[发明专利]聚合物分散体在涂料组合物中的应用

说明书

本发明涉及包含颗粒内具有不同交联区域的聚合物颗粒的聚合物分散 体在涂料组合物中的应用。

DE 10 2004 047526 A1描述了特征在于改进的早期耐水渍性的聚合物 分散体，包含磷酸盐官能的乳化剂和单相交联聚合物。

核-壳聚合物例如由EP 710680、WO 03/99949或EP 736573广泛已知。

D.I.Lee在Polymer，46(2005)1287-129中描述了在聚合物分散体中 的交联对湿拉伸强度的影响。公开的聚合物包含丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙 烯酸和二乙烯基苯的核以及丙烯酸丁酯、苯乙烯和异丙烯基噁唑烷酮的 壳。然而，该体系要求包括pH为8-9在内的聚合条件，并且因此仅限于 特定制备条件。没有描述对早期耐水渍性的影响。

本发明的目的是提供具有改进的早期耐水渍性的涂料组合物。

早期耐水渍性描述的是涂料处于尚未整体完全固化的状态(即在20℃ 和60％相对湿度下施用后1-3小时内)下的耐水性。

该目的通过包含交联密度从内侧到外侧降低的聚合物颗粒的聚合物分 散体在涂料组合物中的应用实现。

聚合物的交联可以通过形成共价键和/或非共价键如配位键、离子键、 物理键或盐状键进行。交联可以在通过自由基聚合合成大分子时直接进行， 其中至少一些所用单体具有两个或更多个可聚合的官能团(交联共聚)。或 者，尽管不太优选，但交联可以通过在已经形成的(预)聚合物上的反应而 产生，该(预)聚合物通常包含官能基团。这些(预)聚合物可以是自交联剂， 即在选择合适条件时互相反应的化合物，或者使用额外的二官能和多官能 (低分子量)试剂(交联剂)以交联方式反应。

优选至少一种交联剂在聚合过程中尽早加入。

对本发明而言，交联密度理论上沿由所述聚合物颗粒的质量中心到其 表面的最短连接线测定。

按照本发明具有增加的交联密度的内侧区域由聚合物颗粒的质量中心 周围的球形区域形成，该区域占聚合物颗粒总体积的20％。换言之，在理 想球的情况下，这为总半径的大约0.58。

按照本发明相对于内侧区域具有降低的交联密度的外侧区域由从聚合 物颗粒的外侧面向内延伸且占聚合物颗粒总体积的20％的壳组成。换言 之，在理想球的情况下，这为包含从总半径的0.93到外侧面的区域的球形 壳。

交联密度可以由内侧区域到外侧区域以任何所需方式降低(见下文)。

构成聚合物颗粒的聚合物是基本由烯属不饱和化合物，优选包含一个 或多个C＝C双键的化合物(单体)合成的聚合物。

该类单体通常以阴离子、阳离子或自由基方式聚合，优选以自由基方 式聚合。

按照本发明关键的特征是交联密度在聚合物颗粒中从内侧到外侧降 低。通常(若不总是的话)可以通过测量内侧区域和外侧区域的玻璃化转变 温度测量该降低。

然而，若例如交联密度存在较小差别或若聚合物颗粒半径轨迹上交联 密度逐渐变化，则对于实际测量而言内侧区域和外侧区域的玻璃化转变温 度之差可能太小或不确定。

在一个优选实施方案中，内侧区域和外侧区域至少在其测量的玻璃化 转变温度上不同。若例如将交联剂用作单体且其对玻璃化转变温度的影响 不能从算术上测量，则基于特定单体的已制表值通过已知方法(例如按照 Fox)计算玻璃化转变温度不一定对这些区域得到不同玻璃化转变温度。

在本说明书中，玻璃化转变温度T_g优选按照ASTM标准D3418-03经 由差示扫描量热法(DSC)测量，优选加热速率为10℃/min。

内侧区域和外侧区域的玻璃化转变温度之差ΔT_g优选至多为20℃，更 优选至多15℃，非常优选至多10℃，尤其是至多5℃。内侧区域比外侧 区域具有更高的玻璃化转变温度。

具有较低T_g的相(即软相)的玻璃化转变温度T_g例如至少为0℃，优选 至少10℃，更优选至少15℃，非常优选至少20℃，尤其是至少25℃。

具有较高T_g的相(即硬相)的玻璃化转变温度T_g例如至多为70℃，优 选至多60℃，更优选至多50℃，非常优选至多40℃，尤其是至多35℃。