[发明专利]连续生产环氧化加聚物的方法,及含有环氧化加聚物的粉末和液体涂料应用

说明书

本申请要求1999年7月14日提交的美国专利申请No.09/354,350的优先权，该申请的全文参考收入本篇。

本发明的领域

本发明涉及生产环氧化加聚物的连续方法，涉及该方法生产的聚合产物，涉及含有该方法制备的聚合产物的粉末和液体涂料的应用，涉及含有环氧化加聚物的粉末和液体涂料。

本发明的背景

生产聚合物的连续方法在此领域中是众所周知的。然而，目前作为工业应用用来生产聚合物的许多方法具有显著的限制，包括高成本，当使用含-环氧单体时显著的凝胶现象，特别单体较差的掺和量，并且不能制备能使用在耐侯性及非-泛黄涂料应用中的聚合物。

颁布给Hamielec等人的美国专利No.4,414,370，公开了一种在连续搅拌反应器区域停留时间为至少2小时反应温度为从235摄氏度到310摄氏度使用热引发聚合乙烯单体以制备低分子量的聚合物的连续批量聚合法。

颁布给Schmidt等人的美国专利No.4,529,787，公开了一种包括用于从乙烯单体制备低分子量均聚物的引发剂的连续批量聚合法，该方法具有短的停留时间适中的反应温度，以提供高产量的适合于高固体粒子应用的产物。

颁布给Brand等人的美国专利No.4,546,160，公开了一种聚合丙烯酸单体制备使用在高固体粒子应用中的低分子量、均匀聚合物的连续批量聚合法，该方法使用最小量的引发剂短的停留时间以及适中的反应温度。

没有先有技术教授如何克服与使用连续方法在高温下制备环氧化加聚物的有关的问题。一般地，当实施连续、高温聚合反应来制备环氧化的加聚物时发生显著的凝胶颗粒形成。

并且，环氧加聚物一般通过聚合环氧官能单体和甲基丙烯酸酯单体和其他选取的单体来形成。环氧官能单体通常是它们的甲基丙烯酸酯单体。传统的高温聚合法还不能完全解决当制备这种聚合物时所遇到的问题，问题包括甲基丙烯酸酯单体掺和到最终聚合产物的较低的掺和量。一直存在一种对克服此领域中已知的这种方法的缺点的连续高温聚合法的需要，以制备环氧化加聚物。

颁布给McMonigal等人的美国专利No.5,256,452，教授了使用通过半-间歇法制备的环氧化聚合物来生产透明涂料。这些涂料，一般用作汽车漆，可以给它们覆盖的色基涂层提供淡黄色的流延。当色基涂层上白色时这种现象尤其是一个问题。不幸的是，根据美国专利No.5,256,452制备的含有这些环氧化聚合物的的透明涂料当以液体或粉末透明涂料涂在基底涂料上时表现出过量的黄色。

最后，含有根据传统方法制备的环氧聚合物的透明涂料除了上面描述的泛黄问题外还有其他明显的问题。例如，含有传统环氧聚合物的透明涂料也缺少耐侯性。当这些传统的透明涂料使用在要将它们暴露在极端条件下的应用中时，如用作汽车涂料，它们有时不能提供所需的耐用性。因此，存在一种制备使用在透明涂料中克服了与传统环氧聚合物有关的问题的环氧聚合物的需要。

本发明的简述

本发明的一个目的是提供连续、高温聚合法制备自由基聚合环氧官能聚合产物，其中聚合产物制成基本上不含凝胶颗粒。在一个实施方案中，这个过程通过在反应器中连续加入至少一种环氧官能丙烯酸单体，和任意地加入至少一种非官能自由基可聚合单体在本发明中实施，非官能自由基可聚合单体包括，但不限于，非官能丙烯酸酯单体，非官能甲基丙烯酸酯单体，非官能苯乙烯单体和它们的组合物。反应器中也可任意地加入至少一种自由基聚合引发剂和/或一种或多种溶剂。反应器在有效的温度保持有效的时间以致使单体聚合，在反应器内从单体制备聚合产物，形成的产物基本上不含凝胶颗粒。

本发明的另一个目的是提供连续、高温聚合法制备自由基聚合环氧官能聚合产物。方法包括连续向反应器中加入占单体总重量约1％到100％重量比的至少一种环氧官能丙烯酸单体；任意地占单体总重量不超过约99％重量比的一种或多种非-官能自由基可聚合单体，这种单体包括，但不限于，非官能丙烯酸酯单体，非官能甲基丙烯酸酯单体，非官能苯乙烯单体和它们的组合物；任意地至少一种自由基聚合引发剂，0％到约40％重量比。

本发明的另一个目的是提供连续、高温聚合法制备自由基聚合环氧官能聚合产物。方法包括连续向反应器中加入占单体总重量约15％到60％重量比的至少一种环氧官能丙烯酸单体；占单体总重量不超过约85％重量比的至少一种非-官能丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体；每摩尔单体约0.0005到约0.06摩尔的至少一种自由基聚合引发剂；占单体总重量0％到约25％重量比的溶剂。