[发明专利]低粘度、高固含量共聚物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年6月10递交的题名为“LOW VISCOSITY HIGH SOLIDS COPOLYMER”的美国临时专利申请序列号61/185,942的优先权，该专利申请的公开内容通过引用插入本文。

技术领域

本发明涉及共聚物及其制造方法。

背景技术

业已使用基于聚氨酯或基于三聚氰胺交联的树脂的高固含量溶剂型涂料组合物来满足终端应用，诸如农具和建筑设备上的涂层。特别地，耐用型涂层可以通过在涂料组合物中包含足够比例的低分子量、低多分散性的丙烯酸类多元醇来制造。这类丙烯酸类多元醇由BASF Performance Chemicals以商品名JONCRYL^TM销售。据称，这类丙烯酸类多元醇根据美国专利号4,414,370、4,529,787和4,546,160中的一个或多个利用所谓的“固体级低聚物”工艺在加压的反应器中制造。

当制造聚合物时，聚合工艺受多种因素局限，包括反应混合物的粘度和聚合期间的粘度增加速率。这在制造高固体、低溶剂含量的聚合物时可能是特别受关注的问题，因为很难充分地搅拌该种聚合物。通过在高沸点溶剂中实施聚合可以降低反应混合物的粘度并且可以促进搅拌。然而，高沸点溶剂往往具有缓慢的挥发速度，因而难以通过真空抽提去除。这些以及其他难题使得难以形成具有低分子量、低多分散系数的共聚物，尤其在希望避免高投资费用以及使用加压的反应器系统的情况下更是如此。

发明内容

本发明一方面提供了一种制造共聚物的方法，所述方法包括：

a)提供含有被加热到至少100℃的温度的不可均聚烯烃单体(此后，起始单体)的反应容器；并且

b)在自由基引发剂的存在下将一种或多种附加烯烃单体进料到所述起始单体中，从而形成所述附加烯烃单体和所述起始单体的共聚物。

所述方法可以以间歇、半连续或连续方式进行，其尤其适于利用不加压反应器的低成本的间歇或半连续工艺。在所公开方法的优选实施方式中，步骤a)中的反应容器内容物基本上由或者由所述起始单体组成；所述方法在含有很少量的附加溶剂或不含附加溶剂的情况下进行；所述方法形成丙烯酸类共聚物(例如丙烯酸类多元醇)；或者所述方法形成数均分子量小于约4000amu且多分散系数小于约3的共聚物。

本发明另一方面提供了一种包含共聚物的反应混合物，所述共聚物具有小于约4000amu的数均分子量和小于约3的多分散系数，并且在自由基引发剂和经加热的基本上由不可均聚的烯烃单体组成的液体反应混合物的存在下通过加料一种或多种附加烯烃单体而形成。

并不希望受缚于理论，起始单体可以起到反应性稀释剂的作用，聚合反应可以在其中进行而没有随着聚合进行的初期粘度增长。在起始单体中实施聚合允许反应在高起始反应温度(例如，对于在α-甲基苯乙烯中实施的反应而言，在约160-165℃下)开始，并且能够使反应温度随着起始单体的消耗而增高至甚至更高的水平(例如，对于在在α-甲基苯乙烯中实施的反应而言，增高至约200-220℃)。在聚合完成后，共聚物可以维持纯的形式，可以溶解在所需溶剂中，可以溶解在水中(例如溶解在能够使丙烯酸类共聚物中的酸基团溶解的碱性水溶液中)，或者可以与一种或多种适当的额外反应物进行反应(例如与能够与丙烯酸类共聚物中的酸基团发生反应的含环氧乙烷的单体进行反应)。

发明详述

如下的详述描述了某些实施方式，但并不具有限制含义。本文中的所有重量、用量和比例都是基于重量，除非另有声明。如下使用的术语具有如下含义：

通过端点对数值范围的陈述包括该范围内包含的所有数字子集(例如1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等等)。

“一种(a，an)”、“该(the)”、“至少一种”和“一种或多种”可互换使用。因此，例如包含“一种”添加剂的涂料组合物可以被解释为表示涂料组合物包含“一种或多种”添加剂。

术语“丙烯酸类单体”包括含有或衍生自丙烯酸或甲基丙烯酸的单体。

在针对反应容器中的液体材料使用时，术语“沸点”是指，液体在反应器容器中的压力条件下沸腾或升华时的温度。对于不加压的反应容器而言，压力条件将是环境大气压力。对于加压的反应容器而言，压力条件和沸点二者都具有较之不加压反应器的情况要高的绝对值。

在针对涂料组合物使用时，术语“光泽度”是指，根据ASTM D 523-08评估涂层时获得的60°测量结果。