多级聚合物颗粒的水性分散体制造技术

一种多级聚合物颗粒的水性分散体包含至少两种聚合物，并且一种包含此类多级聚合物颗粒的水性分散体的涂料组合物可以提供具有耐热性、耐醇性、耐碱性和耐乙酸性的涂料。耐碱性和耐乙酸性的涂料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多级聚合物颗粒的水性分散体


[0001]本专利技术涉及多级聚合物颗粒的水性分散体及其制备方法。

技术介绍

[0002]水性或水基涂料组合物广泛用于工业和建筑应用中，因为较溶剂型涂料组合物而言它们产生较少的挥发性有机化合物(VOC)，但仍存在局限性，诸如耐水性和耐化学品性不足，诸如耐醇性、耐乙酸性和耐碱性不足。特别地，水基涂料组合物提供由其制成的具有耐热水性的涂料具有挑战性的。例如，一些应用诸如用于厨房家具和餐桌的涂料要求涂料在暴露于热水(即，70摄氏度(℃)或更高温度的水)，特别是沸水之后具有抗损坏性。
[0003]因此，希望提供一种水性聚合物分散体，其特别适用于涂料应用，该涂料应用可提供具有耐热水性的涂层，同时实现上述良好的对醇、乙酸和碱的耐化学品性。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了特别适用于涂料应用的新型多级聚合物颗粒水性分散体。包含此类多级聚合物颗粒水性分散体的涂料组合物提供了由其制备的涂层，该涂层具有评级为3或更高的优异耐热性，同时实现了良好的耐化学品性，包括评级为4或更高的耐醇性、评级为3或更高的耐碱性以及评级为3或更高的耐乙酸性。这些特性可以根据以下实施例部分中所述的测试方法测量。
[0005]在第一方面，本专利技术为多级聚合物颗粒的水性分散体，其中基于多级聚合物颗粒的重量，多级聚合物颗粒包含30重量％至60重量％的聚合物A和40重量％至70重量％的聚合物B，其中聚合物A具有比聚合物B更高的玻璃化转变温度；
[0006]其中基于多级聚合物颗粒的重量，该多级聚合物颗粒包含：
[0007]2重量％至15重量％的具有式(I)结构的乙酰乙酰胺官能单体的结构单元：
[0008][0009]其中R1选自以下结构：
[0010][0011]其中R2、R4、R8、R
10
、R
12
和R
13
各自独立地为具有2至20个碳原子的亚烷基基团；R3、R5、R6、R7和R
11
各自独立地为氢或具有1至8个碳原子的烷基基团；R9为氢或具有1至20个碳原子的烷基基团；并且X为O或N；
[0012]0.1重量％至10重量％的单烯键式不饱和酸单体、其盐或其混合物的结构单元；
[0013]多烯键式不饱和单体的结构单元；以及
[0014]单烯键式不饱和非离子单体的结构单元。
[0015]在第二方面，本专利技术为通过多级自由基聚合制备第一方面的多级聚合物颗粒的水性分散体的方法，该方法包括形成聚合物A的至少一个聚合阶段和形成聚合物B的至少一个聚合阶段。
[0016]在第三方面，本专利技术为包含第一方面的水性分散体的涂料组合物。
具体实施方式
[0017]本专利技术中的“丙烯酸”包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈及其改性形式，诸如(甲基)丙烯酸羟烷基酯。在整个文件中，单词片段“(甲基)丙烯酰基”是指“甲基丙烯酰基”和“丙烯酰基”两者。例如，(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。
[0018]如本文所用，术语结构单元，也称为聚合单元，所谓的单体是指聚合后单体的剩余部分，或聚合形式的单体。例如，甲基丙烯酸甲酯的结构单元如下所示：
[0019]其中虚线表示结构单元与聚合物主链的连接点。
[0020]本文中的“水性”组合物或分散体意指分散在水性介质中的颗粒。本文中的“水性介质”意指水和按介质重量计0重量％至30重量％的一种或多种水混溶性化合物，如例如，醇、二醇、二醇醚、二醇酯等。
[0021]本专利技术中的“玻璃化转变温度”(T
g
)可以通过各种技术测量，包括例如差示扫描量热法(DSC)或通过使用Fox方程进行的计算((T.G.Fox，《美国物理学会通报(Bull.Am.Physics Soc.)》，第1卷，第3期，第123页(1956))。例如，用于计算单体M1和M2的共聚物的T
g
，
[0022][0023]其中T
g
(经计算的)是针对共聚物计算的玻璃化转变温度，w(M1)是共聚物中的单体M1的重量分数，w(M2)是共聚物中的单体M2的重量分数，T
g
(M1)是单体M1的均聚物的玻璃化转变温度，并且T
g
(M2)是单体M2的均聚物的玻璃化转变温度；所有温度以K为单位。均聚物的玻璃转化温度可见于例如由J.Brandrup和E.H.Immergut编辑的“《聚合物手册(Polymer Handbook)》”，国际科学出版社(Interscience Publishers)。一些常用单体的Fox Tg汇总于下表中：
[0024]单体均聚物的Tg(℃)甲基丙烯酸甲酯105丙烯酸丁酯
‑
54丙烯酸2
‑
乙基己酯
‑
85苯乙烯100甲基丙烯酸185
甲基丙烯酸烯丙酯94*甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯7甲基丙烯酸乙酰乙酰氨基乙酯12
[0025]*提交给中东技术大学自然科学和应用科学研究生院(Graduate SchoolofNatural and Applied Sciences ofMiddle East Technical University)的论文，Tugba Vardareli，甲基丙烯酸烯丙酯的聚合和表征(Polymerization and Characterization of Allyl Methacrylate)，2006
[0026]“多级聚合物颗粒”在本文中是指通过顺序添加两种或更多种不同的单体组合物而制备的聚合物颗粒，其包含至少两种聚合物，包括聚合物A和聚合物B。“聚合物A”(也称为“第一级聚合物”)和“聚合物B”(也称为“第二级聚合物”)是指具有不同组成并且在制备多级聚合物颗粒时在多级自由基聚合的不同阶段中形成的这些聚合物。
[0027]多级聚合物颗粒中的聚合物A和/或聚合物B，优选聚合物A，可以各自独立地包含一种或多种单烯键式不饱和酸单体、其盐或其混合物的结构单元。单烯键式不饱和酸单体和/或其盐可以是α，β
‑
烯键式不饱和羧酸、带有酸形成基团的单体，该酸形成基团生成或随后转化为此类酸基团(诸如酸酐、(甲基)丙烯酸酐或马来酸酐)；含磷酸单体或其盐、磺酸单体及其盐、或它们的混合物。合适的α，β
‑
烯键式不饱和羧酸可以包括例如甲基丙烯酸、丙烯酸、(甲基)丙烯酸2
‑
羧乙酯、马来酸、巴豆酸、酰氧基丙酸、富马酸、衣康酸、或它们的混合物。含磷的酸单体可以是烯键式不饱和含磷酸单体，包括例如醇的磷酸二氢酯，其中醇含有可聚合乙烯基或烯属基团或被其取代。合适的含磷酸单体及其盐可包括例如(甲基)丙烯酸磷烷基酯诸如(甲基)丙烯酸磷酸乙酯、(甲基)丙烯酸磷酸丙酯、(甲基)丙烯酸磷酸丁酯、(甲基)丙烯酸磷烷基酯的盐，或它们的混合物；CH2＝C(R)<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多级聚合物颗粒的水性分散体，其中基于所述多级聚合物颗粒的重量，所述多级聚合物颗粒包含30重量％至60重量％的聚合物A和40重量％至70重量％的聚合物B，其中所述聚合物A具有比所述聚合物B更高的玻璃化转变温度；其中基于所述多级聚合物颗粒的重量，所述多级聚合物颗粒包含：2重量％至15重量％的具有式(I)结构的乙酰乙酰胺官能单体的结构单元：其中R1选自以下结构：其中R2、R4、R8、R
10
、R
12
和R
13
各自独立地为具有2至20个碳原子的亚烷基基团；R3、R5、R6、R7和R
11
各自独立地为氢或具有1至8个碳原子的烷基基团；R9为氢或具有1至20个碳原子的烷基基团；并且X为O或N；0.1重量％至10重量％的单烯键式不饱和酸单体、其盐或其混合物的结构单元；多烯键式不饱和单体的结构单元；以及单烯键式不饱和非离子单体的结构单元。2.根据权利要求1所述的水性分散体，其中所述烯键式不饱和乙酰乙酰胺官能单体是(甲基)丙烯酸乙酰乙酰胺烷基酯。3.根据权利要求1所述的水性分散体，其中所述烯键式不饱和乙酰乙酰胺官能单体选自由甲基丙烯酸乙酰乙酰氨基乙酯、丙烯酸乙酰乙酰氨基乙酯、乙酰乙酰氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、马来酸乙酰乙酰氨基乙酯、衣康酸乙酰乙酰氨基乙酯或它们的混合物组成的组。4.根据权利要求1至3中任一项所述的水性分散体，其中基于所述聚合物B的重量，所述聚合物B包含2.8重量％至30重量％的所述乙酰乙酰胺官能单体的结构单元。5.根据权利要求1至4中任一项所述的水性分散体，其中基于所述聚合物A的重量，所述聚合物A包含1重量％至15重量％的所述乙酰乙酰胺官能单体的结构单元。6.根据权利要求1至5中任一项所述的水性分散体，其中基于所述聚合物A的重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宝庆，王涛，杨小红，王瑾菲，J，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：