[发明专利]水性乳液聚合物、其制法和用途

说明书

本发明提供水性乳液聚合物，包含

（A）单体A，

（B）至少一种具有烯属不饱和侧基的(甲基)丙烯酸酯（单体B），以及

（C）至少一种光引发剂。

本发明还提供包含本发明的聚合物分散体的涂覆材料，及其制法和用途，更具体而言在室外建筑涂料中的用途。所述涂覆材料可不含有机溶剂或者包含有机溶剂。本发明的另一个实施方案是用于弹性的、裂纹桥联(crack-bridging)涂层的涂覆材料，其包含作为粘合剂的本发明聚合物分散体，所述聚合物分散体具有<0℃的玻璃化转变温度。基于上述涂覆材料的涂层优越之处在于改进的耐沾污性（soil pickup resistance）。

户外涂层——例如在建筑外部的涂层——暴露于风和气候下，并且，随着时间的流逝从环境中吸取污物颗粒。这种被污染的涂层的确仍然能够保护基材——无论是石膏或砌石——不受风化的影响。但是，室外建筑涂层经常需要翻修，因为污物使其变灰且不美观。这导致增加了用于保养的成本。

户外涂层是快速地变脏还是缓慢地变脏取决于许多因素，例如，首先取决于大气污染、气候条件等；其次还取决于涂层的粗糙度以及污物颗粒和涂层表面之间的相互作用。在本发明上下文的一个重要的参数是粘合剂聚合物的硬度。变干可形成软或甚至粘性的膜的粘合剂与具有硬表面的粘合剂相比吸取污物更快。因此，污染的问题显然与包含软粘合剂聚合物的涂料材料——所述涂料材料是不含溶剂的涂料材料，例如，它的粘合剂在加工温度下降至略微高于0℃时仍然聚结以形成膜——以及用于弹性涂层的涂料材料有关。弹性涂层的特征是高度的弹性。这种特性赋予弹性涂层——甚至在低温（-10°C）下——足够的裂纹桥联能力。所述聚合物的玻璃化转变温度通常通过单体组分调节至低于-10°C的温度。具有较低玻璃化转变温度的聚合物具有提高的吸取污物的倾向。使用交联体系可阻止这种倾向，所述交联体系使得聚合物更有弹性并且可能更硬（玻璃化转变温度升高）。例如，现有技术的情况是金属盐交联或紫外线交联。随后添加钙离子引起交联，如B.G.Bufkin and J.R.Grawe in J.Coatings Tech.,197850(644),83所记载。一个可能的缺点可能是对水的敏感性增加。通过添加二苯甲酮和/或其衍生物可实现紫外线交联和/或日光交联，如US3,320,198、EP10000、EP522789和EP1147139所记载。EP1845142描述了向含AAEM的分散体中添加光引发剂。

实现较高弹性和良好的水蒸汽透过性的其他方法包括使用硅酮，如例如US5,066,520所记载。使用氟代丙烯酸酯可得到非常疏水的涂料，其也可以排斥污物（EP890621）。

本发明的目的是开发一种水分散体，其适合作为在涂料组合物，更具体而言在弹性涂料组合物中的粘合剂，并且其在涂料中确保足够的弹性和抗水性并兼具较高的耐沾污性以及水蒸汽透过性。

出人意料地，包含以下组分的水性乳液聚合物作为粘合剂显著地具有较高的耐沾污性，而基本上不影响整体膜延展性：

（A）单体A

（B）至少一种具有烯属不饱和侧基的(甲基)丙烯酸酯（单体B），以及

（C）至少一种光引发剂（组分C）。

除非另有说明，下文的通用定义适用于本发明的上下文：

C₁-C₄烷基为具有1至4个碳原子的直链或支链烷基基团。其为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基。

C₁-C₁₈烷基为具有1至12个碳原子的直链或支链烷基基团。其实例为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、2-丙基庚基、4-甲基-2-丙基己基、十一烷基、十二烷基，以及其结构异构体。

芳基为具有6至14个碳原子的碳环芳族基团，例如苯基、萘基、蒽基或菲基。芳基优选为苯基或萘基并且更具体而言为苯基。

C₁-C₁₈烷芳基为如上文定义的C₁-C₁₈烷基，其中一个氢原子被芳基基团取代。实例为苄基、苯乙基等。

伯胺基基团应理解为基团-NH₂。

下文的关于本发明的方法的优选实施方案，更具体而言关于根据本发明使用的单体和其他反应组分，以及关于通过所述方法获得的聚合物，还有关于其用途的陈述不仅适用于它们本身，特别地，还适用于彼此可想到的组合。