[发明专利]含水共聚物分散体和它们在涂料组合物中的用途

说明书

一种含水共聚物分散体通过多级乳液聚合方法来获得，该方法包括：在第一聚合级的反应区中，使包含至少88wt％的C₁‑C₁₈羧酸的乙烯酯和至多12wt％乙烯的第一单体组合物聚合，以产生Tg20℃的第一级聚合物；和在第二聚合级的反应区中并且在该第一级聚合物存在下，使包含C₁‑C₁₈羧酸的乙烯酯和(甲基)丙烯酸的C₂‑C₈烷基酯的第二单体组合物聚合，以产生Tg≤20℃的第二级聚合物。每个聚合级在包含至少0.1wt％的保护性胶体和至少0.05wt％的离子表面活性剂的稳定化体系存在下进行。

领域

本发明涉及含水共聚物分散体和它们在涂料组合物如高光泽门窗漆、大漆、染色剂和清漆中的用途。

背景

由于安全和健康原因二者，现今对于不含挥发性有机含量(VOC)的建筑涂覆材料的需求是公知的。转换到水性或高固体漆、尤其是基于乙烯酯共聚物粘结剂的那些已经回答了这种需求，但是在表面光泽是重要的情况下如在缎面漆、半光泽漆和高光泽漆的情况下仍然存在与漆相关的问题。这样的漆需要具有良好的抗结块性以防止涂漆的表面如门窗上结块。这个问题先前是通过引入有机溶剂来解决的，但是这种方案部分地抵消了使用水基漆的主要优点。虽然结块问题可以通过将“硬”聚合物(即，具有相对高的玻璃化转变温度(T_g)的聚合物)引入配制物中来缓解，但是这个步骤往往导致完成的涂层光泽值下降。同样重要的是完成的涂层具有优异的耐沾污性。

在试图解决结块问题方面，美国专利号6656998提出了一种利用含水乳液共混物的光泽的水性漆配制物，该共混物基本上由以下组成：干T_g高于室温但湿T_g低于室温的乙酸乙烯酯聚合物的第一乳液，所述第一乳液在室温下成膜；和乙酸乙烯酯、乙烯和任选的第三单体的共聚物或乙酸乙烯酯、丙烯酸烷基酯和任选的第三单体的共聚物的第二乳液，所述第二乳液的所述共聚物的干T_g低于20℃，其中所述光泽的水性漆当作为涂料施加并干燥时，具有至少20的ASTM 60°光泽度。

针对结块问题提出的另一种解决方案在美国专利申请公开号2009/0203814中提供，其公开了一种多级含水共聚物分散体，该分散体得自重量比为95/5至5/95的至少一种均聚物或共聚物A和至少一种均聚物或共聚物B，其中该共聚物A得自将产生具有0-20℃的第一玻璃化转变温度的软共聚物的单体组合物A，该均聚物或共聚物B得自将产生具有20-50℃的第二玻璃化转变温度的硬均聚物或共聚物的单体组合物B，和其中该第一和第二玻璃化转变温度的差值是至少10°K。每个单体组合物A和B包含50-100重量％的至少一种具有1-18个碳原子的羧酸的乙烯酯，和单体组合物A或B中的至少之一包含0.05-10重量％的至少一种不饱和的可共聚有机硅化合物。该含水共聚物分散体包含至少0.5重量％的非离子乳化剂，并且用于生产分散体的离子组分的总质量与非离子组分的总量的比率小于1。类似的但主要通过离子乳化剂稳定的共聚物分散体公开在美国专利号7078455中。

美国专利申请公开号2005/0107527公开了一种可用于涂料组合物的含水聚合物分散体，其表现出改进的抗结块性，并且包括通过如下方法制造的多级乳液聚合物，该方法包括第一聚合级和第二聚合级，在第一聚合级中，具有至少约50℃的计算的玻璃化转变温度的第一单体混合物经由自由基乳液聚合进行聚合，以获得第一级乳液聚合物，在第二聚合级中，具有约-30℃至约10℃的计算的玻璃化转变温度的第二单体混合物在该第一级乳液聚合物存在下经由自由基乳液聚合进行聚合。

虽然有这些进展，但是仍然有兴趣开发新的聚合物分散体，其适合于生产表现出改进的抗结块性和耐沾污性的光泽涂料。

概述

根据本发明，提供一种含水共聚物分散体，其通过自由基引发的多级乳液聚合方法来获得，该聚合方法包括：