[发明专利]聚合物水分散体及其制备方法

说明书

本发明涉及包含多阶段乳液聚合物颗粒的聚合物水分散体，所述多阶段乳液聚合物颗粒包含:(1)在第一阶段形成的聚硅氧烷；(2)在第二阶段形成的过渡层；(3)在第三阶段形成的聚丙烯酸酯；其中过渡层由硅烷偶联剂制成。本发明还涉及制备聚合物水分散体的方法和聚合物水分散体用于制备涂料的用途。

技术领域

本发明涉及包含多阶段乳液聚合物颗粒的聚合物水分散体及其制备方法。本发明还涉及所述聚合物水分散体在制备涂料中的用途。

背景技术

聚丙烯酸酯(PA)和聚硅氧烷(PSi)各自广泛用于各种领域。然而，由于PA和PSi之间的相容性差，难以平衡所得涂层的机械性能，稳定性和水蒸汽渗透性(WVP)。例如，JP62127364A2公开了一种通过同时乳化有机硅树脂和丙烯酸树脂而获得的复合乳液。由于复合乳液仅通过在水中简单地混合有机硅树脂和丙烯酸树脂而获得，因此所得薄膜的性能不好。

因此，研究了各种丙烯酸酯-硅氧烷共聚物分散体以获得改进的性能。

CN101781390B公开了一种制备具有核/壳结构的聚硅氧烷-聚丙烯酸酯乳液的方法，其中核由硅氧烷单体和丙烯酸酯单体制备，并且壳在硅烷存在下由丙烯酸酯单体制备。根据该专利，由聚硅氧烷-聚丙烯酸酯乳液形成的外墙涂层具有优于由纯聚丙烯酸酯乳液形成的涂层的耐候性和耐污性。通过将涂膜浸入水中来测量涂膜的耐水性，结果，涂膜在120小时后变白。

CN101550217A公开了一种制备具有核/壳结构的无皂聚硅氧烷-聚丙烯酸酯乳液的方法，其中壳由硅氧烷单体和硅烷偶联剂制备，核由丙烯酸酯单体制备。通过将涂膜浸入水中来测量涂膜的耐水性，结果，涂膜在7天后变白。

JP2008012454A公开了一种核/壳乳液，其包含丙烯酸酯-硅氧烷共聚物外层和聚丙烯酸酯内层。所得乳液不能很好地平衡机械性能和水蒸汽渗透性。

Cheng You kan等人在Journal of Applied Polymer Science，2001，82(13):3194-3200中，公开了在硅烷偶联剂存在下通过丙烯酸酯单体和硅氧烷单体的同时自由基和阳离子共聚合成的丙烯酸酯-硅氧烷共聚物乳液。所得乳液具有均匀的颗粒，没有核/壳结构。

因此，仍然需要提供能够平衡水蒸汽渗透性，稳定性和机械强度的分散体，其非常适合于制备涂料，优选外部涂料，例如外部木材/竹子/藤条涂料和建筑物上的外墙涂料。

发明概述

本发明提供一种含有多阶段乳液聚合物颗粒的聚合物水分散体，所述多阶段乳液聚合物颗粒包括:

(1)在第一阶段形成的聚硅氧烷；

(2)在第二阶段形成的过渡层；和

(3)在第三阶段形成的聚丙烯酸酯；

其中过渡层由硅烷偶联剂制成。

本发明还提供一种制备包含多阶段乳液聚合物颗粒的聚合物水分散体的方法，所述方法包括以下步骤:

(1)在第一阶段中制备聚硅氧烷；

(2)在第二阶段中通过使硅烷偶联剂在5℃至95℃，优选40℃至80℃，更优选60℃至80℃的温度下反应在聚硅氧烷上制备过渡层；和

(3)在第三阶段中在过渡层上制备聚丙烯酸酯。

本发明还提供一种涂料组合物，包括:

(1)上述聚合物水分散体；和

(2)任选的添加剂。

本发明还提供了所述聚合物水分散体用于制备涂料，优选外部木材/竹子/藤条涂料的用途。