[发明专利]作为用于涂料的粘合剂的非均相乙酸乙烯酯基共聚物

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备基于乙烯基酯共聚物的多阶段聚合物(multi-stage polymer)分散体的方法以及它们的用途。

背景技术

水性聚合物分散体用作用于制备用作例如涂布材料的着色水性配制剂和未着色水性配制剂二者的粘合剂。着色涂布材料特别地包括广泛地同时用在建筑物的保护中和装饰部分中的釉，乳液涂饰剂(emulsion finish)，乳液涂料，合成树脂-结合抹灰(render)，密封化合物和填充化合物。未着色涂布材料包括，例如清漆罩面(clear finish)。此外，塑性分散体是意欲保护基材使其免受变干和有害环境影响的水基食品涂料的主要组分。

除了甚至在低加工温度时水性配制剂的良好的加工性能，涂料组合物必须满足实际需求的多样性，例如干涂料的足够的抗粘连性和涂料对磨损应力的足够的稳定性。

在富含粘合剂的涂料组合物(低颜料体积浓度“PVC”)(其表面特征为高比例的聚合物粘合剂)的情况中，除了抗粘连性和抗磨性外，干涂料的光泽性能也是最重要的。

在现有技术中通过不同方法来考虑关于涂料组合物的这些要求。

这些方法中的一些包括使用有机溶剂和/或增塑剂。然而，挥发性有机组分的释放是不期望的，因为它们对人类和环境的有害效果，特别地在应用在室内空间中时。

因此，对水性塑性分散体存在相当大的需求，该水性塑性分散体使得有可能配制具有高粘合剂含量(低PVC)或具有低粘合剂含量(高PVC)的不含增塑剂和溶剂的涂料体系并且满足关于抗粘连性和光泽性能的要求。

US-A1-2009/0203814公开基于乙烯基酯共聚物的水性塑性分散体，其具有按重量计直到80%的固体含量和低于20℃的最低成膜温度。该乙烯基酯共聚物强制性地需要按重量计0.05-10%的至少一种不饱和的、可共聚的有机硅化合物。然而，在低PVC配制剂中没有足够的抗粘连性能以及光泽性能。

US-B2-7,285,590和US-6,005,042公开可用作水性涂料配制剂中的粘合剂的多阶段丙烯酸酯分散体。

虽然在现有技术中已经描述了水性多阶段聚合物分散体，但是存在对包含共聚物的水性分散体的持续需要，该共聚物基于乙烯基酯并提供卓越的应用性能如抗粘连性，润湿粘合力和高光泽度，均具有最低的VOC水平和还呈现至少两个明显的玻璃化转变温度(Tg)步骤。

出人意料地，已发现基于特定的乙烯基酯共聚物的多阶段乳液聚合物的水性分散体适合于低VOC(<30g/l)至不含溶剂的涂布材料的配制，其呈现出卓越的抗粘连性以及高光泽度。

发明内容

本发明涉及通过以下步骤制备多阶段聚合物的方法：

a)使包含以下物质的单体混合物(A)经自由基乳液聚合进行聚合以获得共聚物(A)：

a-i)乙酸乙烯酯和

a-ii)至少一种芳族羧酸乙烯酯；和

b)使包含以下物质的单体混合物(B)在共聚物(A)存在下经自由基乳液聚合进行聚合以获得多阶段聚合物：

b-i)乙酸乙烯酯和

b-ii)至少一种具有至少3个碳原子的支化或未支化的脂族羧酸乙烯酯

条件是也可首先使所述单体混合物(B)聚合以获得共聚物(B)和随后使单体混合物(A)在共聚物(B)存在下进行聚合以获得多阶段聚合物。

本发明方法是所谓的分步聚合。这通常理解的意思为一种程序，在该程序中，在第一阶段中，使第一阶段单体经自由基水性乳液聚合优选地在优选原位制备的种子胶乳存在下进行聚合和然后使第二阶段单体在第一阶段所得的聚合物的水性分散体中进行聚合。如果合适，可进行进一步的聚合阶段。这里关于单体类别对第一和第二阶段的共聚单体之间做出区分。通常，当选择单独阶段的单体组分时，对程序进行调整，在该程序中，在第一阶段中，选择导致形成第一阶段聚合物的单体组分和在又一阶段、优选第二阶段中，使对应的第二单体混合物进行聚合。然而，也可能以相反的方式进行，在之前制备的第二阶段共聚物存在下制备第一阶段共聚物。

通过根据本发明方法制备的多阶段聚合物是乙烯基酯共聚物。该乙烯基酯共聚物通过分步聚合制备并且不管可检测到的形态，其包括其中聚合物组分(单体混合物(A)和单体混合物(B))已通过连续阶段乳液聚合制备出的所有的共聚物。

根据本发明，单体或单体混合物可以作为(多种)净单体或作为(多种)预-乳化单体加入。