水性聚合物组合物作为多孔材料的着色剂的用途的制作方法

背景技术：

1、木材和木质材料已经应用于各个领域，例如无数代以来用于地板、家具、木甲板和瓷砖的制造。为了保护木质表面免受机械或化学损伤，木材涂层对于长时间保持美观至关重要。当木材用于外部用途如木瓦时，木质材料的表面经常暴露于由局部温度和水分含量的变化引起的强机械应力和风化应力。因此，存在严格的要求来保护木材免受这样的应力。为此，将木材涂料施加到木质材料上以实现在硬度、耐刮擦性、耐磨性、耐水性和耐uv性方面的保护。

2、对于大量的应用，需要木质表面的自然外观。为此，涂料必须提供良好的膜透明度、良好的木纹突出、良好的加工性能和暴露于潮湿条件时木材纤维的低溶胀。原则上，木材着色剂既能提供木材的天然外观，又能在一定程度上抵御机械应力与风化应力。现代木材着色剂为保护下面的木材需要承受大量的交通、磨损以及机械和化学损伤。对于木材污渍而言，赋予用于室外用途的木材和木质材料优异的耐候性和耐久性是特别重要的。为了改善耐候性，通常用基于氧化干燥油如亚麻子油的着色剂处理木材。

3、ep 267562描述了一种制备基于乙烯基或丙烯酸改性的醇酸树脂乳液的水稀释性气干涂漆粘结剂的方法，以及它们在温度高达100℃下在氧化干燥中的用途以及它们在水稀释性涂料中的用途。

4、ep 0356920描述了水稀释性气干保护性涂料组合物，其基于选择的水稀释性醇酸树脂与水性聚合物分散体和马来油或脂肪酸的组合。根据具体的最终应用，该产品可与或不与颜料、增量剂和/或油漆助剂或添加剂一起使用，作为用于木材和金属基材、特别是用于刷漆和木材清漆的气干保护涂料组合物。

5、wo 92/14763描述了一种制备水性自氧化干燥乳液聚合物的方法，优选用作漆粘结剂。首先，通过使不饱和脂肪酸和不饱和单体的加成产物与另一种物质聚合来制备含羧基基团的溶液聚合物，然后用该溶液聚合物进行不饱和单体的乳液聚合。根据本发明，在乳液聚合之前通过混合碱来设定溶液聚合物的中和度。

6、然而，氧化干燥油需要生态方面的物质和/或添加剂，例如钴催化剂。此外，如果这样的着色剂或涂料包含生物来源的组分，则由于逐年或区域气候波动导致生物来源的单一成分的成分不同(饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的相对比例)，它们可能会出现质量不一致和不可再现的特性。

7、ep 3088432描述了通过包括以下步骤的方法获得的水性分散体：(a)通过自由基共聚制备酸性共聚物(a)、和(b)中和共聚物(a)的酸基团并将其溶解在水中、(c)在步骤(b)获得的溶液中共聚不同于步骤(a)的单体混合物的单体混合物以形成共聚物(b)。步骤(a)中使用的单体包括(a1)至少一种不饱和脂肪酸(如大豆油脂肪酸和亚麻籽油脂肪酸)、(a2)至少一种含有至少一个酸基团的烯键式不饱和单体(如(甲基)丙烯酸)、和(a3)至少一种不同于(a1)和(a2)的其它烯键式不饱和单体(如苯乙烯、(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸甲酯)。在步骤(c)中使用的单体包括至少一种不同于步骤(a)的单体混合物的单体混合物，如丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯。其中描述的水性分散体组合物适合作为用于各种基材上的装饰性和保护性涂料应用的涂覆试剂或粘结试剂。

8、ep 2410000、ep 2410028以及wo 2013/013701教导了丙烯酸树脂分散体和聚氯酯分散体的混合物作为水性涂料组合物或用于制备涂料组合物的粘结剂。这些涂料不渗透到木材中，而是在木材表面上提供阻隔涂层。因此，它们不适于实现对木材内部的保护。相反，如果暴露于风化中，它们会降解或被浸出。其中描述的丙烯酸树脂显示相当少量的酸基团和高分子量。

技术实现思路

1、然而，仍然需要改善用于木材或木质材料的着色剂组合物在耐候性方面的性能。特别地，木材着色剂组合物应产生良好的涂覆性能，如优异的耐候性、高机械强度和耐久性。同时，木材着色剂应该是储存稳定的，特别是防止凝结物的形成和粘度的增加，并显示出良好的成膜特性。此外，木材着色剂组合物不应包含涉及生态问题的物质和/或需要这种有害物质的处理。即使组合物含有生物来源的组分，它们也应该提供可靠且一致的质量和可再现的特性。

2、令人惊奇地发现，含有由聚合的烯键式不饱和单体m制成的水溶性或水分散性聚合物p的水性聚合物组合物对木质材料提供改善的耐久性和耐候性，因此可用于着色剂组合物中。此外，发现所述水性聚合物组合物在木材着色剂组合物中的用途不需要涉及生态问题的物质和/或需要这种有害物质的处理。此外，还令人惊讶地发现，不仅当所述组合物仅由合成来源的组分组成时，而且如果所包含的组分是生物来源的时，所述水性聚合物组合物提供可靠且一致的质量和可再现特性。

3、还令人惊奇地发现，所述水性聚合物组合物同样适用于除木材或木质材料之外的多孔材料，例如混凝土、石膏板、海绵和橡胶。

4、作为用于多孔材料的着色剂组合物的水性聚合物组合物含有由聚合的烯键式不饱和单体m制成的水溶性或水分散性聚合物p，该聚合的烯键式不饱和单体m包含

5、·基于单体m的总重量计30重量％至90重量％的选自单烯键式不饱和羧酸的c1-c12-烷基酯、单烯键式不饱和羧酸的c6-c10-环烷基酯和单乙烯基芳烃单体的至少一种单体m1

6、·基于单体m的总重量计5重量％至30重量％的选自含有至少一个酸基团的单烯键式不饱和单体的至少一种单体m2，和

7、·基于单体m的总重量计5重量％至40重量％的不同于m2的具有能够交联的反应性官能团的至少一种单体m3，

8、其中单体m1、m2和m3的总重量对应于单体m的总重量的至少90％；

9、其中选择单体m使得根据聚合物p的fox(tgt)的理论玻璃化转变温度为至多80℃；并且

10、其中聚合物p溶解或分散在水相中，使得聚合物p的酸基团被全部或部分中和。

11、因此，本发明涉及所述水性聚合物组合物作为多孔材料的着色剂组合物的用途。

12、根据本发明的一个特别优选的实施方案，多孔材料是木材或木质材料。

13、本发明进一步涉及水性聚合物组合物，其含有如本文所述的水溶性或水分散性聚合物p和如本文所述的交联剂，其中聚合物p的量占水性聚合物组合物中存在的聚合物的总质量的至少90％。

14、本发明具有若干优点。

15、-水性聚合物组合物是稳定的并渗透到经处理的木材中，因此为经处理的木材提供了持久的保护。因此，它们作为着色剂特别有用。

16、-水性聚合物组合物的使用显示出从经处理的木质材料中的浸出减少，特别是如果与交联剂组合使用，并且不需要使用对生态有害的物质。

17、-特别地，基于水性聚合物组合物的着色剂组合物提供了抵抗机械应力和风化应力的持久保护，即良好的耐候性，特别是抵抗水分、uv辐射，以及改善的抗白化性。

18、-水性聚合物组合物与交联剂相容。因此，通过使用交联剂可以容易地提高保护的耐久性。

19、-即使水性聚合物组合物含有生物来源的组分，与仅由合成来源的组分组成的相应组合物相比，它们也提供可靠且一致的质量和可再现的性质。

20、-水性聚合物组合物同样适用于除木材或木质材料之外的多孔材料，例如混凝土、石膏板、海绵和橡胶。

21、本发明的组合物特别适用于浸渍建筑木料，用于木质房屋的建造、用于框架建造、用于屋顶结构的建造、用于立柱和横梁结构的建筑的建造、用于桥梁、观察平台或车库的建造、以及用于例如庭院、阳台、建筑物栏杆、阴天窗等的建筑部件。此外，这还包括将改性木质材料用于建造楼梯，包括台阶，例如金属楼梯结构中的木质台阶，以及完全由木质材料制造的楼梯和栏杆。

22、本发明的组合物还可用于浸渍用于花园建筑的木材或木质材料，例如用于制造围栏、栅栏、视线屏(sight screen)部件、避暑房屋、凉棚、鸟舍、阳台、露台等。本发明的组合物特别适用于浸渍木地板和木板，例如用于生产硬木板拼花地板和露台地板。