含水共聚物组合物和从它制备涂料的方法技术

提供了含有共聚物颗粒和至少一种不饱和脂肪酸酯的含水共聚物组合物，该共聚物颗粒含有（甲基）丙烯腈，（甲基）丙烯酰胺，或它们的结合物的聚合单元。提供了从含水共聚物组合物制备涂料的方法。该含水共聚物组合物可用于制备交联的涂层，适合于诸如建筑或维护漆料之类的涂料应用。

【技术实现步骤摘要】
含水共聚物组合物和从它制备涂料的方法本专利技术一般涉及含有被分散在含水介质中的共聚物颗粒，和不饱和脂肪酸酯的含水共聚物组合物。该共聚物颗粒含有聚合的甲基丙烯腈，丙烯腈，或其它选择单体。该含水共聚物组合物用于制备干燥涂层，后者同时具有良好的薄膜形成性能，和良好的抗粘连性。本专利技术还涉及从含水共聚物组合物制备涂料的方法。涂料组合物，比如乳胶漆，含有分散在含水介质中的粘结剂聚合物颗粒。在干燥之后，聚合物颗粒经历薄膜形成过程，其中粘结剂聚合物颗粒聚结而形成聚合物膜。然而，许多粘结剂聚合物颗粒在环境温度，如在5℃到40℃范围内的温度下无法成膜。典型地，凝结剂被引入到些涂料组合物中以协助粘结剂聚合物颗粒在环境温度下的成膜过程。通常的凝结剂的例子包括乙二醇单烷基醚，酯，二酯，二甘醇单烷基醚，和丙二醇单烷基芳族醚。在膜形成后，该凝结剂逐渐从干燥漆膜中蒸发而留下具有所需物理性能的涂层，如硬度，耐溶剂性，抗粘连性，或耐水性。挥发性有机化合物(VOC)释放到大气中已经被确定为在对流层臭氧的形成中的影响因素，尤其在市区中。在许多涂料应用中，VOC的来源包括从正在干燥或已干燥的漆膜中蒸发的凝结剂，助溶剂，或其它有机化合物。能够以较低量的VOC配制的涂料组合物是所期望的，尤其，具有零VOC的涂料组合物。然而，凝结剂从涂料组合物中的除去会不利地影响粘结剂聚合物颗粒的成膜性能和所获得的干膜的性能。非挥发性的增塑剂在涂料组合物中的包含有助于膜形成，但削弱了膜性能如抗粘连性或抗污性。所期望的是能够以较低量的VOC配制的含水涂料组合物，它能够提供具有可接受的抗粘连性的干膜。WO 00/56823公开了含有聚合物颗粒和凝结助剂的成膜组合物。该凝结助剂是不饱和脂肪酸的酯。该参考文献公开了从聚合物颗粒制-->备的并含有不饱和脂肪酸酯作为凝结助剂的半光泽性漆配制料和无光漆配制料的例子。从半光泽的漆料配制料制备的干膜的抗粘连性具有改进的抗粘连性，与从含有挥发性凝结剂而不是不饱和脂肪酸酯的半光泽的漆料配制料制备的干膜相比。然而，从无光漆配制料制备的干膜具有较低的抗粘连性，与从含有挥发性凝结剂代替不饱和脂肪酸酯的无光漆配制料制备的干膜相比。所想望的是一种含水涂料组合物，它提供具有改进水平的抗粘连性的干膜并且还能够以较低量的VOC来配制。专利技术人已经吃惊地发现了可提供具有改进的抗粘连性的干膜的含水共聚物组合物。含水共聚物组合物含有不饱和脂肪酸酯与含有某些作为聚合单元的单体的共聚物颗粒的结合物。该含水共聚物组合物能够以较低水平的VOC(包括零VOC)来配制。根据本专利技术的第一个方面，提供了含水共聚物组合物，该组合物包括共聚物颗粒和一种或多种不饱和脂肪酸酯，该共聚物颗粒含有作为聚合单元的以下单体(基于共聚物颗粒的重量)：5-60wt％的选自(甲基)丙烯腈，(甲基)丙烯酰胺，或它们的结合物中的第一种单体，25-95wt％的非离子单体，和0-15wt％的阴离子单体；其中该共聚物颗粒具有在零至70℃的范围内的玻璃化转变温度。本专利技术的第二方面提供制备涂层的方法，包括以下步骤：将含水共聚物组合物施涂到基材上；其中含水共聚物组合物含有共聚物颗粒，该共聚物颗粒具有作为聚合单元的以下单体(基于共聚物颗粒的重量)：5-60wt％的选自(甲基)丙烯腈，(甲基)丙烯酰胺，或它们的结合物中的第一种单体，25-95wt％的非离子单体，和0-15wt％的阴离子单体；然后干燥被施涂于基材上的含水共聚物组合物或让其干燥，制备涂层。正如这里所使用的，后面跟有另一个术语如丙烯酸酯的术语“(甲基)”的使用同时指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。例如，术语“(甲基)丙烯酸酯”指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；术语“(甲基)丙烯酸”指丙烯酸或甲基丙烯酸；术语“(甲基)丙烯腈”指丙烯腈或甲基丙烯腈；和术语“(甲基)-->丙烯酰胺”指丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。这里使用的“玻璃化转变温度”或“Tg”是指某一温度，在该温度下或高于该温度，玻璃状聚合物将发生聚合物链的链段运动。聚合物的玻璃化转变温度能够通过如下的Fox方程式来估计[Bulletin of theAmerican Physical Society 1，3第123页(1956)]：1Tg=w1Tg(1)+w2Tg(2)]]>对于共聚物，w1和w2指两种共聚用单体的重量分数，以及Tg(1)和Tg(2)指两种相应均聚物的玻璃化转变温度(开氏温度)。对于含有三种或更多种单体的聚合物，添加附加的项(wn/Tg(n))。聚合物相的Tg也能够通过使用均聚物的玻璃化转变温度的合适值来计算，这些值可以在例如由J.Brandrup和E.H.Immergut，Interscience Publishers编辑的“Polymer Handbook(聚合物手册)”中找到。这里报道的Tg的值是通过使用Fox方程式来计算的。这里使用的术语“分散”是指包括至少两种分离的相的物质的物理状态，其中第一种相被分配在第二种相中，而第二种相是连续介质。术语“侧挂”在说明书中是指“附着于聚合物骨架上”。该术语“侧挂”也包括此类基团在聚合物链的末端上的连接。本专利技术的含水共聚物组合物包括被分散在含水介质中的所选择共聚物颗粒，和一种或多种不饱和脂肪酸酯。包括在含水共聚物组合物中的共聚物颗粒是由烯属不饱和单体的聚合反应所形成的加成聚合物。这里使用的“共聚物”是指含有两种或更多种不同类型的单体作为聚合单元的聚合物。不同类型的单体单元可以无规地分布在共聚物骨架上而成为无规共聚物，或成为嵌段共聚物，它含有一种类型的聚合单体的嵌段跟有不同的聚合单体的嵌段。共聚物颗粒的玻璃化转变温度是在0℃到70℃范围内，优选在15℃至50℃范围内，和更优选在20℃至40℃范围内。共聚物颗粒的平均直径典型地是在50至500纳米(nm)范围内，优选在80至300nm范围内，和更优选在100至250nm范围内。平均粒径是由准弹性光散射技术测量，如-->由例如Brookhaven Instruments Corp的Model BI-90颗粒分级机所提供。含有共聚物颗粒的分散体可具有单峰或多峰，包括双峰形粒度分布。该共聚物颗粒包括作为聚合单元的选自(甲基)丙烯腈，(甲基)丙烯酰胺，或它们的结合物中的一种或多种第一单体。在共聚物颗粒中所含有的已聚合的第一单体的量典型地是在5-60wt％，优选8-50wt％，和更优选10-40wt％的范围内，基于共聚物颗粒的重量。该共聚物颗粒也包括作为聚合单元的至少一种非离子单体。非离子单体是不具有侧挂的酸或碱基团的单体。非离子单体的例子包括苯乙烯；丁二烯；α-甲基苯乙烯；乙烯基甲苯；乙烯基萘；乙烯；丙烯；乙酸乙烯酯；柯赫酸乙烯基酯(vinyl versatate)；氯乙烯；偏二氯乙烯；(甲基)丙烯酸的各种C1-C40烷基酯，如(甲基)丙烯酸甲基酯，(甲基)丙烯酸乙基酯，(甲基)丙烯酸正丁基酯，(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯，(甲基)丙烯酸环己基酯，(甲基)丙烯酸正辛基酯，(甲基)丙烯酸正癸基酯，(甲基)丙烯酸正十二烷基酯，(甲基)丙烯酸十四烷基酯，(甲基)丙烯酸月桂基酯，(甲基)丙烯酸油基酯，(甲基)丙烯酸棕榈基酯，和(甲基)丙烯酸硬脂基酯；其它(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸异冰片基酯，(甲基)丙烯酸苄基本文档来自技高网...

【技术保护点】
含水共聚物组合物，包括：ａ）共聚物颗粒，它包括作为聚合单元的以下单体，基于共聚物颗粒的重量：ｉ）５－６０ｗｔ％的选自（甲基）丙烯腈，（甲基）丙烯酰胺，或它们的结合物中的第一单体，ｉｉ）２５－９５ｗｔ％的非离子单体，和 ｉｉｉ）０－１５ｗｔ％的阴离子单体；和ｂ）一种或多种不饱和脂肪酸酯；其中该共聚物颗粒具有在零至７０℃范围内的玻璃化转变温度。

【技术特征摘要】
US 2003-6-9 60/476,9661.含水共聚物组合物，包括：a)共聚物颗粒，它包括作为聚合单元的以下单体，基于共聚物颗粒的重量：i)5-60wt％的选自(甲基)丙烯腈，(甲基)丙烯酰胺，或它们的结合物中的第一单体，ii)25-95wt％的非离子单体，和iii)0-15wt％的阴离子单体；和b)一种或多种不饱和脂肪酸酯；其中该共聚物颗粒具有在零至70℃范围内的玻璃化转变温度。2.根据权利要求1的含水共聚物组合物，其中该含水共聚物组合物包括低于5wt％的挥发性有机化合物，基于含水共聚物组合物的重量。3.根据权利要求1的含水共聚物组合物，它包括2-30wt％的不饱和脂肪酸酯，基于共聚物颗粒的重量。4.根据权利要求1的含水共聚物组合物，其中该不饱和脂肪酸酯是选自棕榈油酸，油酸，癸烯酸，亚油酸，和它们的混合物的酯。5.根据权利要求1的含水共聚物组合物，其中该不饱...

【专利技术属性】
技术研发人员：WJ罗萨诺，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]