[发明专利]乙烯基聚合物的水分散体

说明书

本发明涉及乙烯基聚合物的水分散体。更具体地说，本发明涉及乙烯基卤化物、乙烯基酯和聚(亚烷基二醇)基大单体的共聚物的水分散体，以及制备该水分散体的方法。

挥发性有机化合物(“VOC”)对环境有所影响，对这个问题的关注引起了人们用以水为载体的聚合物作为对底材进行涂覆的组合物的兴趣，涂覆的目的各有不同，例如，涂在金属制饮料容器和木质家具上作为保护性涂层以及用于在纸和其他材料上印刷的油墨。以水为载体的聚合物经常是通过乳化聚合制成分散体的形式。但是，乳化聚合技术经常要求使用添加剂，例如，为了控制所得聚合物的性质，如特性粘度而使用链转移剂。在这些添加剂有效地控制需要它们控制的聚合物特殊性质的同时，它们将对由这些聚合物的水分散体得到的涂层或膜产生不利影响，如表面不均匀或起疙瘩，颜色不好或气味令人不快。如果在乳化聚合反应中不使用诸如链转移剂的添加剂，则所得到的聚合物将可能具有不期望的特性，如特性粘度高于许多涂覆用途所需要的粘度。

因此，需要新的、以水为介质的、具有理想的特性如特性粘度相对较低的聚合物组合物，不需要在聚合操作中使用不期望的添加剂。

通过本发明，现在可以提供能以水介质为载体、具有理想的特性如特性粘度对提供性能理想的涂层来说足够低的聚合物组合物。根据本发明，聚合物水分散体中含有乙烯基卤化物、乙烯基酯和大单体的共聚物，所述大单体包括聚(亚烷基二醇)与羧酸或羧酸酐，如马来酸或马来酸酐反应得到的产物。

本发明还提供了制备聚合物分散体的方法，包括在溶剂中进行共聚物的溶液聚合反应，向反应产物混合物中加入水以便产生共聚物的分散体，除去溶剂以便提供包含共聚物的水分散体。

根据本发明，适用的乙烯基卤化物单体包括，乙烯基氯、乙烯基溴和乙烯基氟，其中乙烯基氯是优选的。这些乙烯基卤化物单体是可商购的。在本发明共聚物中，乙烯基卤化物单体的使用量为约50-90wt％，优选约55-80wt％，更优选60-75wt％，以共聚物中单体的总重量计。在此，术语“共聚物”指由两个或多个单体得到的聚合物。

根据本发明，适宜使用的乙烯基酯单体包括那些酯基中有2-约16个碳原子的乙烯基酯单体。例如，适宜的乙烯基酯单体包括乙酸乙烯基酯，丙酸乙烯基酯，丁酸乙烯基酯，戊酸乙烯基酯，新戊酸乙烯基酯，己酸乙烯基酯，辛酸乙烯基酯，2-乙基己酸乙烯基酯，壬酸乙烯基酯，癸酸乙烯基酯，新癸酸乙烯基酯，新十二烷酸乙烯基酯等等。优选的乙烯基酯是乙酸乙烯基酯和丙酸乙烯基酯，而最优选的乙烯基酯是乙酸乙烯基酯。本发明适用的乙烯基酯是可以商购的。在本发明共聚物中，乙烯基酯单体的量为约2-25wt％，优选约3-15wt％，更优选约5-12wt％，以共聚物中单体的总重量为基准计算。

根据本发明，适宜使用的大单体包括聚(亚烷基二醇)与不饱和羧酸或羧酸酐的反应产物。优选地，所述酸选自由马来酸，富马酸，衣康酸或它们的酸酐或半酯组成的组。

优选的聚(亚烷基二醇)含有约60摩尔％-100摩尔％环氧乙烷单元和一个或多个羟基。余下的0-40摩尔％重量的烯化氧单元优选为氧化丙烯单元。聚(亚烷基二醇)可以是环氧乙烷的均聚物，或者是氧化乙烯与其他烯化氧，优选氧化丙烯的无规、嵌段或其他共聚物。典型地，适于制备本发明大单体的聚(亚烷基二醇)的数均分子量为约2000-30000克/克摩尔，优选约2000-10000克/克摩尔，更优选约3000-8000克/克摩尔。测定聚(亚烷基二醇)的数均分子量的技术对本领域技术人员来说是已知的。例如，其中的一种技术是测定羟基数目并由此计算数均分子量，记载于the Union Carbide Publication，CARBOWAX Polyethylene Glycols，42页，Test Methods for Specifications(1986)。有关这些技术的详细情况对本领域技术人员来说是已知的。