[发明专利]含多叶状物的组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及尤其适于用做粘结剂、涂料和胶粘剂的、以接续式反应制得的聚合物颗粒的水分散体及其制备方法和用途。

用接续式乳液聚合的方法制备能成膜的具有核-鞘或核-壳结构的聚合物颗粒分散体是已为人们熟知的技术。许多文献介绍了用这种分散体于粘结剂、涂料及胶粘剂中作为成膜聚合物。

本发明也采用接续乳液聚合反应来制备成膜粘结剂、涂料和胶粘剂以及涂料的不成膜的添加剂，但是与常用技术所不同的是，本发明的颗粒并不是核-壳或核-鞘结构的，甚至不是球状的。本发明人现已找到了制备具有一个内核且周围有多个叶片的颗粒（称为“多叶状物”）的方法，并且也已发现了如何利用这一现象在涂料膜构造（paint    filmbuild）、流动、均化、高剪切（“ICI”）粘度以及胶粘剂湿粘性上获益。

我们尚未发现已公开的先有技术中介绍过多叶状物，也未听说有人用过或销售过多叶状物。

据我们所知，常见的聚合物水分散体中有时会出现奇形怪状的、大块的、或“木莓”（rasberry）一样的颗粒，而且常见的球状颗粒分散体有时会附聚成椭圆形或哑铃形颗粒的群集体。本发明的多叶状物分散体在结构上以及在粘结剂、涂料、或胶粘剂组合物中的作用上与它们差别极大。从结构上讲，本发明的多叶状物颗粒有一个内核，其周围有多个叶片，且叶片与核的成份不一样。在优选的体系中，本发明的核经中和后是可溶胀的，且其成分与叶片成分的差大于0.05（用相关参数X_C-L定义）。

由Masayoshi    Okubo领导的神户大学（Kobe    Univcrsily）的一个出了很多成果的研究组在过去的十二年中曾发表不少有关悬浮聚合和乳液聚合的文章，而且他们对所谓的异常的和特殊形态学尤其感兴趣。参见例如《聚合物科学杂志·聚合物通信版》（Journal    of    Polymer    Science：Polymer    Letters    Edition）第20卷，第45～51页（1982）和第19卷，第143页（1981）。虽然神户研究组的文章介绍了似乎是叶片一样的东西，但是经仔细研究我们相信神户研究组是在连续的、柔软的第一阶段（例如丙烯酸丁酯）中生长坚硬的第二阶段颗粒（如苯乙烯）。由于丙烯酸丁酯是电子束可穿透的，从未硬化的颗粒的透射电镜照片上可看到起伏不平的内部形态。然而，若用光学显微镜观察或颗粒硬化后用电子显微镜观察，神户大学的颗粒实际上是球状的。显然，神户大学的材料不能用做高膜构造涂料的粘结剂（high    film    build    coating  binder）或高湿粘性胶粘剂。神户大学的材料的制备方法在许多方面与我们的方法不一样，而且他们的材料在形态上与我们的多叶状物不相同。我们相信，神户大学的颗粒用一个形状不规则的核，核外包覆着球状的、电子束可穿透的壳（而不是内核外连有多个叶片）。

为了制备具有足够的膜构造和ICI粘度的胶粘剂、涂料或粘结剂，常见的分散体中通常需加入增稠剂。本领域中用的典型的增稠剂有羟乙基纤维素和合成的流变调节剂。

本发明的目的之一是在成膜分散体粘结剂、涂料和胶粘剂体系中少用或不用增稠剂或流变调节剂。

本发明的另一个目的是提供一种用于粘结剂、涂料、以及胶粘剂的聚合物颗粒分散体，固体含量不变时，它具有改善了的膜构造（film    build），而膜构造不变时它需要较低的固体含量。

对于胶粘剂，本发明的目的之一是改善湿粘性。

本发明的另一个目的是提供一种有效的、用于粘结剂、涂料和胶粘剂的分散体。

这些目的，以及由下面详述部分可看出的其它目的已被本发明实现。一方面，本发明是一种用于粘结剂、涂料和胶粘剂组合物中的、含有聚合物颗粒的水分散体，上述聚合物颗粒有一个内核，其外部连有叶片。另一方面，本发明涉及这类组合物在粘结剂、涂料或胶粘剂中的应用;当固体含量不变时，其膜构造得到了改善，当膜构造不变时，其因含量要求较低。

本发明的另一个方面涉及这类组合物的制备方法。在该方法中，形成叶片的单体体系在内核颗粒上生长并形成一种聚合物，其中叶片与核的重量比大于1。

图1是按本发明制备的多叶状物分散体在溶胀前的外观的光学显微镜照片（暗背景）。

图2是按本发明制得的多叶状物分散体的光学显微镜照片（亮背景）。

图3是按本发明制得的且已在85℃下用氨中和了的多叶状物分散体的外观的光学显微镜照片（亮背景）。

图4与图1相同，只是光强较低。

图5与图2相似，只是颗粒较小。

图6是本发明的扫描电镜照片。