作为研磨添加剂的多阶段聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种包含作为研磨添加剂的第一阶段聚合物和第二阶段聚合物的多阶段聚合物及其制备方法。所述第一阶段聚合物由以下组分的混合物制备：a)0.1-50重量％的非离子大分子单体；b)30-70重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸单体；和c)30-70重量％的α,β-烯键式不饱和非离子单体。所述第二阶段聚合物的聚合单元包括：e)10-70重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸单体；和f)30-90重量％的非离子α,β-烯键式不饱和单体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作为研磨添加剂的多阶段聚合物及其制备方法领域本专利技术一般涉及作为研磨添加剂的多阶段聚合物及其制备方法。
技术介绍
在常规涂料制备工艺中，在研磨阶段加入分散剂以助于颜料和填料稳定分散。通常使用多酸均聚物或共聚物作为分散剂。在同一研磨阶段，加入增稠剂以提供足够高的粘度从而将颜料/填料研磨至细粒，以及向最终的涂料提供合适的粘度。通常，研磨阶段使用的增稠剂是羟乙基纤维素(HEC)和疏水改性的环氧乙烷聚氨酯增稠剂HEUR)。在调漆阶段，加入更多增稠剂以达到最终涂料的目标粘度。在经济涂料空间，在研磨阶段加入HEC和多酸分散剂以提供分散和粘度，在调漆阶段可加入最少的增稠剂以实现目标粘度。在为了节约成本和提供更好的流动/流平性能而作出的替代HEC的努力中，在调漆阶段加入疏水改性碱溶胀乳液(HASE)以达到目标粘度。然而，这种方法使得漆膜更加亲水并导致耐擦洗性(可擦洗)的显著损失。为了制备更为疏水的漆膜，可以使用疏水共聚物分散剂(例如陶氏涂料公司(DowCoatingMaterials)的Orotan2002)代替研磨阶段的多酸分散剂。然而，HASE与疏水性分散剂的相容性不是很好，有时可能导致许多絮凝物(grid)。涂料配方设计人员仍然需要一种HASE和疏水分散剂的相容性组合物，该组合物为涂料制造提供基本的涂料性质，例如合适的耐擦洗性和遮盖性能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多阶段聚合物，以所述多阶段聚合物的总重量计，所述多阶段聚合物包含1-99重量％的第一阶段聚合物和1-99重量％的第二阶段聚合物，其中，以所述第一阶段聚合物的总重量计，所述第一阶段聚合物包含以下组分作为聚合单元：(a)0.1-50重量％的非离子大分子单体，其通过以下公式表征：H2C＝C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R’)CH2O)mR”，其中R是H或CH3，R’是C1-C2烷基；R”是C8-C30烷基，C8-C16烷基苯基或C13-C36芳烷基苯基；n是6-100的整数，m是0-50的整数，前提是n≥m且m+n为6-100；(b)30-70重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸单体；和(c)30-70重量％的α,β-烯键式不饱和非离子单体；其中所述第一阶段聚合物的重均分子量至少为50,000道尔顿；以所述第二阶段聚合物的总重量计，所述第二阶段聚合物包含以下组分作为聚合单元：(e)10-70重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸单体；和(f)30-90重量％的非离子α,β-烯键式不饱和单体；其中所述第二阶段聚合物的重均分子量为500-20,000道尔顿，所述第二阶段聚合物基本不含非离子大分子单体。本专利技术的多阶段聚合物可包含第一阶段聚合物，以所述第一阶段聚合物的总重量计，所述第一阶段聚合物还包含0.01-5重量％的作为聚合单元的多烯键式不饱和交联单体。本专利技术的多阶段聚合物优选包含不含非离子大分子单体的第二阶段聚合物。本专利技术还提供了一种制备多阶段聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：i)在乳液聚合条件下使包含以下组分的第一单体组合物接触以得到重均分子量至少为50,000道尔顿的第一阶段聚合物：(a)0.1-50重量％的非离子大分子单体，其通过以下公式表征：H2C＝C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R’)CH2O)mR”，其中R是H或CH3，R’是C1-C2烷基；R”是C8-C30烷基，C8-C16烷基苯基或C13-C36芳烷基苯基；n是6-100的整数，m是0-50的整数，前提是n≥m且m+n为6-100；(b)30-70重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸单体；和(c)30-70重量％的α,β-烯键式不饱和非离子单体；和ii)在乳液聚合下使第一阶段聚合物与第二单体组合物接触以得到重均分子量为500-20,000道尔顿的第二阶段聚合物，以所述第二单体组合物的重量计，所述第二单体组合物包含：(e)10-70重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸单体；和(f)30-90重量％的α,β-烯键式不饱和非离子单体，所述第二阶段聚合物基本不含非离子大分子单体。用于制备本专利技术多阶段聚合物的方法可包含第一单体组合物，以所述第一聚合物组合物的总重量计，所述第一单体组合物还包含0.01-5重量％的多烯键式不饱和交联单体。用于制备本专利技术多阶段聚合物的方法优选包含不含非离子大分子单体的第二单体组合物。本专利技术还提供了一种涂料组合物，以所述涂料组合物的总重量计，所述涂料组合物包含0.1-2重量％如权利要求1所述的多阶段聚合物、颜料、增量剂和粘合剂。具体实施方式下面将描述本专利技术的示例性实施方式。通过这些阐述，示例性实施方式的各种修改、适应或变化对于本领域技术人员而言将变得显而易见。应理解，依赖于本专利技术公开内容并且通过这些公开内容促进本领域进步的所有这些修改、适应或变化均被认为是本专利技术的范围和精神。如本文和通篇说明书所述，术语“多阶段聚合物”表示通过顺序或分阶段聚合方法制备的复合聚合物颗粒，其中第一顺序或第一阶段的单体重复单元聚合之后，后续或第二顺序或第二阶段的重复单元再聚合。在本文中，术语“(甲基)丙烯酸”同时包括丙烯酸和甲基丙烯酸。作为研磨添加剂的本专利技术多阶段聚合物包括第一阶段聚合物和第二阶段聚合物。第一阶段聚合物是疏水改进的碱溶性乳液(HASE)聚合物，以所述第一阶段聚合物的总重量计，所述第一阶段聚合物包含以下组分作为聚合单元：(a)0.1-50重量％，优选1-30重量％，最优选2-20重量％的非离子大分子单体；(b)30-70重量％，优选35-60重量％，最优选40-50重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸单体；和(c)30-70重量％，优选35-65重量％，最优选40-60重量％的α,β-烯键式不饱和非离子单体。任选地，所述第一阶段聚合物还包含以所述第一阶段聚合物的总重量计，d)0.01-5重量％，优选0.03-1重量％，最优选0.05-0.5重量％的多烯键式不饱和交联单体作为聚合单元。第二阶段聚合物是疏水性聚合物分散剂，以所述第二阶段聚合物的总重量计，所述第二阶段聚合物包含以下组分作为聚合单元：(e)10-70重量％，优选20-60重量％，最优选25-50重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸单体；和(f)30-90重量％，优选35-80重量％，最优选40-70重量％的α,β-烯键式不饱和非离子单体。所述第一阶段聚合物中单体的比例可以在上述范围内广泛变化以获得具有各种流变性质的增稠剂。一旦至少一部分羧基被中和，所得第一阶段聚合物在水中可溶并增稠涂料。第二阶段聚合物中单体的比例可以在上述范围内广泛变化以实现所要求的分散效率和疏水性平衡。一旦至少一部分羧基被中和，所得第二阶段聚合物在水中可溶并且可以在油漆制备过程的研磨阶段分散颜料和填料。在本专利技术的多阶段聚合物复合物中，以所述多阶段聚合物复合物的总重量计，第一阶段聚合物是1-99重量％，第二阶段聚合物也可以是1-99重量％。第一阶段聚合物优选是30-90重量％，第二阶段聚合物优选是10-70重量％，最优选地，第一阶段聚合物是40-65重量％，第二阶段聚合物是30-60重量％。通过凝胶渗透色谱测定，第一阶段聚合物的重均分子量为至少50,000道尔顿。为了在中和时使得水溶性的聚合物具有最有效的增稠效果，优选的分子量范围是80,000-5,000,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多阶段聚合物，以所述多阶段聚合物的总重量为基准计，所述多阶段聚合物包含1‑99重量％的第一阶段聚合物和1‑99重量％的第二阶段聚合物，其中，以所述第一阶段聚合物的总重量为基准计，所述第一阶段聚合物包含以下组分作为聚合单元：(a)0.1‑50重量％的非离子大分子单体，用以下公式表征：H2C＝C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R’)CH2O)mR”，其中R是H或CH3，R’是C1‑C2烷基；R”是C8‑C30烷基，C8‑C16烷基苯基或C13‑C36芳烷基苯基；n是6‑100的整数，m是0‑50的整数，前提是n≥m且m+n为6‑100；(b)30‑70重量％的α,β‑烯键式不饱和羧酸单体；和(c)30‑70重量％的α,β‑烯键式不饱和非离子单体；其中，所述第一阶段聚合物的重均分子量为至少50,000道尔顿；和以所述第二阶段聚合物的总重量为基准计，所述第二阶段聚合物包含以下组分作为聚合单元：(e)10‑70重量％的α,β‑烯键式不饱和羧酸单体；和(f)30‑90重量％的非离子α,β‑烯键式不饱和单体；其中，所述第二阶段聚合物的重均分子量为500‑20,000道尔顿并且所述第二阶段聚合物基本不含非离子大分子单体。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多阶段聚合物，以所述多阶段聚合物的总重量为基准计，所述多阶段聚合物包含30-90重量％的第一阶段聚合物和10-70重量％的第二阶段聚合物，其中，以所述第一阶段聚合物的总重量为基准计，所述第一阶段聚合物包含源自以下单体的聚合单元：(a)0.1-50重量％的非离子大分子单体，用以下公式表征：H2C＝C(R)CO2(CH2CH2O)n(CH(R’)CH2O)mR”，其中R是H或CH3，R’是C1-C2烷基；R”是C8-C30烷基，C8-C16烷基苯基或C13-C36芳烷基苯基；n是6-100的整数，m是0-50的整数，前提是n≥m且m+n为6-100；(b)30-70重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸单体；和(c)30-70重量％的α,β-烯键式不饱和非离子单体；其中所述第一阶段聚合物的所有聚合单元的含量总和为100％，其中，所述第一阶段聚合物的重均分子量为至少50,000道尔顿，所述重均分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚丙烯酸标样测定；和以所述第二阶段聚合物的总重量为基准计，所述第二阶段聚合物包含源自以下单体的聚合单元：(e)10-70重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸单体；和(f)30-90重量％的α,β-烯键式不饱和非离子单体；其中，所述第二阶段聚合物的重均分子量为500-20,000道尔顿，所述重均分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚丙烯酸标样测定，并且以每100重量份第一阶段聚合物中源自非离子大分子单体的聚合单元为基准计，所述第二阶段聚合物包含的源自非离子大分子单体的聚合单元不到1重量份，其中所述第一阶段聚合物和第二阶段聚合物是碱溶性的。2.如权利要求1所述的多阶段聚合物，其特征在于，所述第二阶段聚合物不含非离子大分子单体。3.如权利要求1所述的多阶段聚合物，其特征在于，所述α,β-烯键式不饱和羧酸单体是丙烯酸、甲基丙烯酸或其组合。4.如权利要求1所述的多阶段聚合物，其特征在于，所述α,β-烯键式不饱和非离子单体是丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、乙酸乙烯酯、或丙烯腈、或它们的组合。5.一种制备多阶段聚合物的方法，所述方法包括以下步骤：在乳液聚合条件下使包含以下组分的第一单体组合物接触以得到重均分子量至少为50,000道尔顿的第一阶段聚合物，所述重均分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚丙烯酸标样测定：(a)0.1-50重量％的非离子大分子单体，用以下公式表征：H2C＝C(R...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·李，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US