水性聚合物组合物和其制备方法技术

一种水性聚合物组合物，所述水性聚合物组合物包含：(A)特定乳液聚合物，该特定乳液聚合物包括(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元、乙酰乙酰氧基或乙酰乙酰胺官能单体的结构单元和亚磷酸单体、其盐或其混合物的结构单元；和(B)特定量的水性树脂，基于该乳液聚合物和该水性树脂的总干重，该特定量的水性树脂包括至少一个脂肪酸酯链段并具有20,000g/mol或更小的数均分子量。包含此类水性聚合物组合物的涂料组合物提供了由其制备的具有改进的抗腐蚀性质的涂料。的涂料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性聚合物组合物和其制备方法


[0001]本专利技术涉及水性聚合物组合物和其制备方法。

技术介绍

[0002]包含环氧树脂、聚氨酯或醇酸树脂的溶剂型涂料组合物由于它们的抗腐蚀性能、机械性质和外观而被广泛用于金属保护性涂料中。水性丙烯酸聚合物分散体比溶剂型分散体具有少得多的环境问题，并且通常用于轻型至中型金属保护。通常包括作为主要颜料的炭黑的黑涂料广泛用于机器和设备附件涂料。在通过分散炭黑制造黑涂料中，传统上使用球磨机或砂磨机。由于它的疏水性和低密度性质，炭黑比诸如二氧化钛等无机颜料更难以单独通过常规分散处理润湿和在水中良好分散。为了促进炭黑的润湿和分散，通常将大量亲水性添加剂添加到黑涂料中，然而，这会损害所得涂料的抗腐蚀性能。因此，相较于具有其他颜色的涂料，改善黑涂料的耐腐蚀性更具挑战性。此外，直接对金属(DTM)涂料(尤其在多雨地区)还需要足够的耐水性以避免由雨水引起的起泡，因为起泡也可能对外观和抗腐蚀性能具有负面影响。
[0003]因此，仍然需要提供特别适用于具有上述抗腐蚀性质的涂料的水性聚合物组合物。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种新型水性聚合物组合物，该新型水性聚合物组合物特别适用于没有上述问题的涂料应用。本专利技术的水性聚合物组合物包含特定乳液聚合物和特定水性树脂的新型组合。该水性聚合物组合物可以提供包括具有优异耐腐蚀性的黑涂料的涂料，该耐腐蚀性的特征在于在暴露于盐雾至少130小时之后在2毫米(mm)的划线处的最大蠕变。该水性聚合物组合物还可以提供具有良好的早期耐水性的涂料，如根据以下示例部分中所描述的测试方法测量的。
[0005]在第一方面，本专利技术是为水性聚合物组合物，该水性聚合物组合物包含：
[0006](A)乳液聚合物，基于该乳液聚合物的重量，该乳液聚合物包括：5重量％至28重量％的(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元，
[0007]0.1重量％至10重量％的乙酰乙酰氧基或乙酰乙酰胺官能单体的结构单元，
[0008]0.05重量％至10重量％的亚磷酸单体、其盐或其混合物的结构单元，
[0009]零至10重量％的另外的烯键式不饱和酸单体，和
[0010]另外的烯键式不饱和非离子单体的结构单元；和
[0011](B)0.7干重％至7.8干重％的水性树脂，基于该乳液聚合物和该水性树脂的总干重，该水性树脂包括至少一个脂肪酸酯链段并且具有20,000克/摩尔(g/mol)或更小的数均分子量。
[0012]在第二方面，本专利技术是一种通过以下来制备第一方面的水性聚合物组合物的方法：将乳液聚合物与水性树脂混合。
[0013]在第三方面，本专利技术是一种涂料组合物，该涂料组合物包含第一方面的水性聚合物组合物以及任选的颜料。
具体实施方式
[0014]本文中的“水性”组合物或分散体意指分散在水性介质中的颗粒。本文中的“水性介质”是指水和按重量计基于介质的重量的0％至30％的(一种或多种)水混溶性化合物，诸如例如醇、二醇、二醇醚、二醇酯或其混合物。
[0015]命名单体的“结构单元”(也被称为“聚合单元”)是指聚合后单体的残余物，即，聚合单体或呈聚合形式的单体。例如，甲基丙烯酸甲酯的结构单元如下所示：
[0016]其中虚线表示结构单元与聚合物主链的连接点。
[0017]本文中的“脂肪酸酯链段”是指(i)酯化后脂肪酸的残余物，或(ii)聚合后不饱和脂肪酸酯的残余物，即，不饱和脂肪酸酯的结构单元。例如，衍生自酯化后桐油酸二聚体的脂肪酸酯链段和衍生自聚合后硫酸化蓖麻油的脂肪酸酯链段(即，硫酸化蓖麻油的结构单元)分别被展示为(i
‑
1)和(ii
‑
1)：
[0018][0019]其中虚线表示链段与树脂主链的连接点。
[0020]如本文所用的，“丙烯酸”单体包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈和它们的改性形式，诸如羟基(甲基)丙烯酸烷基酯。在整个文件中，单词片段“(甲基)丙烯酰基”是指“甲基丙烯酰基”和“丙烯酰基”两者。例如，(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸和丙烯酸两者，并且(甲基)丙烯酸甲酯是指甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯两者。
[0021]如本文所用的“玻璃化转变温度”或“T
g”可以通过各种技术测量，包含例如差示扫描量热法(“DSC”)或通过使用Fox方程式进行的计算。本文所报告的Tg的特定值是通过使用Fox方程式计算的值(T.G.Fox,《美国物理学会公报(Bull.Am.Physics Soc.)》,第1卷,第3期,第123页(1956))。例如，用于计算单体M1和M2的共聚物的T
g
，
[0022]其中T
g
(经计算的)是针对共聚物计算的玻璃化转变温度，w(M1)是共聚物中的单体M1的重量分数，w(M2)是共聚物中的单体M2的重量分数，T
g
(M1)是单体M1的均聚物的玻璃化转变温度，并且T
g
(M2)是单体M2的均聚物的玻璃化转变温度，所有温度以K为单位。均聚物的玻璃化转变温度可以见于例如由J.Brandrup和E.H.Immergut编辑的“《聚合物手册(Polymer Handbook)》”,国际科学出版社(Interscience Publishers)。
[0023]本专利技术的水性聚合物组合物包含一种或多种乳液聚合物。可用于本专利技术的乳液聚合物包括一种或多种(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元。合适的(甲基)丙烯酸环烷基酯的示例包括(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸甲基环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二氢二环戊二烯酯、(甲基)丙烯酸三甲基环己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯或它们的混合物。优选的(甲基)丙烯酸环烷基酯包含甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸甲基环己酯或其混合物。基于乳液聚合物的重量，乳液聚合物可以包括以下量的(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元：5重量％或更多、6重量％或更多、7重量％或更多、8重量％或更多、9重量％或更多、10重量％或更多、11重量％或更多、12重量％或更多、13重量％或更多、14重量％或更多或甚至15重量％或更多，并且同时28重量％或更少、27重量％或更少、26重量％或更少、25重量％或更少、24重量％或更少、23重量％或更少、22重量％或更少、21重量％或更少或甚至20重量％或更少。本文中的“乳液聚合物的重量”是指乳液聚合物的干重。
[0024]可用于本专利技术的乳液聚合物可以包括一种或多种乙酰乙酰氧基或乙酰乙酰胺官能单体的结构单元。乙酰乙酰氧基或乙酰乙酰胺官能单体是具有烯键式不饱和度和一个或多个由下式表示的乙酰乙酰基部分的单体：
[0025]其中R1是氢、具有1至10个碳原子的烷基或苯基。
[0026]合适的乙酰乙酰氧基或乙酰乙酰胺官能团的示例包括合适的乙酰乙酰氧基或乙酰乙酰胺官能团的示例包括其中X是O或N，R1是二价自由基并且R2是三价自由基，它们将乙酰乙酰氧基或乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种水性聚合物组合物，所述水性聚合物组合物包含：(A)乳液聚合物，基于所述乳液聚合物的重量，所述乳液聚合物包括：5重量％至28重量％的(甲基)丙烯酸环烷基酯的结构单元，0.1重量％至10重量％的乙酰乙酰氧基或乙酰乙酰胺官能单体的结构单元，0.05重量％至10重量％的亚磷酸单体、其盐或其混合物的结构单元，零至10重量％的另外的烯键式不饱和酸单体，和另外的烯键式不饱和非离子单体的结构单元；和(B)0.7干重％至7.8干重％的水性树脂，基于所述乳液聚合物和所述水性树脂的总干重，所述水性树脂包括至少一个脂肪酸酯链段并且具有20,000克/摩尔或更小的数均分子量。2.根据权利要求1所述的水性聚合物组合物，其中所述水性树脂选自由以下组成的组：水性环氧酯、不饱和脂肪酸酯改性的丙烯酸共聚物或它们的混合物。3.根据权利要求2所述的水性聚合物组合物，其中基于所述不饱和脂肪酸酯改性的丙烯酸共聚物的重量，所述不饱和脂肪酸酯改性的丙烯酸共聚物包括20重量％或更多的(甲基)丙烯酸的结构单元。4.根据权利要求2所述的水性聚合物组合物，其中所述不饱和脂肪酸酯改性的丙烯酸共聚物是蓖麻油或硫酸化蓖麻油改性的丙烯酸共聚物。5.根据权利要求2所述的水性聚合物组合物，其中所述水性环氧酯包括不饱和脂肪酸和任选的另外的含羧酸基团的化合物与环氧化合物的反应产物。6.根据权利要求5所述的水性聚合物组合物，其中所述水性环氧酯是(甲基)丙烯酸官能化水性环氧酯。7.根据权利要求1至6中任一项所述的水性聚合物组合物，其中所述乙酰乙酰氧基或乙酰乙酰胺官能单体选自由以下组成的组：甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基丙酯、乙酰乙酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍彦，郑宝庆，占孚，朴昌坤，赵娟，胡浩，徐秀青，唐佳，贠栋，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：