用碱可溶胀聚合物颗粒制备涂料配制物制造技术

本发明专利技术涉及一种方法，所述方法包含以下步骤：使溶胀的聚合物颗粒的含水分散体与流变改性剂和粘结剂接触，以形成VOC小于50g/L的涂料组合物。通过具有高酸核含量和低T

Preparation of coating compound with alkali expandable polymer particles

The invention relates to a method, which comprises the following steps: making the aqueous dispersion of swelling polymer particles contact with rheological modifier and binder to form a coating composition with VOC less than 50g / L. With high acid content and low T

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用碱可溶胀聚合物颗粒制备涂料配制物
技术介绍
本专利技术涉及一种用于用碱可溶胀聚合物颗粒的含水分散体制备涂料配制物的方法。碱可溶胀聚合物颗粒的分散体可用作涂料配制物中的开放时间添加剂。政府法规和市场运作不断趋向用于涂料配制物的零挥发性有机化合物(VOC)。因此，不含挥发性溶剂和聚结剂的水性配制物已在行业内变得越来越受欢迎。然而，油漆特性已经因为这种巨大的变化而受损；尤其是开放时间，所述开放时间为在其期间新施用的油漆膜可进行二次加工而不留刷痕的时间段。在溶剂型系统中，开放时间是约30分钟至45分钟；在典型的水性配制物中，开放时间是大约3分钟至5分钟。因此，本领域中需要寻找一种用于水性配制物的添加剂，所述添加剂使开放时间延长超过目前可用的添加剂而不降低最终涂料的其它特性，如膜粘合和粘聚强度、硬度、抗粘连性、早期耐起泡性、耐擦洗性、耐污染性以及耐损性。
技术实现思路
本专利技术通过提供包含以下步骤的方法解决了本领域中的需要：a)使碱可溶胀聚合物颗粒的含水分散体与碱接触以形成溶胀的聚合物颗粒的含水分散体；和b)使溶胀的聚合物颗粒的含水分散体与流变改性剂和粘结剂接触，以形成VOC小于50g/L的涂料组合物；其中碱可溶胀聚合物颗粒包含Tg不大于25℃的壳和酸官能化核；其中核-壳比率在～1:3.2至～1:6的范围内；并且其中涂料组合物包含按涂料组合物中总固体的重量计1重量％至20重量％的溶胀的聚合物颗粒。在第二方面，本专利技术是一种方法，所述方法包含以下步骤：使溶胀的聚合物颗粒的含水分散体与流变改性剂和粘结剂接触，以形成VOC小于50g/L的涂料组合物，其中溶胀的聚合物颗粒具有核-壳形态，其中壳的Tg不大于25℃，并且核包含水和羧酸的盐；并且其中涂料组合物包含按涂料组合物中总固体计1重量％至20重量％的溶胀的聚合物颗粒。与不含有碱溶胀的颗粒的可比配制物相比，由本专利技术方法得到的涂料组合物具有明显更长的开放时间。具体实施方式在第一方面，本专利技术是一种方法，所述方法包含以下步骤：a)使碱可溶胀聚合物颗粒的含水分散体与碱接触以形成溶胀的聚合物颗粒的含水分散体；和b)使溶胀的聚合物颗粒的含水分散体与流变改性剂和粘结剂接触，以形成VOC小于50g/L的涂料组合物；其中碱可溶胀聚合物颗粒包含Tg不大于25℃的壳和酸官能化核；其中核-壳比率在～1:3.2至～1:6的范围内；并且其中涂料组合物包含按涂料组合物中总固体的重量计1重量％至20重量％的溶胀的聚合物颗粒。碱可溶胀聚合物颗粒的特征在于酸官能化的第一阶段部分(核)，优选地羧酸官能化核，和第二阶段部分(壳)，所述第二阶段部分的Tg通过福克斯(Fox)方程式计算不大于25℃。词语“核”和“壳”在本文中便利地用于描述聚合过程的第一阶段和最后阶段(或第一阶段和第二阶段，如果以两个阶段生成聚合物颗粒的话)。因此，最终的碱可溶胀聚合物颗粒可以但不必需具有核-壳形态。碱可溶胀聚合物颗粒可通过许多技术(包括本领域熟知的技术)中的任一种来制备。(参见US4,468,498；US5,326,843；和US9,340,685)。举例来说，核可通过单阶段或多阶段方法来产生，优选地在如正十二烷基硫醇或巯基乙醇的链转移剂的存在下产生。核也可由种子过程来制备。然后核用于在一个或多个附加阶段中制得碱可溶胀聚合物颗粒。优选地，核包含按核的重量计30重量％、更优选地35重量％并且最优选地38重量％至优选地50重量％、更优选地至45重量％并且最优选地至42重量％的羧酸单体的结构单元。如本文所使用的，术语“结构单元”是指在聚合之后所叙述的单体的剩余部分。举例来说，甲基丙烯酸的结构单元如下所示：酸官能化核还优选地包含50重量％、更优选地55重量％并且最优选地58重量％至优选地70重量％、更优选地至65重量％并且最优选地至62重量％的非离子烯系不饱和单体的结构单元。羧酸官能化单体的实例包括甲基丙烯酸、丙烯酸以及衣康酸，其中优选丙烯酸和甲基丙烯酸。非离子烯系不饱和单体的实例包括一种或多种C1-C10丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸酯，如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯；以及苯乙烯。甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯是优选的非离子烯系不饱和单体。核还可包含多烯系不饱和单体的结构单元，如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、烯丙基(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，或二乙烯基苯。如果存在，多烯系不饱和单体的结构单元按核的重量计优选地在0.1重量％、更优选地0.3重量％至10重量％、更优选地至3重量％的范围内。在与碱接触之前，如通过BI-90PlusBrookhaven颗粒分析仪所测量的，核的平均直径优选地在100nm、更优选地120nm、最优选地150nm至优选地500nm、更优选地至400nm并且最优选地至350nm的范围内。壳的Tg更优选地不大于20℃并且最优选地不大于15℃。优选地，壳包含Tg>50℃的一种或多种单体(即一种或多种高Tg单体)的结构单元，如甲基丙烯酸甲酯(Tg＝105℃)或苯乙烯(Tg＝100℃)或其组合；和Tg小于10℃的至少一种单体(即一种或多种低Tg单体)的结构单元，如丙烯酸乙酯(Tg＝-23℃)、丙烯酸丁酯(Tg＝-53℃)或丙烯酸2-乙基己酯(Tg＝-52℃)或其组合。壳优选地进一步包含酸单体、优选地羧酸单体、优选地甲基丙烯酸(Tg＝228℃)或丙烯酸(Tg＝101℃)的结构单元。(所叙述的Tg是指由聚合物特性数据库(PolymerPropertiesDatabase)报告的对应均聚物的Tg。)优选地，壳中高Tg单体的结构单元(优选地甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯、更优选地甲基丙烯酸甲酯)的浓度按壳的重量计在40重量％、更优选地42重量％并且最优选地44重量％至优选地60重量％、更优选地至55重量％、更优选地至50重量％并且最优选地至48重量％的范围内。优选地，壳中低Tg单体的结构单元的浓度按壳的重量计在38重量％、更优选地45重量％、更优选地48重量％并且最优选地50重量％至优选地59重量％、更优选至57重量％并且最优选地至54重量％的范围内。低Tg单体优选地为丙烯酸丁酯。优选地，壳中羧酸单体的结构单元的浓度按壳的重量计在0.2重量％、更优选地0.5重量％至优选地5重量％、更优选地至3重量％并且最优选地至2重量％的范围内。优选地，在与碱接触之前，碱可溶胀聚合物颗粒的平均直径在150nm、更优选地250nm并且最优选地350nm至优选地900nm、更优选地至750nm并且最优选地至550nm的范围内。优选地，在碱添加之前，碱可溶胀聚合物颗粒的浓度按水和碱可溶胀聚合物颗粒的重量计在10重量％并且更优选地15重量％至35重量％并且更优选地至30重量％的范围内。类似地，在碱添加之后，按水和碱可溶胀聚合物颗粒的重量计，溶胀的聚合物颗粒的浓度在或被调节成在10重量％、更优选地15重量％至35重量％、更优选地至30重量％的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，所述方法包含以下步骤：a)使碱可溶胀聚合物颗粒的含水分散体与碱接触以形成溶胀的聚合物颗粒的含水分散体；和b)使所述溶胀的聚合物颗粒的含水分散体与流变改性剂和粘结剂接触，以形成VOC小于50g/L的涂料组合物；其中所述碱可溶胀聚合物颗粒包含T

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170327 US 62/4770001.一种方法，所述方法包含以下步骤：a)使碱可溶胀聚合物颗粒的含水分散体与碱接触以形成溶胀的聚合物颗粒的含水分散体；和b)使所述溶胀的聚合物颗粒的含水分散体与流变改性剂和粘结剂接触，以形成VOC小于50g/L的涂料组合物；其中所述碱可溶胀聚合物颗粒包含Tg不大于25℃的壳和酸官能化核；其中核-壳比率在～1:3.2至～1:6的范围内；并且其中涂料组合物包含按所述涂料组合物中总固体的重量计2重量％至20重量％的溶胀的聚合物颗粒。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱可溶胀聚合物颗粒的含水分散体的固体含量按所述碱可溶胀聚合物颗粒的含水分散体的重量计在10重量％至35重量％的范围内。


3.根据权利要求2所述的方法，其中在碱添加之前，所述碱可溶胀聚合物颗粒的分散体的粘度在10-100mPa·s的范围内，并且所述溶胀的聚合物颗粒的含水分散体的粘度比所述碱可溶胀颗粒高至少50mPa·s。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述碱可溶胀聚合物颗粒的所述酸官能化核包含按所述核的重量计30重量％至50重量％的羧酸单体的结构单元，和50重量％至70重量％的非离子烯系不饱和单体的结构单元；并且其中所述碱可溶胀聚合物颗粒的所述壳具有不大于20℃的Tg并且包含Tg大于50℃的单体的结构单元、Tg小于10℃的单体的结构单元，和酸单体的结构单元。


5.根据权利要求4所述的方法，其中所述碱可溶胀聚合物颗粒的所述酸官能化核包含按所述核的重量计35重量％至45重量％的甲基丙烯酸或丙烯酸的结构单元；和55重量％至65重量％的非离子烯系不饱和单体的结构单元，其中所述非离子烯系不饱和单体是甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁酯；其中所述壳包含40重量％至60重量％的苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯的结构单元、38重量％至59重量％...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·K·巴德曼，J·德罗契尔，A·海尔，A·K·范戴克，汪琳，K·杨，
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