[發明專利]具有支化結構的聚合物

有效

• 申請號: 201880030648.X
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN110612333B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: M·邁爾;C·奧施拉;寇會光
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C09D133/08
• 分類號: C09D133/08;C08F220/18
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉娜;劉金輝

本發明涉及具有支化結構的聚合物，尤其是疏水改性的堿溶性(或堿溶脹性)乳液(HASE)共聚物，它們在高剪切速率下是有效的增稠劑并且同時提供牛頓流變特性，它們在含水組合物，特別是含水涂料配制劑中的用途以及一種制備疏水改性的堿溶性(或堿溶脹性)乳液共聚物的方法。

本發明涉及具有支化結構的聚合物，尤其是疏水改性的堿溶性(或堿溶脹性)乳液(HASE)共聚物，它們在高剪切速率下是有效的增稠劑并且同時提供牛頓流變特性，它們在含水組合物，特別是含水涂料配制劑中的用途以及一種制備疏水改性的堿溶性(或堿溶脹性)乳液共聚物的方法。

發明背景

油漆和涂料的技術狀態是將HASE聚合物用作流變改性劑添加劑。將該類添加劑以低劑量加入油漆配制劑來調節并控制油漆的流變性能。

HASE改性劑是水不溶性丙烯酸系聚合物在水中的分散體。一旦將pH提高到pH＞7(例如通過加入油漆中)，聚合物鏈上的酸性基團被中和，使得它們呈水溶性。除了分布在整個聚合物鏈上的酸性基團外，它們還具有長鏈疏水性基團。疏水改性可能相互伴生或者以分子內基礎進行或者與其他疏水性材料如涂料配制劑中的基料或分散劑組合進行。

作為剪切速率的函數的HASE聚合物流變性對油漆配制商具有巨大的實際意義。剪切力的施加引起疏水性連接的破壞，導致通常稱為剪切稀化現象的粘度下降。涂料化學家關注配制漆在例如為儲存和應用條件的代表的寬范圍剪切速率內的流變性。

隨著剪切速率的每次變化，油漆發生粘度變化，其中更高剪切速率導致更低粘度。為了更好地理解油漆在不同剪切速率下如何表現，考慮三種不同類型的粘度測量，其反映低、中和高剪切速率區。低剪切條件通常在油漆在罐中時以及緊臨將其施涂于墻壁之后發生。在這些階段的過程中，需要足夠低的剪切粘度來對抗顏料沉降和薄膜下垂，但提供所施加漆膜的所需流平。中剪切條件在油漆攪拌和傾倒以及某些類型的泵送過程中產生。在這些階段的過程中，中剪切粘度有助于促進良好的罐內外觀和處理性能并且還可以影響濺灑。高剪切方法包括刷涂、某些方面的滾涂和噴涂。高剪切粘度影響拖刷和拖輥以及成膜并因此有助于遮蓋。高剪切粘度通常使用包括標準ICI粘度計在內的錐板粘度計測量。因此，提供良好高剪切粘度的流變改性劑通常被稱為“ICI增稠物(builder)”或“高剪切增稠物”。

剪切依賴性油漆性能如低剪切粘度和高剪切粘度與涂料性能相關。含水涂料配制劑依賴于流變改性劑的使用實現所要求的市場應用平衡。通常提供改性劑的組合以提供容器粘度、施工粘度、防沉性能、抗濺性、流動和流平性能之間的平衡。

HASE聚合物通常包含最少三種類型的單體：1)(甲基)丙烯酸，2)適合乳液聚合的低水溶性非離子性單體和3)包含疏水性基團的締合性大分子單體。

盡管HASE聚合物多年以來商業使用并且許多研究(例如Jenkins等，ACS Advancesin Chem Series，248，第425-447頁，1996；Wu等，J.Coat.Technol，Res，6，第423-433，2005頁)調查了聚合物設計對流變特性的影響這一事實，但設計具有良好高剪切效率且頗具牛頓流變特性的HASE仍是一項未獲滿足的挑戰。除了分子量和化學組成外，已經證明疏水基團的細致結構對HASE聚合物的總體流變行為具有復雜且未被充分理解的影響。這對于為許多部分地與流變改性劑相互作用的組分的復雜混合物的油漆配制劑而言尤其如此。Jenkins和Wu兩人均僅大體推斷出更高摩爾體積的疏水基(例如R’＝C₁₈或更大)傾向于給出具有強烈剪切稀化流變特性的高效HASE，即不能預期它提供所需的高度牛頓流變性。與此相反，可以預期更低摩爾體積的疏水基可以提供更具牛頓性的特性，但在高剪切速率具有更低的增稠效率。