聚脲大分子单体及其胶乳制造技术

本发明专利技术涉及一种组合物，其含有a)聚合物颗粒的稳定水性分散体，所述聚合物颗粒含有一种或多种以下结构单元：i)聚脲大分子单体；和ii)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、或苯乙烯单体、或它们的组合；和/或b)以下物质的水性混合物：i)聚脲大分子单体聚合物颗粒；和ii)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、或苯乙烯类聚合物颗粒、或它们的组合，其中聚脲大分子单体由下式I表征：其中A1、A2、R1、R2和R3如本文所定义。另一方面，本发明专利技术是式I的化合物。用本发明专利技术的化合物制备的组合物可用于形成具有优异的低温成膜性、硬度与挠性之间平衡的涂料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚脲大分子单体(PUM)，其可用于制备各种乳液聚合物的水性分散体。
技术介绍
丙烯酸类聚合物和聚氨酯的水性分散体一般用于相似的细分市场。相比于丙烯酸类分散体，聚氨酯分散体(PUD)通常在涂料应用领域提供优异的成膜性、挠性与硬度之间的平衡，而在粘合剂应用领域提供优异的韧性、耐磨性与机械挠性之间的平衡。另一方面，丙烯酸类物质可提供杰出的外部耐久性和耐化学性，其比PUD更节约成本。 PUD与丙烯酸类物质不同的性能概况可归因于它们聚合物链结构的显著差异。成本与性能平衡的压力使得PUD使用者开始评估PUD/丙烯酸类掺混物和杂混物，取得有限的成功。(参见例如聚氨酯“/丙烯酸类杂混物与相关聚氨酯分散体和丙烯酸类乳液掺混物的性能比较与对比(Comparing and contrasting the properties of urethane/acrylic hybrids with those of corresponding blends of urethane dispersions and acrylic emulsions)”R.A.Brown等，Progress in Organic Coatings2005,52(1),73-84；以及“水性聚氨酯/聚丙烯酸叔丁酯杂混物分散体的合成与性能(Synthesis and properties of aqueous polyurethane/polytert-butylacrylate hybrid dispersions)”H.T.Lee等，Journal of Polymer Research2005,12(4),271-277；和美国专利第5,650,159号。) 因此找到获取丙烯酸类和PUD所需性能的成本节约的方法将是本领域的一大进展。
技术实现思路
本专利技术是式(I)的化合物： 其中n是1-20； R1、R2和R3各自独立地是C2-C20烷二基、C3-C20环烷二基、C6-C20芳二基、或C7-C20芳烷二基； X和Y独立的是O或NR4，其中R4是H或C1-C6烷基，前提是X和Y中至少一个是NH； A1和A2中至少一个是–C(O)-(Z)m-R5；-CH2CH(OH)R6；-CR7＝CH-C(O)O(CH2)pR8； -C(O)-Y'-(CH2)pR9；或CH2-CH2-C(O)-O-R10； 其中，R5各自独立地是C2-C20烷基、C3-C20环烷基、C6-C20芳基、或C7-C20芳烷基，前提是至少一个R5是被羧酸基团和/或可聚合的烯烃基团官能化的； R6各自独立地是–CH2-丙烯酸酯基、–CH2-甲基丙烯酸酯基、或–(CH2)p-COOH； R7各自独立地是H或CH3； R8各自独立地是丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、或COOH； R9各自独立地是丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基； R10各自独立地是H或–CH2CH＝CH2； Y’是O或NR4； m是0或1； p各自独立地是2-6；和 化合物的Mn为500-8,000道尔顿。 由本专利技术化合物官能化的丙烯酸类乳液聚合物涂料具有优异的低温成膜性、硬度与挠性间的平衡。 具体实施方式 本专利技术是式(I)的化合物： 其中n是1-20； R1、R2和R3各自独立地是C2-C20烷二基、C3-C20环烷二基、C6-C20芳二基、或C7-C20芳烷二基； X和Y独立的是O或NR4，其中R4是H或C1-C6烷基，前提是X和Y中至少一个是NH； A1和A2中至少一个是–C(O)-(Z)m-R5；-CH2CH(OH)R6；-CR7＝CH-C(O)O(CH2)pR8； -C(O)-Y'-(CH2)pR9；或CH2-CH2-C(O)-O-R10； 其中，R5各自独立地是C2-C20烷基、C3-C20环烷基、C6-C20芳基、或C7-C20芳烷基，前提是至少一个R5是被羧酸基团和/或可聚合的烯烃基团官能化的； R6各自独立地是–CH2-丙烯酸酯基、–CH2-甲基丙烯酸酯基、或–(CH2)p-COOH； R7各自独立地是H或CH3； R8各自独立地是丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、或COOH； R9各自独立地是丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基； R10各自独立地是H或–CH2CH＝CH2； Y’是O或NR4； m是0或1； p各自独立地是2-6；和 化合物的Mn为500-8,000道尔顿。 优选地，X和Y各自是NH；优选地，化合物的Mn为1000-6000道尔顿，更优选地为1000-3000道尔顿。 优选地，R1是1,6-己二基， 优选地，R2和R3各自独立地是C2-C10直链或支化的烷二基、苯二基、苯二甲烷二基(benzenedimethanediyl)、或环己二基；更优选地，R2和R3各自独立地是直链或支化的C3-C10烷二基；最优选地，R2和R3各自是–CH2CH(CH3)–基。 优选地，m是0；优选地，n是2-10。 各A1和A2基团优选是被羧酸基团、可聚合的烯烃基团、或两种基团一起官能化的。如果A1和A2中只有一个由羧酸基团和/或可聚合的烯烃基团官能化，那么A1和A2中的另一个可以是任选含有O、N或S官能团的未反应的伯胺或脂族、脂环族、芳族化合物的残留部分，其分子量不大于500，与伯胺(如C1-C20烷基卤)或异氰酸酯(如苯酚或C1-C20醇)反应。合适的R5基团的例子包括： 其中，R11是直链或支化的C1-C15烷基；优选是C8-C10直链或支化的烷基。 更优选的R5基团包括： 优选地，R6是-CH2-甲基丙烯酸酯基或-CH2CH2-COOH，更优选为–CH2-甲基丙烯酸酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其含有a)聚合物颗粒的稳定水性分散体，所述聚合物颗粒含有一种或多种以下结构单元：i)聚脲大分子单体；和ii)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、或苯乙烯单体、或它们的组合；和/或b)以下物质的水性混合物：i)聚脲大分子单体颗粒；和ii)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、或苯乙烯类聚合物颗粒、或它们的组合，其中聚脲大分子单体由下式I表征：其中n是1‑20；R1、R2和R3各自独立地是C2‑C20烷二基、C3‑C20环烷二基、C6‑C20芳二基、或C7‑C20芳烷二基；X和Y独立的是O或NR4，其中R4是H或C1‑C6烷基，前提是X和Y中至少一个是NH；A1和A2中至少一个是–C(O)‑(Z)m‑R5；‑CH2CH(OH)R6；‑CR7＝CH‑C(O)O(CH2)pR8；‑C(O)‑Y'‑(CH2)pR9；或CH2‑CH2‑C(O)‑O‑R10；其中，R5各自独立地是C2‑C20烷基、C3‑C20环烷基、C6‑C20芳基、或C7‑C20芳烷基，前提是至少一个R5是被羧酸基团和/或可聚合的烯烃基团官能化的；R6各自独立地是–CH2‑丙烯酸酯基、–CH2‑甲基丙烯酸酯基、或–(CH2)p‑COOH；R7各自独立地是H或CH3；R8各自独立地是丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、或COOH；R9各自独立地是丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基；R10各自独立地是H或–CH2CH＝CH2；Y’是O或NR4；m是0或1；p各自独立地是2‑6；和化合物的Mn为500‑8,000道尔顿。...

【技术特征摘要】
2013.05.22 US 61/826,1531.一种组合物，其含有a)聚合物颗粒的稳定水性分散体，所述聚合物颗
粒含有一种或多种以下结构单元：i)聚脲大分子单体；和ii)丙烯酸酯、甲基丙
烯酸酯、乙烯基酯、或苯乙烯单体、或它们的组合；和/或b)以下物质的水性
混合物：i)聚脲大分子单体颗粒；和ii)丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、
或苯乙烯类聚合物颗粒、或它们的组合，其中聚脲大分子单体由下式I表征：
其中n是1-20；
R1、R2和R3各自独立地是C2-C20烷二基、C3-C20环烷二基、C6-C20芳二
基、或C7-C20芳烷二基；
X和Y独立的是O或NR4，其中R4是H或C1-C6烷基，前提是X和Y
中至少一个是NH；
A1和A2中至少一个是–C(O)-(Z)m-R5；-CH2CH(OH)R6；
-CR7＝CH-C(O)O(CH2)pR8；
-C(O)-Y'-(CH2)pR9；或CH2-CH2-C(O)-O-R10；
其中，R5各自独立地是C2-C20烷基、C3-C20环烷基、C6-C20芳基、或C7-C20芳烷基，前提是至少一个R5是被羧酸基团和/或可聚合的烯烃基团官能化的；
R6各自独立地是–CH2-丙烯酸酯基、–CH2-甲基丙烯酸酯基、或
–(CH2)p-COOH；
R7各自独立地是H或CH3；
R8各自独立地是丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、或COOH；
R9各自独立地是丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基；
R10各自独立地是H或–CH2CH＝CH2；
Y’是O或NR4；
m是0或1；
p各自独立地是2-6；和
化合物的Mn为500-8,000道尔顿。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，X和Y各自是NH；该化
合物的Mn为1000-6000道尔顿；该聚合物颗粒含有2-30重量％的聚脲大分子
单体结构单元和50-98重量％的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或苯乙烯、或它们的
组合的结构单元，其中A1和A2各自独立地是–C(O)-(Z)m-R5；–CH2-CH(OH)R6；
–CR7＝CH-C...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·卡都，A·休斯，I·J·德拉克，T·H·卡兰塔，R·C·埃文，T·张，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，陶氏环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US