具有活性稀释剂的共聚物水分散体制造技术

本发明专利技术涉及一种共聚物水分散体，其包含：Ａ）一种或多种羟基官能共聚物，和Ｂ）一种或多种作为活性稀释剂的羟基官能聚碳酸酯多元醇，其中，Ａ）由ａ）、ｂ）、ｃ）和ｄ）来合成：ａ）一种或多种不含ＯＨ的（甲基）丙烯酸酯和／或乙烯基芳香族化合物，ｂ）一种或多种羟基官能（甲基）丙烯酸酯，ｃ）一种或多种能够发生自由基共聚反应的离子型和／或潜在离子型单体，以及ｄ）一种或多种任选的不同于组分ａ）至ｃ）的能发生自由基共聚反应的单体。本发明专利技术还涉及一种制备这些共聚物水分散体的方法，以及它们在涂料组合物中的应用。

【技术实现步骤摘要】
专利技术
技术介绍
领域本专利技术涉及溶剂含量低且基于羟基官能共聚物的共聚物水分散体及其制备方法，以及含有该共聚物水分散体的粘合剂组合物和该粘合剂在制备抗刮性涂料中的应用。
技术介绍
在涂料体系中(例如，DE-A 3209421、EP-A 95263、EP-A 105293、EP-A 133949、EP-A 288763中所描述的)，使用水稀释性且基于共聚物的粘合剂是已知的。但是，这些粘合剂一般包括用于稳定的乳化剂和/或相当一部分的有机助溶剂。使用相当多的有机溶剂对于环保来说是不利的。但是，在聚合物制备中，为了达到确保足够的可搅拌性、除去反应混合物的热量和反应器一定的最小装料量(fill level)的目的，使用有机溶剂是不可避免。另外，在水性涂料组合物中，有机溶剂会带来有利的作用，例如提高储存稳定性、颜料润湿性、膜的光学性质和流平性。随后减少共聚物或共聚物分散体中与操作相关的溶剂的含量需要设备和能源，以及成本方面较高的花费，因此需要能够在基本上不使用有机溶剂的条件下制备聚合物水分散体，而同时不会使其性能变差。通过化学反应的方法固化，例如，通过与氨基树脂或封端或未封端的多异氰酸酯反应固化的共聚物分散体，必须含有一定量的活性基团，诸如羟基。这些基团一般通过在共聚反应中使用羟基官能(甲基)丙烯酸酯引入共聚物中。但是，与非官能(甲基)丙烯酸酯或苯乙烯相比，这些羟基官能原料是非常昂贵的。而且，与有机溶液中的共聚物相比，通常需要使用相当多的这些原料，以通过较大的交联密度来补偿涂层膜的亲水性。一种基本上可以避免在聚合反应中使用溶剂又能制备羟基官能二级(secondary)共聚物分散体的方法公开在EP-A 0758007中。通常使用的溶剂全部或部分被羟基官能聚醚所替代。羟基官能聚醚作为活性稀释剂留在二级分散体中，并且存在于之后与封端的或未封端的异氰酸酯反应形成氨基甲酸酯的交联反应。因此，它们对于VOC没有影响。但是，已知在某些应用领域，聚醚组分用在涂料组合物中会导致较差的耐受性能，例如，抗刮性较差。现已发现，如果羟基官能聚碳酸酯用作活性稀释剂，则溶剂含量低且涂层膜耐受性好(特别是优异的抗刮性和耐酸性)的共聚物水分散体可基于羟基官能共聚物。
技术实现思路
本专利技术涉及一种共聚物水分散体，其含有A)一种或多种羟基官能共聚物，和B)一种或多种作为活性稀释剂的羟基官能聚碳酸酯多元醇，其中，A)由a)、b)、c)和d)来合成a)一种或多种不含OH的(甲基)丙烯酸酯和/或乙烯基芳香族化合物，b)一种或多种羟基官能(甲基)丙烯酸酯，c)一种或多种能够发生自由基共聚反应的离子型和/或潜在离子型单体(potential ionic monomer)，以及d)一种或多种任选的不同于组分a)至c)的能发生自由基共聚反应的单体。本专利技术还涉及一种通过使一种或多种含有a)、b)、c)和d)的单体混合物在一种或多种作为活性稀释剂的羟基官能聚碳酸酯多元醇B)的存在下进行自由基聚合反应，随后将所得的共聚物在加入中和剂之前或之后分散在水中，来制备本专利技术的共聚物分散体的方法，其中，a)为一种或多种不含OH的(甲基)丙烯酸酯和/或乙烯基芳香族化合物，b)为一种或多种羟基官能(甲基)丙烯酸酯，c)为一种或多种能够发生自由基共聚反应的离子型和/或潜在离子型单体，以及d)为一种或多种任选的不同于组分a)至c)的能发生自由基共聚反应的单体。本专利技术还涉及含有本专利技术的共聚物水分散体的涂料组合物，以及由这些涂料组合物所制备的抗刮性涂层。具体实施例方式用作组分a)的单体是在酯基团的醇部分中有1-18个碳原子的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯(下文中称为(甲基)丙烯酸酯)。醇部分可以是直链脂族、支链脂族或脂环族。合适的单体a)包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯的同分异构体、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯或(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸三甲基环己酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯或(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基(acetoacetoxy)乙酯。具体地，合适的乙烯基芳香族化合物包括苯乙烯、取代的苯乙烯和乙烯基甲苯。还合适的组分a)是上述化合物的混合物。合适的组分b)包括烯键式不饱和的且含有OH的单体，诸如不饱和羧酸的羟烷基酯，优选的是羟烷基具有2-12、优选2-6个碳原子的(甲基)丙烯酸羟烷酯。例子包括(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯的同分异构体、(甲基)丙烯酸2-、3-和4-羟丁酯和(甲基)丙烯酸羟己酯的同分异构体。离子型和/或潜在离子型单体c)是那些能够发生自由基聚合反应的单体，包括具有羧酸或羧酸酐基团的烯键式不饱和单体。例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙稀酸β-羧乙酯、巴豆酸、富马酸、马来酸酐、衣康酸或二元酸和/或酸酐的单烷基酯如马来酸单烷基酯，优选的是丙烯酸和/或甲基丙烯酸。其它合适的单体c)是不饱和的且具有磷酸酯、膦酸酯、磺酸或磺酸酯基团的能发生自由基聚合反应的化合物，例如WO-A 00/39181(p.8，1.13-p.9，1.19)中所描述的，优选的是2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸。也可以使用其它能发生自由基共聚反应的单体作为组分d)。例子包括丙烯酸或甲基丙烯酸的衍生物，诸如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈和甲基丙烯腈；乙烯基醚；和乙酸乙烯酯。其它合适的单体d)包括官能度大于或等于2的(甲基)丙烯酸酯单体和/或乙烯基单体，诸如二(甲基)丙烯酸己二醇酯或二乙烯基苯。其它合适的单体d)是用环氧烷改性或增链的、数均分子量≤3000克/摩尔(优选≤500克/摩尔)的可聚合的羟基官能单体。用作此需要的环氧烷优选为环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷，它们可单独使用或混合使用。其它的单体d)包括例如叔碳(Versatic)酸的乙烯基酯，其可以商品名VEOVATM9、10和11购得(来自Resolution Performance Products)。它们是具有高支链结构的通式(I)的乙烯基酯， 其中，R2和R3是共具有6、7或8个碳原子的支链烷基，R4是甲基。这些酸对应于VEOVATM9、10和11酸。VEOVA系列的均聚物的玻璃化温度(Tg)据报导为70℃(VEOVA 9)、-3℃(VEOVA 10)和-40℃(VEOVA 11)。其它的单体d)包括烷氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或烷氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯，例如那些由丙烯酸或甲基丙烯酸与环氧乙烷聚醚或环氧丙烷聚醚发生酯化反应而得到的化合物，其中聚醚是由单官能醇如甲醇、乙醇、(异丙醇)或丁醇的同分异构体中的一种制备的。优选的是烷氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯。合适的羟基官能聚碳酸酯多元醇B)优选是那些由单体二醇(诸如，1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、双丙甘醇、三丙二醇、四丙二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、4，4’-二羟甲基环己烷和/或它们的混合物)与碳酸二芳基酯(诸如，碳酸二苯酯)、碳酸二烷基酯(诸如，碳酸二甲酯和碳酸二乙酯)、碳酸亚烷基酯(诸如，碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯)或光气反应所制得的化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共聚物水分散体，其包含：Ａ）一种或多种羟基官能共聚物，和Ｂ）一种或多种作为活性稀释剂的羟基官能聚碳酸酯多元醇，其中，Ａ）由ａ）、ｂ）、ｃ）和ｄ）来合成：ａ）一种或多种不含ＯＨ的（甲基）丙烯酸酯和／或乙烯基芳香族化合物，ｂ）一种或多种羟基官能（甲基）丙烯酸酯，ｃ）一种或多种能够发生自由基共聚反应的离子型和／或潜在离子型单体，以及ｄ）任选的一种或多种不同于组分ａ）至ｃ）的能发生自由基共聚反应的单体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S霍法克，M梅希蒂尔，T蒙茨梅，N尤瓦，R格特兹曼，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[]