專利名稱：可溶性殼聚合物組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可溶性殼聚合物組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
膠乳涂料組合物包含各種添加劑以改善性能。例如，使用防凍添加劑，如乙二醇和丙二醇來防止組合物結(jié)凍并改善所述組合物在低溫下的性能。還使用聚結(jié)性溶劑來降低最低成膜溫度。然而，由于為了減少或消除在制劑中添加常壓沸點(diǎn)高至260° C的有機(jī)化合物·(即，V0C)的規(guī)章制度的壓力，使用所述添加劑變得不大合乎需要。在為了解決該問題的一個方法中，US 7，705，082揭示了加入低揮發(fā)性低聚乙二醇衍生物來生產(chǎn)具有可接受凍融性質(zhì)的涂料制劑。然而，所揭示的方法需要大量的添加劑、添加成本和復(fù)雜度，并且可能增加所述制劑的水敏感性和發(fā)泡性。因此，希望找到其他方法在無需使用VOC的情況下來實(shí)現(xiàn)可接受的凍融性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面，本發(fā)明提供了含5至20重量％的堿可溶性乳液聚合物殼以及80至95重量％的堿不溶性乳液聚合物芯的可溶性殼聚合物組合物，其中以堿可溶性乳液聚合物的重量計(jì)，所述堿可溶性乳液聚合物殼包含75至95重量％的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元以及5至25重量％的丙烯酸單體的結(jié)構(gòu)單元；并且以堿不溶性乳液聚合物的重量計(jì)，所述堿不溶性乳液聚合物芯包含O.1至5重量％的含磷的酸單體的結(jié)構(gòu)單元以及80至99. 9重量％的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元；其中以可溶性殼聚合物組合物的重量計(jì)，所述可溶性殼聚合物組合物被O. 5至5重量％的化學(xué)式為R-(OCH2CH2)2_60S03_M+的表面活性劑穩(wěn)定化，其中所述R是線型、支化或環(huán)狀C8-C24烷基或C12-C3tl芳烷基基團(tuán)，所述M+是抗衡離子。在第二方面，本發(fā)明是一種方法，該方法包括以下步驟a)在乳液聚合反應(yīng)條件下使得丙烯酸類單體與丙烯酸單體接觸以形成堿可溶性聚合物；b)在乳液聚合反應(yīng)條件以及化學(xué)式為R-(OCH2)2_60S03_M+的表面活性劑的存在下，使得所述堿可溶性聚合物與丙烯酸類單體和含磷的酸單體接觸以形成具有堿可溶性部分與堿不溶性部分的丙烯酸膠乳聚合物，其中R是線型、支化或環(huán)狀C8-C24烷基或C12-C3tl芳烷基基團(tuán)；M+是抗衡離子。本發(fā)明的組合物可以被用于涂料制劑中以給予所需的凍融性質(zhì)和遮蔽性質(zhì)，而無需使用VOC或者外來添加劑，所述VOC或者外來添加劑對制劑的其他性質(zhì)具有負(fù)面影響。發(fā)明詳述在第一方面，本發(fā)明提供了含5至20重量％的堿可溶性乳液聚合物殼以及80至95重量％的堿不溶性乳液聚合物芯的可溶性殼聚合物組合物，其中 以堿可溶性乳液聚合物的重量計(jì)，所述堿可溶性乳液聚合物殼包含75至95重量％的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元以及5至25重量％的丙烯酸單體的結(jié)構(gòu)單元；并且以堿不溶性乳液聚合物的重量計(jì)，所述堿不溶性乳液聚合物芯包含O.1至5重量％的含磷的酸單體的結(jié)構(gòu)單元以及80至99. 9重量％的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元；其中以可溶性殼聚合物組合物的重量計(jì)，所述可溶性殼聚合物組合物被O. 5至5重量％的化學(xué)式為R-(OCH2CH2)2_60S03_M+的表面活性劑穩(wěn)定化，其中R是線型、支化或環(huán)狀C8-C24烷基或C12-C18芳烷基基團(tuán)，M+是抗衡離子。本文中所用術(shù)語命名單體或類別的“結(jié)構(gòu)單元”指的是聚合反應(yīng)之后單體的殘留部分。甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)單元如下所示
權(quán)利要求
1.一種可溶性殼聚合物組合物，該可溶性殼聚合物組合物包含5至20重量％的堿可溶性乳液聚合物殼以及80至95重量％的堿不溶性乳液聚合物芯，其中以堿可溶性乳液聚合物的重量計(jì)，所述堿可溶性乳液聚合物殼包含75至95重量％的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元以及5至25重量％的丙烯酸單體的結(jié)構(gòu)單元；并且以堿不溶性乳液聚合物的重量計(jì)，所述堿不溶性乳液聚合物芯包含O.1至5重量％的含磷的酸單體的結(jié)構(gòu)單元以及80至99. 9重量％的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元；其中以可溶性殼聚合物的重量計(jì)，所述可溶性殼聚合物組合物用O. 5至5重量％的化學(xué)式為R-(OCH2CH2)2_60S03_M+的表面活性劑穩(wěn)定化，其中R是線型、支化或環(huán)狀C8-C24烷基或 C12-C30芳烷基基團(tuán)，M+是抗衡離子。
2.如權(quán)利要求1所示的組合物，其特征在于，所述含磷的酸單體的結(jié)構(gòu)單元是甲基丙烯酸磷酸乙酯的結(jié)構(gòu)單元。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的組合物，其特征在于，以堿可溶性聚合物的重量計(jì)，所述堿可溶性聚合物殼包含85至95重量％的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元以及5至15重量％的丙烯酸單體的結(jié)構(gòu)單元；以堿不溶性聚合物的重量計(jì)，所述堿不溶性聚合物芯包含85至95 重量％的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元以及O. 5至3重量％的含磷的酸單體。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，所述R是Cltl-C16烷基基團(tuán)； 所述用于堿可溶性聚合物以及堿不溶性聚合物的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元，獨(dú)立地是甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)單元以及一種或多種選自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯的單體的結(jié)構(gòu)單元。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的組合物，其特征在于，所述堿可溶性聚合物的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元是甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的結(jié)構(gòu)單元；所述堿可溶性聚合物的丙烯酸單體的結(jié)構(gòu)單元是甲基丙烯酸的結(jié)構(gòu)單元；而所述堿不溶性聚合物的丙烯酸類單體的結(jié)構(gòu)單元是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以及丙烯酸乙酯的結(jié)構(gòu)單元。
6.一種方法，該方法包括以下步驟a)在乳液聚合反應(yīng)條件下使得丙烯酸類單體與丙烯酸單體接觸以形成堿可溶性聚合物；b)在乳液聚合反應(yīng)條件下，使得所述堿可溶性聚合物與丙烯酸類單體和含磷的酸單體接觸以形成具有堿可溶性殼與堿不溶性芯的丙烯酸膠乳聚合物；在第一或第二階段中的一個或兩個中，加入化學(xué)式為R-(OCH2CH2)2_60S031T的表面活性劑，其中R是線型、支化或環(huán)狀C8-C24烷基或Cltl-C18芳烷基基團(tuán)，M+是抗衡離子。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟a)至b)的丙烯酸類單體是甲基丙烯酸甲酯以及至少一種選自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯以及丙烯酸-2-乙基己酯的丙烯酸類單體；所述丙烯酸單體是甲基丙烯酸；而所述含磷的酸單體是甲基丙烯酸磷酸乙酯。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步驟a)中的丙烯酸類單體是甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；而步驟b)中的丙烯酸類單體是丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯。
9.一種水性涂料組合物，該水性涂料組合物包含如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的可溶性殼聚合物組合物；流變改性劑以及二氧化鈦。
10.如權(quán)利要求9所述的水性涂料組合物，其特征在于，該水性涂料組合物含少于 IOOOppm的揮發(fā)性有機(jī)化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可溶性殼聚合物組合物，其包含堿可溶性乳液聚合物殼以及堿不溶性乳液聚合物芯，所述組合物通過化學(xué)式為R-(OCH2CH2)2-6OSO3-M+的表面活性劑進(jìn)行穩(wěn)定化，其中R是線型、支化或者環(huán)狀C8-C24烷基或者C12-C18芳烷基基團(tuán)，而M+是抗衡離子。本發(fā)明還涉及一種制備所述組合物的方法以及其在涂料制劑中用作粘合劑的應(yīng)用。用可溶性殼聚合物組合物制備的制劑具有優(yōu)秀的凍融特性和遮蔽性。
文檔編號C09J133/12GK102993617SQ201210328028
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者M·洛肯巴切, W·張, O·普萊斯雷 申請人:羅門哈斯公司