含水聚合物组合物制造技术

一种生产含水聚合物组合物的方法和一种减少含水聚合物组合物黄变的方法和由所述含水聚合物组合物制备的涂层。

Aqueous polymer compositions

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含水聚合物组合物
本专利技术涉及含水聚合物组合物以及其制备方法。
技术介绍
对于较少的环境问题，含水分散体(也被称为聚合物的水性分散体)变得日益比溶剂基聚合物分散体更重要。含乙酰乙酰基的丙烯酸聚合物的含水分散体通常用作涂料涂覆中的粘合剂。为了禁止乙酰乙酰基的水解，通常添加氨或有机胺以使丙烯酸聚合物中和至约8.0至10.0的pH。包含这类含乙酰乙酰基的丙烯酸聚合物的涂料具有期望特性，如高光泽度、抗粘连性、耐久性和粘附性。然而，当暴露于阳光下时，特别是在涂层老化时，这些类型的粘合剂在湿润或干燥状态下往往随时间的推移示出变色(例如，黄变)。已经尝试减少涂层黄变。美国专利号7,417,086公开生产含水聚合物组合物的方法，所述含水聚合物组合物提供具有较小黄度的涂层。方法包含(a)提供至少一种玻璃化转变温度为-80℃至110℃的含水聚合物，其中所述含水聚合物是通过单体混合物的含水乳液聚合制备的，所述单体混合物不包括所有二烯烃并且基于所有单体的总重量包含1重量％至99重量％的丙烯酸酯单体，(b)以基于所述至少一种聚合物的干重的重量计，向所述含水聚合物中添加至少10ppm的至少一种配位剂，和(c)使所述含水聚合物的pH从7或更低提高至7以上，其中以基于所述至少一种聚合物的干重的重量计，所述含水组合物含有0ppm至100ppm氨化合物。仍然需要提供储存稳定的含水聚合物组合物，并且提供由其制备的具有减少黄变的膜。
技术实现思路
本专利技术提供生产包含含乙酰乙酰基的乳液聚合物的稳定含水聚合物组合物的方法，和包含含水聚合物组合物的涂料组合物。含水聚合物组合物为储存稳定的，在50℃下热老化2周后示出小于12％的乙酰乙酰基水解率。含水聚合物组合物还可提供由其制备的具有较少黄变的干膜，如通过在50℃下热老化2周后小于1.0的Δb值指示。根据下面实例部分中描述的测试方法测量储存稳定性和黄变特性。在第一方面，本专利技术为制备含水聚合物组合物的方法。方法包含，(i)任选地在氨、伯胺或其混合物存在下，乳液聚合单体组合物以得到乳液聚合物；其中基于单体组合物的总重量，单体组合物包含，(a)1重量％至15重量％的乙酰乙酰基官能单体；(b)0.3重量％至10重量％的带有选自磺酸根、磷酸根、羟基、酰胺或脲基的至少一个官能团的烯键式不饱和单体；和(c)0重量％至1重量％的烯键式不饱和酸单体；条件是(b)和(c)的总量至少为1.3重量％；和(ii)任选地将氨、伯胺或其混合物添加到乳液聚合物中；因此，形成pH值在6至10的范围内的含水聚合物组合物；其中(i)和(ii)中添加的总氨、伯胺或其混合物与乙酰乙酰基官能单体的当量比在0.125至0.8的范围内。在第二方面，本专利技术为通过第一方面的方法获得的含水聚合物组合物。在第三方面，本专利技术为用于减少含水聚合物组合物黄变的方法。方法包含：(i)任选地在氨、伯胺或其混合物存在下，乳液聚合单体组合物以得到乳液聚合物；其中基于单体组合物的总重量，单体组合物包含，(a)1重量％至15重量％的乙酰乙酰基官能单体；(b)0.3重量％至10重量％的带有选自磺酸根、磷酸根、羟基、酰胺或脲基的至少一个官能团的烯键式不饱和单体；和(c)0重量％至1重量％的烯键式不饱和酸单体；条件是(b)和(c)的总量至少为1.3重量％；和(ii)任选地将氨、伯胺或其混合物添加到乳液聚合物中；因此，形成pH值在6至10的范围内的含水聚合物组合物；其中(i)和(ii)中添加的总氨、伯胺或其混合物与乙酰乙酰基官能单体的当量比在0.125至0.8的范围内。在第四方面，本专利技术为包含第二方面的含水聚合物组合物的涂料组合物。具体实施方式本专利技术中的“丙烯酸”包括(甲基)丙烯酸、丙烯酸(甲基)烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈和其改性形式，如丙烯酸(甲基)羟基烷基酯。在整篇文件中，词语片段“(甲基)丙烯酰基”是指“甲基丙烯酰基”和“丙烯酰基”两者。举例来说，(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸和丙烯酸两者，并且(甲基)丙烯酸甲酯是指甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯两者。如本文所用，“玻璃化转变温度”或“Tg”可通过各种技术(包括，例如，差示扫描量热法(“DSC”)或通过使用线性方程的计算)来测量。举例来说，包含单体a、b和c的聚合单元的乳液共聚物的Tg根据以下线性方程确定：Tg＝Wa*Tga+Wb*Tgb+Wc*Tgc其中Tga、Tgb和Tgc分别是指单体a的均聚物、单体b的均聚物和单体c的均聚物的线性Tg；并且Wa、Wb和Wc分别是指基于总单体的重量，用于制备乳液聚合物的单体a、单体b和单体c的重量分数。命名单体的“聚合单元”(也被称为“结构单元”)是指聚合之后单体的残余物。制备本专利技术的含水聚合物组合物的方法包含乳液聚合单体组合物以形成乳液聚合物。可用于本专利技术的单体组合物包含(a)一种或多种乙酰乙酰基官能单体。乙酰乙酰基官能单体可包括由以下表示的以下乙酰乙酰基官能团中的一种或多种：其中R为氢，或具有1至10个碳原子的烷基，或苯基。乙酰乙酰氧基官能团的实例为其中X为O，R1为二价基团，并且R2为三价基团，其将乙酰乙酰氧基官能团附接到聚合物主链上。可用于本专利技术的乙酰乙酰基官能单体可为烯键式不饱和乙酰乙酰基官能单体。特别优选的烯键式不饱和乙酰乙酰基官能单体包括甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯(“AAEM”)、丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯、乙酰乙酸烯丙酯、乙酰乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基丁酯、(甲基)丙烯酸2,3-二(乙酰乙酰氧基)丙酯、乙酰乙酸叔丁酯，或其组合。可用于本专利技术的单体组合物可包含基于单体组合物的总重量1重量％或更多、3重量％或更多，或甚至4重量％或更多，并且同时15重量％或更少、12重量％或更少，或甚至8重量％或更少的乙酰乙酰基官能单体。可用于本专利技术的单体组合物还可包含(b)带有选自磺酸根、磷酸根、羟基、酰胺或脲基的至少一个官能团的一个或多个烯键式不饱和单体。本文中带有至少一个官能团的烯键式不饱和单体中的磺酸根和磷酸根基团为盐形式。带有至少一个官能团的合适的烯键式不饱和单体可包括丙烯酰胺、羟基官能(甲基)丙烯酸烷基酯、苯乙烯磺酸钠(SSS)、乙烯基磺酸钠(SVS)以及其混合物。可用于本专利技术的丙烯酰胺可包括，例如，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-2-乙基己基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺和二丙酮丙烯酰胺。可用于本专利技术的羟基官能(甲基)丙烯酸烷基酯可具有式(I)的结构：其中R1为氢或甲基，并且R2为具有2至6个碳原子的羟烷基。合适的羟基官能(甲基)丙烯酸烷基酯的实例包括丙烯酸2-羟乙酯；甲基丙烯酸2-羟乙酯；和甲基丙烯酸2-羟乙酯；(甲基)丙烯酸羟丙酯，包括，例如，丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸3-羟丙酯和甲基丙烯酸3-羟丙酯；(甲基)丙烯酸羟丁酯，包括，例如，丙烯酸3-羟丁酯、甲基丙烯酸3-羟丁酯、丙烯酸4-羟丁酯和甲基丙烯酸4-羟丁酯；丙烯酸6-羟己酯；甲基丙烯酸6-羟己酯；丙烯酸3-羟基-2-乙基己酯；甲基丙烯酸3-羟基-2-乙基己酯；或其混合物。本文中的脲基官能单体是指烯键式不饱和单体，其包含环状脲基(即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备含水聚合物组合物的方法，其包含，(i)任选地在氨、伯胺或其混合物存在下，乳液聚合单体组合物以得到乳液聚合物；其中基于所述单体组合物的总重量，所述单体组合物包含，(a)1重量％至15重量％的乙酰乙酰基官能单体；(b)0.3重量％至10重量％的带有选自磺酸根、磷酸根、羟基、酰胺或脲基的至少一个官能团的烯键式不饱和单体；和(c)0重量％至1重量％的烯键式不饱和酸单体；条件是(b)和(c)的总量至少为1.3重量％；和(ii)任选地将氨、伯胺或其混合物添加到所述乳液聚合物中；因此，形成pH值在6至10的范围内的所述含水聚合物组合物；其中(i)和(ii)中添加的总氨、伯胺或其混合物与所述乙酰乙酰基官能单体的当量比在0.125至0.8的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备含水聚合物组合物的方法，其包含，(i)任选地在氨、伯胺或其混合物存在下，乳液聚合单体组合物以得到乳液聚合物；其中基于所述单体组合物的总重量，所述单体组合物包含，(a)1重量％至15重量％的乙酰乙酰基官能单体；(b)0.3重量％至10重量％的带有选自磺酸根、磷酸根、羟基、酰胺或脲基的至少一个官能团的烯键式不饱和单体；和(c)0重量％至1重量％的烯键式不饱和酸单体；条件是(b)和(c)的总量至少为1.3重量％；和(ii)任选地将氨、伯胺或其混合物添加到所述乳液聚合物中；因此，形成pH值在6至10的范围内的所述含水聚合物组合物；其中(i)和(ii)中添加的总氨、伯胺或其混合物与所述乙酰乙酰基官能单体的当量比在0.125至0.8的范围内。2.根据权利要求1所述的方法，其中带有至少一个官能团的所述烯键式不饱和单体与所述烯键式不饱和酸单体的重量比大于0.5。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中带有至少一个官能团的所述烯键式不饱和单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠、脲基官能(甲基)丙烯酸烷基酯和羟基官能(甲基)丙烯酸烷基酯组成的组。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述伯胺为单乙醇胺。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中总氨、伯胺或其混合物与所述乙酰乙酰基官能单体的所述当量比在0.2至0.6的范围内。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中基于所述单体组合物的所述总重量，所述单体组合物包含小于0.3重量％的所述烯键式不饱和酸单体。7.根据权利要求1或2所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董祥亭，刘涵，陈军宇，张庆伟，L·李，A·M·莫里斯，刘金涛，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US