[發(fā)明專利]用于制備水性分散體的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202080011715.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN113474378B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邁克爾·阿諾德斯·雅各布斯·舍勒肯斯;約翰內(nèi)斯·亨德里庫(kù)斯·德邦特;杰拉爾杜斯·科內(nèi)利斯·奧弗貝克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 科思創(chuàng)（荷蘭）有限公司
• 主分類號(hào): C08F2/38
• 分類號(hào): C08F2/38;C08F4/80;C08F293/00;C09D133/04;C09D153/00;C09J133/04;C09J153/00
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 肖善強(qiáng)

本發(fā)明涉及一種用于制備水性分散體的方法，所述水性分散體包括兩親性嵌段共聚物和聚合物P，所述兩親性嵌段共聚物至少包括嵌段[A]和[B]，且所述聚合物P包括不同于單體(i)的烯鍵式不飽和單體(單體(iii))，其中基于用于制備所述嵌段共聚物和聚合物P的單體的總重量，所述嵌段共聚物的量高于0.5重量％并且低于50重量％，其中所述方法至少包括以下步驟：(I)在存在自由基引發(fā)劑和鈷螯合絡(luò)合物的情況下，使至少含有酸官能團(tuán)的烯鍵式不飽和單體(i)在含水介質(zhì)中進(jìn)行自由基聚合過程以獲得嵌段[A]；(II)在存在嵌段[A]和自由基引發(fā)劑的情況下，使至少不同于單體(i)的烯鍵式不飽和單體(ii)在含水介質(zhì)中進(jìn)行乳液聚合過程，其中嵌段[B]中所述烯鍵式不飽和單體(ii)的量相對(duì)于用于制備嵌段[B]的單體總重量為至少70重量％，和其中烯鍵式不飽和單體(ii)選自：甲基丙烯酸酯、衣康酸二烷基酯、甲基丙烯腈、α?甲基苯乙烯和其任何混合物；(III)在存在兩親性嵌段共聚物的情況下，使至少不同于單體(i)的烯鍵式不飽和單體(iii)在5至10范圍內(nèi)的pH值下在含水介質(zhì)中進(jìn)行乳液聚合過程以得到嵌段共聚物?聚合物P，并且所述方法還包括在步驟(II)之前和/或期間使從步驟(I)所留下的所述鈷螯合絡(luò)合物失活。

本發(fā)明涉及一種用于制備水性分散體的方法，并且涉及一種包括該水性分散體的涂料組合物。水性分散體包括聚合物組合物，該聚合物組合物包括兩親性嵌段共聚物和聚合物P。該兩親性嵌段共聚物在聚合中作用為穩(wěn)定劑以制備聚合物P，并且作用為水性分散體的穩(wěn)定劑。

已知的是，可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移(reversibleaddition-fragmentation?chaintransfer，RAFT)聚合為一種用于控制聚合物鏈組合物和架構(gòu)的非常有效手段。另外，兩親性嵌段共聚物利用RAFT的制備為已知的。利用RAFT所制備的兩親性嵌段共聚物能夠以極低的酸(和表面活性劑)整體含量提供水性分散體的優(yōu)異膠體穩(wěn)定性，這對(duì)于涂料阻隔性質(zhì)為有益的。例如，WO09090252描述了一種用于制備水性可交聯(lián)組合物的方法，該組合物包括可交聯(lián)嵌段共聚物，該可交聯(lián)嵌段共聚物至少包括嵌段[A]_x[B]_y和聚合物P，其中在存在控制劑和自由基源的情況下，經(jīng)由可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)機(jī)制，至少嵌段[A]和[B]通過至少一種烯鍵式不飽和單體的受控自由基聚合來獲得；其中嵌段[A]至少包括含有水分散官能團(tuán)的烯鍵式不飽和單體單元；嵌段[B]包括含有交聯(lián)官能團(tuán)的烯鍵式不飽和單體單元和選自C_1-18烷基(甲基)丙烯酸酯單體和苯乙烯單體的烯鍵式不飽和單體單元；其中聚合物P通過乳液聚合過程在存在嵌段共聚物的情況下來獲得。WO-A-09121911描述了一種用于制備含水涂料組合物的方法，該含水涂料組合物包括嵌段共聚物，該嵌段共聚物至少包括嵌段[A]_x[B]_y和聚合物P，其中經(jīng)由可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)機(jī)制，至少嵌段[A]通過至少一種含有水分散官能團(tuán)的烯鍵式不飽和單體單元的受控自由基聚合來獲得；嵌段[B]包括含有塑料粘合促進(jìn)官能團(tuán)的烯鍵式不飽和單體單元；其中聚合物P通過乳液聚合過程在存在嵌段共聚物的情況下來獲得。在這些公開中，兩親性嵌段共聚物利用在具有低沸點(diǎn)和/或高蒸發(fā)率的有機(jī)溶劑中的溶液聚合物來制備，以允許在嵌段共聚物在水中的分散步驟之后的減小壓力條件下有機(jī)溶劑的移除。此類溶劑的實(shí)例包括丙酮、乙醇、異丙醇、甲基乙基酮和乙酸乙酯。需要移除這些溶劑，以獲得水性分散體的可接受揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)含量。然而，嵌段共聚物在水中的分散和有機(jī)溶劑的移除導(dǎo)致不希望的額外方法步驟。此外，用于在溶液中利用RAFT來制備嵌段共聚物的反應(yīng)時(shí)間持續(xù)多個(gè)小時(shí)，而最終單體轉(zhuǎn)化率保持相當(dāng)?shù)偷乃?通常約95％)。RAFT聚合的另一缺點(diǎn)在于，其依賴于硫基控制劑的使用，這些硫基控制劑附著至聚合物鏈端，為高度染色的，并且可引起最終產(chǎn)品中的難聞氣味。認(rèn)為難聞氣味是由于低分子量硫化合物，這些硫化合物作為雜質(zhì)存在于RAFT劑中和/或在聚合期間或之后由于硫代羰基硫(S-C(Z)＝S)部分的逐漸分解而生成，例如由于水解或與強(qiáng)親核物(例如，氨)的反應(yīng)。

本發(fā)明的目的是提供一種方法，該方法允許用于以減少顏色和氣味并且同時(shí)保留期望涂料性能(例如抗水性)來制備水性分散體，其中用于嵌段共聚物的合成的方法可在水中作為一鍋法來實(shí)施，而無(wú)需使用有機(jī)溶劑。