[发明专利]微细粒度的复合胶乳及其在无溶剂涂料中的应用

说明书

本发明涉及无通常的表面活性剂即非聚合表面活性剂的特细微粒的复合胶乳的制备方法，这种复合胶乳可用于需要良好浸润作用和某些疏水作用的任何涂敷。

对于这种应用，精细的分散是基本的性能，因为它控制基底的浸润性能。人们一致认为有利的上述胶乳的分配，其微粒的大小是在30nm至150nm之间。

现有技术

实际工业上惯用的胶乳，如在德国专利DE2548393申请中所报道的胶乳是由下列连续操作所得的水分散系所组成：

1)在(与水相混的)溶剂中，由一种疏水单体和一种有羧酸官能的亲水单体相结合的预聚物进行合成(以下称聚合物A)；在聚合物A的水中中和酸并稀释。

2)由苯乙烯和甲基丙烯酸酯所组成的疏水单体(单体B)的混合物的乳液在上面步骤1中所得到的溶液中进行聚合。

然而人们担心在这些乳液中的干扰作用，其中因表面活性剂存在所产生的成膜后，对乳液的水的敏感性，尤其是非聚合的非离子的表面活性剂，如乙氧基脂肪醇，或者非聚合阴离子表面活性剂如油酸钠或者月桂基硫酸钠，正如在美国专利4868259(Goodyear)中所公开的方法。此外，规定要排除含有挥发性有机溶剂的市场产品。但，上述工艺的聚合方法不可能一方面在聚合物A的制备相中避免使用留在制备中的溶剂，另一方面，也不可能不使用大量非聚合的表面活性剂而取得同样细的微粒。

本发明的说明

本发明的复合胶乳适应了这种需求。这种胶乳的微粒平均直径在30nm至150nm之间，它是通过烯属不饱和的疏水单体混合物，例如由苯乙烯和(甲基)丙烯酸酯组成的单体混合物进行聚合而实现的，该聚合是在水溶性的或水可分散的两亲聚合物的水溶液中以乳化液形式进行的，两亲聚合物的数均分子量(Mn)在500至5000之间，其酸指数小于500，其所述聚合物本身是由烯属不饱和疏水单体和有羧酸官能的烯属不饱和的亲水单体相结合所组成的，上述水溶性两亲聚合物的水溶液没有其它任何表面活性剂或者保护胶体。这种聚合物的分子量比现有技术聚合物A的分子量低得多，后来为了方便起见人们称这种聚合物A为“低聚物”。这种聚合作用是在游离基引发剂存在下进行。

在专利EP-A-675177(Goodrich)中已公开这种类型的胶乳。本发明胶乳的两亲低聚物的重量百分数是以最后干燥提取物计为10至50％之间，这种重量百分数适应于调整低聚物与遵循聚合反应单体间的矛盾性质，由于这种调整，能够保持微细颗粒的分散，这种分散液随着时间推移都是稳定的，而分散液聚结薄膜对水是不太敏感。由本发明所得到的胶乳分析结果可以看出，如果这种低聚物只起单体分散剂或保护胶体作用的话，则它们的自由低聚物含量低于人们期望达到的含量。人们有理由认为，一部分这种低聚物是掺合在组成胶乳分散相的颗粒上。这种假设可通过测定所制得产品的转变温度所证实，这些产品的转变温度明显地不同于在两亲低聚物溶液中使疏水单体进行聚合而得到的简单共聚物所期待的转换温度，超离心分离后，所得到的无胶乳微粒的分散液中的含水相的测定还证实了这种假设，因为在离心分离步骤后，水溶液相中只有一部分起始低聚物。因此有一部分起始低聚物固定在这些胶乳微粒上，正是从这种意义上说人们可将本发明的胶乳确定为复合胶乳。

在这些体系中，在两亲低聚物溶液中进行聚合的这些疏水单体可以是苯乙烯或其衍生物，也可以是一种(甲基)丙烯酸酯，其中可以是由全氟化醇酯化(甲基)丙烯酸得到的含氟单体，或这些单体的混合物。