酮基官能化聚合物粒子和聚合物珠粒的水性分散液制造技术

本发明专利技术涉及包含各自经酮基官能化的聚合物粒子和交联聚合物珠粒的水性分散液，和二胺或二酰肼交联剂的组合物。本发明专利技术的分散液适用于涂层应用。

Aqueous dispersions of ketone functionalized polymer particles and polymer beads

The present invention relates to the composition of aqueous dispersions containing their ketone functionalized polymer particles and crosslinked polymer beads, and two amine or two hydrazine crosslinking agents. The dispersing liquid of the invention is suitable for the application of the coating.

【技术实现步骤摘要】
酮基官能化聚合物粒子和聚合物珠粒的水性分散液本专利技术涉及各自经酮基官能化的聚合物粒子和交联聚合物珠粒的水性分散液。本专利技术的分散液适用于涂层应用。具有低颜料容积浓度(PVC)的建筑涂层显示相比于高PVC涂层较好的耐久性和去污属性。低PVC涂层倾向于在半光泽至高光泽的光泽范围内，其中成膜聚合物驱动主要性能属性。高光泽涂料主要包含成膜聚合物和无机颜料。无机增量剂(如碳酸钙、粘土、二氧化硅等)用于降低调配物的成本和涂层的光泽，但最终以干燥涂层的性能为代价。增量剂增加的表面积导致增量剂与粘合剂之间相当大的相互作用，进而降低粘合剂可在干燥涂层中建立性能的效率。因此，发现在相对高性能的情况下实现低光泽的方式将是涂层配方领域中的进步。
技术实现思路
本专利技术通过提供包含以下的组合物而满足所属领域中的需要：a)以下的水性分散液1)具有75nm至350nm范围内的平均粒度的聚合物粒子，和2)具有1μm至30μm范围内的平均粒度的交联聚合物珠粒；其中聚合物粒子包含以聚合物粒子的重量计0.1至12重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元；且交联聚合物珠粒包含以交联聚合物珠粒的重量计0.05至12重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元；且其中聚合物粒子与交联聚合物珠粒的重量与重量比在1:10至10:1范围内；和b)以涂料组合物的重量计0.1至10重量％的二酰肼或多胺交联剂。本专利技术组合物提供具有相比于未经类似官能化的双峰分散液出人意料地改进的耐擦洗性的涂层。具体实施方式本专利技术通过提供包含以下的组合物而满足所属领域中的需要：a)以下的水性分散液1)具有75nm至350nm范围内的平均粒度的聚合物粒子，和2)具有1μm至30μm范围内的平均粒度的交联聚合物珠粒；其中聚合物粒子包含以聚合物粒子的重量计0.1至12重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元；且交联聚合物珠粒包含以交联聚合物珠粒的重量计0.05至12重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元；且其中聚合物粒子与交联聚合物珠粒的重量与重量比在1:10至10:1范围内；和b)以涂料组合物的重量计0.1至10重量％的二酰肼或多胺交联剂。聚合物粒子优选地为具有优选地在80nm至250nm范围内的平均粒度的丙烯酸或苯乙烯-丙烯酸聚合物粒子。如本文所用，聚合物粒子的平均粒度是指使用BrookhavenBI90粒子分析仪测量的粒度。聚合物粒子优选地在环境温度下成膜；因此，聚合物粒子优选地具有小于25℃、更优选地小于15℃并且最优选地小于5℃的如通过福克斯方程式(Foxequation)计算的Tg。优选地，聚合物粒子包含甲基丙烯酸甲酯(Tg＝105℃)或苯乙烯(Tg＝100℃)的结构单元，和至少一种选自由以下组成的群组的单体：丙烯酸乙酯(Tg＝-22℃)、丙烯酸丁酯(Tg＝-54℃)、丙烯酸2-乙基己酯(Tg＝-85℃)和丙烯酸2-丙基庚酯(Tg＝-68℃)。有利地使用常规单阶段或多阶段乳液聚合化学制备的聚合物粒子进一步包含以聚合物粒子的重量计0.1、更优选地0.5、并且最优选地1重量％至12、优选地10、并且更优选地8重量％的具有酮基官能团的单体，也就是说，含有酮或醛基的单体的结构单元。具有酮基官能团的优选单体是甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(AAEM，Tg＝3℃)，优选地，以聚合物粒子的重量计，其浓度在2至10重量百分比范围内；或二丙酮丙烯酰胺(DAAM，(Tg＝85℃))，优选地，以聚合物粒子的重量计，其浓度在1至5重量百分比范围内。另外，聚合物粒子优选地包含0.2、更优选地0.5、并且最优选地1重量％至优选地5、并且更优选3重量％的羧酸单体，如丙烯酸(Tg＝103℃)、甲基丙烯酸(Tg＝185℃)或衣康酸(Tg＝154℃)。交联聚合物珠粒优选地具有2μm、并且更优选地5μm至优选地20μm、并且更优选地15μm范围内的平均粒度。如本文所用，聚合物珠粒的平均粒度是指如通过装备有2000uP模块的MalvernMastersizer2000分析仪所测量的尺寸。交联聚合物珠粒优选地包含以聚合物珠粒的重量计0.1、更优选地0.2、并且最优选地0.5至优选地10、更优选地8重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元。交联聚合物珠粒的水性分散液可通过多种方法，如美国专利公开案2013/0052454；US4,403,003；US7,768,602；和US7,829,626中所公开的方法制备。在优选方法中，如羟乙基纤维素(HEC)、聚(乙烯醇)(PVOH)、聚(乙烯基吡咯烷酮)(PVP)或非离子表面活性剂的胶体稳定剂溶解于水中以形成水相；通过混合单体和交联剂，如二乙烯基苯或甲基丙烯酸烯丙酯且将引发剂溶解于单体混合物中而制备有机相。优选的引发剂为疏水性的，并且因此主要分成单体相；优选的引发剂的实例为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰和过辛酸叔丁酯。通过使用任何适合的方法，如机械搅拌使水相和有机相均质化而制备单体乳液。热引发方法为优选的。聚合可通过分批、半连续或连续法进行且聚合珠粒可通过单阶段或多阶段聚合方法制备。如果聚合分多个阶段进行，那么优选的是一个阶段包含使交联单体和低Tg单体，如丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、或丙烯酸2-丙基庚酯共聚合，且另一阶段包含高Tg单体，如甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯的聚合。含酮基的单体可发现于多阶段聚合的一个或多个阶段中。优选地，分两个阶段进行多阶段聚合反应。聚合物粒子与交联聚合物珠粒的重量:重量比在1:10、优选地4:6至10:1、优选地8:2范围内。组合物进一步包括以涂料组合物的重量计0.1、优选地0.2、并且更优选地0.5重量％至10、并且优选地5重量％的二酰肼或多胺交联剂。多胺交联剂的实例包括二胺，如3,3'-(乙烷-1,2-二基双(氧基))双(丙-1-胺)；4,9-二氧十二烷-1,12-二胺；4,9-二氧十二烷-1,12-二胺；4,7-二氧十二烷-1,10-二胺；和4,7,10--1,13-二胺。多胺的商业实例是聚醚胺，如JEFFAMINED-230、JEFFAMINED-400、JEFFAMINED-2000、JEFFAMINEM-600、JEFFAMINEM-1000、JEFFAMINEED-600、JEFFAMINEED-900、T-403以及JEFFAMINET-3000聚醚胺。二酰肼交联剂的实例包括己二酸二酰肼(ADH)、碳二酰肼(carbodihydrazide；CDH)、癸二酸二酰肼(SDH)、缬氨酸二酰肼(VDH)、间苯二甲酸二酰肼(ISODH)以及二十烷二酰肼ICODH)。优选地，交联剂为二酰肼，更优选地ADH。本专利技术组合物优选地包含基本上不存在的具有1.0至1.9范围内的折射率的无机增量剂，其倾向于对所得涂层的耐擦洗性和抗污性具有不良影响。如本文所用，“基本上不存在”是指小于10、优选小于5、更优选小于1并且最优选地0PVC的任何具有指定范围内的折射率的增量剂。组合物中基本上不存在的增量剂的实例包括二氧化硅、硅酸盐和铝硅酸盐，如滑石、粘土、云母和绢云母；CaCO3；霞石正长岩；长石；硅灰石；高岭石；磷酸二钙；和硅藻土。本专利技术组合物有利地包含多种其他添加剂，如流变改性剂、消泡剂、中和剂、表面活性剂、分散剂、有机颜料(如不透明聚合物)和高折射率无机颜料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料组合物，其包含：a)以下的水性分散液1)具有75nm至350nm范围内的平均粒度的聚合物粒子，和2)具有1μm至30μm范围内的平均粒度的交联聚合物珠粒；其中所述聚合物粒子包含以所述聚合物粒子的重量计0.1至12重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元；且所述交联聚合物珠粒包含以所述交联聚合物珠粒的重量计0.05至12重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元；且其中聚合物粒子与交联聚合物珠粒的重量与重量比在1:10至10:1范围内；和b)以所述涂料组合物的重量计0.1至10重量％的二酰肼或多胺交联剂。

【技术特征摘要】
2016.09.09 US 62/3854971.一种涂料组合物，其包含：a)以下的水性分散液1)具有75nm至350nm范围内的平均粒度的聚合物粒子，和2)具有1μm至30μm范围内的平均粒度的交联聚合物珠粒；其中所述聚合物粒子包含以所述聚合物粒子的重量计0.1至12重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元；且所述交联聚合物珠粒包含以所述交联聚合物珠粒的重量计0.05至12重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元；且其中聚合物粒子与交联聚合物珠粒的重量与重量比在1:10至10:1范围内；和b)以所述涂料组合物的重量计0.1至10重量％的二酰肼或多胺交联剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚合物粒子包含以所述聚合物粒子的重量计0.5至10重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元；且所述交联聚合物珠粒包含以所述交联聚合物珠粒的重量计0.2至10重量％的含有酮基官能团的单体的结构单元；其中所述聚合物粒子具有80nm至250nm范围内的平均粒度；且所述交联聚合物珠粒具有5μm至20μm范围内的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·康纳，J·A·加拉赫尔，P·R·哈希，P·S·马宗达，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