用于不透明膜和涂层应用的水基聚合物乳液制造技术

本发明专利技术提供了一种制备水基乳液的方法，其包括在第一引发剂和水的存在下将第一单体进料添加至反应容器，以形成酸官能聚合物；中和所述酸官能聚合物，以形成颗粒聚合物；以及在第二引发剂的存在下将第二单体进料添加至反应容器，以形成附聚的聚合物；其中所述方法为一锅法。所述第一单体进料包括(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸单体和苯乙烯类单体；所述第二单体进料包括疏水性单体；所述水基乳液包含附聚的聚合物；所述附聚的聚合物包括颗粒聚合物；且所述附聚的聚合物具有聚集的小核果形态。所述附聚的聚合物可用于高不透明性的乳液中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种制备水基乳液的方法，其包括在第一引发剂和水的存在下将第一单体进料添加至反应容器，以形成酸官能聚合物；中和所述酸官能聚合物，以形成颗粒聚合物；以及在第二引发剂的存在下将第二单体进料添加至反应容器，以形成附聚的聚合物；其中所述方法为一锅法。所述第一单体进料包括(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸单体和苯乙烯类单体；所述第二单体进料包括疏水性单体；所述水基乳液包含附聚的聚合物；所述附聚的聚合物包括颗粒聚合物；且所述附聚的聚合物具有聚集的小核果形态。所述附聚的聚合物可用于高不透明性的乳液中。【专利说明】用于不透明膜和涂层应用的水基聚合物乳液相关申请的交叉引用本申请要求2011年8月30日提交的美国临时专利申请N0.61/529，011的权益，所述专利以引用方式并入本文。
本技术通常涉及具有高不透明性的聚合物基涂层。
技术介绍
产生高不透明性的膜和涂层的水基乳液对于其中需要遮蔽或不透明性的许多领域(如油漆、油墨、汽车涂层、填料等)中的应用是有利的。为了改进聚合物乳液的不透明性，已提出多种方法，如将无机材料(二氧化钛、二氧化硅等)引入聚合物内，或将空气域(中空球)引入聚合物粒子内以在涂层材料内引入折射率的差别。
技术实现思路
在一方面，一种制备具有附聚的聚合物的水基乳液的方法包括在第一引发剂和水的存在下将第一单体进料添加至反应容器，以形成酸官能聚合物；中和所述酸官能聚合物以形成颗粒聚合物；以及在第二引发剂的存在下将第二单体进料添加至反应容器，以形成附聚的聚合物；其中所述方法为一锅法；所述第一单体进料包括(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸单体和苯乙烯类单体；所述第二单体进料包括疏水性单体和任选的(甲基)丙烯酸酯单体；所述附聚的聚合物包括颗粒聚合物；且所述附聚的聚合物具有小核果(drupelet)形态。在一个实施例中，所述颗粒聚合物具有约Inm至约1000nm的平均粒度。在如上实施例中的任意者中，所述附聚的聚合物可具有约200nm至约3000nm的平均粒度。在如上实施例中的任意者中，`所述(甲基)丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(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)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-正丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸肉桂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸糠酯、(甲基)丙烯酸六氟异丙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸2-硝基-2-甲基丙酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯基乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸炔丙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯，或(甲基)丙烯酸四氢吡喃酯。在如上实施例中的任意者中，(甲基)丙烯酸单体可包括丙烯酸或甲基丙烯酸。在如上实施例中的任意者中，所述疏水性单体包括苯乙烯或α-甲基苯乙烯。在如上实施例中的任意者中，所述第一和第二引发剂独立地包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢和过氧化二枯基。在如上实施例中的任意者中，所述中和包括将碱添加至所述颗粒聚合物。在这种实施例中，所述碱可包括氨、氢氧化钠、氢氧化钾、甲胺、三乙胺、乙醇胺或二甲基乙醇胺。在如上实施例中的任意者中，所述第一单体进料可在不存在表面活性剂的情况下添加。在如上实施例中的任意者中，所述方法还包括将表面活性剂、杀生物剂、分散剂、颜料、填料、消泡剂、润湿剂、光稳定剂、表面活性试剂、增稠剂或颜料稳定剂中的一种或多种添加至所述附聚的聚合物。在如上实施例中的任意者中，所述第一单体进料的添加在约30°C至约100°C的温度下进行。在如上实施例中的任意者中，所述颗粒聚合物至少具有大于30°C的第一玻璃化转变温度。在一些实施例中，所述附聚的聚合物至少具有大于30°C的第一玻璃化转变温度和大于75°C的第二玻璃化转变温度。在一些实施例中，所述附聚的聚合物至少具有约30°C至约90°C的第一玻璃化转变温度和约50°C至约150°C的第二玻璃化转变温度。所述附聚的聚合物可至少具有约50°C至约80°C的第一 Tg和约80°C至约120°C的第二玻璃化转变温度。在另一方面，提供了通过如上方法中的任意者制得的附聚的聚合物粒子。在另一方面，提供了一种附聚的聚合物粒子，其包括两种或更多种一级聚合物粒子，其中所述附聚的聚合物具有聚集的小核果形态。在一些实施例中，所述一级聚合物粒子包括经中和的(甲基)丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸-苯乙烯类共聚物。在一些实施例中，所述两种或更多种一级聚合物粒子被疏水性聚合物螯合于所述附聚的聚合物粒子中。在一些实施例中，所述疏水性聚合物为苯乙烯类聚合物。在一些实施例中，所述粒子具有约200nm至约3000nm的平均粒度。在一些实施例中，所述粒子具有约200nm至约700nm的平均粒度。在一些实施例中，所述一级聚合物粒子具有约Inm至约IOOnm的平均粒度。在另一方面，提供了一种包含附聚的聚合物粒子的涂层，所述涂层包括两种或更多种一级聚合物粒子，其中所述附聚的聚合物具有聚集的小核果形态。在一些实施例中，所述涂层还可包含表面活性剂、杀生物剂、干燥剂、分散剂、颜料、填料、消泡剂、润湿剂、光稳定剂、表面活性试剂、增稠剂或颜料稳定剂。在一些实施例中，所述附聚的聚合物粒子通过如上方法中的任意者制得。在另一方面，提供了一种乳液，所述乳液包含附聚的聚合物粒子，所述附聚的聚合物粒子具有小核果状形态，并包括一级粒子相和二级粒子相，所述一级粒子相具有(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸单体和苯乙烯类单体的无表面活性剂聚合产物，所述二级粒子相具有苯乙烯类单体和任选的(甲基)丙烯酸酯单体的聚合产物，其中所述一级粒子相具有比所述二级粒子相更小的尺寸。在乳液实施例中的任意者中，所述一级粒子相可具有约Inm至约1000nm的平均粒度。这可包括约200nm至约3000nm的平均粒度。在乳液实施例中的任意者中，所述一级粒子相可至少具有大于_20°C的第一玻璃化转变温度。这可包括至少具有大于_20°C的第一玻璃化转变温度和大于80°C的第二玻璃化转变温度的附聚的聚合物粒子。【专利附图】【附图说明】图1A和IB为根据实例的经干燥的不透明粒子乳液的SEM图像。图2A和2B为根据实例的经干燥的不透明粒子乳液的AFM图像。图2A为高度图像，图2B为相位图像。图3A为根据各个实施例，在粒子内产生相分离的含疏水和亲水的单体的无表面活性剂乳液共聚的说明。图3B为根据各个实施例，根据图3A制得的产物的中和的说明，其中更小尺寸的亲水性聚合物相(更小粒子)从粒子的内部迁移至聚合物表面(至水-聚合物界面)。图3C为根据各个实施例，来自图3A和3B的聚合的最终阶段的说明，其中使用另外的疏水性单体的聚合产生粒度的进一步增长，从而产生大尺寸的覆盆子结构的粒子附聚物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·B·雅韦里，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：
国别省市：