[發明專利]多段乳液聚合物和改進的顏料效率

有效

• 申請號: 201110270867.5
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102417560A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: J·C·博林;J·W·胡克三世;S·J·布羅德沃特;R·T·斯馬特;A·S·布郎內爾
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F220/06;C08F230/02;C08F220/36;C08F2/22;C09D133/08;C09D7/12;B05D7/24
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 江磊

技術領域

本發明涉及一種多段乳液聚合物，該聚合物包含以下組分作為共聚單元：以所述乳液聚合物的重量為基準計，0.5-5重量％的P-酸單體；以所述乳液聚合物的重量為基準計，0-0.05重量％的多烯鍵式不飽和單體；以及至少一種第二單烯鍵式不飽和單體；所述乳液聚合物的計算的Tg為-20℃至50℃；所述乳液聚合物通過所述至少一種第二單烯鍵式不飽和單體的乳液共聚形成，其中在包括總單體重量的10-50重量％的段的過程中，75-100％的所述P-酸單體與所述第二單烯鍵式不飽和單體同時加入。還提供了一種復合體顆粒，所述復合體顆粒包含TiO₂顆粒以及吸附在所述TiO₂顆粒的表面上的多段乳液聚合物的大量聚合物顆粒，本發明還提供了包含所述復合顆粒的水性涂料組合物，以及用來提供所述涂料的方法。

背景技術

二氧化鈦(TiO₂)是許多油漆的昂貴組分。在成膜和干燥的時候，使得TiO₂過于靠近的時候(它們傾向于發生此種狀況)，TiO₂作為遮蓋顏料的效率會降低。已經發現，通過使用吸附性乳液聚合物，可以改進TiO2的間距以及所得的效率。現有的研究使用硬的和/或交聯的吸附性乳液聚合物，油漆、特別是低VOC或零VOC油漆不希望使用這樣的乳液聚合物。之所以采用硬的或者交聯的吸附性乳液聚合物，是因為人們認為這些特征能夠使得吸附的乳液聚合物之間存在間隔，而不會在成膜的時候崩潰。

美國專利第7,179,531號揭示了一種聚合物顆粒，其具有選擇的官能團或吸收性基團，這些基團可以用來制備有機-無機復合顆粒，所述顆粒適合用來提供具有改進的遮蓋性質的干涂層。我們驚人地發現可以用較低Tg、且基本未交聯的乳液聚合物使得TiO₂的遮蓋效率發生顯著的改進。所述較低的Tg是很重要的，可以獲得合適的低成膜溫度，并且聚結現象極少或完全沒有，由于基本不存在交聯，改進了干涂層的耐擦洗性。

發明內容

在本發明的第一個方面，提供了一種多段乳液聚合物，該聚合物包含以下組分作為共聚單元：以所述乳液聚合物的重量為基準計，0.5-5重量％的P-酸單體；以所述乳液聚合物的重量為基準計，0-0.05重量％的多烯鍵式不飽和單體；以及至少一種第二單烯鍵式不飽和單體；所述乳液聚合物的計算的Tg為-20℃至50℃；所述乳液聚合物通過所述至少一種第二單烯鍵式不飽和單體的乳液共聚形成，其中在包括總單體重量的10-50重量％的段的過程中，75-100％的所述P-酸單體與所述第二單烯鍵式不飽和單體同時加入。

在本發明的第二個方面，提供了一種用來形成多段乳液聚合物的方法，所述多段乳液聚合物包含以下組分作為共聚單元：以所述乳液聚合物的重量為基準計，0.5-5重量％的P-酸單體；以所述乳液聚合物的重量為基準計，0-0.05重量％的多烯鍵式不飽和單體；至少一種第二單烯鍵式不飽和單體；所述乳液聚合物的計算的Tg為-20℃至50℃；所述方法包括：(a)使得所述至少一種第二單烯鍵式不飽和單體乳液共聚；以及(b)在包括總單體重量的10-50％的段的過程中，將75-100重量％的所述P-酸單體與所述第二單烯鍵式不飽和單體同時加入。

在本發明的第三個方面，提供了一種復合顆粒，所述復合顆粒包含：a)TiO₂顆粒；以及b)吸附在所述TiO₂顆粒的表面上的本發明第一個方面的多段乳液聚合物的大量聚合物顆粒。

在本發明的第四個方面，提供了一種水性涂料組合物，該組合物包含本發明第三個方面的復合顆粒。

在本發明的第五個方面，提供了一種用來提供涂層的方法，該方法包括(a)形成本發明第四方面的水性涂料組合物；(b)將所述水性涂料組合物施涂于基材；(c)對所述施涂的水性涂料組合物進行干燥，或者允許該水性涂料組合物干燥。

本發明的多段乳液聚合物涉及在水性介質中通過乳液聚合形成的聚合物，所述“水性介質”包含水和以所述介質的重量為基準計0-30重量％的水混溶性化合物。本發明的多段乳液聚合物包含以下組分作為共聚單元：以所述乳液聚合物的重量為基準計，0.5-5重量％，優選1-4重量％，更優選1-2.25重量％的P-酸單體；以所述乳液聚合物的重量為基準計，0-0.05重量％，優選0重量％的多烯鍵式不飽和單體；以及至少一種第二單烯鍵式不飽和單體。