稳定性和耐久性改进的氯乙烯胶乳组合物制造技术

本发明专利技术揭示的是一种改进的氯乙烯胶乳组合物，其特征在于：它含有用量虽少而行之有效的三聚氰酸三烯丙基酯，由此提供了改善稳定性和使用性能。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术范围本专利技术涉及氯乙烯胶乳共聚物。更具体地说，本专利技术涉及的是尤其可用于涂料组合物的稳定耐久的氯乙烯胶乳共聚物。氯乙烯胶乳共聚物在技术上是众所周知的。这些共聚物的优点在于色透明性，柔软和防护性能。这些性能使得氯乙烯胶乳共聚物十分适用作塑料和表面涂层。本文所关心的是需要改进氯乙烯胶乳共聚物的耐久性。一般说来，胶乳共聚物的耐久性可以通过提高它的分子量和/或共聚入被认为可使共聚物耐久性改善的单体。虽然在理论上是可行的，但是，具有耐久性的单体的共聚合受到一些因素限制，诸如单体的混溶性或根据地方和国家安全防护法单体的批准使用。本专利技术提供了新种类的氯乙烯胶乳共聚物，其中所含用量虽少而行之有效的一类选择单体，改善了共聚物的稳定性和使用性能。按照上述内容，本专利技术提供了一种改进的卤代乙烯胶乳组合物，该组合物里含聚合的表面活性剂的水中含有游离基加成聚合性烯类不饱和单体的一种胶乳共聚物;本专利技术的改进之处是，在共聚物中引入了一种用量虽少而行之有效的多烯类不饱和单体，这种单体最好是一种三聚氰酸三烯丙基酯。在本专利技术的一个优选实施方案中，卤代乙烯单体用的是氯乙烯，另一种共聚单体是α-烯烃。所用“胶乳共聚物”术语是指从分散的水相中制得的单体共聚物。所用的“胶乳组合物”术语是指由胶乳共聚物和一种聚合的表面活性剂组成的最终组合物。本专利技术改善了共聚物的高温加工性(在约250°F)。本专利技术还包含一种涂料组合物，尤其是一种含本专利技术卤代乙烯胶乳组合物的水基涂料组合物。本专利技术另外包含的是把该组合物涂布在基材如铝基上所得的制品。本专利技术的制品具有优良的耐发白性，耐冲击性，柔性以及耐酸性。正如下面详细所述，本专利技术的特征在于三聚氰酸三烯丙基酯。但是，按照本专利技术，凡是具有三聚氰酸三烯丙基酯性质的其它多烯类不饱和单体也包括在本专利技术的权利要求之中。本专利技术的卤代乙烯胶乳共聚物，其基本成分是氯乙烯和三聚氰酸三烯丙基酯，后者的特征在于，它的用量虽少，但对胶乳组合物的稳定性和工作特性有行之有效的作用。三聚氰酸三烯丙基酯在固体胶乳共聚物的共聚单体中的含量可为约0.1～2%或更高，又以约0.5～1%为佳(以重量计)。共聚物中卤代乙烯的含量可为约75～99.4%，又以约90～99%为佳(均以重量计)。本专利技术常用的另一种可共聚单体，可以是一种含环氧的单体，α-烯烃或它们的混合物。含环氧的单体的例子有丙烯酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，烯丙基缩水甘油基醚等。含环氧的单体在固体胶乳共聚物的共聚单体中可占约0.2～20%，又以约0.5～4%(均以重量计)为佳。α-烯烃的例子有乙烯，丙烯，异丁烯和丁烯-1。优选采用的是乙烯。α-烯烃可按较低的用量使用，它在固体胶乳共聚物的共聚单体中可占约1～6%，又以约1～4%为佳(均以重量计)。也可以采用较高含量的α-烯烃，如20%或更高的含量。本专利技术的一个与众不同的特点是，可采用很高量的卤代乙烯单体与含量较低的α-烯烃。好比采用高含量的氯乙烯，便可以使同这种单体有连带关系的性能如防护性能受益最大。由于氯乙烯单体比较便宜，由此可降低制得的共聚物的成本。按照本专利技术的方法，可在有乳化剂的水中使上述单体进行游离基引发的加成聚合制备胶乳组合物，所用乳化剂主要由一种聚合的表面活性剂所组成，诸如一种经过碱中和的含酸官能团的加成聚合物。采用烯类不饱和单体的游离基加成聚合可制取这种碱中和的含酸官能团的丙烯酸类聚合物。其中所用的单体至少有一种是含酸官能团的单体，这种单体最好是丙烯酸。能用于本专利技术的其它酸类有甲基丙烯酸，衣康酸，马来酸，富马酸，不饱和二元羧酸的单酯如马来酸单甲酯，富马酸单乙酯，也可以采用酸酐。还可采用其它单体参与共聚，只要这种共聚性单体对最终产物的制备或使用没有不好的影响。酸官能团单体的量约占酸官能团丙烯酸类聚合物中所有单体的30～100%，又以50～90%为佳(均以重量计)。酸官能团加成聚合物的重均分子量(Mw)按聚苯乙烯标样计算约为3，000～100，000，又以约10，000～80，000为佳。含酸官能团的加聚物用碱，最好是一种挥发性的碱中和。中和度约为0～100%，又以约30～80%为佳。适用的碱宜是挥发性碱。它们包括氨和伯胺、仲胺或叔胺，如乙醇胺，二乙醇胺，N-甲基乙醇胺，二甲基乙醇胺，异丙醇胺，二异丙醇胺，甲胺，乙胺，二乙胺，三甲胺，三乙胺，和吗啉。胶乳组合物可以在表面活性剂存在下通过乙烯基单体和α-烯烃的游离基引发加成聚合制取。碱中和的酸官能团聚合的表面汉性剂的用量约占胶乳组合物中树脂固体总量的5～90%，又以约10～55%为佳。这种聚合的表面活性剂可以同常用的表面活性剂如离子型或非离子型表面活性剂配合一起使用。正如上面所述，乙烯基单体，三聚氰酸三烯丙基酯，以及α-烯烃单体可以同一种含环氧的单体共聚。另外，还可使用其它的可共聚单体，只要它们对胶乳共聚物的制备和使用不产生有害的影响。用来制备胶乳共聚物的热或氧化-还原性游离基引发剂可以是水溶性或油溶性的引发剂诸如过氧化物型，如过氧化氢，叔丁基氢过氧化物/异抗坏血酸;离子型，如过硫酸铵，过硫酸钠，过硫酸钾，或重氮型，如偶氮二异戊腈;偶氮二(N，N′-二亚甲基异丁基)脒(amidene)。它们的用量一般约占可共聚单体重量的0.01～3%，又以0.05～1%为佳。胶乳组合物的制备方法具体说明如下采用的聚合温度约为25～90℃，又以40～75℃为佳。取以下物料混合物的10～20%(重量)投入反应器，这些物料是一种碱中和的酸官能团聚合的表面活性剂，三聚氰酸三烯丙基酯，氯乙烯，甲基丙烯酸缩水甘油酯(任选)，以及水。按需要量往反应器中加入乙烯单体，并以带压加料为宜，以此制取所要求的胶乳共聚物。上述的反应混合物然后通过添加一种游离基引发剂如过硫酸铵水溶液引发聚合。聚合反应进行到聚合速度开始下降为止。将余下的单体和表面活性剂的混合物投入反应器，加料速度宜均匀，聚合反应以达到不是自持链锁反应为止。除去或蒸掉未反应的单体。制得的胶乳组合物是稳定的，其固含量约为20%或高于20%，一般最高可达约40%，粒度为500～4000埃(通过透光率测定)，粘度约为10～10，000厘泊(在每分钟30转条件下测定)。胶乳的分子量明显高于不含三聚氰酸三烯丙基酯的同样胶乳的分子量。如用氯乙烯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，以及乙烯制得的一种胶乳，其分子量约为一百万。在上述单体中添加三聚氰酸三烯丙基酯(占单体总量的1%)，结果形成的胶乳的分子量约为二百万或更高值。正如前面所述，本专利技术也可以使用含二个或二个以上不饱和位置的多烯类不饱和单体。因此，能同卤代乙烯单体混溶的多烯丙基单体也包含在本专利技术之中。多烯类不饱和单体的具体例子有多元酸的乙烯基酯，诸如己二酸二乙烯基酯，丁二酸二乙烯基酯，以及亚甲基丁二酸(衣康酸)二乙烯基酯;多官能团酸的烯丙基酯，诸如富马酸二烯丙基酯，柠檬酸二烯丙基乙烯基酯;不饱和醚，如二乙烯基醚和二烯丙基醚。本专利技术实际使用中，这种胶乳组合物可以按照预期用途的足够用量用于涂料组合物。例如在用作罐桶的内层涂料中，胶乳组合物的用量应足以保证涂层的防护性能以及其它所要求的加工性和耐久性。这种涂料组合物可含有固化剂，诸如氨基塑料，酚醛塑料，或异氰酸酯。固化剂的用量要足以形成必不可少的交联度。胶乳同固化剂的重量比约为50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的卤代乙烯胶乳组合物，该组合物里含聚合的表面活性剂的水中，含有游离基加成聚合性烯类不饱和单体的一种共聚物其改进之处是，共聚物里含有一种用量虽少而行之有效的可共聚的多烯类不饱和单体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫埃米尔普斯克斯，梅拉尼休斯波尔丁，特伦斯维瑟夫哈特，
申请(专利权)人：PPG工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]