含有聚胺和乙烯基单体的接枝共聚物的快速硬化水性涂料组合物制造技术

一种阴离子稳定的水性乳液组合物包括：a)第一乳液聚合物，其Tg为

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有聚胺和乙烯基单体的接枝共聚物的快速硬化水性涂料组合物
专利

[0001]本专利技术一般涉及用作涂料、油墨、粘合剂等的水性组合物，该组合物中含有以乳化形式存在于组合物中的聚胺接枝共聚物的颗粒。更具体地，本专利技术涉及含有乳液聚合物分散体的阴离子稳定的水性组合物，该分散体包括这些聚胺接枝共聚物、乳液聚合物和挥发性碱。

技术介绍

[0002]乳胶产品被广泛用于各种涂料、粘合剂和油墨中，因为其易于处理，而且没有任何大量的挥发性有机化合物(VOC)。该乳胶产品的一个例子是用于交通标志涂漆的丙烯酸类乳胶组合物。由于市场对表现出缩短凝固时间的产品的需求，涂料行业已广泛将凝结技术(coagulation technology)用于在交通标志涂漆中使用的乳胶产品中。在该凝结技术的范围内，质子化多官能胺使存在于乳胶产品中的阴离子稳定的乳胶颗粒在涂覆到基材上后失去稳定性。该阴离子稳定的乳胶组合物通常包含三种要素。
[0003]第一要素是阴离子稳定的水性乳液聚合物，其在某些高pH值下储存的期间是稳定的。作为聚合单体，该乳液聚合物可包含羧酸官能化单体，如丙烯酸或甲基丙烯酸，其在高pH值下被中和，因此带负电。同样地，由于高pH值，任何加入到乳液聚合物中的胺基官能化单体都不带电。这些乳液的固体含量可为40
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70重量％。该水性乳液聚合物包含至少一种阴离子表面活性剂。
[0004]这些快干组合物的第二要素是加入一定水平的挥发性碱，以达到目标的高pH值。氨是用于此目的的优选挥发性碱。氨或其他挥发性胺的目的是将涂料组合物的pH值提高到一个水平，以防止在制备和储存快干组合物期间，作为快干添加剂添加的多官能胺发生质子化。
[0005]第三要素是快干添加剂，基于聚合物固体的干重，其添加量可以是0.01至10重量％。通常采用的快干添加剂类型是水溶性聚胺，其在高pH值下的储存期间是相对不带电或去质子化的。由于该物质不带电，因此不会导致阴离子稳定的乳胶聚合物的凝结。
[0006]当乳胶产品被施加到基材上时，至少有一部分挥发性胺会从所施加的涂料组合物中蒸发掉。挥发性胺的损失导致所施加的乳胶涂料组合物的pH值下降。pH值的降低引发了聚胺快干添加剂的质子化，其然后与带负电荷的乳胶聚合物相互作用并导致凝结，即，使所施加的涂料组合物中的乳胶颗粒失去稳定性。这导致了涂料的快速固化。然而，为了防止这些乳胶在储存期间过早凝结，需要较高的pH值，通常为10或更高，但由于挥发性碱的气味，这并不可取。因此，需要一种解决方案来降低所需的pH值和气味，同时保留乳胶的储存稳定性和快干性能。
[0007]通常，多官能胺的必需量可取决于多官能胺中的总胺含量以及多官能胺上的伯胺、仲胺和叔胺的相对摩尔百分比。
[0008]其他工作人员在生产多官能胺方面的努力在以下文件中得到说明。
[0009]美国专利5,527,853描述了含有阴离子稳定的聚合物、多官能胺和挥发性碱的水性涂料组合物。该多官能胺包含无规共聚物。
[0010]美国专利5,804,627描述了含有阴离子稳定的聚合物、多官能胺和挥发性碱的水性涂料组合物。该多官能胺包含无规共聚物。
[0011]美国专利6,075,079描述了包含阴离子稳定的聚合物、聚乙烯亚胺和挥发性碱的水性涂料组合物。
[0012]美国专利6,573,313描述了包含核心和外壳的接枝两亲性乳胶纳米颗粒。但没有公开其在涂料组合物中的用途。
[0013]美国公开2015/0259559描述了含有阴离子稳定的聚合物、一种或多种N
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衍生的聚胺和挥发性碱的水性涂料组合物。
[0014]美国公开2015/0259559描述了含有阴离子稳定的聚合物、一种或多种聚胺衍生物和挥发性碱的水性涂料组合物。聚胺衍生物可以是，例如，烷氧基化的聚胺。
[0015]美国公开2016/208129描述了至少有一个疏水部分的多官能胺结构，该疏水部分选自下组：疏水环氧化物、疏水缩水甘油醚和疏水(甲基)丙烯酸酯。多官能胺通过与疏水基团在
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NH或
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NH2位点的缩合反应进行改性。该公开中的改性PEI实例的分子量相当低——小于1000Da。
[0016]WO2016/16118221描述了含有阴离子稳定的聚合物、改性多官能胺和挥发性碱的水性涂料组合物。该多官能胺是通过与疏水基团在
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NH或
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NH2位点的加成反应来改性的，这不利于高重均分子量的聚合物的形成。
[0017]J.Zhu等人在Bioconjugate Chem.,2005,16,139
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146中公开了具有聚(乙烯亚胺)外壳的两亲性核壳纳米颗粒作为潜在的基因传递载体。但没有提到该颗粒是否适用于快干的阴离子稳定的涂料组合物。
[0018]P.Sunintaboon等人在Colloids and Surfaces A:Physicochem.Eng.Aspects,350(2009)114
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120描述了用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶体纳米颗粒对硫磺预硫化天然橡胶(SPNR)板材的改性，而无需对橡胶进行预处理。但没有公开该颗粒在阴离子稳定的涂料组合物中的作用。
[0019]S.Inphonlek等人在Colloids and Surfaces B:Biointerfaces,77(2010)219
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226中描述了聚(甲基丙烯酸甲酯)核/壳聚糖
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混合
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聚乙烯亚胺壳的纳米颗粒的合成及其抗菌性能。但没有公开该颗粒在阴离子稳定的涂料组合物中的作用。
[0020]A.Wu等人在Colloids and Surfaces A:Physicochem.Eng.Aspects,384(2011)180
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185中描述了两亲性PMMA/PEI核
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壳纳米颗粒用作聚合物吸附剂以除去重金属污染物。但没有公开该颗粒在快干阴离子稳定的涂料组合物中的作用。
[0021]J.Kook等人在Advances in Materials Physics and Chemistry,2016,6,220
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229中描述了通过无皂乳液聚合制备接枝PMMA/PEI(聚甲基丙烯酸甲酯/聚乙烯亚胺)核
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壳纳米颗粒的方法。但没有公开该颗粒适合用于快干阴离子稳定的涂料组合物。
[0022]专利技术概述
[0023]本专利技术人发现，与包含常规聚乙烯亚胺型快干添加剂的类似阴离子稳定的水性乳液组合物相比，加入相对少量的聚胺接枝共聚物(其中乙烯基单体被接枝到聚胺上)可以降低维持阴离子稳定的水性乳液组合物的储存稳定性所需的pH值。本文公开的聚胺接枝共聚
物是用自由基接枝法制备的，并以分散体的形式存在于阴离子稳定的水性乳液组合物中。更具体地，这些接枝共聚物是将乙烯类单体通过自由基接枝到聚胺上制备的。因此，这些通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种阴离子稳定的水性乳液组合物，包含:a)以乳化形式存在于水性乳液组合物中的第一乳液聚合物，所述第一乳液聚合物包含作为聚合单元的至少一种单烯键式不饱和单体，所述第一乳液聚合物的Tg为
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60℃至40℃；b)一种挥发性碱；以及c)不同于第一乳液聚合物的聚胺接枝共聚物，其包含作为聚合单元的乙烯基单体，所述乙烯基单体接枝在水溶性含氨基聚合物上；其中，阴离子稳定的水性乳液组合物的pH值为8至11，并且其中，所述c)聚胺接枝共聚物的含量能有效地使水性乳液组合物在至少一部分挥发性碱蒸发时失去稳定性，但在制备和储存期间能保持阴离子稳定的水乳液组合物的稳定性。2.如权利要求1所述的阴离子稳定的水性乳液组合物，其中，所述c)聚胺接枝共聚物包含通过自由基接枝到含氨基聚合物的乙烯基单体。3.如权利要求1所述的阴离子稳定的水性乳液组合物，其中c)聚胺接枝共聚物以分散体的形式存在，其粒径为50nm至400nm。4.如权利要求1所述的阴离子稳定的水性乳液组合物，其中，所述阴离子稳定的水性乳液组合物的pH值为9至10.5。5.如权利要求1所述的阴离子稳定的水性乳液组合物，其中，所述c)聚胺接枝共聚物在水性乳液组合物中的浓度为a)第一乳液聚合物干燥后总重量的0.01重量％至10.0重量％。6.如权利要求1所述的阴离子稳定的水性乳液组合物，其中，所述c)聚胺接枝共聚物在组合物中的浓度为a)第一乳液聚合物干燥后总重量的0.1重量％至5.0重量％。7.如权利要求1所述的阴离子稳定的水性乳液组合物，其中，所述c)聚胺接枝共聚物以乳液聚合物颗粒的形式存在。8.如权利要求1所述的阴离子稳定的水性乳液组合物，其中，c)中所述的水溶性含氨基聚合物占阴离子稳定的水性乳液组合物干燥后总重量的0.01重量％
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5重量％。9.如权利要求1所述的阴离子稳定的水性乳液组合物，其中，基于c)聚胺接枝共聚物的重量，c)聚胺自由基接枝共聚物包含5重量％至95重量％的乙烯基单体。10.如权利要求1所述的阴离子稳定的水性乳液组合物，其中，基于c)聚胺接枝共聚物的重量，c)聚胺接枝共聚物包含60重量％至90重量％的乙烯基单体。11.如权利要求1所述的阴离子稳定的水性乳液组合物，其中c)中的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：阿科玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：