[其他]改進(jìn)的非水聚合物分散體組合物及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87107473
• 申請日: 1987-12-15
• 公開（公告）號: CN87107473A
• 公開（公告）日: 1988-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 弗德里克·赫伯特·沃克
• 申請（專利權(quán)）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(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 樊衛(wèi)民

非水聚合物分散體（NAD）在技術(shù)上是眾所周知的并已獲得各種應(yīng)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(jī)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(wěn)定劑的聚合物質(zhì)。美國專利3，607，821號也公開了在一種惰性有機(jī)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(wěn)定劑之間的相互極性作用以對非水聚合物分散體進(jìn)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(shù)。就由具有一定的玻璃化轉(zhuǎn)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(chǔ)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(chǔ)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(yīng)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(wěn)定的，這是因為聚合物顆粒沉降得非常迅速。而且當(dāng)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(yuǎn)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(shù)是加入較多的極性很強(qiáng)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(qiáng)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?jié)裥圆睢⒁子谙吹艉臀扛摺?/p>

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(wěn)定性。申請人驚奇地發(fā)現(xiàn)在C₈至C₁₈直鏈烴介質(zhì)和兩親分散劑存在下進(jìn)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(zhì)以獲得粒徑較小的分散體是新方法。先有技術(shù)沒有介紹用直鏈烴作溶劑介質(zhì)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(shù)可用來說明溶解度與聚合物和溶劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)是有關(guān)的。Barrett在134-135頁指出，提高制造聚合物所用的介質(zhì)的溶解本領(lǐng)，會產(chǎn)生較少的顆粒，這些顆粒相應(yīng)地變大且粒徑分布一般較寬。因此，Barrett指出，增大溶劑介質(zhì)的溶度參數(shù)會引起聚合物粒徑的增大。基于這一關(guān)系，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員會認(rèn)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(shù)）會增大NAD的粒徑。但與此相反，申請人出乎意料地發(fā)現(xiàn)，與支鏈烴相比，直鏈烴使粒徑顯著地減小了。

本發(fā)明涉及新的改進(jìn)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(zhì)存在下進(jìn)行。由此制得的聚合物顆粒的玻璃化轉(zhuǎn)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。