吸附乳液聚合物粒子的分散液制造技术

本发明专利技术是一种包含聚合物粒子的稳定水性分散液的组合物，所述聚合物粒子具有包含以下各者的结构单元的核：a)磷酸单体，b)酸单体，c)多烯属不饱和单体以及d)可聚合烯属不饱和本体单体；和包含以下各者的结构单元的壳：a1)含硫酸单体和b1)可聚合烯属不饱和本体单体；其中所述核从所述壳凸出，并且在壳中所述含硫酸单体的所述结构单元与羧酸单体的结构单元的比率至少为0.2∶1。控制含硫酸单体单元与羧酸单体单元的比例致使含有具有橡实形态的胶乳的涂料配制品的粘度稳定性改进而不牺牲遮盖力。

【技术实现步骤摘要】
吸附乳液聚合物粒子的分散液
技术介绍
本专利技术涉及一种具有在涂料中的改进粘度稳定性的胶乳组合物。在涂料配制品中粘度漂移(drift)，更确切地说克雷布斯单位粘度漂移(KrebsUnitviscositydrift，KU漂移)是不合需要的，因为配制者和最终使用者想要实现目标粘度同时保证那一粘度的稳定性。一些含有吸附到颜料粒子表面以形成复合物的胶乳聚合物的涂料配制品尤其易于发生KU漂移，尤其在吸附胶乳(也称为预复合物)与颜料粒子(典型地是TiO2粒子)的吸附速率缓慢的情况下。这一缓慢吸附是归因于低吸附效率的存在，所述低效率是由TiO2粒子的表面处理引起的，其减缓胶乳粒子与TiO2粒子之间的吸附速率；另外，用于制备TiO2浆料的表面活性剂也会不利地影响吸附胶乳粒子吸附到TiO2粒子上的速率。此外，与胶乳粒子形成网状结构的缔合型增稠剂，如疏水改性环氧乙烷氨基甲酸酯聚合物(HEUR)和疏水改性碱可溶胀或可溶性乳液(HASE)被认为干扰这些粒子吸附到TiO2粒子表面上的能力。因此，发现一种消除或实质上减少涂料配制品中的粘度漂移的方法将成为颜料吸附胶乳
中的一个进步。
技术实现思路
本专利技术解决在形成复合物的胶乳领域中已知的问题，其是通过提供一种具有壳和从壳凸出的核的聚合物粒子的稳定水性分散液，其中所述凸出核包含以核的重量计：a)2重量％到15重量％亚磷酸单体或其盐的结构单元；b)0.2重量％到20重量％羧酸单体或含硫酸单体或其盐或其组合的结构单元；c)0.1重量％到30重量％多烯属不饱和单体的结构单元；以及d)50重量％到95重量％可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元；其中所述壳包含以壳的重量计：a1)低于1重量％磷酸单体或其盐的结构单元；b1)以壳的重量计0.1重量％到4重量％含硫酸单体或其盐的结构单元；c1)低于2重量％羧酸单体或其盐的结构单元；以及d1)80重量％到99重量％可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元；其中含硫酸单体的结构单元与羧酸单体的结构单元的比率至少为0.2:1，并且其中壳与核的重量与重量比在3:1到50:1范围内。本专利技术的组合物通过为含有使用橡实形态的复合物的涂料配制品提供改进的KU稳定性来解决需要。附图说明图1显示，稳定水性分散液中的聚合物粒子的特征在于核-壳形态(也称为橡实(acorn)形态)，其中核从壳凸出。具体实施方式本专利技术是一种组合物，其包含具有壳和从壳凸出的核的聚合物粒子的稳定水性分散液，其中以核的重量计，所述凸出核包含：a)2重量％到15重量％亚磷酸单体或其盐的结构单元；b)0.2重量％到20重量％羧酸单体或含硫酸单体或其盐或其组合的结构单元；c)0.1重量％到30重量％多烯属不饱和单体的结构单元；以及d)50重量％到95重量％可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元；其中所述壳包含以壳的重量计)：a1)低于1重量％磷酸单体或其盐的结构单元；b1)以壳的重量计0.1重量％到4重量％含硫酸单体或其盐的结构单元；c1)低于2重量％羧酸单体或其盐的结构单元；以及d1)80重量％到99重量％可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元；其中含硫酸单体的结构单元与羧酸单体的结构单元的比率至少为0.2:1，并且其中壳与核的重量与重量比在3:1到50:1范围内。如本文所用，术语指定单体的“结构单元”是指单体在聚合之后的剩余物。举例来说，甲基丙烯酸甲酯的结构单元如下图所说明：甲基丙烯酸甲酯的结构单元其中虚线表示结构单元与聚合物主链的连接点。稳定水性分散液中的聚合物粒子的特征在于核-壳形态(也称为橡实(acorn)形态)，其中核从壳凸出，如下图所说明：凸出核优选地包含5重量％到10重量％磷酸单体或其盐的结构单元。合适的磷酸单体的实例包括醇的膦酸酯和磷酸二氢酯，其中所述醇含有可聚合乙烯基或烯烃基团或被所述基团取代。优选的磷酸二氢酯为(甲基)丙烯酸羟烷基酯的磷酸酯，包括甲基丙烯酸磷酸乙酯和甲基丙烯酸磷酸丙酯，其中甲基丙烯酸磷酸乙酯是尤其优选的。“甲基丙烯酸磷酸乙酯”(PEM)在本文中用以指以下结构：其中R是H或其中虚线表示与氧原子的连接点。核心核优选地包含从0.5重量％，更优选地1重量％到优选地4重量％并且更优选到3重量％的羧酸单体或含硫酸单体或其盐或其组合的结构单元。合适的羧酸单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸以及其盐；合适的含硫酸包括甲基丙烯酸磺乙酯、甲基丙烯酸磺丙酯、苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸和2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸以及其盐。优选地，仅一种羧酸单体用于制备核，更优选地是丙烯酸或甲基丙烯酸。以核的重量计，丙烯酸或甲基丙烯酸的结构单元的优选浓度是从0.1重量％，更优选地0.5重量％到3重量％。核心核优选地包含从0.3重量％，更优选地0.5重量％到优选地5重量％，更优选到3重量％的多烯属不饱和单体的结构单元。优选的多烯属不饱和单体的一个实例是二烯属不饱和单体，如甲基丙烯酸烯丙酯。如本文所用，可聚合烯属不饱和本体单体是指苯乙烯单体或丙烯酸酯单体或其组合。以核的重量计，核中的可聚合烯属不饱和本体单体的总浓度是50重量％到95重量％。核中的可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元优选地是以下单体的组合：i)甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或苯乙烯或其组合；和ii)丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸2-乙基己酯或其组合。本体单体的更优选组合是甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯或其组合与丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸2-乙基己酯或其组合，其中甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯为尤其优选的。核心核优选地含有以核的重量计浓度为从5重量％，更优选地20重量％到60重量％，更优选到40重量％的甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯或其组合的结构单元；并且优选地含有以核的重量计优选地浓度为从35重量％，更优选地50重量％到90重量％，更优选到70重量％的丙烯酸丁酯的结构单元。核心核优选地具有在从30nm，更优选地40nm到90nm，更优选到80nm范围内的体积平均直径(如通过BI-90动态光散射粒子分析仪(DynamicLightScatteringParticleAnalyzer)所测量)，并且优选地具有在从-30℃，更优选地-20℃到优选地60℃，更优选到40℃，并且最优选到20℃范围内的Tg。以壳的重量计，壳优选地包含低于0.1重量％，更优选地低于0.01重量％磷酸单体的结构单元，以及以壳的重量计，优选地低于0.1重量％，更优选低于0.01重量％多烯属不饱和单体的结构单元。壳最优选不包括磷酸单体或多烯属不饱和单体的结构单元。用于形成壳的可聚合烯属不饱和本体单体优选地包含i)甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯或其组合；和ii)丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸乙基己酯或其组合。在壳中的可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元的优选组合包括1)甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯或其组合，以壳的重量计其浓度优选地在35重量％到75重量％，更优选到55重量％的范围内；和2)丙烯酸丁酯或丙烯酸乙酯或其组合的结构单元，更优选为丙烯酸丁酯的结构单元，以壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含具有壳和从所述壳凸出的核的聚合物粒子的稳定水性分散液，其中以所述核的重量计，所述凸出核包含：a)2重量％到15重量％亚磷酸单体或其盐的结构单元；b)0.2重量％到20重量％羧酸单体或含硫酸单体或其盐或其组合的结构单元；c)0.1重量％到30重量％多烯属不饱和单体的结构单元；以及d)50重量％到95重量％可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元；其中以所述壳的重量计，所述壳包含：a1)低于1重量％磷酸单体或其盐的结构单元；b1)以所述壳的重量计，0.1重量％到4重量％含硫酸单体或其盐的结构单元；c1)低于2重量％羧酸单体或其盐的结构单元；以及d1)80重量％到99重量％可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元；其中所述含硫酸单体的结构单元与羧酸单体的结构单元的比率至少为0.2∶1，并且其中所述壳与所述核的重量与重量比在3∶1到50∶1范围内。

【技术特征摘要】
2014.06.12 US 62/0111221.一种组合物，其包含具有壳和从所述壳凸出的核的聚合物粒子的稳定水性分散液，其中以所述核的重量计，所述凸出核包含：
a)2重量％到15重量％亚磷酸单体或其盐的结构单元；
b)0.2重量％到20重量％羧酸单体或含硫酸单体或其盐或其组合的结构单元；
c)0.1重量％到30重量％多烯属不饱和单体的结构单元；以及
d)50重量％到95重量％可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元；
其中以所述壳的重量计，所述壳包含：
a1)低于1重量％磷酸单体或其盐的结构单元；
b1)以所述壳的重量计，0.1重量％到4重量％含硫酸单体或其盐的结构单元；
c1)低于2重量％羧酸单体或其盐的结构单元；以及
d1)80重量％到99重量％可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元；
其中所述含硫酸单体的结构单元与羧酸单体的结构单元的比率至少为0.2:1，并且其中所述壳与所述核的重量与重量比在3:1到50:1范围内。


2.根据权利要求1所述的组合物，其中以所述核的重量计，所述凸出核包含：
a)5重量％到10重量％磷酸单体或其盐的结构单元；
b)0.5重量％到4重量％羧酸单体或其盐的结构单元；
c)0.5重量％到5重量％多烯属不饱和单体的结构单元；以及
d)50重量％到95重量％所述可聚合烯属不饱和本体单体的结构单元，所述核中结...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·S·布朗奈尔，Y·蒂瓦里，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US