый функциональный эмульсионный полимер, который представляет собой полимер с фосфорнокислотными функциональными группами и содержит, кроме того, аминовые функциональные группы, благодаря чему он одновременно служит как полифункциональный аминовый компонент.Приемлемые гидрофобные полиаминовые функциональные эмульсионные полимеры могут быть получены из способных полимеризоваться мономеров, включающих (а) алифатические эфиры акриловой или метакриловой кислоты, где алифатический эфир представляет собой алифатический С₁-С₁₈эфир; (б) от 0,1 до 5 мас.% в пересчете на общую сухую массу полимера по меньшей мере одного вторичного или третичного амино(мет)акрилатного мономера, (в) от 0,05 до 5 мас.% в пересчете на сухую массу полимера одного или нескольких этиленовоненасыщенных карбоновокислотных мономеров и, кроме того, (г) от 0,1 до 5 мас.% одного или нескольких фосфорнокислотных мономеров. Сам такой гидрофобный полиаминовый функциональный эмульсионный полимер может включать анионно стабилизированное связующее вещество.

Примеры приемлемых для получения полифункционального амина аминсодержащих мономеров включают аминоалкилвиниловый простой эфир или сульфиды; аминсодержащий акриламид или акриловые эфиры, такие как трет-бутиламиноэтил(мет)акрилат, N,N-диметиламиноэтил(мет)акрилат и N,N-диметиламинопропил(мет)акрилат, N-бета-аминоэтил(мет)акриламид; винилимидазолы; N-(мет)акрилоксиалкилоксазолидины, такие как 2-(3-оксазолидинил)этил(мет)акрилат; N-(мет)акрилоксиалкилтетрагидро-1,3-оксазины, и мономеры, из которых амины легко получают гидролизом, такие как, например, акрилоксикетимины и альдимины, например 2-[4-(2,6-диметилгептилиден)амино]этилметакрилат, и другие мономеры, наподобие описанных в US №5804627. Полимеры, полученные с использованием иминовых мономеров, например этиленимин или алкилзамещенный этиленимин, иминовой функциональной группы не содержат, а вместо нее в качестве части полимерной главной цепи содержат аминовую функциональную группу. Приемлемые полифункциональные амины могут включать, например, поли(оксазолидинилэтилметакрилат), поливиниламин и полиалкиленимин, например поли(этиленимин). В US №5672379 описаны дополнительные подходящие полифункциональные амины.

Приемлемые виниламиновые полимеры могут включать, например, поливиниламиновый гомополимер, виниламиновые сополимеры, N-замещенные поливиниламиновые гомополимеры, N,N-дизамещенные поливиниламиновые гомополимеры, N-замещенные виниламиновые сополимеры, N,N-дизамещенные виниламиновые сополимеры и их сочетания. Незамещенный поливиниламиновый гомополимер сокращенно обозначают как "пВАм", и в настоящем описании он упоминается под взаимозаменяемыми названиями "поливиниламин" или "поливиниламиновый гомополимер". Виниламиновые сополимеры могут содержать в виде полимеризованных звеньев один или несколько разных виниламиновых мономеров, например виниламины, N-замещенные виниламины, N,N-замещенные виниламины или их сочетания. Приемлемые количества виниламиновых мономеров, содержащихся в виде полимеризованных звеньев, могут находиться в интервале от 20 до 100 мольных %, предпочтительно от 50 до 100 мольных %, а более предпочтительно от 80 до 100 мольных %, от виниламинового сополимера. Приемлемые N-заместители] N,N-дизамещенных пВАм и N,N-дизамещенных виниламиновых сополимеров включают линейные, разветвленные и циклические алкильные группы, содержащие от 1 до 6 углеродных атомов, β-гидроксиалкильные группы, содержащие от 1 до 6 углеродных атомов, и их сочетания. Предпочтительные виниламиновые полимеры представляют собой поливиниламиновый гомополимер, поли(N-метилвиниламин), поли(N-этилвиниламин) и поли(N-пропилвиниламин).

Другие полиаминовые функциональные полимеры включают, например, аминоалкилвиниловые простые эфиры и аминоалкилвинилсульфиды.

Приемлемые количества полифункционального аминового компонента могут находиться в интервале от 0,1 до 10 мас.% в пересчете на общую массу анионно стабилизированного связующего вещества и летучего основания, предпочтительно 0,2 мас.% или больше, или предпочтительнее 5,0 мас.% или меньше, а более предпочтительно 0,5 мас.% или больше, или более предпочтительно 2,0 мас.% или меньше. Полифункциональный аминовый компонент может содержаться в композиции для нанесения покрытия, в частности когда он образует часть полимера с фосфорнокислотными функциональными группами или он может быть добавлен в виде отдельного компонента, например с поглотителем или без него, перед, во время или после нанесения дисперсной композиции.

Быстросохнущие водные композиции дополнительно включают одно или несколько фосфорнокислотных поверхностно-активных веществ в кислотной форме или в солевой форме, например фосфатное или фосфонатное поверхностно-активное вещество, такое как алкилэтоксилированный фосфат. Фосфорнокислотное поверхностно-активное вещество может представлять собой любое соединение, содержащее фосфатную, фосфатэфирную или фосфонатную группу и гидрофобный остаток. Одно приемлемое фосфорнокислотное поверхностно-активное вещество представляет собой фосфат полиоксиэтилентридецилового простого эфира.

Алкилэтоксилированное фосфатное поверхностно-активное вещество может содержать алкильную группу с C₈ по С₃₀ присоединенную к полиоксиэтиленовой цепи, обладающей средней степенью полимеризации в интервале от 2 до 100. Алкилэтоксилированное фосфатное поверхностно-активное вещество может быть представлено следующей формулой: R--(ЭО)_n--ОРО₃Х₂, в которой R обозначает алкильную группу с C₈ по С₃₀; ЭО обозначает полимеризованное этиленоксидное звено, n обозначает целое число со значением в интервале от 2 до 100, а значение каждого Х независимо выбирают из Н и катиона. Примеры приемлемых катионов включают щелочнометаллические катионы, такие как литий, натрий и калий; аммиак и амины, такие как диметиламин, триэтаноламин и метиламин.

Концентрация алкилэтоксилированного фосфатного поверхностно-активного вещества в водной полимерной композиции как правило находится в интервале от 0,1 до 5 мас.%, предпочтительно в интервале от 0,1 до до 3 мас.%, а более предпочтительно в интервале от 0,5 до 3 мас.% в пересчете на массу полимерных частиц. Алкилэтоксилированное фосфатное поверхностно-активное вещество может быть добавлено в водную дисперсию связующего сополимерного компонента, добавлено в водную среду перед или во время сополимеризации для получения водного связующего компонента, или как сочетания этих приемов.

В одном варианте алкилэтоксилированное фосфатное поверхностно-активное вещество, включенное в водную полимерную композицию, содержит полиоксиэтиленовую цепь, обладающую средней степенью полимеризации в интервале от 5 до 50, а предпочтительно в интервале от 10 до 50. В другом варианте алкилэтоксилированное фосфатное поверхностно-активное вещество содержит алкильную группу с С₁₂ по С₁₈.

Одно или несколько летучих оснований, например летучий амин, содержатся в количествах, достаточных для повышения рН до 7,5 или выше и для гарантии того, что полифункциональный аминовый компонент по меньшей мере частично находится в неионогенном состоянии (депротонирован), т.е. по меньшей мере 20 мольных % аминогрупп в полифункциональном аминовом компоненте депротонированы.

Каждый один или несколькио из (со)полимеров в анионно стабилизированном связующем веществе может независимо включать один или несколько одноступенчатых сополимеров, т.е. полученных одноступенчатой полимеризацией, или один или несколько сополимеров с больше чем одной фазой, таких как, например, те, которые получают многоступенчатой эмульсионной полимеризацией. Многоступенчатые эмульсионные частицы состоят из двух или большего числа фаз различных конфигураций, такие как, например, частицы типа сердцевина/оболочка или сердцевина/кожух, частицы типа сердцевина/оболочка с оболочечными фазами, частично инкапсулирующими сердцевину, частицы типа сердцевина/оболочка с несколькими сердцевинами, и частицы с системой взаимопроникновения. Многоступенчатые эмульсионные сополимеры могут быть получены в две или большем числе ступеней, где эти ступени отличаются по молекулярной массе, а также по составу.

Каждый один или несколько полимеров с фосфорнокислотными функциональными группами или полифункциональный аминовый полимер может быть получен таким образом, в результате чего поверхностно-активные вещества, инициаторы и другие добавки выбирают независимо, т.е. они могут быть такими же или разными по виду и количеству для каждого полимера. Методы полимеризации, используемые для получения водных эмульсионных сополимеров, в данной области техники известны хорошо. В процессе эмульсионной полимеризации может быть использовано фосфорнокислотное поверхн