多段膠乳聚合物的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多段含磷酸官能化的膠乳聚合物的制備方法，其包括以下步驟：a)在乳液聚合條件下使第一丙烯酸類單體與第一含磷酸單體接觸，以形成第一段聚合物；然后b)在乳液聚合條件下使所述第一段聚合物與第二丙烯酸類單體和第二含磷酸單體接觸，以形成所述膠乳聚合物。所述膠乳聚合物可用作例如涂料制劑中所用的顏料顆粒的吸附性聚合物。
【專利說明】多段膠乳聚合物的制備
【背景技術】
[0001]膠乳涂料組合物包含各種添加劑以改善性能。例如，使用防凍添加劑，如乙二醇和丙二醇來防止組合物結(jié)凍并改善所述組合物在低溫下的性能。還使用聚結(jié)性溶劑來降低最低成膜溫度。但是，由于存在關于減少或者甚至消除制劑中包含的揮發(fā)性有機化合物(VOC)的法規(guī)壓力，使得使用這些添加劑變得不大合乎需要。在為了解決該問題的一個方法中，US7, 705，082揭示了加入低揮發(fā)性低聚乙二醇衍生物來生產(chǎn)具有可接受凍融性質(zhì)的涂料制劑。然而，所揭示的方法需要大量的添加劑、添加成本和復雜度，并且可能增加所述制劑的水敏感性和發(fā)泡性。因此，希望找到其他方法在無需使用VOC的情況下來實現(xiàn)可接受的凍融性質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]本發(fā)明提供了一種方法，其包括以下步驟:
[0003]a)在乳液聚合條件下使丙烯酸類單體的第一部分與含磷酸單體的第一部分接觸，以形成第一段聚合物；以及
[0004]b)在乳液聚合條件下使所述第一段聚合物與丙烯酸類單體的第二部分和含磷酸單體的第二部分接觸，以形成膠乳聚合物；
[0005]其中，所述含磷酸 單體的第一部分的量占所述第一段聚合物重量的2-8重量所述含磷酸單體的第二部分重量為酸單體的第一部分重量的15-40重量％ ;所述丙烯酸類單體的第一部分為丙烯酸類單體的第一部分和第二部分的5-50重量前提是對單體進行選擇使得所述膠乳聚合物的Tg為-20至50°C。
[0006]本發(fā)明通過提供具有所需凍-融性質(zhì)的低VOC或零VOC油漆制劑解決了本領域中的需求。
【具體實施方式】
[0007]本發(fā)明提供了一種方法，其包括以下步驟:
[0008]a)在乳液聚合條件下使丙烯酸類單體的第一部分與含磷酸單體的第一部分接觸，以形成第一段聚合物；以及
[0009]b)在乳液聚合條件下使所述第一段聚合物與丙烯酸類單體的第二部分和含磷酸單體的第二部分接觸，以形成膠乳聚合物；
[0010]其中，所述含磷酸單體的第一部分的量占所述第一段聚合物重量的2-8重量所述含磷酸單體的第二部分重量為酸單體的第一部分重量的15-40重量％ ;所述丙烯酸類單體的第一部分占丙烯酸類單體的第一部分和第二部分的5-50重量前提是對單體進行選擇使得所述膠乳聚合物的Tg為-20至50°C。
[0011]含磷酸單體或丙烯酸類單體的第一部分指的是在步驟a)中用來制備第一段聚合物的一種或多種特定單體；類似地，含磷酸單體或丙烯酸類單體的第二部分指的是步驟b)(聚合反應的第二階段)中使用的一種或多種特定單體。第一段中使用的丙烯酸類單體和含磷酸單體可以與用來制備最終膠乳聚合物的丙烯酸類單體或含磷酸單體相同或不同。
[0012]合適的丙烯酸類單體的例子包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙基己基酯及其組合。優(yōu)選的丙烯酸類單體的組合包括甲基丙烯酸甲酯與一種或多種選自下組的單體:丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯以及丙烯酸-2-乙基己酯。更優(yōu)選的丙烯酸類單體的組合包括甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙基己酯；以及甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯。
[0013]合適的含磷酸單體的示例包括醇的膦酸酯和磷酸二氫酯，其中所述醇含有可聚合的乙烯基或烯烴基團或者被可聚合的乙烯基或烯烴基團取代。優(yōu)選的磷酸二氫酯是(甲基)丙烯酸羥烷基酯的磷酸酯，包括甲基丙烯酸磷酰乙酯和甲基丙烯酸磷酰丙酯，特別優(yōu)選的是甲基丙烯酸磷酰乙酯。本文所述的“甲基丙烯酸磷酰乙酯”(PEM)指的是以下結(jié)構:
[0014]
[0015]其中R是H或者
【權利要求】
1.一種方法，其包括以下步驟: a)在乳液聚合條件下使丙烯酸類單體的第一部分與含磷酸單體的第一部分接觸，以形成第一段聚合物；以及 b)在乳液聚合條件下使所述第一段聚合物與丙烯酸類單體的第二部分和含磷酸單體的第二部分接觸，以形成膠乳聚合物； 其中，所述含磷酸單體的第一部分的量占所述第一段聚合物重量的2-8重量所述含磷酸單體的第二部分重量為酸單體的第一部分重量的15-40重量％ ;所述丙烯酸類單體的第一部分為丙烯酸類單體的第一部分和第二部分的5-50重量前提是對單體進行選擇使得所述膠乳聚合物的Tg為-20至50°C。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述含磷酸單體的第一部分和第二部分各自為甲基丙烯酸磷酰乙酯。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸類單體的第一部分和第二部分各自包括甲基丙烯酸甲酯和一種或多種選自下組的單體:丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯，其中所述膠乳聚合物的Tg為-5°C至15°C。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸類單體的第一部分和第二部分各自包括甲基丙烯酸甲酯和a)丙烯酸丁酯、b)丙烯酸乙基己酯或c)丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯；其中所述第一含磷酸單體的量占所述第一段聚合物重量的2-4重量％ ;所述第一丙烯酸類單體為所述第一丙烯酸類單體和第二丙烯酸類單體的20-40重量％。
5.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟a)和b)中的任一步或兩步中，在聚合條件下使苯乙烯與所述丙烯酸類單體和所述含磷酸單體接觸；其中所述丙烯酸類單體是一種或多種選自下組的單體:甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯；其中所述膠乳聚合物的TgS-5°C至15°C。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述丙烯酸類單體是a)丙烯酸丁酯、b)丙烯酸乙基己酯或c)丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯。
7.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在剪切條件下使所述膠乳與無機顏料顆粒接觸，以形成膠乳顏料復合體。
8.一種涂料制劑，其包含如權利要求7所述的膠乳顏料復合體、粘合劑和增稠劑。
【文檔編號】C08F2/22GK103649129SQ201280034123
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月25日 優(yōu)先權日:2011年7月26日
【發(fā)明者】J·C·博林, A·S·布朗內(nèi)爾, C·A·費納根 申請人:羅門哈斯公司