磷酸官能化涂料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种包含次微米级聚合物粒子和微米级聚合物珠粒的水性分散液的组合物，其中所述聚合物粒子或珠粒或这两者经磷酸基团官能化。本发明专利技术组合物适用于在衬底，如皮革、纺织品、墙板、装饰涂层、混凝土和木材上提供具有改进的抗污染性的无光泽表面。本发明专利技术也涉及一种皮革衬底，其涂布有包含丙烯酸或苯乙烯‑丙烯酸聚合物膜和微米级聚合物珠粒的透明无光泽表面，其中所述膜或所述珠粒或这两者经磷酸单体官能化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包含聚合物粒子(乳胶)和微米级聚合珠粒的稳定水性分散液的磷酸官能化涂料组合物。
技术介绍
涂布有浅色调颜料的皮革装潢的汽车座椅和家具倾向于易于显示由物品使用者产生的污染。污染在所有者的服装与经装潢的物品之间的接触点处从服装转移到物品。所有者的服装与皮革物品之间的接触点为以薄膜形式涂覆到皮革的透明顶涂层，厚度通常在5μm到30μm之间，且为保护经装潢的物品免受污染的第一道防线。最合意地是顶涂层抵挡污染转移以避免磨洗的需要，磨洗倾向于使顶涂层劣化。因此，用于包括皮革、纺织品和木材的多种衬底的涂层领域中将需要发现使得清洁这些衬底更容易的顶涂层组合物。
技术实现思路
本专利技术通过在一个方面提供包含以下各者的水性分散液的组合物满足所属领域中的需要：1)平均粒度为50到300nm的聚合物粒子；和b)平均粒度为2到30μm的聚合物珠粒；其中聚合物粒子或聚合物珠粒或这两者包含0.1到5重量％磷酸单体的结构单元。在第二方面中，本专利技术为包含皮革衬底的物品，所述衬底涂布有包含丙烯酸或苯乙烯-丙烯酸聚合物膜和平均粒度为2到30μm的聚合物珠粒的透明无光泽表面；其中丙烯酸或苯乙烯-丙烯酸聚合物膜或聚合物珠粒或这两者包含0.1到5重量％磷酸单体的结构单元。本专利技术组合物适用于在衬底，如皮革、纺织品、墙板、装饰涂层、混凝土和木材上提供具有改进的抗污染性的无光泽表面。具体实施方式本专利技术通过在一个方面提供包含以下各者的水性分散液的组合物满足所属领域中的需要：1)平均粒度为50到300nm的聚合物粒子；和b)平均粒度为2到30μm的聚合物珠粒；其中聚合物粒子或聚合物珠粒或这两者包含0.1到5重量％磷酸单体的结构单元。术语“结构单元”在本文中用于描述聚合之后的所述单体的残余。举例来说，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连接到聚合物主链的点。类似地，甲基丙烯酸磷酸乙酯的结构单元如下所示：甲基丙烯酸磷酸乙酯的结构单元其中R为H或本专利技术组合物有利地通过组合分开合成的聚合物珠粒和聚合物粒子的水性分散液制备。珠粒的水性分散液可通过多种方法制备，如美国专利公开案2013/0052454；US4,403,003；7,768,602；和7,829,626中公开的那些方法。珠粒的水性分散液优选地通过使用逐步添加方法的多步热聚合制备。在优选方法的第一步中，表面活性剂、悬浮稳定剂和水与以下各者组合：a)油溶性引发剂；b)包含一或多种在室温下形成成膜均聚物的第一单烯系不饱和丙烯酸酯单体的第一单体(也就是说，低Tg单体)；和c)任选的多烯系不饱和单体。表面活性剂优选地为阴离子表面活性剂，如C10-C14烷基苯磺酸酯的钠盐。适合的悬浮稳定剂的实例包括羟乙基纤维素(HEC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和明胶；适合的油溶性引发剂的实例包括过氧化月桂酰(LPO)和过氧化苯甲酰(BPO)；适合的一或多种第一单烯系不饱和丙烯酸酯低Tg单体的实例包括丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己酯和其组合。优选地，多烯系不饱和单体，如甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯也在此第一步中共聚合。更优选地，表面活性剂，浓度优选地为按总单体重量计的0.2重量％、更优选地0.5重量％到优选地5重量％、更优选3重量％的HEC和水在第一步中与以下各者组合：a)过氧化月桂酰或过氧化苯甲酰；b)丙烯酸丁酯或丙烯酸2-乙基己酯或其组合；和c)甲基丙烯酸烯丙酯，其中丙烯酸丁酯或丙烯酸2-乙基己酯或其组合与甲基丙烯酸烯丙酯的重量:重量比在99:1，更优选地98:2到优选地92:8，更优选地94:6范围内。一或多种第一单体经乳化和抛光，接着通过如下的逐步添加热聚合：将水、表面活性剂、流变改性剂和抛光乳液的混合物馈入反应器且持续使一或多种第一单体聚合的足够时间加热且维持于75℃到90℃；此后，以无溶剂或乳液形式添加一或多种包含一或多种第二单烯系不饱和丙烯酸酯的第二单体或苯乙烯系单体。一或多种第二单烯系不饱和单体优选地包含当聚合时，不在室温下形成膜的单体(也就是说，高Tg单体)。适合的优选第二单烯系不饱和单体的实例包括苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯。优选地，第二单体包含a)苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯或其组合；和b)磷酸单体，优选地甲基丙烯酸磷酸乙酯。最优选地，第二单体包含重量:重量比为99.5:0.5，且更优选地99:1到92:8，更优选地94:6，且最优选地96:4的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸磷酸乙酯。一或多种第一单体与一或多种第二单体的比率优选地在1:1，且更优选地2:1，到10:1，更优选地8:1，且最优选地6:1范围内。聚合物珠粒优选地具有通过如通过福克斯方程式(Foxequation)计算的大于40℃的Tg来表征的硬域，和通过如通过福克斯方程式计算的小于25℃的Tg来表征的软域。优选地，软域与硬域的重量:重量比为1:1，且更优选地2:1到10:1，且更优选地8:1。更优选地，硬域经磷酸基团官能化。所得聚合物珠粒的平均粒度为2μm，且更优选地5μm到30μm，更优选地20μm，且最优选地15μm，其如通过装备有2000uP模块的MalvernMastersizer2000分析仪测量。用于本专利技术组合物中的聚合物粒子的稳定水性分散液(乳胶)优选地为丙烯酸或苯乙烯-丙烯酸乳胶，其可便利地通过乳液聚合制备。乳胶可以单阶段或多阶段制备且优选地以2阶段方法制备。在优选的2阶段方法的实例中，磷酸单体，优选地甲基丙烯酸磷酸乙酯与低Tg单体，优选地丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸2-乙基己酯和任选的羧酸单体，如丙烯酸或甲基丙烯酸在足以形成第一阶段聚合物粒子的水性分散液的条件下在第一阶段中乳液聚合。优选地，此第一阶段中的磷酸单体的浓度优选为按第一阶段单体的重量计的0.1重量％，且更优选地0.2重量％到优选地5重量％，且更优选地3重量％。羧酸单体优选地以按第一阶段单体的重量计的0.1重量％，且更优选地0.2重量％到优选地8重量％，更优选地5重量％的浓度使用。低Tg单体(优选地丙烯酸丁酯或丙烯酸2-乙基己酯)优选地以按第一阶段单体的重量计的30重量％，且更优选地40重量％到优选地99.9重量％，更优选地99重量％，且最优选地97重量％的浓度存在。在优选的第二阶段的实例中，高Tg单体，优选地甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯或甲基丙烯酸丁酯，更优选地甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯与第一阶段聚合物粒子的稳定水性分散液在乳液聚合下组合以形成聚合物粒子的2阶段水性分散液。聚合物粒子的分散液优选地在小于或等于25℃，更优选地小于或等于20℃且优选地大于或等于-60℃，且更优选地大于或等于-30℃下成膜。在用于制备聚合物粒子的水性分散液的优选的2阶段方法的另一实例中，高Tg单体与低Tg单体和任选的低含量(约0.1到1重量％)羧酸单体和多烯系不饱和单体在第一阶段中乳液聚合以形成第一阶段单体的水性分散液。按第一阶段中的单体的重量计，低Tg单体的浓度优选地为40到50重量％，且高Tg单体的浓度为50到60重量％。在第二阶段中，浓度与第一阶段中所使用类似的高和低Tg单体优选地在存在磷酸单体，优选地甲基丙烯酸磷酸乙酯的情况下经乳液聚合以形成聚合物粒子的2阶段水性分散液。此实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含以下各者的水性分散液：1)平均粒度为50到300nm的聚合物粒子；和b)平均粒度为2到30μm的聚合物珠粒；其中所述聚合物粒子或所述聚合物珠粒或这两者包含0.1到5重量％磷酸单体的结构单元。

【技术特征摘要】
2015.06.19 US 62/1819031.一种组合物，其包含以下各者的水性分散液：1)平均粒度为50到300nm的聚合物粒子；和b)平均粒度为2到30μm的聚合物珠粒；其中所述聚合物粒子或所述聚合物珠粒或这两者包含0.1到5重量％磷酸单体的结构单元。2.根据权利要求1所述的组合物，其中聚合物珠粒与聚合物粒子的重量:重量比为10:90到80:20。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述聚合物珠粒包含硬相和软相，其中所述软相与所述硬相的重量:重量比为1:1到10:1，其中聚合物珠粒与聚合物粒子的重量:重量比为30:70到70:30。4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述聚合物珠粒的所述软相包含交联剂的结构单元。5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述聚合物粒子在小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·加拉赫尔，P·R·哈希，P·罗，E·努吉塞，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US