[发明专利]在零或低VOC涂料组合物中有用的聚合物胶乳粘合剂

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于制备涂料组合物的胶乳粘合剂，该涂料组合物含有低水平的(或其基本上不含)挥发性有机化合物(VOC)如挥发性冻融添加剂，并且涉及制备此类聚合物胶乳粘合剂和涂料组合物的方法。

发明背景

胶乳涂料组合物被用于多种应用，包括，例如，作为各种类型的表面的涂料。然而，当此类组合物暴露于冻融循环时被认为是潜在地不稳定的。即，胶乳涂料组合物的反复冷冻和加热经常可以导致在胶乳中的分散的聚合物的不稳定(例如，导致凝胶的形成)。当然，由于这些涂料组合物在装运和存储过程中预期是暴露在宽范围的温度下，这是一个显著的问题。为此原因，已经将不同的冻融添加剂配制到胶乳涂料组合物中以便提高它们对此类温度循环的耐受性。传统上，这些添加剂包括相对低分子量的化合物，如醇类、二元醇和类似物。

然而，近年来，此类低分子量的冻融添加剂已受到密切关注，因为许多被归类为挥发性有机化合物(VOC)。许多地方的环境法规限制可能存在于涂料组合物中的VOC的水平。为此原因，一直努力开发适合于作为零或低VOC但仍符合行业内预期的冻融稳定性要求的不同的新的配制品。

发明概述

本发明提供了一种多相乳液聚合物，该多相乳液聚合物包含至少一种具有从0℃至100℃的玻璃化转变温度的硬相聚合物和至少一种具有小于0℃并且比该硬相聚合物的玻璃化转变温度低至少20℃的玻璃化转变温度的软相聚合物，其中该硬相聚合物是至少一种烯键式不饱和单体和至少一种对应于式(I)或(II)的含氧化烯的(甲基)丙烯酸酯或其混合物的共聚物：

(I)CH₂＝C(R¹)-C(＝O)-O-[X-O]_n-R²；

(II)CH₂＝C(R¹)-C(＝O)-O-[X-O]_n-P(＝O)(OY)₂；

其中R¹是H或CH₃，R²是H或一个C₁-C₈烷基，X各自独立地是–(CH₂)₂-，

-CH₂CH(CH₃)-或–CH(CH₃)CH₂-，Y各自独立地是H、铵或碱金属原子，并且n是从1至30的一个整数。此类多阶段乳液聚合物在具有低或零VOC含量但仍具有良好的冻融稳定性的胶乳涂料组合物的配制品中是有用的。包含本发明的多阶段乳液聚合物的胶乳涂料组合物也能够具有低温膜形成性和抗粘连性。

在本发明的另一个方面，提供了一种在零或低VOC的胶乳涂料组合物中有用的聚合物胶乳粘合剂，该聚合物胶乳粘合剂包含处于胶乳颗粒形式的上述多相乳液聚合物、水、以及至少一种乳化剂。

在本发明的另一个方面提供了一种零或低VOC的胶乳涂料组合物，包含上述聚合物胶乳粘合剂和至少一种颜料。

本发明还提供了一种制造聚合物胶乳粘合剂的方法，该方法包括：

(a)使至少一种烯键式不饱和单体和至少一种对应于式(I)或(II)的含氧化烯的(甲基)丙烯酸酯或其混合物的水性乳液共聚合：

(I)CH₂＝C(R¹)-C(＝O)-O-[X-O]_n-R²；

(II)CH₂＝C(R¹)-C(＝O)-O-[X-O]_n-P(＝O)(OY)₂；

其中R¹是H或CH₃，R²是H或一个C₁-C₈烷基，X各自独立地是

-(CH₂)₂-、-CH₂CH(CH₃)-或–CH(CH₃)CH₂-，Y各自独立地是H、铵或碱金属原子，并且n是从1至30的一个整数，以形成具有从0℃至100℃的玻璃化转变温度的硬相聚合物；

(b)使一种或多种另外的单体在该硬相聚合物的存在下聚合以形成一种软相聚合物；