[发明专利]水性聚合物乳液

说明书

本发明涉及含有至少30wt.％乙烯基共聚物(A)的水性乳液，所述乙烯基共聚物(A)含有以下单体：(I)总量至少为30wt.％的甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸2‑辛酯，其中甲基丙烯酸异冰片酯与丙烯酸2‑辛酯的重量比为5:95至95：5；(II)不超过70wt.％的除丙烯酸2‑辛酯和甲基丙烯酸异冰片酯之外的至少一种烯键式不饱和单体，其中(I)和(II)的总量为100wt.％，并且其中乙烯基共聚物(A)的量相对于所述乳液中存在的粘合剂的总重量给出。

本发明涉及包含乙烯基共聚物粘合剂的乳液、制备这种乳液的方法、由该乳液获得的涂层和涂覆的基材。

人们越来越关注将可再生资源用于环保产品和工艺。因此，希望制造可用于涂层、油漆、漆、油墨、罩印清漆、薄膜涂层或粘合剂的包含生物可再生原料(比如衣康酸酯单体)的树脂以及这些树脂的乳液。衣康酸及其酯衍生物被认定为可以从生物质衍生的有价值的化学品之一，这对于生产用于涂层配方的“绿色”聚合物也可能是有用的。例如，现有技术文献WO2011073417、WO2013113937和WO2013113936描述了衣康酸的二烷基酯作为乙烯基共聚物粘合剂中的单体的用途。然而，已发现在乙烯基共聚物粘合剂中使用衣康酸的二烷基酯可能导致涂层具有低的耐化学性(特别是耐乙醇性)、低的早期抗粘连性和/或低的早期耐水性。高的(早期)耐水性被认为是涂层的非常重要的性质，因为水通过涂层的迁移可能导致涂层与基材分层和/或影响基材。例如，当使用木质基材时，涂层的太低的(早期)耐水性可能导致木质基材腐烂。此外，涂层的(早期)抗粘连性是非常重要的涂层性能。抗粘连性会抵抗涂层粘在一起(或粘连)的趋势。抗粘连性差导致两个接触涂层粘附，从而导致涂层在分离时撕裂或剥落。当在储存、包装和/或运输过程中分离彼此接触地堆叠或放置的两个被涂覆表面时，高的早期抗粘连性提高了生产效率并避免了潜在的涂层损坏。涂层还必须具有耐化学性，比如耐水和耐乙醇，例如以保护涂层和基材免受含乙醇的清洁剂和/或含乙醇的饮料/液体的影响。

本发明的目的是提供一种乙烯基共聚物粘合剂的水性乳液，该乙烯基共聚物粘合剂可以含有除衣康酸的烷基酯以外的生物基单体，并且该乙烯基共聚物粘合剂使得涂层具有改善的耐化学性(特别是改善的耐乙醇性)、改善的早期抗粘连性和/或改善的早期耐水性(相比于在涂覆乙烯基共聚物粘合剂的类似水性乳液时，该水性乳液含有衣康酸的烷基酯(比如像衣康酸二甲酯或衣康酸二丁酯)，并且具有与本发明中使用的乙烯基共聚物粘合剂相同或基本相同的玻璃化转变温度T_g)。

令人惊讶地发现，以所要求保护的量与甲基丙烯酸异冰片酯一起使用含有丙烯酸2-辛酯的乙烯基共聚物粘合剂导致涂层具有改善的耐化学性(特别是耐乙醇性)、改善的早期抗粘连性和/或改善的早期耐水性(相比于使用乙烯基共聚物粘合剂，该乙烯基共聚物粘合剂具有相同或基本相同的玻璃化转变温度T_g和任选地相同或基本相同的生物基碳含量，但含有衣康酸的烷基酯，比如像衣康酸二甲酯或衣康酸二丁酯)。本发明的优点是可以增加乙烯基共聚物粘合剂的生物基碳含量，同时可以保持或甚至改善耐化学性、早期抗粘连性和/或早期耐水性。

因此，本发明提供用于制备涂层组合物的水性聚合物乳液，其中所述水性乳液包含衍生自以下单体的乙烯基共聚物(A)：

(I)总量至少为30wt.％的甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸2-辛酯，其中甲基丙烯酸异冰片酯与丙烯酸2-辛酯的重量比为5:95至95：5；

(II)不超过70wt.％的除丙烯酸2-辛酯和甲基丙烯酸异冰片酯之外的至少一种烯键式不饱和单体，

其中(I)和(II)的总量为100wt.％，即(I)和(II)的量是相对于用于制备乙烯基共聚物(A)的单体的总重量给出的，并且其中乙烯基共聚物(A)的量相对于乳液中存在的聚合物粘合剂的总重量优选为至少30wt.％。

丙烯酸2-辛酯的结构式如下：

甲基丙烯酸异冰片酯的结构式如下：

所有数量范围旨在包括该范围内的各个和每个点。