[发明专利]可溶性壳聚合物组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及可溶性壳聚合物组合物及其制备方法。

技术背景

胶乳涂料组合物包含各种添加剂以改善性能。例如，使用防冻添加剂，如乙二醇和丙二醇来防止组合物结冻并改善所述组合物在低温下的性能。还使用聚结性溶剂来降低最低成膜温度。然而，由于为了减少或消除在制剂中添加常压沸点高至260°C的有机化合物（即，VOC）的规章制度的压力，使用所述添加剂变得不大合乎需要。在为了解决该问题的一个方法中，US 7,705,082揭示了加入低挥发性低聚乙二醇衍生物来生产具有可接受冻融性质的涂料制剂。然而，所揭示的方法需要大量的添加剂、添加成本和复杂度，并且可能增加所述制剂的水敏感性和发泡性。因此，希望找到其他方法在无需使用VOC的情况下来实现可接受的冻融性质。

发明内容

在第一方面，本发明提供了含5至20重量%的碱可溶性乳液聚合物壳以及80至95重量%的碱不溶性乳液聚合物芯的可溶性壳聚合物组合物，其中：

以碱可溶性乳液聚合物的重量计，所述碱可溶性乳液聚合物壳包含75至95重量%的丙烯酸类单体的结构单元以及5至25重量%的丙烯酸单体的结构单元；并且：

以碱不溶性乳液聚合物的重量计，所述碱不溶性乳液聚合物芯包含0.1至5重量%的含磷的酸单体的结构单元以及80至99.9重量％的丙烯酸类单体的结构单元；其中

以可溶性壳聚合物组合物的重量计，所述可溶性壳聚合物组合物被0.5至5重量%的化学式为R-(OCH₂CH₂)_2-6OSO₃^-M⁺的表面活性剂稳定化，其中所述R是线型、支化或环状C₈-C₂₄烷基或C₁₂-C₃₀芳烷基基团，所述M⁺是抗衡离子。

在第二方面，本发明是一种方法，该方法包括以下步骤：a)在乳液聚合反应条件下使得丙烯酸类单体与丙烯酸单体接触以形成碱可溶性聚合物；b)在乳液聚合反应条件以及化学式为R-(OCH₂)_2-6OSO₃^-M⁺的表面活性剂的存在下，使得所述碱可溶性聚合物与丙烯酸类单体和含磷的酸单体接触以形成具有碱可溶性部分与碱不溶性部分的丙烯酸胶乳聚合物，其中R是线型、支化或环状C₈-C₂₄烷基或C₁₂-C₃₀芳烷基基团；M⁺是抗衡离子。

本发明的组合物可以被用于涂料制剂中以给予所需的冻融性质和遮蔽性质，而无需使用VOC或者外来添加剂，所述VOC或者外来添加剂对制剂的其他性质具有负面影响。

发明详述

在第一方面，本发明提供了含5至20重量%的碱可溶性乳液聚合物壳以及80至95重量%的碱不溶性乳液聚合物芯的可溶性壳聚合物组合物，其中：

以碱可溶性乳液聚合物的重量计，所述碱可溶性乳液聚合物壳包含75至95重量%的丙烯酸类单体的结构单元以及5至25重量％的丙烯酸单体的结构单元；并且：

以碱不溶性乳液聚合物的重量计，所述碱不溶性乳液聚合物芯包含0.1至5重量%的含磷的酸单体的结构单元以及80至99.9重量％的丙烯酸类单体的结构单元；其中

以可溶性壳聚合物组合物的重量计，所述可溶性壳聚合物组合物被0.5至5重量％的化学式为R-(OCH₂CH₂)_2-6OSO₃^-M⁺的表面活性剂稳定化，其中R是线型、支化或环状C₈-C₂₄烷基或C₁₂-C₁₈芳烷基基团，M⁺是抗衡离子。

本文中所用术语命名单体或类别的“结构单元”指的是聚合反应之后单体的残留部分。甲基丙烯酸甲酯的结构单元如下所示：

甲基丙烯酸甲酯的结构单元

其中，虚线表示结构单元与聚合物主干的附着点。