[发明专利]多段聚合物分散体及其制造方法和用途

说明书

本发明涉及可通过自由基引发的水性乳液聚合反应而获得的水性多段聚合物分散体，其具有软相与硬相，且硬段：软段的阶段比为25重量％-95重量％比75重量％-5重量％，作为第一段的软相的玻璃化转变温度(Tg)为-30℃至0℃，作为第二段的硬相的玻璃化转变温度(Tg)为20℃至60℃，所述水性多段聚合物分散体包括至少一种通式I的单体

其中变量具有以下定义：

n＝0-2，

R1、R2、R3＝彼此独立地为氢或甲基，

X＝O或NH，

Y＝H、碱金属或NH₄。

本发明还涉及这些水性聚合物分散体的制备方法，还涉及其在涂料中作为粘合剂的用途，以及还涉及含有本发明的聚合物分散体的涂料。

现有技术的水性聚合物分散体在涂料组合物中用作粘合剂，尤其是用于矿物表面及矿物模具(例如，用于墙面覆盖层的纤维水泥板和外墙板)的涂布。纤维水泥板和外墙板高效率的建筑材料，其相对于其它建筑材料(例如木镶板、聚氯乙烯板或由例如铝板或钢板制成的金属外墙板)具有许多优点。一个主要的优点在于纤维水泥板对气候性作用(weathering effect)的耐久性，并且其机械稳定性也常优于其它建筑材料。纤维水泥板由水泥、水、任选地填料(例如砂或二氧化硅)以及含天然纤维(例如木纤维或纤维素纤维)和合成纤维的纤维组分制成。将混合物引入模具中，任选地过筛脱水，然后固化。原材料可以其本身固化，或者通过挤压压缩以实现更大极限强度的后固化。纤维水泥板可以制成平板或者制成所谓的波纹板。纤维水泥板或外墙板可以通过压花来提供模拟例如木材表面的表面纹理。所述板可以切割成各种形状和尺寸：大板、小正方形、矩形或菱形、或作为木瓦板的复制品或其它建筑材料的复制品。纤维水泥板通常制成3-20mm的厚度。

纤维水泥板和外墙板需要固化。这通常在加压湿化加热室或常压湿化加热室中完成。在高于30℃至约70℃的温度时，水泥的固化在数小时内以加速状态发生以获得对粉碎毁坏有足够抵抗强度的材料。固化还可在高压釜中加压进行，在这种情况下由于水不能够散出且水泥不可能“着火”，因此温度还可为明显较高的。用于水泥水化所需的水没有蒸发。高压釜固化在例如高于100℃至约180℃下操作。

矿物表面和矿物模具(例如纤维水泥板)的一个缺点在于气候性作用(更具体地，水作用)经过一段时间滤出阳离子成分(例如Ca²⁺)，减弱了组分强度。矿物表面的另一有害特性是风化现象的发生。这些现象大概是由于矿物粘合剂中存在于碱性环境中的多价阳离子(例如Ca²⁺)所致。通过与空气中的二氧化碳反应，可能在矿物模具的表面上以这种方式形成不吸引人的且难以溶于水的白色石灰斑。风化不仅可以在新鲜制备的矿物模具的硬化期间出现，还可在暴露于气候下在已经硬化的矿物模具上出现。

为了避免上述有害特性，矿物模具通常进行涂布。为了这一目的，目前通常使用水性涂料体系，其包括作为成膜成分的水性聚合物分散体。常见的粘合剂包括苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、乙酸乙烯酯的均聚物和共聚物、直链丙烯酸酯等(参见例如DE 21 64 256)。然而，可由这些体系获得的涂料不能够令人满意地避免通过阳离子成分(风化)。此外，这种涂料容易变脏。

由于即使在水泥凝固期间也会发生石灰风化，因此甚至在水泥或混凝土固化之前就将涂料作为抗风化保护施用于其上可能是明智的，此时的水泥或混凝土被称为生混凝土。待固化或凝固后，可以任选地用油漆或透明清漆作为第二涂层或其他涂层，随后在每种情况下进行干燥。在其它实例中，仅在底物已经完全固化后涂覆风化保护。

对矿物表面和矿物模具免受上述风化的保护还通过分别基于EP-A469 295和DE-A 195 14 266的苯乙烯/丙烯酸酯分散体或直链丙酸酯分散体的涂布材料改进。为此，EP-A 469 295推荐使用具体的阴离子乳化剂，而DE-A 195 14 266建议使用聚合物，所述聚合物包括共聚形式的含磺酸酯基团的具体单体。

DE 103 43 726公开了涂布的混凝土模具，其特征在于通过使用水性聚合物分散体和具有至少一种磷酸根和/或膦酸根基团的阴离子乳化剂而有效地进行风化保护。

EP 915 071公开了基于烯键式不饱和单体共聚物的涂料，所述单体包括高于0.2重量％至5重量％的衣康酸。

用含聚合物P的水性聚合物分散体保护混凝土屋面瓦的方法描述于EP 821 660，所述聚合物P包括自由基共聚形式的、优选为2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸。