[发明专利]含硫的酸官能化的胶乳聚合物

说明书

背景技术

本发明涉及包含含硫的酸官能团的聚合物颗粒的稳定水性分散体(含硫的酸官能化的胶乳聚合物)。该分散体可用于涂料制剂。

二氧化钛(TiO₂)是许多涂料或油漆的昂贵组分。在成膜和干燥的时候，使得TiO₂颗粒相互过于靠近的时候(它们倾向于发生此种状况)，TiO₂作为遮盖颜料的效率会降低。已经发现，通过使用吸附性乳液聚合物，可以改进TiO₂的间距并由此提高效率。

美国专利第7,179,531号揭示了一种聚合物颗粒，其具有选择的官能团或吸附性基团，这些基团可以用来制备有机-无机复合颗粒，所述颗粒适合用来提供具有改进的遮盖性质的干涂层。这些有机-无机复合颗粒在涂料或油漆中必须长时间保持稳定并且能够承受通常施加至涂层的剪切力。在上色过程中或者在使用油漆前的混合过程中，通常在最终涂层上施加有这种额外的剪切力。尽管具有吸附性基团的聚合物颗粒在单独存储时可能是稳定的，但是该复合材料的稳定性可能较低。为了模仿长期保存稳定性而在高温下储存该油漆可能会进一步加剧这种不稳定性。因此，需要发现具有改进的存储稳定性的包含有机-无机复合颗粒的涂料制剂。

发明内容

在第一方面，本发明提供了一种方法，该方法包括：a)在乳液聚合条件下，使第一含硫的酸单体、含磷的酸单体和第一丙烯酸类单体一起接触，以形成第一聚合物颗粒的稳定水性分散体；然后b)在乳液聚合条件下，使所述第一聚合物颗粒的分散体与第二含硫的酸单体和第二丙烯酸类单体接触，以形成多段聚合物颗粒的稳定水性分散体；其中以所述多段聚合物颗粒的重量为基准计，所述第一和第二含硫的酸单体的重量％为0.5-1.0重量％；以所述多段聚合物颗粒的重量为基准计，所述含磷的酸单体的重量％为0.4-2重量％；以所述多段聚合物颗粒的重量为基准计，所述第一和第二丙烯酸类单体的总重量％为30-99重量％；其中，所述第一含硫的酸单体与所述第二含硫的酸单体的摩尔-摩尔比为0.5:1至3:1，所述多段聚合物的T_g低于10℃。

在第二方面，本发明提供了一种组合物，该组合物包含非离子型表面活性剂和聚合物颗粒的稳定水性分散体，以所述聚合物颗粒的重量为基准计，所述聚合物颗粒包含：a)30-99重量％丙烯酸类单体的结构单元；b)0.5-1.0重量％的乙烯基苯磺酸钠的结构单元；以及c)0.4-2重量％的甲基丙烯酸磷酸乙酯的结构单元；其中所述丙烯酸类单体包括甲基丙烯酸甲酯和一种或多种选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己基酯、丙烯酸2-丙基庚基酯、丙烯酸乙酯和脲基甲基丙烯酸酯的单体；其中所述聚合物颗粒的T_g低于10℃。

本发明的组合物可用作涂料制剂的粘合剂，所述制剂具有优异的存储稳定性和遮蔽性质。

具体实施方式

在第一方面，本发明是一种方法，该方法包括：a)在乳液聚合条件下，使第一含硫的酸单体、含磷的酸单体和第一丙烯酸类单体一起接触，以形成第一聚合物颗粒的稳定水性分散体；然后b)在乳液聚合条件下，使所述第一聚合物颗粒的分散体与第二含硫的酸单体和第二丙烯酸类单体接触，以形成多段聚合物颗粒的稳定水性分散体；其中以所述多段聚合物颗粒的重量为基准计，所述第一和第二含硫的酸单体的重量％为0.5-1.0重量％；以所述多段聚合物颗粒的重量为基准计，所述含磷的酸单体的重量％为0.4-2重量％；以所述多段聚合物颗粒的重量为基准计，所述第一和第二丙烯酸类单体的总重量％为30-99重量％；其中，所述第一含硫的酸单体与所述第二含硫的酸单体的摩尔-摩尔比为0.5:1至3:1，所述多段聚合物的T_g低于10℃。

本发明的方法是一种多段式方法，优选为两段式方法，其中在乳液聚合条件下，第一含硫的酸单体、含磷的酸单体和第一丙烯酸类单体一起接触，以形成第一聚合物颗粒的稳定水性分散体。

如本文所用，术语“含硫的酸单体”指的是一种或多种具有含硫的酸官能团或含硫的酸的盐官能团的烯键式不饱和化合物。合适的含硫的酸的单体的例子包括甲基丙烯酸磺乙酯、丙烯酸磺乙酯甲基丙烯酸磺丙酯、丙烯酸磺丙酯、乙烯基苯磺酸和乙烯基磺酸，及其盐。较好的含硫的酸单体是乙烯基苯磺酸钠，更好的是4-乙烯基苯磺酸盐/酯。优选地，以所述第一聚合物颗粒的重量为基准计，所述第一含硫的酸单体的浓度为1.1-1.6重量％。