丙烯酸改性水性醇酸分散液制造技术

描述了一种丙烯酸改性水性醇酸分散液在水中的水基胶乳。该丙烯酸改性水性醇酸是一种混合树脂，是通过至少一种潜在氧化性官能（ＬＯＦ）的丙烯酸单体在一种水性醇酸的存在下聚合制备的。此类胶乳的制备可以通过至少一种潜在氧化性官能丙烯酸单体在一种水性醇酸的存在下的乳液聚合来实现，从而该丙烯酸聚合物的潜在氧化性官能度能使聚合存活。这样的丙烯酸改性水性醇酸可用于各种各样的涂料组合物。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种丙烯酸改性水性醇酸分散液在水中的水基胶乳。这样的丙烯酸改性水性醇酸可用于多种多样的涂料组合物中。相关技术说明近年来，涂料工业已经做出了颇多努力来开发低或零VOC含量涂料配方。限制工业涂料的VOC含量的法规有利于研究与开发，以探索减少汽车、电器、一般金属、家具等工业溶剂基涂料作业的溶剂排放所涉及的新技术。一种技术涉及用水代替有机溶剂，而且由于可得性、成本和环境可接受性等明显理由而特别有益。然而，虽然从有机溶剂基组合物向水基组合物的转变带来了健康与安全效益，但水基涂料组合物必须达到或超过从溶剂基组合物预期地性能标准。达到或超过此类性能标准的需要，表明要重视用于水基涂料组合物中的水性聚合物分散液的特征和性能。水性聚合物分散液一直是从如下三种初级工业成膜聚合物类型中的每一种制备的聚酯类，丙烯酸类，和醇酸类。这三种聚合物类型中，水性醇酸树脂显示出比水性聚酯或丙烯酸树脂显著高的贮存稳定性和涂布稳定性。此外，由于其低分子量，醇酸树脂也显示出格外的成膜能力，从而使最终涂布膜有非常高的光泽。如同用传统的溶剂基醇酸一样，抗性性能是通过该醇酸膜的自氧化交联来展现的。然而，虽然醇酸聚合物已经显示出并继续显示出希望，但它们的“干燥”和/或固化时间相当慢，尤其在常温下更是如此。在针对此类关注的尝试中，水性醇酸与相对高分子量丙烯酸聚合物的混合物已经受到颇多注意。美国专利4,413,073描述了一种包含一种预生成聚合物和至少一种就地生成聚合物的成膜聚合物的微粒(“多聚合物微粒”)的水基分散液制备方法。该分散液是在其HLB为至少8的两亲性稳定化合物的存在下制备的，且其亲油部分包含至少一个烯键不饱和。这种水分散液可用来作为涂料组合物的一种成膜成分。美国专利4,451,596描述了用于水可稀释漆体系的水可稀释醇酸和丙烯酸酯树脂。也描述了一种基于醇酸和丙烯酸树脂的水可稀释树脂制剂的制备方法。欧洲专利申请0 555 903描述了一种不饱和脂肪酸官能化聚酯的水可分散混合聚合物。此外，也描述了用于高固体含量水基涂料组合物的这样一种混合聚合物的水分散液，和用此类涂料组合物产生的涂膜。PCT申请WO 95/02019描述了一种用水分散的风干树脂的乳液，和此类乳液的制备方法。也描述了一种醇酸树脂和一种丙烯酸树脂的混合乳液。这些以前混合物的丙烯酸聚合物要么是非反应性的，要么具有能像醇酸树脂中存在的类似基团那样与蜜胺-甲醛树脂等氨基塑料反应且只在高温下反应的反应性基团(如羟基基团)。专利技术概要本专利技术的一个方面是一种丙烯酸改性水性醇酸树脂的水基胶乳。该丙烯酸改性水性醇酸树脂是从至少一种潜在氧化性官能(LOF)丙烯酸单体在一种水性醇酸的存在下聚合得到的一种混合树脂，使得所得到的混合树脂具有潜在氧化性官能度。本专利技术也提供一种通过使从至少一种LOF丙烯酸单体在一种水性醇酸的存在下聚合得到的一种混合树脂聚合来制备此类水基胶乳的方法，使得所得到的混合树脂具有潜在氧化性官能度。本专利技术进一步提供含有本专利技术水基胶乳的涂料组合物。专利技术详细说明本专利技术提供一种丙烯酸改性水性醇酸树脂的水基胶乳。在一种具体实施方案中，该胶乳提供从至少一种有潜在氧化性官能(LOF)的丙烯酸单体在一种水性醇酸的存在下聚合得到的一种混合树脂的一种稳定乳液，使得该丙烯酸单体保留足够量的LOF基团用于在成膜后或成膜时与其它LOF基团或醇酸官能度进一步反应。本专利技术的胶乳当在室温或稍高于室温的温度下贮存时是稳定的。本专利技术的胶乳能影响成膜时的交联。这样的胶乳膜或涂膜可以在常温下热固化或光化学固化。在本专利技术的水基胶乳中，丙烯酸改性水性醇酸树脂一般以分散于水中的微粒形式存在。这些微粒一般是球形的。这些微粒可以是结构性的或非结构性的。结构性微粒包括但不限于芯/壳微粒和梯度微粒。芯/壳聚合物微粒也可以制备成多瓣形式、花生壳形式、橡子形式、或悬钩子形式。这样的微粒中更好的是芯部分占所述微粒总重量的约20～约80％(重量)，壳部分占该微粒总重量的约80～约20％(重量)。这种混合胶乳的平均粒度范围可为约25～约500nm。较好的粒度范围是约50～约300nm，更好的是约100～250nm。该混合胶乳微粒一般是球形的。按照本专利技术，该混合树脂的丙烯酸部分的玻璃化温度(Tg)可以高达约100℃。在常温下胶乳成膜较为理想的本专利技术较好实施方案中，玻璃化温度较好可在约70℃以下，最好在约0～60℃。本专利技术的丙烯酸改性水性醇酸树脂，是通过至少一种潜在氧化性官能(LOF)丙烯酸单体在一种水性醇酸的存在下聚合制备的，使得该丙烯酸单体的潜在氧化性官能度足以使聚合过程存活。可以使用技术上已知的任何聚合工艺。该聚合可以作为一阶段或多阶段进料来进行。若使用多阶段进料，则一个或多个阶段可以含有LOF丙烯酸单体。可以在不同阶段使用不同的LOF单体。共聚物可以用来作为改性醇酸的丙烯酸部分，而且可以通过使其它烯键不饱和单体与LOF丙烯酸单体共聚来制备。较好使用乳液聚合工艺，因为乳液聚合使得能以低粘度制备高分子量聚合物。含有潜在氧化性官能度的丙烯酸改性水性醇酸树脂的乳液聚合物的制备，是涂料组合物在多种多样固化条件例如常温固化、热固化、和光化学固化下交联的一种可能的解决办法。水性醇酸树脂本专利技术的水基胶乳中使用的一种水性醇酸树脂，可以是技术上已知的任何一种水性醇酸树脂，包括任何一种水可散逸、水可分散、或水可还原(即能进入水中)的醇酸树脂，其条件是，该水性醇酸树脂不含能赋予水可散逸性、水可分散性或水可还原性的侧链磺酸盐基团。可用于本专利技术的水性醇酸树脂是，例如含有其它能赋予水可散逸性、水可分散性或水可还原性的基团的那些醇酸树脂。这类基团包括，但不限于，侧链羧酸基团及其盐和酐、侧链聚乙二醇基团和其它侧链亲水性基团，也可以用技术上己知的助表面活性剂来使该水性醇酸树脂散逸、分散或还原到水中。此类醇酸树脂的实例见美国专利3,979,346、3,894,798、4,299,742、4,301,048和4,497,933，所有这些均列为本文参考文献。一般来说，水性醇酸树脂可以通过使一种一元脂肪酸、脂肪酸酯、或天然存在的部分皂化油，一种二醇或多醇，一种多元羧酸，和一种磺基单体或含有至少一个磺基单体基团的磺基单体加合物反应来制备。一元脂肪酸、脂肪酸酯、或天然存在的部分皂化油较好选自式(I)、(II)、和(III) 式中，R基团是一个C8～C20烷基基团。更好的R基团是下列基团之一 亚油酸残基 亚麻酸残基 油酸残基一元脂肪酸、脂肪酸酯、或天然存在的部分皂化油较好是通过使一种脂肪酸或油与一种多醇反应来制备。适用油的实例包括但不限于葵花油、低芥酸菜子油、脱水蓖麻油、椰子油、玉米油、棉子油、鱼油、亚麻子油、奥气油、豆油、和桐油，动物脂、蓖麻油、猪脂、棕榈仁油、花生油、紫苏子油、红花油、(动物)脂油、核桃油等。脂肪酸单独或作为油的组成部分的适用实例包括但不限于牛油(脂肪)酸、豆油脂肪酸、肉豆蔻酸、亚麻子酸、巴豆酸、一种有支链的烷烃羧酸、椰油酸、松浆油脂肪酸、松香酸、新癸酸、新戊酸、异硬脂酸、12-羟基硬脂酸、棉子酸等。二醇或多醇较好选自脂族二醇、脂环族二醇、和芳基烷基二醇。二醇的适用实例包括但不限于乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、六甘醇、七甘醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯酸改性醇酸树脂，包含至少一种潜在氧化性官能丙烯酸单体在一种水性醇酸的存在下的聚合产物，其条件是该水性醇酸不含侧链磺酸盐基团，其中，所述丙烯酸改性醇酸具有足够多可供利用的潜在氧化性官能团，从而在涂布到基材上时能增加所述醇酸的有效交联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MD克拉克，BJ赫尔默，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]