專利名稱：包含含磷聚合物和乳化劑的聚合物分散體的制作方法
包含含磷聚合物和乳化劑的聚合物分散體
本發(fā)明涉及如下分散體在涂覆材料中用于改善涂層性質(zhì)的用途，該分散體包含至 少一種如下聚合物以及至少一種磷酸與一種任選被烷氧基化的烷醇的酯，所述聚合物通過 至少一種膦酸或磷酸與一種任選被烷氧基化的(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的酯和一種與其 不同的烯鍵式不飽和單體的自由基乳液聚合獲得，本發(fā)明還涉及本發(fā)明中使用的聚合物分 散體，以及包含本發(fā)明的聚合物分散體的涂覆材料。
基于水性聚合物分散體的無顏料和有顏料涂覆材料的質(zhì)量特別是通過由其制成 的涂層的光澤度、耐污染性、耐擦洗性、抗磨光性或顏料分布測定。因此有很多通過向涂覆 材料中適當(dāng)添加而改善涂層的這些特性的嘗試。
EP 0 960 889描述了通過在保護(hù)膠體存在下，使包含(甲基)丙烯酸烷基酯、乙 烯基酯、乙烯基芳香化合物或其混合物的單體混合物進(jìn)行乳液聚合得到的水性聚合物分散 體，所述保護(hù)膠體以并入形式包含含有至少一個磷酸酯或膦酸酯基團的烯鍵式不飽和可共 聚單體，還描述了其作為防腐蝕涂覆材料中的粘合劑的用途。
EP 1 274 738描述了式R1-C(0)-R2-X的可聚合表面活性化合物及其鹽，其中R1為 任選地取代的乙烯基，R2為二價聚氧亞烷基，X為磷酸酯基團，還描述了其用于制備乳液聚 合物的用途。
EP 1 725 595描述了水性聚合物分散體，還描述了包含這種聚合物分散體的涂料 組合物，以及描述了其作為金屬或塑料基質(zhì)的保護(hù)涂層的用途，其中的聚合物由一種單體 混合物獲得，所述單體混合物包含至少一種不含離子基的烯鍵式不飽和單體，至少一種含 有至少一個羧基和/或羧酸酐官能團的烯鍵式不飽和單體，和至少一種含有至少一個磷酸 酯、膦酸酯和/或亞膦酸酯基團的烯鍵式不飽和單體，所述水性聚合物分散體任選地包含 烷氧基化磷酸烷基酯類型的陰離子表面活性劑。
EP 1 762 601描述了選自硫酸或磷酸與任選地烷氧基化的C8-C3tl烷醇或C4-C3tl烷 基苯酚的單酯的陰離子表面活性劑用于改善水性涂料組合物的耐污染性的用途。
EP 1 832 635描述了包含至少一種單烯鍵式不飽和單體、至少一種陰離子或含酸 基單體、至少一種含磷的單體，以及二氧化鈦的涂料組合物，還描述了其用于制備耐擦洗性 和耐污染性涂層的用途。
以上提及的文獻(xiàn)沒有任何一篇描述兼具高耐污染性、高耐擦洗性、高抗磨光性和 高顏料分布特性的涂層。相反，現(xiàn)有技術(shù)的涂層僅就這些性質(zhì)之一得到優(yōu)化。此外，很多情 況下所描述的涂覆材料包含還具有一定揮發(fā)性的添加劑，這些添加劑對由所述涂覆材料制 成的涂層的揮發(fā)性有機化合物(VOC)含量有不利影響。
本發(fā)明的一個目的是提供用于涂覆材料的聚合物分散體，其適于改善由其制成的 涂層的耐污染性和/或耐擦洗性和/或抗磨光性和/或顏料分布，而對這些性質(zhì)中任意其 他性質(zhì)沒有任何明顯的不利影響。由基于這些聚合物分散體的涂覆材料制成的涂層還應(yīng)盡 可能地具有最小揮發(fā)性有機化合物(VOC)含量。
出人意料地，發(fā)現(xiàn)該目的通過在涂覆材料中使用包含至少一種如下聚合物和至少 一種膦酸或磷酸與一種任選被烷氧基化的烷醇的酯的聚合物分散體實現(xiàn)，所述聚合物通過至少一種膦酸或磷酸與一種任選被烷氧基化的(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的酯和一種與其 不同的烯鍵式不飽和單體的自由基乳液聚合獲得。
因此，在第一個方面中，本發(fā)明提供了一種聚合物分散體(PD)在涂覆材料中用于 改善由其制成的涂層的耐擦洗性和/或改善由其制成的涂層的抗磨光性和/或改善由其制 成的涂層的耐污染性和/或改善由其制成的涂層的顏料分布和/或降低由其制成的涂層的 揮發(fā)性有機化合物釋放的用途，所述聚合物分散體(PD)包含
i)至少一種聚合物(P)，所述聚合物(P)通過至少一種烯鍵式不飽和單體(Ml)和 至少一種與其不同的單體(M》的自由基乳液聚合獲得，所述單體(M》選自膦酸或磷酸與 任選被烷氧基化的(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的酯，和
ii)至少一種選自式(I)化合物和式(I)化合物的鹽的乳化劑(E)
權(quán)利要求
1.一種聚合物分散體(PD)在涂覆材料中用于改善由其制成的涂層的耐擦洗性和/或 改善由其制成的涂層的抗磨光性和/或改善由其制成的涂層的耐污染性和/或改善由其制 成的涂層的顏料分布和/或降低由其制成的涂層的揮發(fā)性有機化合物釋放的用途，所述聚 合物分散體(PD)包含i)至少一種聚合物(P)，所述聚合物(P)通過至少一種烯鍵式不飽和單體(Ml)和至少 一種與其不同的單體(M》的自由基乳液聚合獲得，所述單體(M》選自膦酸或磷酸與未烷 氧基化或烷氧基化(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的酯，和 )至少一種選自式(I)化合物和式(I)化合物的鹽的乳化劑(E) R1-O- (AO) m-P ( = 0) (OR2) (OH) (I)其中m為0至20的整數(shù)，AO為亞烷氧基，R1SC8-C3tl 烷基，且R2為H或基團-(AO)m-R2a,其中R2a如對R1的定義，AO和m具有一種上述定義。
2.權(quán)利要求1的用途，所述聚合物(P)通過一種乳液聚合獲得，其中所述單體(Ml)選 自α，β-烯鍵式不飽和一元羧酸和二元羧酸與C1-C3tl烷醇的酯、乙烯醇或烯丙醇與C1-C3tl 一元羧酸的酯、單烯鍵式不飽和羧酸和磺酸、烯鍵式不飽和二元羧酸和烯鍵式不飽和二元 羧酸的酸酐和單酯、α, β-烯鍵式不飽和一元羧酸的伯酰胺及其N-烷基和N，N- 二烷基衍 生物、乙烯基芳香化合物、烯鍵式不飽和腈、乙烯基鹵化物、亞乙烯基鹵化物、α，β-烯鍵式 不飽和一元羧酸和二元羧酸與C2-C3tl鏈烷二醇的酯、α，β-烯鍵式不飽和一元羧酸和二元 羧酸與C2-C3tl氨基醇的酰胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、開鏈N-乙烯基酰胺化合物、α，β -烯鍵式 不飽和一元羧酸和二元羧酸與氨基醇的酯、α，β-烯鍵式不飽和一元羧酸和二元羧酸與二 胺的酰胺、N, N- 二烯丙基胺、N, N- 二烯丙基-N-烷基胺、乙烯基取代的氮雜環(huán)和烯丙基取 代的氮雜環(huán)、乙烯基醚、C2-C8單烯烴、含有至少兩個共軛雙鍵的非芳香烴、聚醚(甲基)丙 烯酸酯、含脲基的單體，及其混合物。
3.權(quán)利要求1或2的用途，所述聚合物(P)通過一種乳液聚合獲得，其中所述單體 (Ml)選自α，β-烯鍵式不飽和一元羧酸和二元羧酸與C1-C3tl烷醇的酯、乙烯醇或烯丙醇與 C1-C3tl—元羧酸的酯、單烯鍵式不飽和羧酸和磺酸、α，β-烯鍵式不飽和一元羧酸的伯酰胺 及其N-烷基和N，N- 二烷基衍生物，及其混合物。
4.上述權(quán)利要求中任一項的用途，所述聚合物(P)通過一種乳液聚合獲得，其中至少 部分所述單體(Ml)選自α，β-烯鍵式不飽和一元羧酸和二元羧酸與C1-C3tl烷醇的酯。
5.上述權(quán)利要求中任一項的用途，所述聚合物(P)通過一種乳液聚合獲得，其中以用 于乳液聚合的單體的總重量為基準(zhǔn)計，單體(Ml)的分?jǐn)?shù)在95重量％至99. 99重量％范圍 內(nèi)。
6.上述權(quán)利要求中任一項的用途，所述聚合物(P)通過一種乳液聚合獲得，其中以所 述單體(Ml)的總重量為基準(zhǔn)計，至少50重量％、優(yōu)選至少60重量％、更優(yōu)選至少80重量％ 的所述單體(Ml)選自α，β-烯鍵式不飽和一元羧酸和二元羧酸與C1-C3tl烷醇的酯、乙烯 醇或烯丙醇與C1-C3tl—元羧酸的酯、烯鍵式不飽和腈、乙烯基鹵化物、亞乙烯基鹵化物，及其 混合物(=單體Ml. a)。
7.上述權(quán)利要求中任一項的用途，所述聚合物(P)通過一種乳液聚合獲得，其中以所 述單體(Ml)的總重量為基準(zhǔn)計，小于50重量％、優(yōu)選小于40重量％、更優(yōu)選小于20重量％ 的所述單體(Ml)選自烯鍵式不飽和一元羧酸和二元羧酸、烯鍵式不飽和二元羧酸的酸酐 和單酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸C1-Cltl羥基烷基酯、C1-Cltl羥基烷基(甲基)丙 烯酰胺，及其混合物(=單體Ml. b)。
8.上述權(quán)利要求中任一項的用途，所述聚合物(P)通過一種乳液聚合獲得，其中至少 部分所述單體(M》選自磷酸與未烷氧基化或烷氧基化(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的酯，及 其混合物。
9.權(quán)利要求8的用途，所述聚合物(P)通過一種乳液聚合獲得，其中至少部分所述單體 (M2)選自磷酸與未烷氧基化或烷氧基化(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的單酯。
10.上述權(quán)利要求中任一項的用途，所述聚合物(P)通過一種乳液聚合獲得，其中以用 于乳液聚合的單體的總重量為基準(zhǔn)計，單體(M2)的分?jǐn)?shù)在0.01重量％至5重量％范圍內(nèi)。
11.上述權(quán)利要求中任一項的用途，以用于乳液聚合的單體的總重量為基準(zhǔn)計，所述聚 合物分散體(PD)包含最高達(dá)20重量％的至少一種乳化劑(E)。
12.權(quán)利要求1至11中任一項定義的聚合物分散體(PD)用于改善由其制成的涂層的 耐擦洗性的用途。
13.權(quán)利要求1至11中任一項定義的聚合物分散體(PD)用于改善由其制成的涂層的 抗磨光性的用途。
14.權(quán)利要求1至11中任一項定義的聚合物分散體(PD)用于改善由其制成的涂層的 耐污染性的用途。
15.權(quán)利要求1至11中任一項定義的聚合物分散體(PD)用于改善由其制成的涂層的 顏料分布的用途。
16.權(quán)利要求1至11中任一項定義的聚合物分散體(PD)用于降低由其制成的涂層的 揮發(fā)性有機化合物釋放的用途。
17.一種包含聚合物分散體(PD)的涂覆材料，所述聚合物分散體(PD)包含i)至少一種聚合物(P)，所述聚合物(P)通過至少一種烯鍵式不飽和單體(Ml)和至少 一種與其不同的單體(M》的自由基乳液聚合獲得，所述單體(M》選自膦酸或磷酸與未烷 氧基化或烷氧基化(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的酯，和 )至少一種選自式(I)化合物和式(I)化合物的鹽的乳化劑(E)
18.—種包含以下物質(zhì)的聚合物分散體(PD)i)至少一種通過一種單體組合物的自由基乳液聚合得到的聚合物(P)，所述單體組合 物包含-以用于乳液聚合的單體的總重量為基準(zhǔn)計，95重量％至99. 99重量％的選自下列物 質(zhì)的烯鍵式不飽和單體(Ml) :α, β-烯鍵式不飽和一元羧酸和二元羧酸與C1-C3tl烷醇的 酯、乙烯醇或烯丙醇與C1-C3tl—元羧酸的酯、單烯鍵式不飽和羧酸和磺酸、α，β-烯鍵式不 飽和一元羧酸的伯酰胺及其N-烷基和N，N- 二烷基衍生物，及其混合物；和-以用于乳液聚合的單體的總重量為基準(zhǔn)計，0.01重量％至5重量％的至少一種與上 述單體不同的單體(Μ》，且所述單體(IC)選自膦酸或磷酸與未烷氧基化或烷氧基化(甲 基)丙烯酸羥基烷基酯的酯；和 )至少一種選自式(I)化合物和式(I)化合物的鹽的乳化劑(E)，
19.權(quán)利要求18的聚合物分散體(PD)，其中所述聚合物(P)通過一種乳液聚合獲得， 其中至少部分所述單體(Ml)選自α，β-烯鍵式不飽和一元羧酸和二元羧酸與C1-C3tl烷醇 的酯。
20.權(quán)利要求18或19的聚合物分散體(PD)，其中所述聚合物(P)通過一種乳液聚合 獲得，其中至少部分所述單體(Μ》選自磷酸與未烷氧基化或烷氧基化(甲基)丙烯酸羥基 烷基酯的酯，及其混合物。
21.權(quán)利要求18至20中任一項的聚合物分散體(PD)，其中所述聚合物(P)通過一種 乳液聚合獲得，其中至少部分所述單體(Μ》選自磷酸與未烷氧基化或烷氧基化(甲基)丙 烯酸羥基烷基酯的單酯。
22.權(quán)利要求18至21中任一項的聚合物分散體(PD)，以用于乳液聚合的單體的總重 量為基準(zhǔn)計，其包含最高達(dá)20重量％的至少一種乳化劑(E)。
23.—種水性組合物形式的涂覆材料，其包含至少一種權(quán)利要求18至22中任一項定義 的聚合物分散體(PD)。
24.權(quán)利要求23的涂覆材料，其包含-至少一種權(quán)利要求18至22中任一項定義的聚合物分散體(PD)， -至少一種無機填充劑和/或至少一種無機顏料， -至少一種常規(guī)助劑，和 -水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚合物分散體(PD)在涂覆材料中用于改善由其制成的涂層的耐擦洗性和/或改善由其制成的涂層的抗磨光性和/或改善由其制成的涂層的耐污染性和/或改善由其制成的涂層的顏料分布和/或降低由其制成的涂層的揮發(fā)性有機化合物釋放的用途，涉及根據(jù)本發(fā)明使用的聚合物分散體，以及涉及包含本發(fā)明的聚合物分散體的涂覆材料；所述聚合物分散體包含至少一種聚合物(P)和至少一種選自磷酸與未烷氧基化或烷氧基化C8-C30烷醇的酯或其鹽的乳化劑(E)，所述聚合物(P)通過至少一種烯鍵式不飽和單體(M1)和至少一種與其不同的單體(M2)的自由基乳液聚合獲得，所述單體(M2)選自膦酸或磷酸與未烷氧基化或烷氧基化(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的酯。
文檔編號C09D143/02GK102037034SQ200980118138
公開日2011年4月27日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者A·泰爾努瓦爾, C·S·尤, C·提特馬什, H·山下, J·艾倫, M·H(S)·關(guān), M·M·喬杜里 申請人:巴斯夫歐洲公司