[发明专利]细分散的水性乳液聚合物以及其用于疏水性涂料的用途

说明书

本发明涉及一种聚合物分散体，其可通过至少一种如下的两阶段乳液聚合得到：1)由包含A)至少一种单体、B)至少一种阴离子共聚乳化剂的第一组合物通过自由基聚合来制备聚合物A，2)将在1)中制备的聚合物A与碱混合，3)在经2)处理的聚合物A的存在下，由包含A)至少一种单体、B)至少一种阴离子共聚乳化剂的第二组合物通过自由基聚合来制备聚合物B。本发明还涉及一种制备本发明的聚合物分散体的方法、包含本发明的聚合物分散体的水性组合物形式的涂料以及本发明的聚合物分散体用于涂料组合物或油漆和清漆的用途。

聚合物分散体是公知常识。其构成包含呈分散分布形式的聚合物结的流体系统，所述聚合物结由多个相互连接的聚合物链构成，这些结作为分散相存在于水性分散介质中，并且称为聚合物基质或聚合物颗粒。聚合物颗粒的平均直径通常为10至1000nm，更特别为30至300nm。水性聚合物分散体用作许多工业应用的粘结剂。

当其用作用于基材上的涂层的粘结剂时，对于该涂层的重要要求之一是其具有高硬度，并因此表现出良好的耐刮擦性和抗粘连性。基于环境方面的原因，粘结剂在<0至40℃的范围内成膜是期望的，从而使得几乎不需要或不需要成膜助剂。另一个要求是非常细的分散状态。这使得能够制备透明的水性釉料(stain)并使得该釉料有效地渗透基材，特别是当待涂敷的基材为木材时。

EP-B 0 710 680公开了可使用多阶段乳液聚合来制备聚合物分散体，所述聚合物分散体表现出低的最低成膜温度(MFFT)并形成具有高的抗粘连性的膜。此类聚合物分散体的平均聚合物粒径<100nm。然而，在大多数情况下，细分散的状态不足以配制出在湿状态下用于所需的木材涂层的透明釉料。在干燥状态下，木材釉料在木材上形成透明或半透明的涂层。其包含非常少量的透明颜料(例如透明的、超细氧化铁)，以便使得仍可观察到木材的结构。

WO 2008/152017记载了在至少一种分散剂和至少一种自由基引发剂的存在下，通过自由基引发的烯键式不饱和单体的水性乳液聚合来制备水性聚合物分散体的方法。所用的分散剂在其中以高含量使用。

WO 2012/130712 A1记载了在低温下成膜的多阶段水性聚合物分散体，其在制剂中甚至在升高的温度下仍表现出良好的抗粘连性，表现出低的发泡倾向，并且具有良好的湿粘合性和储存稳定性。同样还记载了制备其的方法以及其作为用于涂覆基材的粘结剂的用途。该制备在乳化剂的存在下进行。

WO 95/29963 A1记载了一种制备不含有机溶剂的水性交联聚合物组合物的方法。该组合物包含Tg为10至125℃的具有可交联官能团的酸官能聚合物以及Tg比聚合物A低至少25℃的聚合物B。

WO 95/29944 A1记载了一种制备不含有机溶剂的水性交联聚合物组合物的方法，该方法不含有机溶剂。该文献未记载任何阴离子共聚乳化剂。

WO 2012/084973记载了一种水性聚合物涂料组合物，其包含至少一种质均摩尔质量Mw为1000至150 000g/mol且酸值>5mg KOH/g的乙烯基聚合物A，以及质均摩尔质量Mw为至少80 000g/mol且酸值<35mg KOH/g的乙烯基聚合物B。该文献未记载任何阴离子共聚乳化剂。

WO 2012/084974 A1记载了一种包含乙烯基聚合物的水性聚合物分散体，所述乙烯基聚合物具有至少两相，包含A)40至90重量％的玻璃化转变温度为-50至30℃的乙烯基聚合物A，以及B)10至60重量％的玻璃化转变温度为50至130℃的乙烯基聚合物B，所述乙烯基聚合物A包含0.1至10重量％的至少一种酸官能烯键式不饱和单体，其中至少20重量％的乙烯基聚合物用于形成乙烯基聚合物，以及所述乙烯基聚合物B源自至少一种生物来源的再生烯键式不饱和单体。

EP 0 338 486 A2记载了一种制备稳定的乳胶的方法，其特征在于以下步骤：a)在乳液聚合的条件下，将形成乳胶的单体混合，从而在第一阶段形成亲水性低分子量聚合物反应混合物，其可通过pH调节变成水溶性的；b)在乳液聚合的条件下，将包含第一阶段的聚合物的反应混合物与形成乳胶的单体接触，从而在第二阶段形成疏水性聚合物，其与来自第一阶段的聚合物形成反芯-壳乳液，以及c)调节乳液的pH，从而溶解第一阶段的聚合物以及所制备的乳胶。

WO 2012/2140042记载了一种制备水性乙烯基聚合物分散体的方法，所述分散体表现出良好的成膜特性、良好的稳定性和清晰度，以及可通过该方法得到的聚合物分散体，以及由该聚合物分散体制备的涂料组合物。该文献中的任何一处均未记载任何的其中在每种情况下均使用了共聚乳化剂的两阶段乳液聚合。