α-烯烃/位阻亚乙烯基芳族单体的共聚体的水分散体或乳液制造技术

本发明专利技术提供了一种成膜性水分散体，包含至少一种基本上无规共聚体，其中包含（Ａ）衍生自以下的聚合物单元：（１）至少一种亚乙烯基芳族单体，或（２）至少一种位阻脂族或环脂族亚乙烯基单体，或（３）至少一种芳族亚乙烯基单体与至少一种位阻脂族或环脂族亚乙烯基单体的混合物，和（４）至少一种Ｃ↓［２］－Ｃ↓［２０］α－烯烃；和（Ｂ）表面活性剂。本发明专利技术的水分散体或乳液可用作阻透纸涂料、耐腐蚀涂料、地毯衬底和地毯纤维粘合剂、在某些情况下，高分子量聚合物的前体、用于分离体系的复合体和膜、用于油漆、油墨的涂料和粘合剂、用于包装的防潮层、织物涂料、合成手套、粘合剂、泡沫材料、复合地板砖和层、消音复合泡沫材料和衬垫、汽车保护外涂料、和可去除的临时保护涂层。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及α-烯烃／位阻亚乙烯基芳族单体的共聚体的水分散体或乳液。这些分散体或乳液可在室温下成膜，并具有优异的物理性能和机械性能。美国专利3734686(Douglas等人)公开了一种平均分子量7000-40000的聚乙烯颗粒的机械稳定水乳液。这些分散体据说可用于处理地毯。在美国专利3418265中，McClain提出，包含亚微米级乙烯聚合物颗粒的成膜乙烯聚合物含水胶乳可通过将乙烯聚合物以及氧化乙烯与氧化丙烯的水溶性嵌段共聚物分散在水中而制成。没有给出分子量在27000以上的乙烯聚合物的稳定分散体的实施例。前述聚烯烃胶乳实际上不纯粹是聚烯烃性质的，而是包含极性基团如酸、卤素或卤离子、乙酸根、酯、醚、胺、醇、丙烯酸、甲基丙烯酸、腈、硝基、硫酸根、磷酸根、或硫醇胶乳基团。由于这些所谓聚烯烃胶乳的成膜性能通常受这些极性取代基的不利影响，因此需要由不含极性基团的较高分子量聚乙烯制备出胶乳。如果这些胶乳能在室温下成膜就更有价值。在美国专利5574091中，Walther等人公开了能在室温下成膜的胶乳，它不含极性基团，而且可由乙烯与C3-C20α-烯烃的较高分子量共聚物制成。尽管美国专利5574091所述的这种乙烯／α-烯烃物质最终确能够室温成膜，但在室温下一般需要较长时间才能形成硬膜，除非进行一定的外部加热。因此，需要得到一种能够分散在水中的共聚体，且所得乳液可随后用于在室温下于较短时间内形成坚硬的、粘结膜和涂层而无需外部加热。如果这种膜具有较宽的性能范围，从非常高的拉伸强度至非常高的伸长率，而且在整个聚合物范围内具有非常高的韧性，那么就更加有利。如果涂有这些乳液的物体能够耐水、耐酸和耐碱，并具有优异的能量耗散性能，那么就更加有利。已经发现，α-烯烃／亚乙烯基芳族单体共聚体的乳液无需外部加热就能够在室温下形成坚韧的、粘结膜，在12-48小时内达到近极限强度。本专利技术涉及成膜的水分散体，包含至少一种基本上无规共聚体，其中包含(A)衍生自以下的聚合物单元(1)至少一种亚乙烯基芳族单体，或(2)至少一种位阻脂族或环脂族亚乙烯基单体，或(3)至少一种芳族亚乙烯基单体与至少一种位阻脂族或环脂族亚乙烯基单体的混合物，和(4)至少一种C2-C20α-烯烃；和(B)表面活性剂。本专利技术的水分散体或乳液可用作阻透纸涂料、耐腐蚀涂料、地毯衬底和地毯纤维粘合剂、涂料和用于油漆、油墨的基料、用于包装的防潮层、织物涂料、合成手套、粘合剂、泡沫材料、复合地板砖和层、消音复合泡沫材料和衬垫、汽车保护外涂料、可去除的临时保护涂层，以及在某些情况下，高分子量聚合物的前体、用于分离体系的复合体和膜。本文所用的所有数值包括从较低值至较高值的所有值，增量为一个单位，只要在任何较低值和任何较高值之间相差至少2个单位。例如，如果将组分的量或工艺变量如温度、压力、时间叙述为例如1-90，优选20-80，更优选30-70，那么意味着在本说明书中列举了数值如15-85、22-68、43-51、30-32等。对于低于1的数值，一个单位可根据需要被认为是0．0001、0．001或0．1。这些只是具体含义的例子，因此所列最低值与最高值之间的任何可能数值组合都认为在本申请中得到类似表述。本文所用的术语“共聚体”是指这样一种聚合物，其中至少两种不同的单体聚合形成该共聚体。它包括共聚物、三元聚合物等。所述共聚体可包含两种或多种所列举的可聚合单体、或由它们组成或基本上组成。术语“烃基”是指任何脂族、环脂族、芳族、芳基取代脂族、芳基取代环脂族、脂族取代芳族、或脂族取代环脂族基团。脂族或环脂族基团优选饱和的。术语“烃氧基”是指在它与所连接的碳原子之间具有一个氧键的烃基。术语“单体残基”或“衍生自该单体的聚合物单元”是指，由于与另一种可聚合分子聚合形成聚合物链而残留在所述聚合物链中的那部分可聚合单体分子。本文所用的术语“成膜水分散体”描述，将用于本专利技术的共聚体分散在水中可得到一种能够在干燥时成膜的混合物。本文所用的术语“乳液”可与术语“分散体”交换使用，描述将用于本专利技术的共聚体分散在水中的结果。本文所用的术语“胶乳”具有通常含义，用于描述大多数乳液聚合物和聚合物胶体。在包含α-烯烃和亚乙烯基芳族单体或位阻脂族亚乙烯基单体的基本上无规共聚体中，本文所用的术语“基本上无规”是指，所述共聚体的单体分布可通过伯努里统计模型或通过一级或二级Markovian统计模型来描述，例如描述于J．C．Randall的《聚合物序列测定，碳-13核磁共振法》(Polymer Sequence Determination，Carbon-13 NMRMethod，Academic Press New York，1977，71-78页)。这种包含α-烯烃和亚乙烯基芳族单体的基本上无规共聚体优选使得，在具有3个单元以上亚乙烯基芳族单体嵌段中的亚乙烯基芳族单体含量不超过亚乙烯基芳族单体总量的15％。更优选的是，该共聚体不是以高度全同立构或间同立构为特征。这意味着在该基本上无规共聚体的碳-13核磁共振谱中，代表内消旋二单元组序列或外消旋二单元组序列的主链亚甲基碳和次甲基碳相对应的峰面积应该不超过主链亚甲基碳和次甲基碳的总峰面积的75％。适用于制备本专利技术水分散体或乳液的共聚体包括(但不限于)，由一种或多种α-烯烃单体与一种或多种亚乙烯基芳族单体、或一种或多种位阻脂族或环脂族亚乙烯基单体、或其混合物、以及视需要使用的其它可聚合烯属不饱和单体聚合得到的基本上无规共聚体。合适的α-烯烃单体例如包括含有2至20，优选2至12，特别是2至8个碳原子的α-烯烃。特别合适的是乙烯、丙烯、丁烯-1、4-甲基-1-戊烯、己烯-1和辛烯-1。最优选的是乙烯或乙烯与C2-8α-烯烃的混合物。这些α-烯烃不含芳族部分。适用于制备分散体所用共聚体的亚乙烯基芳族单体包括，例如由以下结构式的所代表的那些单体 其中R1选自氢原子和含有1至4个碳原子的烷基，优选为氢原子或甲基；每个R2独立地选自氢原子和含有1至4个碳原子的烷基，优选为氢原子或甲基；Ar为苯基或被1至5个选自卤素、C1-4烷基和C1-4卤代烷基的取代基所取代的苯基；且n的值为0至4，优选为0至2，最优选0。单亚乙烯基芳族单体的例子包括苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、氯代苯乙烯，包括这些化合物所有的异构体。特别合适的这类单体包括苯乙烯及其低级烷基或卤素取代衍生物。优选单体包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯和低级烷基-(C1-4)或苯基环上取代的苯乙烯衍生物，例如邻-、间-和对甲基苯乙烯、环卤化苯乙烯、对乙烯基甲苯或其混合物。更优选的芳族单亚乙烯基单体是苯乙烯。术语“位阻脂族或环脂族亚乙烯基化合物”是指对应于以下结构式的可加成聚合的亚乙烯基单体 其中A1为含有至多20个碳原子的空间位阻大的脂族或环脂族取代基，R1选自氢原子和含有1至4个碳原子的烷基，优选为氢原子或甲基；每个R2独立地选自氢原子和含有1至4个碳原子的烷基，优选为氢原子或甲基；或R1和A1也可以构成环体系。术语“空间位阻大”是指，带有该取代基的单体在标准Ziegler-Natta聚合反应催化剂下进行加成聚合的速度一般要比乙烯聚合的速度要小。包含2-20个碳原子且具有线型脂族结构的α-烯烃单体，如丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜性水分散体，包含至少一种基本上无规共聚体，该共聚体包含：（Ａ）衍生自以下的聚合物单元：（１）至少一种亚乙烯基芳族单体，或（２）至少一种位阻脂族或环脂族亚乙烯基单体，或（３）至少一种芳族亚乙烯基单体与至少一种位阻脂族或 环脂族亚乙烯基单体的混合物，和（４）至少一种Ｃ↓［２］－Ｃ↓［２０］α－烯烃；和（Ｂ）表面活性剂。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD奥提司，RG采莱宾斯基，WD霍尼格，JM科恩司多克，BW沃尔特，JR贝萨，
申请(专利权)人：陶氏化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]