[发明专利]聚合物包封的二氧化钛颗粒

说明书

背景技术

本发明涉及聚合物包封的TiO₂颗粒的水性分散体及其制备方法。该分散体可用于塑料和涂料制剂。

遮光颜料(如TiO₂)能够为涂料和塑料提供不透明度(遮蔽性)从而隐蔽下表面。人们认为颜料的效率与涂料或塑料中颜料颗粒的间距有关。例如，如美国专利申请20100/298483中所述，通过含硫酸官能聚合物作为颜料的分散剂与至少部分地包封颜料的其它聚合物联用能够实现间距的改善。人们需要找到改进的遮光颜料组合物以及更有效的制备它们的方法。

发明内容

在第一个方面，本发明是包括以下步骤的方法：

a.使以下组分i)、ii)和iii)的混合物与氧化还原引发剂体系接触：i)TiO₂颗粒和两性聚合物的水性分散体、ii)阴离子表面活性剂以及iii)苯乙烯磺酸钠的水性溶液；然后

b.将选自下组的第一单体的水性分散体添加至步骤(a)的混合物中：(甲基)丙烯酸酯单体、苯乙烯单体、乙烯基酯单体、(甲基)丙烯酸酯和苯乙烯单体的组合、(甲基)丙烯酸酯和乙烯基酯单体的组合、乙烯基酯和乙烯单体的组合；以及

c.使所述第一单体发生聚合，以形成至少部分地包封TiO₂颗粒的第一聚合物的水性分散体。

在第二个方面，本发明是包括以下步骤的方法：

a.使以下组分i)、ii)和iii)的混合物与Fe⁺²发生接触：i)TiO₂颗粒和由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯形成的聚合物的水性分散体；ii)十二烷基苯磺酸钠的水性溶液；和iii)苯乙烯磺酸钠的水性溶液；然后

b.随时间向步骤(a)的混合物中添加叔丁基过氧化氢和异抗坏血酸；

c.在开始添加叔丁基过氧化氢和异抗坏血酸之后，向步骤(b)的混合物中添加以下组分i)和ii)的水性分散体：

i)选自下组的第一单体：丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯；以及

ii)0.1-2重量％甲基丙烯酸烯丙酯；

d.使步骤(c)的第一单体聚合，以形成包封TiO₂颗粒的第一聚合物的水性分散体，所述第一聚合物的T_g为-30℃至10℃；

e.向步骤(d)的混合物中添加(甲基)丙烯酸酯单体的水性分散体、或者(甲基)丙烯酸酯和苯乙烯单体的组合的水性分散体、或者(甲基)丙烯酸酯和乙烯基酯单体的组合的水性分散体、或者乙烯基酯和乙烯单体的组合的水性分散体；

f.使步骤(e)的单体发生聚合，以形成第二聚合物的水性分散体，从而增加TiO₂颗粒之间的间距，其中所述第二聚合物的T_g为-20℃至10℃；

g.中和步骤(f)的混合物，形成经包封的TiO₂颗粒的水性分散体。

在第三个方面，本发明是包含包封TiO₂颗粒的聚合物的水性分散体的组合物，其中所述包封聚合物的T_g不超过20℃，并且所述包封聚合物是(甲基)丙烯酸酯聚合物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、或者乙烯基酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、或者乙酸乙烯基酯-乙烯共聚物、或者它们的组合；所述包封聚合物还包含苯乙烯磺酸钠的单元。

本发明通过提供在环境温度下成膜的具有低凝胶的聚合物包封的TiO₂颗粒从而解决了特别是涂料应用的需求。

发明详述

本发明涉及一种包括以下步骤的方法：

a.使以下组分i)、ii)和iii)的混合物与氧化还原引发剂体系接触：i)TiO₂颗粒和两性聚合物的水性分散体、ii)阴离子表面活性剂以及iii)苯乙烯磺酸钠；然后

b.将选自下组的第一单体的水性分散体添加至步骤(a)的混合物中：(甲基)丙烯酸酯单体、苯乙烯单体、乙烯基酯单体、(甲基)丙烯酸酯和苯乙烯单体的组合、(甲基)丙烯酸酯和乙烯基酯单体的组合、乙烯基酯和乙烯单体的组合；以及

c.使所述第一单体发生聚合，以形成至少部分地包封TiO₂颗粒的第一聚合物的水性分散体。