[发明专利]交联的聚丙烯酸酯水分散体

说明书

本发明涉及交联的聚丙烯酸酯水分散体，它们的制备方法和它们作为非柔性基材上的涂覆剂的用途。

聚丙烯酸酯水性粘合剂早已是公知的并且常常用作涂覆剂的成分。涂覆剂的性能，例如耐溶剂性和耐水性，尤其取决于粘合剂的分子量，其中高分子量常常与高耐性相关。 此外，高的玻璃化转变温度对于高耐溶剂性一般是有利的，因为低于涂层的玻璃化转变温度时溶剂的扩散速率大大地降低。

为了最大程度提高对极性溶剂如醇类的耐溶剂性，一般有利的是使用非极性的单体如苯乙烯。

US-P 3,104,231描述了交联的聚丙烯酸酯水分散体，其含有至少23重量%的丙烯腈并且因此具有过高的极性。

US-P 5,225,456公开用于涂覆塑料的水分散体，其含有丙烯酸或甲基丙烯酸的芳基酯和烷基酯。实施例中仅仅公开了非交联的聚合物。丙烯酸或甲基丙烯酸的芳基酯具有比相应烷基酯更低的极性，但是因为酯基而具有比苯乙烯更高的极性。

US-P 4,056,503描述了以乙酸乙烯酯和(甲基)丙烯酸酯为基础的交联分散体。这些分散体不含有苯乙烯作为疏水化单体。

本发明的目的是制备具有较高耐醇性能的交联的聚丙烯酸酯水分散体。

已经令人吃惊地发现，富含苯乙烯的交联聚丙烯酸酯分散体产生具有高耐醇性能的涂料并且不具有现有技术所显示出的缺点。

本发明提供含有下列构建组分的水性聚丙烯酸酯分散体：

a) 60-90重量%，优选65-80重量%的苯乙烯和/或其它乙烯基芳族化合物，

b) 6.5 - 20重量%，优选7.5 - 10重量%的丙烯酸酯，

c) 0.5-5重量%，优选0.6-2重量%的具有≥2的官能度的多亚乙烯基化合物，

d) 2 - 5重量%，优选2 - 3重量%的酸官能化烯属不饱和单体，和

e) 1 - 10重量%，优选5 - 8重量%的甲基丙烯酸酯，

其中指明的重量比累加至100重量%，且所得分散体具有>70℃，优选75℃-90℃的玻璃化转变温度。

在本发明中使用的术语玻璃化转变温度是指聚合物从玻璃状状态变化到聚合物链的较高链段活动性状态的温度。无规共聚物的玻璃化转变温度能够根据Fox方程式计算(Bulletin of the American Physical Society 1，3，第123页，1956)：

其中T_g(i) 是n种单体的各自均聚物i的玻璃化转变温度，w_i是单体i的重量比，其中全部的重量比w₁ + w₂ +…w_i+…w_n的总和为1。

除非另外说明，否则，在本发明中提到的全部玻璃化转变温度是指根据Fox方程式计算的玻璃化转变温度。

聚合物的实验测定的玻璃化转变温度(T_g)可按照已知的方式，例如利用差示扫描量热法(DSC)来测定。

在根据本发明的分散体中所含的聚合物颗粒具有80-200 nm，优选90-170 nm，特别优选100-130 nm的平均粒度。

分散体的固体含量一般是通过水与有机起始原料的比率来测定的。根据本发明的聚丙烯酸酯分散体的固体含量是在25-65重量%之间，优选在30和55重量%之间和特别优选在35和45wt%之间。

具有最多20个碳原子的合适乙烯基芳族化合物a)的例子是苯乙烯，乙烯基甲苯，邻和对甲基苯乙烯，□丁基苯乙烯，4-正丁基苯乙烯，4-正癸基苯乙烯，卤代苯乙烯，例如单氯苯乙烯，二氯苯乙烯，三溴苯乙烯或四溴苯乙烯。苯乙烯是优选的。