用精氨酸官能化单体结构单元官能化的乳胶制造技术

本发明专利技术涉及一种包含聚合物颗粒的稳定水性分散液的组合物，所述聚合物颗粒包含可聚合氨基酸的结构单元和酸单体或其盐的结构单元。本发明专利技术的组合物可用于改善涂料组合物对唇膏污渍的抗性。

Functionalized latex with arginine functionalized monomer unit

The invention relates to a composition of stable aqueous dispersions containing polymer particles including structural units of polymerizable amino acids and an acid monomer or a structural unit of their salts. The composition of the invention can be used to improve the resistance of coating compositions to lipstick stains.

【技术实现步骤摘要】
用精氨酸官能化单体结构单元官能化的乳胶
技术介绍
本专利技术涉及一种组合物，所述组合物包含用精氨酸官能化单体结构单元官能化的聚合物颗粒的稳定水性分散液(即，乳胶)。本专利技术的组合物可用于涂料配制物中。使涂料级乳液聚合物配制的涂料具有卓越的抗污性和/或污渍阻隔性对于配制者来说一直是一种挑战，这部分是因为通常很难在改善抗污性与同时造成的对其它油漆性能特性的不利影响之间达成平衡。疏水性污渍抗性的改善通常与对亲水性污渍抗性的损害相关，又增加了问题的复杂性。举例来说，已知使用浓度超过2重量％的月桂基硫酸钠表面活性剂可以对许多疏水性污渍产生正面影响，但同时会损害抗水性和亲水性污渍抗性，而且还会加剧表面活性剂沥出和水渍。将甲基丙烯酸磷酸乙酯(PEM)并入涂料配制物的粘合剂中可以大大提高针对亲水性污渍(具体地说，咖啡)的抗性；然而，已知PEM在造漆工艺期间会加剧粗粒形成。另外，在某些配方原材料(如某些类型的绿坡缕石或膨润土)存在下，含有PEM的聚合物通常展现有限的相容性。丙烯酸乙酯(EA)官能化的聚合物颗粒对唇膏污渍特别具有抗性，但为了看到这种作用，通常需要EA的浓度超过总乳胶颗粒组合物的20％，由此限制了其它单体的选择。此外，EA具有非常低的气味阈值，因此需要彻底地消除残余单体且有时成本高昂。另外，用于实现胶体稳定性的多种酸单体或佐剂，如表面活性剂和过硫酸盐，会对抗污性产生负面影响。因此，找到一种在抗污性与其它性能特性之间达成良好平衡的方式在抗污技术中将是一个进步。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种包含聚合物颗粒的水性分散液的组合物解决了本领域中的需求，所述聚合物颗粒包含0.02到4重量％的酸单体或其盐的结构单元；以及0.05到3重量％的精氨酸官能化单体的结构单元，所述精氨酸官能化单体由以下结构表征：其中X是NH、NHCH2CH2O、NHCH2CH2NR或NHCH2CH(OH)CH2O；并且R各自独立地是H或CH3。本专利技术的组合物特别有效地改善油漆对唇膏污渍的抗性。具体实施方式本专利技术是一种包含聚合物颗粒的水性分散液的组合物，所述聚合物颗粒包含0.02到4重量％的酸单体或其盐的结构单元；以及0.05到3重量％的精氨酸官能化单体的结构单元，所述精氨酸官能化单体由以下结构表征：其中X是NH、NHCH2CH2O、NHCH2CH2NR或NHCH2CH(OH)CH2O；并且R各自独立地是H或CH3。优选的是，X是NH且R是CH3。如本文所用，术语“聚合物颗粒的水性分散液”与“乳胶”一词同义。如本文所用，术语“结构单元”是指单体在聚合之后的残余物。举例来说，N2-精氨酸甲基丙烯酸酯的结构单元如下所示：N2-精氨酸甲基丙烯酸酯的结构单元其中虚线表示与聚合物主链的连接点。优选的是，聚合物颗粒中的精氨酸官能化甲基丙烯酸酯，优选聚合物颗粒中的N2-精氨酸甲基丙烯酸酯的结构单元的浓度以聚合物颗粒的重量计是从0.1重量％，更优选从0.2重量％并且最优选从0.25重量％到2重量％，更优选到1重量％并且最优选到0.75重量％。应了解，精氨酸官能化单体的结构单元包括盐及其两性离子。N2-精氨酸甲基丙烯酸酯宜通过使精氨酸与甲基丙烯酸酐在室温下接触来制备。精氨酸官能化甲基丙烯酸酯的其它实例包括N2-(2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基-精氨酸，它可以通过N2-精氨酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应来制备：N2-(2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)丙基-精氨酸；以及N2-(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)-精氨酸，宜通过精氨酸与甲基丙烯酸2-羟基乙酯的缩合反应制备。N2-(2-(甲基丙烯酰氧基)乙基)-精氨酸如本文所用，术语“酸单体”是含有可电离质子的烯系不饱和单体。适合的酸单体种类包括羧酸、硫酸、磷酸单体。羧酸单体和其盐的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸(itaconicacid)及其盐；适合的硫酸单体的实例包括甲基丙烯酸磺乙酯、甲基丙烯酸磺丙酯、苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，以及其盐。适合的磷酸单体的实例包括醇的膦酸酯和磷酸二氢酯，其中所述醇含有可聚合乙烯基或烯烃基团，或被所述基团取代。优选的磷酸二氢酯是丙烯酸羟基烷酯或甲基丙烯酸羟基烷酯的磷酸酯，包括甲基丙烯酸磷酸乙酯(PEM)和甲基丙烯酸磷酸丙酯。PEM是特别优选的磷酸单体，由以下结构表示：其中R是H或优选的是，酸单体的结构单元的浓度以聚合物颗粒的重量计是在从0.05重量％，更优选从0.1重量％并且最优选从0.3重量％到优选6重量％，更优选到4重量％并且更优选到2重量％范围内。酸单体还可以是酸单体的组合，例如以聚合物颗粒的重量计浓度优选在从0.1重量％，更优选从0.2重量％并且最优选从0.5重量％到优选5重量％，更优选到3重量％并且最优选到2重量％范围内的磷酸单体；以及以聚合物颗粒的重量计浓度优选在从0.1重量％，更优选从0.2重量％并且最优选从0.5重量％到优选4重量％，更优选2.5重量％范围内的羧酸单体。聚合物颗粒优选是丙烯酸类聚合物颗粒。如本文所用，术语“丙烯酸类聚合物颗粒”是指以聚合物颗粒的重量计包含至少25重量％的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯单体的结构单元或其组合的聚合物颗粒(包括种子聚合物颗粒)。优选的是，丙烯酸类聚合物颗粒包含从50重量％，更优选从80重量％并且最优选从90重量％到99.9重量％，更优选到98重量％并且最优选到96重量％的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体的结构单元或其组合。优选的是，聚合物颗粒包含一种或多种甲基丙烯酸酯单体，如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯；以及b)一种或多种丙烯酸酯单体，如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-丙基庚酯或丙烯酸2-乙基己酯。丙烯酸类聚合物颗粒还可以包含0.1到0.5重量％的多烯系不饱和单体的结构单元，如二乙烯基苯或甲基丙烯酸烯丙酯，并且还可以包含其它单体的结构单元，如以聚合物颗粒的重量计在5到50重量％范围内的苯乙烯，和以聚合物颗粒的重量计在50到75重量％范围内的乙酸乙烯酯。聚合物颗粒的形态并不重要。聚合物颗粒可以借助于单段或多段聚合反应制备；其可以具有球形形态或橡果形态，其中核部分从聚合物颗粒的壳部分凸出；并且其可以是颜料吸附(例如TiO2吸附)型聚合物颗粒，但这不是必须的。本专利技术的组合物还有利地包括颜料，如TiO2，和其它添加剂，如消泡剂、表面活性剂、分散剂、流变改性剂、杀生物剂以及中和剂。已经意外地发现，由本专利技术组合物形成的涂料，尤其是油漆，对唇膏污渍显示出明显的抗性，而且不会对油漆的其它性能特性产生不利影响。实例比较实例1-未用N2-精氨酸甲基丙烯酸酯官能化的双形态吸附型乳胶的制备A.核(预成形体)合成通过将去离子水(200g)、DisponilFES993表面活性剂(43g，30％活性)、丙烯酸丁酯(371.2g)、甲基丙烯酸甲酯(195.2g)、甲基丙烯酸烯丙酯(9.6g)、甲基丙烯酸磷酸乙酯(51.2g，60％活性)以及甲基丙烯酸(12.8g)混合来制备第一单体乳液(ME1)。向配备有桨式搅拌器、温度计、氮气入口以及回流冷凝器的5L四颈圆底烧瓶中添加去离子水(600g)和DisponilFES32表面活性剂(43g，30％活性)。在N2下将烧瓶的内含物加热到85℃，并且开始搅拌。然后添加一部分ME1(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含聚合物颗粒的水性分散液的组合物，所述聚合物颗粒包含0.02到4重量％的酸单体或其盐的结构单元；和0.05到3重量％的精氨酸官能化单体的结构单元，所述精氨酸官能化单体由以下结构表征：

【技术特征摘要】
2016.12.20 US 62/4365751.一种包含聚合物颗粒的水性分散液的组合物，所述聚合物颗粒包含0.02到4重量％的酸单体或其盐的结构单元；和0.05到3重量％的精氨酸官能化单体的结构单元，所述精氨酸官能化单体由以下结构表征：其中X是NH、NHCH2CH2O、NHCH2CH2NR或NHCH2CH(OH)CH2O；并且R各自独立地是H或CH3。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述精氨酸官能化单体是N2-精氨酸甲基丙烯酸酯。3.根据权利要求2所述的组合物，其中以所述聚合物颗粒的重量计，所述聚合物颗粒包含0.1到4重量％的羧酸单体或其盐的结构单元，和0.2到2重量％的N2-精氨酸甲基丙烯酸酯的结构单元，其中所述羧酸单体是丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸。4.根据权利要求2所述的组合物，其中以所述聚合物颗粒的重量计，所述聚合物颗粒包含0.1到4重量％的硫酸单体或其盐的结构单元，和0.2到2重量％的N2-精氨酸甲基丙烯酸酯的结构单元，其中所述硫酸单体是苯乙烯磺酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸。5.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·勃林，A·S·布朗奈尔，M·塞西欧萨姆，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US