疏水性单体的聚合物(共聚物)以及其制备方法和用途技术

本文描述制备组合物的方法，所述方法包括在固体级低聚物存在的情况下使包括疏水性单体的单体聚合，由此形成衍生自所述疏水性单体的聚合物(共聚物)，其中按总单体重量计，所述聚合物(共聚物)衍生自5重量％到100重量％的所述疏水性单体。如在20℃下测量的，所述疏水性单体在水中的溶解度是0.2g/100g或更小。所述疏水性单体包括被取代的或未被取代的(甲基)丙烯酸C

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】疏水性单体的聚合物(共聚物)以及其制备方法和用途相关申请的交叉引用本申请要求于2018年2月16日提交的美国临时申请第62/631,554号的优先权的权益，所述美国临时申请特此通过引用整体并入本文。
本公开涉及包括衍生自在固体级低聚物(SGO)存在的情况下使疏水性单体聚合的聚合物(共聚物)的组合物。本公开还涉及制备所公开的组合物的方法。
技术介绍
乳液聚合物或聚合物分散体用于各种工业应用中，包含纸张涂层、印刷油墨、装饰涂层和保护涂层、汽车涂层、胶粘剂和构造、纤维粘合、沥青改性或皮革。这些聚合物依赖于各种单体以实现所期望的玻璃化转化温度和亲水性/疏水性性质。通常期望含有具有高度疏水性链的单体的聚合物以改善耐水性、粘合性、耐化学性、拉伸/伸长强度或流变性质。乳液聚合依赖于单体从单体液滴通过水相扩散并进入生长的聚合物颗粒中。然而，高度疏水性单体通过水相的扩散速率是如此低以至于这些单体不能有效地共聚，从而导致在聚合结束时产生大量未反应的单体。规避高度疏水性单体的水输送问题的工艺技术是生产微乳液或纳米乳液，其中通过液滴成核形成颗粒。反过来，如果单体液滴的表面积与胶束的表面积相比更大，则液滴成核可以发生，并且这需要如微乳液聚合等特殊技术。然而，这种工艺需要通过高功率超声波或用高压均化器实现的高剪切。因此，需要找到对包含疏水性单体的配制物进行更有效的聚合工艺的方式。
技术实现思路
本文描述制备组合物的方法，所述方法包括在固体级低聚物存在的情况下使包括疏水性单体的单体聚合，由此形成衍生自所述疏水性单体的聚合物(共聚物)，其中按总单体重量计，所述聚合物(共聚物)衍生自大于5重量％到100重量％的所述疏水性单体(例如，5重量％到40重量％，50重量％到100重量％，或40重量％到70重量％)。如在20℃下测量的，所述疏水性单体在水中的溶解度是0.2g/100g或更小。所述疏水性单体包括被取代的或未被取代的(甲基)丙烯酸C10-C22烷基酯、被取代的或未被取代的(甲基)丙烯酸C8-C20烯基酯、被取代的或未被取代的(甲基)丙烯酸C5-C12环烷基酯或其组合。在一些实例中，所述疏水性单体可以包括(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸亚油酯、丙烯酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、甲基丙烯酸3-甲基丁-2-烯基酯、(甲基)丙烯酸3,7-二甲基辛-2,6-二烯基酯或其组合。在所述聚合物(共聚物)的聚合之后，所述疏水性单体的残留量可以为例如1000ppm或更少。在一些实例中，所述疏水性单体进一步包括苯乙烯、丁二烯、乙烯基酯、(甲基)丙烯酸酯或其组合，如在20℃下测量的，所述乙烯基酯在水中的溶解度是0.2g/100g或更小，如在20℃下测量的，所述(甲基)丙烯酸酯在水中的溶解度是0.2g/100g或更小。在一些实例中，所述疏水性单体进一步包括苯乙烯、丁二烯、丙烯酸丁酯或其组合。在某些实例中，所述疏水性单体包括(甲基)丙烯酸十七烷基酯，按总单体重量计，所述聚合物(共聚物)衍生自大于5重量％到40重量％的(甲基)丙烯酸十七烷基酯，并且所述疏水性单体不包含丁二烯。在某些实例中，所述疏水性单体包含丁二烯，并且所述聚合物(共聚物)衍生自50重量％或更多的所述疏水性单体。在一些实例中，所述方法进一步包括使非疏水性单体与所述疏水性单体聚合。所述非疏水性单体可以例如进一步包括(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺、羟基官能(甲基)丙烯酸酯或其组合，所述(甲基)丙烯酸酯在水中溶解度大于0.2g/100g、如在20℃下测量的，所述(甲基)丙烯酸在水中溶解度大于0.2g/100g、如在20℃下测量的，所述(甲基)丙烯酰胺在水中溶解度大于0.2g/100g、如在20℃下测量的，所述羟基官能(甲基)丙烯酸酯在水中溶解度大于0.2g/100g。在一些实例中，所述非疏水性单体可以包含甲基丙烯酸甲酯。所述固体级低聚物可以例如包括苯乙烯-丙烯酸树脂或纯丙烯酸树脂。在一些实例中，所述固体级低聚物可以包括苯乙烯-丙烯酸树脂，并且所述固体级低聚物衍生自苯乙烯、α-甲基苯乙烯或其组合。在一些实例中，所述固体级低聚物可以进一步衍生自羧酸单体或其盐或酯。在一些实例中，所述羧酸单体包括丙烯酸。在某些实例中，所述固体级低聚物包括被改性的丙烯酸共聚物的胺盐、被改性的丙烯酸共聚物的铵盐或其组合。在一些实例中，所述固体级低聚物包括5-40wt％的酸官能重复单元。在一些实例中，所述聚合物(共聚物)可以在表面活性剂存在的情况下聚合。所述表面活性剂可以例如包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或其组合。在一些实例中，所述表面活性剂可以包括非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。在一些实例中，所述表面活性剂可以包括可共聚表面活性剂。在一些实例中，所述聚合物(共聚物)在链转移剂存在的情况下聚合。在一些实例中，所述单体使用乳液聚合在水性介质中聚合。所述单体可以例如在50℃到90℃的聚合温度下聚合。在一些实例中，所述单体在2到6小时的时段内进料。本文还描述了通过本文所描述的方法制备的聚合物(共聚物)。本文还公开了包括水和本文所描述的聚合物(共聚物)的水性分散体。本文还公开了一种水性分散体，其包括固体级低聚物和在所述固体级低聚物存在的情况下聚合的聚合物(共聚物)，其中所述聚合物(共聚物)衍生自疏水性单体，如在20℃下测量的，所述疏水性单体在水中的溶解度是0.2g/100g或更小，其中所述疏水性单体包括被取代的或未被取代的(甲基)丙烯酸C10-C22烷基酯、被取代的或未被取代的(甲基)丙烯酸C8-C20烯基酯、被取代或未被取代的(甲基)丙烯酸C5-C12环烷基酯或其组合；并且其中按总单体重量计，所述聚合物(共聚物)衍生自大于5重量％到100重量％的所述疏水性单体。在一些实例中，所述水性分散体包括平均粒径是40纳米(nm)到500nm的多个聚合物(共聚物)颗粒。本文还描述了包括本文所描述的水性分散体的配制物，例如涂层配制物、胶粘剂配制物、沥青组合物和地毯组合物。所公开的组合物和方法的另外的优点将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地将从描述中显而易见。所公开的组合物的优点将借助于所附权利要求书中特别指出的要素和组合来实现和获得。应当理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是示例性和解释性的，并不是对如所要求保护的所公开的组合物的限制。在附图和以下描述中阐述本专利技术的一个或多个实施例的细节。本专利技术的其它特征、目的和优点将根据描述和附图以及权利要求变得明显。附图说明并入并构成本说明书的一部分的附图展示了本公开的若干个方面，并且与描述一起用于解释本公开的原理。图1是残留的丙烯酸十七烷基酯单体浓度对固体级低聚物(载体树脂)量的曲线图，以每100份单体的份数表示。具体实施方式通过参考所公开的主题的特定方面的以下详细描述以及其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备组合物的方法，所述方法包括在固体级低聚物存在的情况下使单体聚合，所述单体包括：/n疏水性单体，如在20℃下测量的，所述疏水性单体在水中的溶解度是0.2g/100g或更小，其中所述疏水性单体包括被取代的或未被取代的(甲基)丙烯酸C

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180216 US 62/631,5541.一种制备组合物的方法，所述方法包括在固体级低聚物存在的情况下使单体聚合，所述单体包括：
疏水性单体，如在20℃下测量的，所述疏水性单体在水中的溶解度是0.2g/100g或更小，其中所述疏水性单体包括被取代的或未被取代的(甲基)丙烯酸C10-C22烷基酯、被取代的或未被取代的(甲基)丙烯酸C8-C20烯基酯、被取代的或未被取代的(甲基)丙烯酸C5-C12环烷基酯或其组合，和
由此形成衍生自所述疏水性单体的聚合物(共聚物)，
其中按总单体重量计，所述聚合物(共聚物)衍生自大于5重量％到100重量％的所述疏水性单体。


2.根据权利要求1所述的方法，其中按总单体重量计，所述聚合物(共聚物)衍生自大于5重量％到40重量％的所述疏水性单体。


3.根据权利要求1所述的方法，其中按总单体重量计，所述聚合物(共聚物)衍生自50重量％到100重量％的所述疏水性单体。


4.根据权利要求1所述的方法，其中按总单体重量计，所述聚合物(共聚物)衍生自40重量％到70重量％的所述疏水性单体。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述疏水性单体包括(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸亚油酯、丙烯酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、甲基丙烯酸3-甲基丁-2-烯基酯、(甲基)丙烯酸3,7-二甲基辛-2,6-二烯基酯或其组合。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述疏水性单体包括(甲基)丙烯酸十七烷基酯。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述疏水性单体进一步包括苯乙烯、丁二烯、乙烯基酯、(甲基)丙烯酸酯或其组合，如在20℃下测量的，所述乙烯基酯在水中的溶解度是0.2g/100g或更小，如在20℃下测量的，所述(甲基)丙烯酸酯在水中的溶解度是0.2g/100g或更小。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述疏水性单体包括(甲基)丙烯酸十七烷基酯，按总单体重量计，所述聚合物(共聚物)衍生自5重量％到40重量％的(甲基)丙烯酸十七烷基酯，并且所述疏水性单体不包含丁二烯。


9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述疏水性单体包含丁二烯，并且所述聚合物(共聚物)衍生自50重量％或更多的所述疏水性单体。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括使非疏水性单体与所述疏水性单体聚合。


11.根据权利要求10所述的方法，其中所述非疏水性单体进一步包括(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸或其组合，所述(甲基)丙烯酸酯在水中的溶解度大于0.2g/100g。


12.根据权利要求10或权利要求11所述的方法，其中所述非疏水性单体包含甲基丙烯酸甲酯。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中在所述聚合物(共聚物)的聚合之后，所述疏水性单体的残留量是1000ppm或更少。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述固体级低聚物包括苯乙烯-丙烯酸树脂或纯丙烯酸树脂。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述固体级低聚物包括苯乙烯-丙烯酸树脂，并且所述固体级低聚物衍生自苯乙烯、α-甲基苯乙烯或其组合。


16.根据权利要求15所述的方法，其中所述固体级低聚物进一步衍生自羧酸单体或其盐或酯。


17.根据权利要求16所述的方法，其中所述羧酸单体包含丙烯酸。


18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述固体级低聚物包括被改性的丙烯酸共聚物的胺盐、被改性的丙烯酸共聚物的铵盐或其组合。


19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中所述固体级低聚物包括5-40wt％的酸官能重复单元。


20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中所述聚合物(共聚物)在表面活性剂存在的情况下聚合。


21.根据权利要求20所述的方法，其中所述表面活性剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或其组合。


22.根据权利要求20或权利要求21所述的方法，其中所述表面活性剂包括非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。


23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中所述表面活性剂包括可共聚表面活性剂。


24.根据权利要求1至23中任一项所述的方法，其中所述聚合物(共聚物)在链转移剂存在的情况下聚合。


25.根据权利要求1至24中任一项所述的方法，其中所述单体是使用乳液聚合在水性介质中聚合。


26.根据权利要求1至25中任一项所述的方法，其中所述单体在50℃到90℃的聚合温度下聚合。


27.根据权利要求1至26中任一项所述的方法，其中所述单体是在2到6小时的时段内进料。


28.一种聚合物(共聚物)，其是通过根据权利要求1至27中任一项所述的方法制备。


29.一种水性分散体，其包括水和根据权利要求28所述的聚合物(共聚物)。

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【专利技术属性】
技术研发人员：M·克莱尔，K·S·阿夫拉米季斯，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE