[发明专利]具有高的OH基团含量的水性聚丙烯酸酯共聚物分散体

说明书

本发明涉及水性二次共聚物分散体，其包含由包含如下自由基可聚合的单体的混合物(M)合成的共聚物(P)：(M1)丙烯酸和/或甲基丙烯酸的环脂族酯；(M3)羟基官能的自由基可聚合单体；(M4)羧基官能的自由基可聚合单体和(M5)不含羟基和羧基的在醇部分中具有C1-C12烃基的(甲基)丙烯酸酯和/或乙烯基芳族化合物。本发明还涉及制备所述分散体的方法，涉及所述分散体作为涂料和作为2K聚氨酯涂料中的粘合剂的用途。

水性二次共聚物分散体在本技术领域作为涂敷材料和作为粘合剂享有广泛的用途。在这方面，术语“二次分散体”是指开始时在均匀的有机介质中聚合，之后通常在不添加外部乳化剂的情况下在中和下再分散在水性介质中的那些水性分散体。

例如，US 2007/282049 A1涉及新的水性二次共聚物分散体，涉及制备它们的方法和涉及它们用于制备高级涂料尤其是用于木材的涂料的用途。所述分散体包含由自由基可聚合的单体的混合物(M)合成的共聚物(P)，所述单体的混合物(M)包含：(M1)丙烯酸和/或甲基丙烯酸的环脂族酯与(M2)脂族羧酸的乙烯基酯。

US 6,399,691描述了羟基官能的共聚物P，其作为分散体和/或在水中的溶液存在，并且通过连续地进行方法步骤A-D获得：A)最初将含有羟基的疏水性聚合物导入反应容器中，B)将引发剂组分导入所述容器，C)随后在所述容器中使含有羟基的疏水性单体混合物聚合和D)随后在所述容器中使含有羟基和酸基团的亲水性单体混合物聚合。本发明还涉及遵循前面列出的程序制备共聚物P的方法和涉及含有这些共聚物P与一种或多种交联剂的涂料组合物。

US 2004/034164 A1涉及一种水性粘合剂分散体，所述分散体包括至少一种含有羧酸和/或羧酸酯基团的共聚物(P)。所述共聚物(P)包括带有环脂族结构的不含羧基的(甲基)丙烯酸酯结构单元，并且在分散体中共聚物(P)的至少25mol％的羧酸基团以三乙醇胺中和的形式存在。所述水性粘合剂可以用于水性涂敷材料，所述涂敷材料可用于涂敷基材。

所希望的是提高聚丙烯酸酯和2KPUR-PAC涂层的硬度而不危害对于最终用户重要的其它参数。本发明具有的目的是提供所述的聚丙烯酸酯分散体。

根据本发明此目的通过水性二次共聚物分散体得以实现，其包含由自由基可聚合的单体的混合物(M)合成的共聚物(P)，该单体的混合物包含：

(M1)丙烯酸和/或甲基丙烯酸的环脂族酯

(M3)羟基官能的自由基可聚合单体

(M4)羧基官能的自由基可聚合单体

(M5)不含羟基和羧基的在醇部分中具有C1-C12烃基的(甲基)丙烯酸酯和/或乙烯基芳族化合物，

其中所述混合物进一步包含选自下组的多元醇(PO)：聚酯多元醇和/或聚碳酸酯多元醇，所述多元醇具有至少为2的平均羟基官能度。

根据本发明的聚丙烯酸酯分散体具有高的羟基含量从而，并不愿意受限于理论，可以实现更高的交联程度和由此更高的涂层硬度。

对于本发明的目的，丙烯酸或甲基丙烯酸也可以定义为(甲基)丙烯酸。

合适的单体(M1)是，例如(甲基)丙烯酸环己酯、烷基环取代的(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯，优选丙烯酸异冰片酯和/或甲基丙烯酸异冰片酯，并特别优选甲基丙烯酸异冰片酯。也可以使用包含丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯与其它单体(M1)的混合物。与丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯不同的单体(M1)可以任选地以基于(M1)-(M5)的总值计小于10重量％的量使用。

合适的羟基官能的单体(M3)包括烯属不饱和的含羟基单体，如不饱和羧酸的羟烷基酯，优选羟烷基中具有2-12个，优选2-6个碳原子的(甲基)丙烯酸羟烷基酯。特别优选的化合物的实例是(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯异构体、(甲基)丙烯酸2-、3-和4-羟基丁酯和(甲基)丙烯酸羟基己酯异构体。

优选的是丙烯酸4-羟基丁酯(单丙烯酸丁二醇酯)和甲基丙烯酸羟基乙酯。

合适的羧基官能的自由基可聚合单体(M4)是含羧酸或羧酸酐基团的烯属不饱和单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸β-羧基乙酯、巴豆酸、富马酸、马来酸酐、衣康酸或二元酸或酸酐的单烷基酯，例如马来酸单烷基酯。丙烯酸和/或甲基丙烯酸是优选的。

使用的不含羟基和羧基的单体(M5)是酯基团的醇部分中具有1-18个碳原子的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。所述醇部分优选是脂族的并且可以为直链的或支化的。