[发明专利]聚合颗粒的水性分散体

说明书

聚合颗粒的水性分散体包含乳液聚合物和重均分子量在450到1,500g/mol的范围内的聚环氧烷，并且具有低VOC的水性涂料组合物包含所述水性分散体，并且使由其制备的涂料具有改善的水漂白耐受性和硬度。

技术领域

本发明涉及聚合颗粒的水性分散体和包含其的水性涂料组合物。

背景技术

水性或水基涂料组合物由于较少的环境问题变得越来越比溶剂基涂料组合物更重要。涂料工业一直对开发不含或具有显著减少或低挥发性有机化合物(VOC)的涂料组合物感兴趣。

在光漆应用中，粘结剂通常具有接近或高于室温的玻璃化转变温度，其中利用聚结剂和/或溶剂促进成膜。最小化VOC的一种常用方法是包括非挥发性聚结剂，如来自伊士曼化学公司的Optifilm Enhancer 400聚结剂。然而，使用这类非挥发性聚结剂具有显著增加的成本和损害如硬度和/或水漂白性耐受性的性能的挑战。

因此，需要开发一种新型的无溶剂粘结剂，其适合于与含常规聚结剂的油漆相比具有更低的VOC水平和改善的性能的水基油漆配制物。

发明内容

本发明提供一种新颖的聚合颗粒的水性分散体，所述聚合颗粒通过在聚合的过程中并入特定的聚环氧烷制备。本发明的水性分散体可提供最低的成膜温度，所述最低的成膜温度足够低以在室温下形成膜而无需使用聚结剂。与包含在相同负载下的常规粘结剂和常规聚结剂的组合的涂料组合物相比，包含这类水性分散体的水性涂料组合物具有较低的VOC，并且可使由其制成的涂料具有改善的Koenig硬度和水漂白耐受性。

在第一方面，本发明为聚合颗粒的水性分散体，其包含乳液聚合物和重均分子量在450到1,500g/mol的范围内的聚环氧烷，

其中乳液聚合物包含烯键式不饱和亚磷酸单体和/或其盐的结构单元，其中聚环氧烷具有式(I)的结构，

R₁-O-(AO)_m-R₂ (I)，

其中R₁和R₂各自独立地表示氢原子或具有1到22个碳原子的直链、支链或环状、饱和或不饱和烷基；AO表示氧化丁烯单元或氧化丁烯单元与氧化丙烯单元的组合；并且m为5到23的整数；并且

其中以水性分散体中聚环氧烷的总重量计，聚合颗粒中的聚环氧烷的量为50重量％或更大。

在第二方面中，本发明为制备第一方面的聚合颗粒的水性分散体的方法。

在第三方面中，本发明为水性涂料组合物，其包含第一方面的聚合颗粒的水性分散体。

具体实施方式

本发明中的“丙烯酸”包括(甲基)丙烯酸、丙烯酸(甲基)烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈以及其经改性的形式，如丙烯酸(甲基)羟烷基酯。在整篇文件中，词语片段“(甲基)丙烯酰基”是指“甲基丙烯酰基”和“丙烯酰基”。举例来说，(甲基)丙烯酸是指甲基丙烯酸和丙烯酸，并且(甲基)丙烯酸甲酯是指甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯。

本发明中的“聚合颗粒的水性分散体”意指分散在水性介质中的聚合物颗粒。本发明中的“水性介质”意指以介质的重量计，水和0到30重量％的水可混溶(一种或多种)化合物，例如醇、二元醇、二醇醚、二醇酯等。

包含乳液聚合物和聚环氧烷的聚合颗粒的水性分散体可通过在存在聚环氧烷的情况下在水性介质中聚合(例如乳液聚合)单体来制备。