[其他]改進的非水聚合物分散體組合物及其制備方法

無效

• 申請號: 87107473
• 申請日: 1987-12-15
• 公開（公告）號: CN87107473A
• 公開（公告）日: 1988-07-27
• 發明（設計）人: 弗德里克·赫伯特·沃克
• 申請（專利權）人: 羅姆和哈斯公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F2/08;//;22016)
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 樊衛民

非水聚合物分散體（NAD）在技術上是眾所周知的并已獲得各種應用，如用作涂料和粘合劑。這些NAD一般由丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯在有機溶劑如低沸點脂族烴（例如戊烷、己烷和庚烷）和商售烴混合物（如約150～200℃餾分的溶劑油、石油醚等）中制備。Barret在“Dispersion????Polymerization????ih????Organic????Media”（John????Wileg????&????Sons????1975年出版）一書中對非水分散體的制備作了一般的介紹。

美國專利3，514，500號描述了聚合物分散體和在其中用作穩定劑的聚合物質。美國專利3，607，821號也公開了在一種惰性有機溶劑中制備合成的聚合物顆粒的分散體的方法。英國專利1，268，692號公開了通過增加分散聚合物和穩定劑之間的相互極性作用以對非水聚合物分散體進行后改性的方法。

耐久性和顆粒大小是非水分散體和由此制得的涂料的重要參數。就由具有一定的玻璃化轉變溫度的NAD制得的涂料的耐久性而言，以甲基丙烯酸甲酯（MMA）和非極性單體〔如丙烯酸丁酯（BA）〕為基礎的組合物比以甲基丙烯酸甲酯和極性較大的單體〔如丙烯酸乙酯（EA）〕為基礎的組合物好。但在非水分散體中采用諸如丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯（2-EHA）之類的非極性單體時有一個主要缺點，即粒徑大大增加。非水分散體的顆粒太大時（即大于450毫微米左右）會遇到各種問題，使該分散體不適合于很多實際應用。例如， 平均粒徑約大于450毫微米的非水分散體作為分散體是不穩定的，這是因為聚合物顆粒沉降得非常迅速。而且當顆粒太大時，加有顏料的涂料的光澤變差。

解決含非極性單體的NAD中粒徑增大這一問題的一種途徑是大大增加分散劑的用量。但這通常不能令人滿意，遠是因為增加分散劑的用量只能使粒徑減少至一定值，該值對實際使用來說通常仍太大。加之，分散劑可能是NAD組合物中最貴的組分，增大分散劑的用量會大大增加制備該組合物的成本。

減小粒徑的另一技術是加入較多的極性很強的單體（如α，β-不飽和酸）以抵消非極性單體的作用。使用大量極性很強的單體的缺點是這些單體增加了涂料的水敏感性。這有損于最終NAD涂料的性能，如抗濕性差、易于洗掉和吸水量高。

因此，需要這樣的非水分散體，該分散體具有好的耐久性、低的水敏感性和較小的粒徑使分散體具有很好的穩定性。申請人驚奇地發現在C₈至C₁₈直鏈烴介質和兩親分散劑存在下進行特定的共聚單體的分散聚合可獲得具有很好的耐久性、耐候性和較小粒徑的新型NAD。

用C₈至C₁₈直鏈烴作分散聚合介質以獲得粒徑較小的分散體是新方法。先有技術沒有介紹用直鏈烴作溶劑介質以獲得粒徑較小的分散體。例如，Barrett在前述一書的119-137頁中介紹了溶度參數可用來說明溶解度與聚合物和溶劑的化學結構是有關的。Barrett在134-135頁指出，提高制造聚合物所用的介質的溶解本領，會產生較少的顆粒，這些顆粒相應地變大且粒徑分布一般較寬。因此，Barrett指出，增大溶劑介質的溶度參數會引起聚合物粒徑的增大。基于這一關系，本領域熟練技術人員會認為與帶支鏈的烴溶劑相比，直鏈烴溶劑（具有較高的溶度參數）會增大NAD的粒徑。但與此相反，申請人出乎意料地發現，與支鏈烴相比，直鏈烴使粒徑顯著地減小了。

本發明涉及新的改進的非水聚合物分散體和由其制備的涂料，它們具有很好的耐久性、耐候性和較小的粒徑。新型非水分散體可通過單體混合物的聚合來制備，該混合物含a）至少約40%重量的甲基丙烯酸烷基（C₁-C₃）酯單體;b）至少約10%重量的共聚單體，這些共聚單體選自丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯和丙烯酸2-乙基己酯;c）0至約50%重量的其它可游離基聚合的單體。聚合最好在兩親分散劑和含約60%重量或更多的平均鏈長約為8至18個碳原子的直鏈烴的溶劑介質存在下進行。由此制得的聚合物顆粒的玻璃化轉變溫度用FOX等式計算約為0至70℃，其用體積法測得的平均粒徑小于約450毫微米。該分散體可用于各種涂料和粘合劑。