基于天然脂肪酸的丙烯酸酯混合聚合物及其制造方法技术

本发明专利技术涉及丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物，和它们的制备方法。本发明专利技术还涉及该改性天然脂肪酸基混合聚合物作为粘结剂特别是在水基涂料、粘合剂和复合材料中的以及作为环境友好木材浸渍剂的用途。该丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物是由丙烯酸酯链段和脂肪酸链段形成的嵌段共聚物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用反应性单体特别是用丙烯酸酯改性的天然脂肪酸基 混合聚合物及其制造方法。本专利技术还涉及该改性天然脂肪酸基混合聚 合物作为粘结剂特别是在水基涂料、粘合剂和复合材料中的以及作为 环境友好木材浸渍剂的用途。
技术介绍
水基涂料特别是胶乳基涂料的使用不断地增加，这是由于胶乳基 产物的积极环境影响和用于涂覆的设备可容易用水清洁的结果。溶剂 基醇酸树脂漆的受欢迎性已经降低，主要是因为它们含有的挥发性有机组分(voc)。然而，无论如何醇酸树脂漆具有一些与乳胶漆相比的显著优点，例如特别与木材和改性的木材材料，例如热木材和浸渍木 材产物的相容性，以及良好的表面光泽和硬度。正日益增加。这归因于这些产物的更好的性能，尤其是产物的生物降 解性、可回收性和低毒性。在它们的范围中，当前生物复合材料的最 重要的那些是亚麻、大麻和木质纤维基复合材料。为了在生物复合材 料中达到衍生自天然材料的原材料的尽可能高的比例，通常希望用于 制造的添加剂也是生物来源的。乳液聚合是用于制备合成作为涂覆剂 和粘结剂(粘结剂)发挥作用的胶乳例如苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯 酸系聚合物和聚(乙酸乙烯酯)的已知方法。在乳液聚合中，通常使 用水、单体或单体混合物、表面活化剂或表面活性剂和聚合引发剂。在该领域中，类似乳液聚合的微乳液聚合方法也是已知的，其中通常 还使用例如共表面活性剂。从专利US6， 369， 135获知了 一种制备适合于涂料应用的胶乳的微 乳液聚合方法，其中将二元醇或多元醇，例如乙二醇或甘油和一或多元酸例如邻苯二曱酸酐的反应产物和用亚麻种子或大豆油改性的醇酸 树脂溶于烯属不饱和单体例如乙烯基或丙烯酸酯单体中。在水和表面 活性剂，优选还有共表面活性剂存在下将该混合物微乳液聚合。结果， 获得包含聚合物颗粒的胶乳，其中该醇酸树脂接枝到丙烯酸酯聚合物 的骨架上或反过来该丙烯酸酯接枝到醇酸树脂聚合物的骨架上。作为 产物，通常获得具有相对高分子量的大尺寸聚合物。在本领域中已知的乳液聚合方法中，通常使得大尺寸分子反应， 藉此发生不希望的副反应，例如交联和凝胶化。此外，在由大尺寸聚 合物制备的涂料组合物中形成沉淀，该沉淀缩短这些产物的保存限。基于上述，可以看出仍需要提供新型改性天然脂肪酸基混合聚合 物和开发制造它们的简单方法。 专利技术目的本专利技术的一个目的是提供丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物。本专利技术的另一个目的是丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物的 制备方法。本专利技术的又一个目的是由丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物 制备乳液的方法。本专利技术的又一个目的是丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物作 为粘结剂在水基涂料、粘合剂、漆、组合产物和复合材料中的和作为 木材浸渍剂的用途。根据本专利技术的丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物，它们的制 造方法和它们的用途的特征在本专利权利要求中给出。 专利技术简述丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物在本文中是指由丙烯酸酯链段和脂肪酸链段形成的具有分子量800-6， 000, 000的聚合物并且具 有200-20， 000的分子量的脂肪酸链段可以包含脂肪酸或脂肪酸的一 酯和/或低聚酯。该聚合物主要为嵌段聚合物类型。本专利技术涉及丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物、它们的制备方法和它们作为粘结剂在涂料、粘合剂、漆和复合材料中的以及作为 组分在木材浸渍剂中的用途。在根据本专利技术的方法中，丙烯酸酯单体与含有双键的共轭或非共 辄天然脂肪酸或天然脂肪酸酯反应，藉此形成丙烯酸酯改性天然脂肪 酸基混合聚合物。根据本专利技术的丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物通过乳液聚 合方法制备。在一种或多种表面活性剂和任选地一种或多种共表面活 性剂存在下将一种丙烯酸酯单体或者多种丙烯酸酯单体分散成乳液， 然后在自由基引发剂和含反应性双键的脂肪酸起始材料存在下将该一 种丙烯酸酯单体或多种丙烯酸酯单体聚合。该产物乳液或丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物含有聚合物 颗粒，其中丙烯酸酯聚合物链已经接枝到该起始材料的脂肪酸的双键 上，例如丙烯酸酯聚合物链段连接到脂肪酸侧链上。 专利技术详述令人惊奇地发现，可以通过使丙烯酸酯单体与天然脂肪酸或天然 脂肪酸酯的双键、例如与含共轭或非共轭双键的天然油或妥尔油脂肪 酸混合物反应而获得稳定的乳液。可以将该丙烯酸酯改性天然脂肪酸 基混合聚合物与醇酸树脂进一步分散/乳化，藉此形成稳定的乳液。根据本专利技术的丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物包含天然脂 肪酸或天然脂肪酸酯例如由天然油获得的脂肪酸混合物，植物脂肪酸 混合物，含脂肪酸酯的天然油和天然油基低聚酯，其中所述脂肪酸或 脂肪酸酯被丙烯酸酯单体改性。含反应性双键的脂肪酸起始材料在本文中是指天然脂肪酸和天然 脂肪酸酯，尤其是天然脂肪酸混合物和天然脂肪酸酯混合物，它们含 有含双键的脂肪酸或相应的酯且存在于例如植物、树特别是天然油、 妥尔油脂肪酸混合物中和存在于软木脂与角质的脂肪酸混合物中并且 该双键可以是共轭或非共轭的。天然油在本文中是指含共轭或非共轭 双键的天然油，例如植物油，优选亚麻种子油、大豆油、菜籽油、菜 油、向日葵油、橄榄油等。妥尔油脂肪酸混合物特别是指与木材加工工业的妥尔油副产物分 离的脂肪酸混合物，其典型的脂肪酸组合物在下面给出。妥尔油的脂肪酸混合物含有大约50% ( 45-55%)亚油酸及其它二不饱和的C18脂 肪酸(包括共轭酸)，大约35% ( 30-45%)油酸，大约7%(2-10%)多 不饱和脂肪酸，大约2°y4 ( 0. 5-3% )饱和脂肪酸和至多3% ( 0. 5-3% )松 香酸，按重量百分率计算。提出的一些天然油的脂肪酸组成在下表1中给出表l<table>table see original document page 7</column></row><table>丙烯酸酯单体在本文中是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体例如丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯 酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、曱基丙烯酸甲酯和曱基丙烯酸2-乙基己酯， 丙烯酸和甲基丙烯酸，更多丙烯酸酯单体的混合物以及丙烯酸酯或甲 基丙烯酸酯与苯乙烯或乙烯醇或乙酸乙烯酯的混合物。优选的丙烯酸 酯单体是丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯。根据本专利技术的丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物如下制造 在自由基催化剂(自由基引发剂)存在下在30-100，优选50-90"C下 在水溶液中将含反应性双键的脂肪酸起始材料例如天然脂肪酸或天然 脂肪酸酯与丙烯酸酯单体进行乳液聚合。典型的聚合时间为1-6小时。在该方法中，在一种或多种表面活性剂和任选的一种或多种共表 面活性剂存在下将一种丙烯酸酯单体或多种丙烯酸酯单体和水分散成 乳液，然后在自由基引发剂和含反应性双键的脂肪酸起始材料存在下 将该一种丙烯酸酯单体或多种丙烯酸酯单体聚合。任选地，将丙烯酸酯单体、天然脂肪酸混合物或天然脂肪酸酯混 合物和一种或多种表面活性剂、水和任选的一种或多种共表面活性剂(疏水物)混合在一起，如果需要则采用加热，通常20-80 1C /l-120min,优选25-65X:/l-30min,之后，用碱将该溶液的pH值调 节在6-9之间。适合于调节pH值的适合的碱是例如NaHC本文档来自技高网...

【技术保护点】
丙烯酸酯改性天然脂肪酸基混合聚合物，其特征在于它是由丙烯酸酯链段和脂肪酸链段形成的分子量为８００－６００００００的嵌段共聚物，并且其中分子量为２００－２，０００的脂肪酸链段包括脂肪酸或脂肪酸的一酯和／或低聚酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：N海斯坎恩，P威尔伯格，S考斯基米斯，J胡尔库，P尤斯哈诺夫，SL毛努，
申请(专利权)人：UPM基米因公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]