耐污性、防水性和机械性质改善的氧化还原聚合物制造技术

本发明专利技术提供弹性屋顶涂料和水性涂料组合物，所述组合物包含丙烯酸类乳液共聚物、还原剂，以及亲水性聚合物分散剂和颜料、增量剂或填充剂和多价过渡金属离子或多价过渡金属离子化合物或盐的组合。所述组合物和涂料提供改善的机械性质，例如伸长百分率和拉伸应力，以及在防水性和耐沾污性上的平衡改善。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】耐污性、防水性和机械性质改善的氧化还原聚合物 简介 本专利技术涉及可广泛用于涂料应用（例如水性丙帰酸类弹性屋顶涂料）的聚合物组 合物。本专利技术的聚合物组合物包含抗张强度、伸长百分率、耐沾污性和防水性的平衡得到改 善的水性丙帰酸类乳液共聚物。 热引发聚合是用于制备水性丙帰酸类弹性屋顶涂料中所用的聚合物的传统方法。 所述热引发法之所W受到偏爱是因为其单体进料速率快且反应时间短。然而，使用热引发 聚合生成的聚合物可能需要抗张强度和伸长性质上的改善。人们已就改善使用热引发法制 备的聚合物的性能性质作出了一些尝试，例如改变所述聚合物组成、调节聚合物分子量和 调整乳化过程。但是，该些改良会引起其它性能问题并导致成本大幅增加。 此外，已知的丙帰酸类乳液共聚物弹性屋顶涂料的基于溶剂型屋顶涂料不具长期 防水性。如此，采用丙帰酸或甲基丙帰酸的传统丙帰酸类弹性屋顶涂料聚合物常在着色制 剂中使用氧化锋W改善诸如防水性和抗张强度的性能性质；出现所述改善是因为氧化锋与 其制剂中的聚合酸和氨相互作用W提供二价离子交联。然而，氧化锋仍然是昂贵的添加剂， 并且近年来，锋已成为愈发严格的控制对象。 授予Even等的美国专利号6, 605, 318B2公开了解决填缝剂、密封剂、弹性涂 料和粘合剂初性降低问题的可行方案，其中制备所述粘合剂聚合物的方法包括在含量 为0. 0005~0. 05摩尔链转移剂/kg干燥聚合物重量的链转移剂存在下使0. 3~10重 量％ (W干燥聚合物重量计）的单帰键式不饱和酸单体的混合物氧化还原聚合，且共聚 物中剩余的一种或多种单帰键式不饱和非离子（甲基）丙帰酸单体的玻璃化转变温度 为-9(TC~-2(TC。然而，所述公开的组合物并没有解决提供具有可接受的抗水溶胀性和耐 沾污性的丙帰酸类屋顶涂料的问题。并且，Even等公开的特定弹性涂料组合物含有疏水酸 共聚物分散剂，该会破坏对屋顶铺设基材的粘着性。 因此，本专利技术提供具有抗张强度、伸长百分率、耐沾污性和防水性进一步平衡改 善的聚合物组合物，所述聚合物组合物适用于弹性屋顶涂料和水性涂料组合物。专利技术概沐 本专利技术涉及用于涂覆屋顶铺设基材的水性组合物，所述组合物包含；（i)玻璃化 转变温度（Tg)为-3(TC~1(TC且重均分子量为100, 000~2, 000, 000的一种或多种乳液 共聚物，所述乳液共聚物是单体混合物的共聚产物，所述单体混合物包含（W所述单体混 合物的总干重计）；（a)55重量％~71重量％的一种或多种（甲基）丙帰酸C4-Cs烷基醋， 化)28重量％~44重量％的硬己帰基单体，和（C) 1. 2重量％~2. 0重量％的一种或多种含 帰键式不饱和单官能駿酸基团的单体，（ii)还原剂，和（iii) 一种或多种颜料、增量剂、填 充剂及其混合物W及一种或多种亲水性聚合物分散剂的组合，从而所述水性组合物的颜料 体积浓度（％PVC)为20~55。 优选地，上述水性组合物使得所述一种或多种（甲基）丙帰酸C4-Cs烷基醋是丙帰 酸-2-己基己醋。 优选地，上述水性组合物使得所述单体混合物还包含一种或多种含硫酸的单体。 优选地，上述水性组合物使得所述单体混合物还包含一种或多种促粘合的帰键式 不饱和单体。 优选地，上述水性组合物使得所述一种或多种乳液共聚物还包含甲基丙帰酸或甲 基丙帰酸与丙帰酸的混合物的共聚产物。 优选地，上述水性组合物还包含一种或多种多价过渡金属离子或多价过渡金属离 子化合物或盐。 在本专利技术的另一方面，弹性的着色屋顶涂料包含（i)玻璃化转变温度（Tg) 为-3(TC~1(TC且重均分子量为100,000~2, 000, 000的一种或多种乳液共聚物，所述 乳液共聚物是单体混合物的共聚产物，所述单体混合物包含（W所述单体混合物的总干重 计）；（a)55重量％~71重量％的一种或多种（甲基）丙帰酸C4-Cs烷基醋或其混合物， 化)28重量％~44重量％的硬己帰基单体，和（C) 1. 2重量％~2. 0重量％的一种或多种含 帰键式不饱和单官能駿酸基团的单体，（ii)还原剂，和（iii) 一种或多种颜料、增量剂、填 充剂及其混合物与一种或多种亲水性聚合物分散剂的组合，所述组合的总量使得所述组合 物的颜料体积浓度（％ PVC)为20~55。 优选地，上述涂料使得所述一种或多种（甲基）丙帰酸C4-C,烷基醋是丙帰 酸-2-己基己醋。 优选地，上述涂料使得所述单体混合物还包含一种或多种含硫酸单体。 优选地，上述涂料使得所述单体混合物还包含一种或多种促粘合的帰键式不饱和 单体。 优选地，上述涂料使得所述一种或多种乳液共聚物还包含甲基丙帰酸或甲基丙帰 酸与丙帰酸的混合物的共聚产物。 优选地，上述涂料还包含一种或多种多价过渡金属离子或多价过渡金属离子化合 物或盐。 在本专利技术的另一方面，制备用于涂覆屋顶铺设基材的组合物的方法包括；利用氧 化还原引发乳液聚合，由单体混合物形成共聚物，所述单体混合物包含（W所述单体混合 物的总干重计）；（a)55重量％~71重量％的一种或多种（甲基）丙帰酸C4-Cs烷基醋， 化)28重量％~44重量％的硬己帰基单体，和（C) 1. 2重量％~2. 0重量％的一种或多种含 帰键式不饱和单官能駿酸基团的单体；使所述共聚物与还原剂，W及一种或多种颜料、增量 剂、填充剂及其混合物与一种或多种亲水性聚合物分散剂的组合合并，从而所述水性组合 物的颜料体积浓度（％ PVC)为20~55。 优选地，上述方法使得所述一种或多种（甲基）丙帰酸C4-C,烷基醋是丙帰 酸-2-己基己醋。 优选地，上述方法使得所述共聚物形成步骤包括在第一段和第二段向反应器注入 所述单体混合物。 优选地，上述方法使得在注入单体混合物的第一段中，所述一种或多种（甲基）丙 帰酸C4-Cs烷基醋和所述硬己帰基单体的量基本相同。【附图说明】 图1示出了将涂层样品切成的哑铃样形状。专利技术详沐 除非另有说明，所有的温度和压力单位是室温和标准压力。 所有包括括号的术语表示包括括号的内容和不包括括号的内容的任一情况或两 种情况。例如，术语"（甲基）丙帰酸醋"包括丙帰酸醋和甲基丙帰酸醋的情况。 本文中所用的术语"ASTM"指宾夕法尼亚州康舍霍肯市国际ASTM的出版物。 除非另有说明，本文中所用的术语"玻璃化转变温度"或"Tg"指通过差示扫描量 热法，按照ASTM E-1356 (1991)，W 2(TC /分钟的变温率测定的聚合物的中点玻璃化转变温 度。 除非另有说明，本文中所用的术语"计算的Tg"或"计算的玻璃化转变温度"指 通过使用福克斯（化X)公式化G. Fox. Bull. Am. Physics Soc..第1卷，第3期，第123页 (1956))计算的聚合物的Tg。供于Tg计算中的参考和使用，描述来自合适单体的均聚物的 玻璃化转变温度的详细汇编资料可在化an化up, J.、Immergut, E. H.、Gru化e, E. A.编的《聚 合物手册》Polymer化ndbook)，第1卷，第VI/193-277页（1999)中找到。[003。本文中所用的术语"（甲基）丙帰酸醋"指丙帰酸醋、甲基丙帰酸醋及其混合物，而 本文中所用的术语"（甲基）丙帰酸类"指丙帰酸类、甲基丙帰酸类及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涂覆屋顶铺设基材的水性组合物，所述组合物包含：(i)一种或多种乳液共聚物，所述乳液共聚物的玻璃化转变温度(Tg)为‑30℃～10℃且重均分子量为100,000～2,000,000，所述乳液共聚物是单体混合物的共聚产物，以所述单体混合物的总干重计，所述单体混合物包含：(a)55重量%～71重量%的一种或多种(甲基)丙烯酸C4‑C8烷基酯，(b)28重量%～44重量%的硬乙烯基单体，和(c)1.2重量%～2.0重量%的一种或多种含烯键式不饱和单官能羧酸基团的单体，(ii)还原剂，和(iii)一种或多种颜料、增量剂、填充剂及其混合物，和一种或多种亲水性聚合物分散剂的组合，使得所述水性组合物的颜料体积浓度(%PVC)为20～55。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张纪光，陈吉涛，仲嘉苳，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US