多级丙烯酸类微球的水性分散体制造技术

本发明专利技术涉及一种具有高表面杨氏模量和相对低的核杨氏模量的聚合物微球的水性分散体。本发明专利技术的该分散体可用于涂料配方中以提供改善的疏水耐沾污性，例如耐唇膏沾污性。例如耐唇膏沾污性。例如耐唇膏沾污性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多级丙烯酸类微球的水性分散体

技术介绍

[0001]本专利技术涉及多级丙烯酸类微球的水性分散体，更具体地涉及具有硬壳和软橡胶核的微球。本专利技术的组合物可用于无光泽涂料配方中以改善亲水耐沾污性。
[0002]非常希望具有半光泽涂层的性能属性，同时具有传统无光泽涂层的光泽。无光泽涂层因其掩盖基材和覆盖基材的涂层中的表面缺陷的能力而受到人们的青睐。光泽的控制在低光泽装饰性涂料的设计中至关重要。传统上，低光泽涂料通过添加消光剂(也称为增量剂或钝化剂(dulling agent))来控制光泽。
[0003]传统上，这些消光剂是碳酸钙、二氧化硅等的无机颗粒，它们通过增加膜的表面粗糙度来降低光泽。膜的整体粗糙度显著地增加光散射的程度，这又降低整个膜的光泽。虽然无机颗粒能有效降低光泽，但会损害所得膜的耐久性和性能。通过使用大的无机增量剂可能会特别影响诸如耐沾污性的性能。
[0004]最近，研究人员报告了通过用聚合物微球消光剂替代无机增量剂在耐久性无光泽配方方面取得的进展。已经报告了含有聚合物微球的配方在耐磨光性、耐擦洗性和亲水耐沾污性方面的进展(参见US 2019/0185687和US 2019/0177554)以及在获得具有低摩擦系数的无缺陷涂层方面的改进(申请号16/782324)。然而，制备对唇膏具有疏水耐沾污性的无光泽饰面仍然是难以实现的。因此，提供一种能产生具有显著改善的疏水耐沾污性的无光泽饰面的配方将是耐久性无光泽涂料领域的一个进步。

技术实现思路

[0005]在一个方面，本专利技术通过提供一种包含聚合物微球的水性分散体的组合物来满足本领域的需要，所述聚合物微球包含壳和核，其中：
[0006]a)微球具有在6μm至20μm的范围内的D
50
粒径；
[0007]b)壳包含至少50重量％的MMA的结构单元，并且具有在25℃处在200MPa至1500MPa的范围内的表面杨氏模量；
[0008]c)核包含i)0重量％至59重量％的疏水性单体的结构单元，该疏水性单体为丙烯酸C7‑
C
30
烷基酯或甲基丙烯酸C7‑
C
30
烷基酯；ii)1重量％至10重量％的交联单体的结构单元；iii)40重量％至99重量％的一种或多种丙烯酸C1‑
C4烷基酯的结构单元；以及iv)小于5重量％的羧酸单体的结构单元；其中核具有在25℃处在1MPa至小于30MPa的范围内的杨氏模量；
[0009]d)核与壳的重量
‑
重量比在9:1至7:3的范围内；以及
[0010]e)微球的壳厚度在0.2μm至1.0μm的范围内。
[0011]本专利技术的组合物可用于涂料配方中以提供改善的疏水耐沾污性，例如耐唇膏沾污性。
附图说明
[0012]图1示出了通过原子力显微镜分析的本专利技术微球的横截面。
[0013]图2A至图2E示出了以兆帕(MPa)为单位的杨氏模量与距颗粒边缘的距离的关系。
具体实施方式
[0014]在一个方面，本专利技术是一种包含聚合物微球的水性分散体的组合物，所述聚合物微球包含壳和核，其中：
[0015]a)微球具有在6μm至20μm的范围内的D
50
粒径；
[0016]b)壳包含至少50重量％的MMA的结构单元，并且具有在25℃处在200MPa至1500MPa的范围内的表面杨氏模量；
[0017]c)核包含i)0重量％至59重量％的疏水性单体的结构单元，该疏水性单体为丙烯酸C7‑
C
30
烷基酯或甲基丙烯酸C7‑
C
30
烷基酯；ii)1重量％至10重量％的交联单体的结构单元；iii)40重量％至99重量％的一种或多种丙烯酸C1‑
C4烷基酯的结构单元；以及iv)小于5重量％的羧酸单体的结构单元；其中核具有在25℃处在1MPa至小于30MPa的范围内的杨氏模量；
[0018]d)核与壳的重量
‑
重量比在9:1至7:3的范围内；并且
[0019]e)微球的壳厚度在0.2μm至1.0μm的范围内。
[0020]聚合物微球的中值重均(D
50
)粒径在6μm、优选8μm、更优选10μm至20μm、优选至15μm的范围内，如通过盘式离心光沉降计(DCP)所测量的。聚合物微球的变异系数(CV)优选在30％至60％、更优选至50％、最优选至40％的范围内。
[0021]聚合物微球的特征在于具有相对较薄的具有高杨氏模量的壳和具有相对低的杨氏模量的橡胶核。表面杨氏模量在200MPa、优选500MPa、更优选600MPa、最优选750MPa至1500MPa、更优选1200MPa、最优选1000MPa的范围内。如本文所用，表面杨氏模量是指在微球表面的100nm内测得的最大杨氏模量。
[0022]核的杨氏模量在1MPa至20MPa、更优选至15MPa的范围内。如本文所用，核杨氏模量是指从微球表面测量超过1μm的杨氏模量。在原子力显微镜(AFM)中使用PeakForce定量纳米机械绘图(PF
‑
QNM)技术计算杨氏模量。根据定义，壳厚度是其中杨氏模量从微球的表面到中心下降到30MPa以下。
[0023]核与壳的重量
‑
重量比在9:1、优选8.5:1.5至7:3、优选至7.5:2.5的范围内。
[0024]壳包含至少50重量％、优选至少75重量％、更优选至少90重量％、并且最优选至少95重量％、至多100重量％的甲基丙烯酸甲酯(MMA)的结构单元。壳还优选包含小于1重量％、更优选小于0.1重量％、更优选小于0.01重量％、最优选0重量％的甲基丙烯酸磷酸乙酯(PEM)的结构单元。优选地，使用Fox方程计算的壳的玻璃化转变温度(T
g
)在60℃、更优选80℃、更优选95℃、最优选100℃至优选140℃、更优选至120℃、并且最优选至110℃的范围内。
[0025]基于核的重量，核包含0重量％、优选0.2重量％、更优选0.5重量％至59重量％、优选至20重量％、更优选至10重量％、并且最优选至5重量％的疏水性单体的结构单元，该疏水性单体为丙烯酸C7‑
C
30
烷基酯或甲基丙烯酸C7‑
C
30
烷基酯。合适的疏水性单体的示例包括丙烯酸2
‑
乙基己酯(2
‑
EHA)、甲基丙烯酸月桂酯(LMA)、甲基丙烯酸十八酯(SMA)和甲基丙烯酸二十二酯(BEMA)。
[0026]基于核的重量，核还包含1重量％、更优选2重量％至10重量％、优选至8重量％、更
优选至6重量％的交联单体的结构单元。如本文所用，交联单体是多烯键式不饱和单体，优选二烯键式或三烯键式不饱和单体，其示例包括甲基丙烯酸烯丙酯(ALMA)、马来酸二烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯和二乙烯基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包含聚合物微球的水性分散体的组合物，所述聚合物微球包含壳和核，其中：a)所述微球具有在6μm至20μm的范围内的D
50
粒径；b)所述壳包含至少50重量％的MMA的结构单元，并且具有在25℃处在200MPa至1500MPa的范围内的表面杨氏模量；c)所述核包含i)0重量％至59重量％的疏水性单体的结构单元，所述疏水性单体为丙烯酸C7‑
C
30
烷基酯或甲基丙烯酸C7‑
C
30
烷基酯；ii)1重量％至10重量％的交联单体的结构单元；iii)40重量％至99重量％的一种或多种丙烯酸C1‑
C4烷基酯的结构单元；以及iv)小于5重量％的羧酸单体的结构单元；其中所述核具有在25℃处在1MPa至小于30MPa的范围内的杨氏模量；d)所述核与所述壳的重量
‑
重量比在9:1至7:3的范围内；并且e)所述微球的壳厚度在0.2μm至1.0μm的范围内。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述核包含0.2重量％至20重量％的所述疏水性单体的结构单元，其中所述聚合物微球具有在30％至60％的范围内的变异系数；其中所述壳具有在25℃处在500MPa至1500MPa的范围内的表面杨氏模量。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述核包含小于4.5重量％的羧酸单体的结构单元；其中基于所述核的重量，所述壳包含至少75重量％的甲基丙烯酸甲酯；并且其中所述核在25℃处的杨氏模量在1MPa至20MPa的范围内。4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述聚合物微球具有在8μm至15μm的范围内的D
50
粒径；其中所述核包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：