[发明专利]水性聚合物分散体

说明书

本发明涉及用于制备含水聚合物分散体的聚合物组合物，更具体地涉 及含有这种聚合物组合物的含水聚合物分散体；以及涉及聚合物组合物用 于制备涂料组合物、印刷油墨、粘合剂、密封剂或填缝材料的用途；涉及 含水涂料组合物；和涉及它们的制备方法。

基于聚合物的涂料用于保护表面并改进材料的美观和功能性能的用途 是公知的。

水性组合物广泛用于生产和涂布这些涂料，因为它们与溶剂型组合物 相比具有低的VOC(挥发性有机化合物)含量。但是，溶剂型组合物的一 些优点难以用水性组合物达到。例如，已经证明难以获得高光泽度的耐久 性涂饰剂，这是由于差的膜聚结性，尤其在丙烯酸类乳液中，以及差的水 解稳定性，尤其在水可还原的树脂中。

US 5698625公开了一种制备水可稀释的空气干燥涂料粘合剂，其基于 丙烯酸类改性和乙烯基改性的醇酸树脂乳液。从所公开的方法获得的醇酸 树脂包含通过酯键接枝到醇酸树脂上的亲水性基团。相信位于醇酸树脂与 亲水性基团之间的边界处的酯键具有差的水解稳定性，这由于从醇酸树脂 损失亲水性基团而导致乳液稳定性差。

GB2413330公开了一种含水组合物，其含有至少一种乙烯基接枝共聚 物(A)和至少一种乙烯基聚合物(B)，其中乙烯基聚合物(B)的疏水 性比乙烯基接枝共聚物(A)的疏水性更强。根据实施例，用两步法获得 了乙烯基接枝共聚物(A)。首先，通过乙烯基单体在钴催化剂的存在下 反应形成大单体，然后使此乙烯基单体进行自由基聚合，得到乙烯基接枝 共聚物(A)。接着，在(A)的存在下通过乙烯基单体的自由基聚合形成 了乙烯基聚合物(B)。聚合物(B)没有接枝到共聚物(A)，使得在所 得混合物中没有接枝到疏水聚合物上的亲水性聚合物链。

WO99/45078公开了用于形成含水涂料组合物的水性分散体。 WO99/45078所要解决的问题是疏水性材料在水溶液中的分散，疏水性材 料是例如蜜胺、疏水性聚酯、疏水性丙烯酸聚合物、疏水性聚氨酯和嵌段 的有机聚异氰酸酯。对此问题建议的技术方案是使用支化聚合物形式的分 散剂，此支化聚合物含有亲水性主链和与主链连接的侧链亲水性大分子支 链。此分散体是通过在将所述分散剂与疏水性材料分散在水中之前将这两 种组分一起通过搅拌混合而形成的。在所得的分散体中，在分散剂支化聚 合物和要分散的疏水材料之间没有接枝。这导致水分散体的稳定性不足， 并且干燥膜的耐水性差。

Resydrol AY 586是可商购的含水醇酸树脂分散体的一个例子，代表现 有技术状态。与现有技术的此分散体相比，本发明的分散体显示改进的稳 定性，这通过在热室条件下(120F)保持28天后最小的pH漂移和粘度变 化来证明。对于更详细的描述，参见本申请的实施例16。

本发明公开的用于制备含水聚合物分散体的聚合物组合物克服了现有 技术水性组合物的至少一些缺点，所述聚合物组合物含有亲水性大单体 (I)、疏水性聚合物(II)和桥接单体(III)，其中亲水性大单体(I) 和疏水性聚合物(II)在一种桥接单体(III)或多种桥接单体(III)的混 合物的存在下彼此接枝，并且亲水性大单体(I)具有式(1)：R-C(X)＝CH₂的结构，其中R是聚合物基团，X是自由基稳定基团。聚合物基团表示含 有4或更多个碳原子的链的基团。

术语“接枝”表示通过化学键连接；也就是当发生接枝时，化学键的 未断链将亲水性大单体(I)和疏水性聚合物(II)连接在一起。

图1显示了本发明组合物的非限制性例子。

疏水性聚合物(II)表示聚合物组合物本身以及在预期应用中的材料， 例如疏水性聚合物(II)可以是在涂料中的基料。根据本发明，亲水性大 单体(I)与疏水性聚合物(II)在桥接单体(III)的存在下利用在亲水性 大单体(I)上的烯属不饱和键进行反应。相信这导致所形成的接枝共聚物 具有在亲水性大单体(I)和疏水性聚合物(II)之间形成的已聚合的桥接 单体的长度。认为这种已聚合的桥接单体的长度较短；但是，本发明不限 于短链长。

亲水性大单体(I)和疏水性聚合物(II)的接枝获得了具有良好水分 散性的聚合物组合物。因此，组合物能被分散在水中，以制备第二聚合物 乳液，其与现有技术的第二聚合物乳液相比具有改进的稳定性。

亲水性大单体(I)