[发明专利]水性聚合物乳液、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及水性聚合物乳液、其制备方法及其应用。水性多阶段聚合物乳液包含多阶段聚合物，其总的计算的Fox Tg(Tg0)在‑15至+5℃的范围内，计算的第二阶段聚合物的Fox Tg(Tg2)和第一阶段聚合物的Fox Tg(Tg1)之差(ΔTg)超过10℃，并且第一阶段聚合物与第二阶段聚合物的重量比在95:5至30:70的范围内，基于每个阶段聚合所用单体的总量计。所述乳液具有平衡的低温膜柔性(LTFF)、DPUR和耐酸性的性能。

技术领域

本发明涉及水性多阶段聚合物乳液、其制备方法及其应用。具体地，本发明涉及适于涂料应用的多阶段聚合物乳液。本发明还公开了其制备方法及其应用。

背景技术

水性聚合物乳液应用于许多领域，例如涂料、粘合等。当应用于涂料、尤其是外墙涂料中时，聚合物材料会暴露于大气中并经受风化过程，其中，当材料与酸、碱、灰尘等接触时，材料会溶解、磨损或破裂成越来越小的碎片。因此，希望水性聚合物乳液可以具有优异的抗风化过程的性能。另外，膜的柔性、尤其是低温膜柔性(LTFF)也是涂料的一项重要性能，其通常由用于涂料中的乳液产生。

已提出了许多用以赋予涂料以LTFF、耐酸性和耐沾污性(DPUR)的技术方案。并且，重点已经放在作为涂料配方中的主要成分的水性乳液上。总体而言，耐沾污性需要硬质乳液聚合物，而膜的柔性则需要软质乳液聚合物。

CN1256295A公开了一种通过使用多阶段聚合物乳液平衡DPUR和柔性的方法。多阶段聚合物于最终聚合物中同时包含硬链段和软链段。然而，为了解决DUPR性能，在一定程度上牺牲了膜的柔性。

JP2003147150A公开了一种能够形成具有低温柔性的涂膜的含水聚合物分散体及其制造方法。其构造了两层结构的膜，其中A层包含测量Tg为-15℃的具有羧基的聚合物，B层包含测量Tg为30-150℃的聚合物。A层形成后，通过聚合形成B层。该方法需要两步形成膜并且需要利用两种不同的聚合物，因此，对于外墙涂料而言并不理想。

CN106118175A公开了一种耐酸和抗腐蚀的涂料。该涂料包含氟化丙烯酸酯乳液和聚二甲基二烯丙基氯化铵(聚DADMAC)。在该申请中，没有提供抗酸数据。并且，氟化的丙烯酸酯乳液的使用将增加涂料的总成本。

因此，仍然需要开发一种更合适应用于涂料、尤其是外墙涂料的乳液体系，其需要平衡的低温膜柔性(LTFF)、DPUR和耐酸性的性能。

发明内容

本发明的目的之一为提供水性多阶段聚合物乳液，其具有平衡的低温膜柔性(LTFF)、DPUR和耐酸性的性能。水性多阶段聚合物乳液包含一种聚合物，其总的计算的FoxTg(Tg0)在-15℃至+5℃范围内，计算的第二阶段聚合物的Fox Tg(Tg2)和第一阶段聚合物的Fox Tg(Tg1)之差(ΔTg)超过10℃，并且第一阶段聚合物与第二阶段聚合物的重量比在95:5至30:70的范围内，基于每个阶段聚合所用单体的总量计。

本发明的另一个目的为提供其制备方法。水性多阶段聚合物乳液通过多阶段乳液聚合合成。

本发明的第三个目的为提供水性多阶段聚合物乳液的应用，即涂料，尤其是建筑涂料。

具体实施方式

除非另有说明，否则本文中所用的所有术语/专门用语/命名原则具有与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的相同的含义。

表述“一个”、“一种”和“所述”在用于定义术语时，同时包括该术语的复数和单数形式。

本文所用的术语“聚合物”既包括均聚物，即由单一反应性化合物制备的聚合物，也包括共聚物，即通过至少两种具有聚合物形成反应活性的单体化合物的反应而制备的聚合物。

术语“多阶段乳液聚合物”意指包括在第一乳液聚合过程中形成的至少第一阶段聚合物、且包括随后在第二乳液聚合过程中聚合的至少第二阶段聚合物的聚合物。