[发明专利]包含水溶性丙烯酸改性的醇酸分散体的胶乳及其生产方法

说明书

一种胶乳颗粒包含内核和外壳。该核包含丙烯酸或乙烯基聚合物，并且该壳包含水溶性醇酸聚合物和至少一种表面活性剂。基本上全部或全部的该醇酸聚合物存在于该胶乳颗粒的壳中，并且基本上没有或没有该醇酸聚合物存在于该胶乳颗粒的核中。还描述了一种用于制备该胶乳颗粒的方法，其中在聚合期间该水溶性醇酸聚合物作为辅助表面活性剂存在。

发明领域

在此描述了具有包含水溶性丙烯酸改性醇酸聚合物和至少一种表面活性剂的壳的核-壳胶乳颗粒以及其制备方法。

发明背景

由于开发含有很少或不含挥发性有机化合物(VOC)的涂料配方的工业努力，在涂料工业中水基聚合物分散体的使用显著增加。从有机溶剂基组合物转移到水性组合物带来健康和安全益处。然而，涂料制造商和消费者希望实现与先前溶剂基组合物相同或更好的性能标准的水性涂料组合物。

水基聚合物分散体已经由各种聚合物制备，包括乙烯基聚合物、丙烯酸聚合物和醇酸聚合物。在使用中，醇酸聚合物由于其低分子量、柔性和氧化自交联而倾向于表现出优异的成膜能力和粘附性。其结果是，包含醇酸树脂的膜涂料具有非常高的光泽度。然而，醇酸聚合物具有相对较慢的固化时间，特别是在环境温度下。相比之下，乙烯基和丙烯酸聚合物具有快速的固化时间，但是经历差的光泽度和粘附性。对于乙烯基和丙烯酸聚合物，通过降低乙烯基和丙烯酸聚合物膜的玻璃化转变温度尝试增强光泽度和粘附性经常导致膜柔软性和差的吸尘特性。因此，涂料制造商寻求将醇酸属性赋予乙烯基和丙烯酸聚合物。

例如，美国专利申请公开20110144258描述了将丙烯酸聚合物与水基醇酸物理共混的水基聚合物组合。然而，由于醇酸与丙烯酸聚合物之间的相不相容性，这些组合典型地不能提供所希望的性能，因此导致在成膜期间在微米范围内的大规模相分离。希望在成膜期间避免大规模相分离。此外，美国专利号6,333,378披露了使用微乳液法生产混合醇酸/丙烯酸乳液。微乳液法需要使用专门的设备，如微流化器。

在美国专利号6,333,378中，胶乳颗粒包含核/壳结构，其中该核包含丙烯酸基的聚合物和醇酸聚合物，并且该壳包含表面活性剂。该醇酸聚合物是在颗粒的核而不是壳中。

美国专利申请公开20110144258传授了在丙烯酸基聚合物形成之后(即聚合后)，将醇酸聚合物与丙烯酸基聚合物的物理共混。

诸位发明人已经发现，在丙烯酸或乙烯基单体的聚合期间使用醇酸聚合物作为辅助表面活性剂导致所产生的胶乳的改善的成膜特性。

诸位发明人进一步出人意料地发现，胶乳颗粒的构造、并且特别是醇酸聚合物在核-壳颗粒的壳中的放置有利地影响用该胶乳颗粒形成的胶乳的性能。

在本发明的胶乳颗粒中，丙烯酸改性的醇酸聚合物位于该核/壳聚合物的壳中并且涂覆该颗粒的核。

在使用其中发生醇酸聚合物的后聚合加成的方法生产的现有技术的胶乳颗粒中，醇酸聚合物不涂覆丙烯酸基聚合物，从而导致大规模的微米范围相分离、因此较不希望的成膜特性。

发明概述

本发明针对一种胶乳颗粒，其包含核和围绕该核的壳。该核包含丙烯酸和/或乙烯基聚合物，并且该壳包含水溶性醇酸聚合物和至少一种表面活性剂。该核壳胶乳颗粒被配置为使得基本上没有该醇酸聚合物在该核中，并且基本上所有的该醇酸聚合物在该胶乳颗粒的壳中。

在本发明的组合物的一个特征中，在该核中的该丙烯酸和/或乙烯基聚合物选择下组，该组由以下各项中的一种或多种组成：(甲基)丙烯酸烷基酯单体、乙烯基单体、苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、单烯键式不饱和的羧酸单体、含磷单体、或含硫单体。