减少CO2的乳胶涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及组合物，用乙酰乙酰氧基乙基基团官能化的聚合物颗粒的水分散体和减少CO2的添加剂，即用胺基团或季铵盐基团或其组合官能化的离子交换树脂。所述组合物可用于乙酰乙酰氧基官能化乳胶组合物中的CO2减少。

【技术实现步骤摘要】
专利技术背景本专利技术涉及减少CO2的乳胶涂料组合物，更特别地，涉及包含用乙酰乙酰氧基乙基基团官能化的聚合物颗粒的乳胶涂料组合物。乳胶膜的后成膜固化可期望在最终涂料中达到改善的硬度，以及耐化学性、耐擦洗性、耐积尘性和耐粘污性。为此，用甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM)官能化的聚合粘合剂颗粒的使用是建筑涂料的环境固化的主要依据。AAEM具有相对低的毒性并且经过有效氧化和反应交联以在最终涂料中提供性质的极好平衡。但是，该有利结果伴随着不期望的副作用：在乳胶储存期间反应性乙酰乙酰氧基基团水解释放二氧化碳，从而引起在储存容器中的不期望和潜在的灾难性压力累积。该压力累积可使用氨来减轻但是这也具有其缺点：氨具有强烈的气味并且通常导致最终涂料泛黄；此外，配制者面临着不断增加的监管压力以从其油漆配制品中移除氨和其它挥发性胺。还发现，认为以烯胺形式来使AAEM稳定的氨，实际上并未防止CO2的形成。(《涂装工艺与研究杂志(J.Coat.Technol.Res.)》，10(6)，821-828，2013)。因此，期望的是，发现用于制备货架期稳定的自身固化涂料组合物的经济上可行的低VOC替代品。
技术实现思路
本专利技术通过在第一方面提供组合物解决了上述需求，所述组合物包含a)丙烯酸类聚合物颗粒的水分散体，所述聚合物颗粒用按聚合物颗粒的重量计1重量％至20重量％的乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元官能化；以及b)离子交换树脂，其用胺基团或季铵盐基团或其组合官能化；其中所述组合物包含基本上不存在的铵阳离子；并且离子交换树脂的胺或季铵盐基团与乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元的比率为每摩尔乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元10meq/摩尔至500meq/摩尔的离子交换树脂。本专利技术的组合物可有效地减少用含有诸如AAEM的单体的乙酰乙酰氧基结构单元官能化的乳胶组合物中的CO2。在第二方面，本专利技术是用于形成减少CO2的组合物的方法，所述方法包含使丙烯酸类聚合物颗粒的水分散体与离子交换树脂接触的步骤，所述聚合物颗粒用按聚合物颗粒
的重量计1重量％至20重量％的乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元官能化，所述离子交换树脂用胺基团或季铵盐基团或其组合官能化；其中离子交换树脂的胺或季铵盐基团与乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元的比率为每摩尔乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元10meq/摩尔至500meq/摩尔的离子交换树脂，其中在步骤中基本上没有添加氨或氨产生剂。具体实施方式在第一方面，本专利技术是组合物，其包含a)丙烯酸类聚合物颗粒的水分散体，所述聚合物颗粒用按聚合物颗粒的重量计1重量％至20重量％的乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元官能化；以及b)离子交换树脂，其用胺基团或季铵盐基团或其组合官能化；其中所述组合物包含基本上不存在的铵阳离子；并且离子交换树脂的胺或季铵盐基团与乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元的比率为每摩尔乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元10meq/摩尔至500meq/摩尔的离子交换树脂。本专利技术的组合物可有效地减少用含有诸如AAEM的单体的乙酰乙酰氧基结构单元官能化的乳胶组合物中的CO2。如本文所用的，术语所谓单体的“结构单元”是指在聚合之后单体的残留部分。例如，甲基丙烯酸甲酯的结构单元如下所示：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。类似地，甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯的结构单元表示如下：AAEM的结构单元本文所用的术语“丙烯酸类聚合物颗粒”是指包含按聚合物颗粒的重量计至少30重量％的一种或多种甲基丙烯酸酯单体如甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯，和/或一种或多种丙烯酸酯单体如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-丙基庚酯和丙烯酸2-乙基己酯的结构单元的聚合物颗粒。丙烯酸类聚合物还可包括其它非丙烯酸酯或非甲基丙烯酸酯单体如苯乙烯、硫酸单体如4-乙烯基苯磺酸或其盐以及磷酸单体如甲基丙烯酸磷酸乙酯或其盐的结构单元。如本文所用的，乙酰乙酰氧基官能化单体是能够在乳液聚合条件下与丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚以形成包含乙酰乙酰氧基官能团的共聚物的单体。优选的乙酰乙酰氧基官能化单体是丙烯酸乙酰乙酰氧基烷基酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基烷基酯和乙酰乙酰氧基烷基丙烯酰胺，其实例包括AAEM、丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、乙酰乙酰氧基乙基丙烯酰胺、乙酰乙酰氧基乙基甲基丙烯酰胺、丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯、丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯和甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯，其中AAEM是优选的。优选地，丙烯酸类聚合物颗粒的水分散体包含1重量％至15重量％，更优选为1重量％至10重量％的乙酰乙酰氧基官能化单体，更优选AAEM的结构单元。离子交换树脂可以是微孔(凝胶树脂)或大孔的(大网络树脂)，并且可与作为粉末或作为水分散体的乳胶组合。离子交换树脂优选为强碱微孔阴离子交换树脂，其实例为用季铵盐官能化的二乙烯基苯交联的聚苯乙烯树脂。此优选的官能化可通过交联的聚苯乙烯树脂的氯甲基化，接着用叔胺如三甲基胺进行胺化来完成。强碱阴离子交换树脂的商业实例包括DOWEXTM 1x 2CL16-100离子交换树脂和DUOLITETM AP143/1073消胆胺树脂(陶氏化学公司或其附属公司(the Dow Chemical Company or Its Affiliates)的商标)。还可使用用伯胺、仲胺或叔胺基团官能化的大孔离子交换树脂。合适的大孔伯胺官能化离子交换树脂的商业实例为Lewatit VP OC 1065树脂，其是具有位于整个树脂颗粒的多孔表面的苄胺基团的大网络二乙烯基苯交联的聚苯乙烯树脂。优选地，离子交换树脂的胺或季铵盐基团与乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元的比率范围为每摩尔乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元20meq/摩尔，更优选为40meq/摩尔，至200meq/摩尔，更优选为至100meq/摩尔的离子交换树脂。在干燥离子交换树脂中的胺或季铵盐基团的浓度(还称为重量交换容量)可通过任何合适的方法来测定，如在ASTM D2187-94，颗粒离子交换树脂的物理与化学性质的标准测试方法中所描述的。有利地将乙酰乙酰氧基官能化共聚物颗粒的水分散体(乳胶)与离子交换树脂共混来形成本专利技术的组合物。组合物的pH优选为大于7.0，更优选为至少7.5，并且最优选为至少8.0。本专利技术的组合物包含基本上不存在的铵阳离子，其意指组合物包含小于由添加氨或氨产生剂(例如，NH4OH或NH4HCO3)所产生的浓度的铵阳离子，所述浓度的铵阳离子将是在不存在胺化合物的情况下使组合物的pH大于7，更优选地大于6所必需的。更优选地，组合物包含每摩尔乙酰乙酰氧基单体的结构单元不大于0.1摩尔，更优选地
不大于0.01摩尔，更优选地不大于0.001摩尔并且最优选地为0摩尔的铵阳离子。在第二方面，本专利技术是用于形成减少CO2的组合物的方法，所述方法包含使丙烯酸类聚合物颗粒的水分散体与离子交换树脂接触的步骤，所述聚合物颗粒用按聚合物颗粒的重量计1重量％至20重量％的乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元官能化，所述离子交换树脂用胺基团或季铵盐基团或其组合官能化；其中离子交换树脂的胺或季铵盐基团与乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元的比率为每摩尔乙酰乙酰氧基官能化单体的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含a)丙烯酸类聚合物颗粒的水分散体，所述聚合物颗粒用按所述聚合物颗粒的重量计1重量％至20重量％的乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元官能化；以及b)离子交换树脂，其用胺基团或季铵盐基团或其组合官能化；其中所述组合物包含基本上不存在的铵阳离子；并且所述离子交换树脂的胺或季铵盐基团与所述乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元的比率为每摩尔所述乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元10meq/摩尔至500meq/摩尔的离子交换树脂。

【技术特征摘要】
2015.04.21 US 62/1505571.一种组合物，其包含a)丙烯酸类聚合物颗粒的水分散体，所述聚合物颗粒用按所述聚合物颗粒的重量计1重量％至20重量％的乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元官能化；以及b)离子交换树脂，其用胺基团或季铵盐基团或其组合官能化；其中所述组合物包含基本上不存在的铵阳离子；并且所述离子交换树脂的胺或季铵盐基团与所述乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元的比率为每摩尔所述乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元10meq/摩尔至500meq/摩尔的离子交换树脂。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述离子交换树脂是用季铵盐基团官能化的。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述离子交换树脂是用伯胺、仲胺或叔胺基团或其组合官能化的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述乙酰乙酰氧基官能化单体是丙烯酸乙酰乙酰氧基-C1-C4烷基酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基-C1-C4烷基酯或乙酰乙酰氧基-C1-C4烷基丙烯酰胺。5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述乙酰乙酰氧基官能化单体是甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、乙酰乙酰氧基乙基丙烯酰胺、乙酰乙酰氧基乙基甲基丙烯酰胺、丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯、丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯或甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯。6.根据权利要求2所述的组合物，其包含每摩尔所述乙酰乙酰氧基官能化单体的结构单元不大于0.1摩尔的铵阳离子，其中所述丙烯酸类聚合物颗粒包含1重量％至10重量％的所述乙酰乙酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·康纳，G·W·东布罗夫斯基，A·M·莫里斯，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US