[发明专利]水分散性/再分散性疏水性聚酯树脂及其在涂料中的应用

说明书

                  发明领域

本发明涉及由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，例如新合成的PET、回收PET、用户使用过PET或者前体原料合成新型的水分散性或水可乳化且疏水性或非极性获得改善的聚酯树脂的方法。本发明还涉及具有优良疏水性又具有良好的使疏水基团的排列方向远离树脂所涂的基材的能力且已涂布的表面具有高的水滴接触角的树脂。这些特性使得这些分散液或乳化液涂布的薄膜的拒水性获得显著改善，同时又保持其再分散性或再可乳化的性质。这种树脂可在纸张、纺织品、涂料、油漆、建筑及其他工业领域获得广泛应用。

           发明背景和先有技术的叙述

已有许多专利涉及水可溶、水分散性或可乳化的聚酯树脂的合成方法。例如Altenberg在美国专利U.S.4,604,410中提出了用含3-8个羟基的低分子量多羟基化合物分解边角料聚对苯二甲酸亚烷基二酯的方法制备醚化的芳族多元醇。所得的中间体用1-4摩尔的环氧乙烷和/或环氧丙烷进行烷氧基化。最终产物用于制造聚氨酯和聚异氰酸酯泡沫塑料。

Sperenza等人在美国专利U.S.4,485,196中列举了将回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯边角料与烯化氧如环氧丙烷进行反应的例子。该产物可用于制造硬质泡沫塑料。

Svoboda等人在美国专利U.S.4,048,104和Altenberg等人在美国专利U.S.4,701,477中提出了将边角料聚对苯二甲酸亚烷基二酯与二元醇类或多元醇类进行反应的其他方法。在本申请人先前的发明(美国专利U.S.4,977,191，发明人Salsman)中公开了一种水可溶或水分散性聚酯树脂，适用于纺织品的上浆。该聚酯树脂包含20-50％重量的对苯二甲酸酯聚合物废料，10-40％重量的至少一种二元醇和5-25％重量的至少一种烷氧基化的多元醇的反应产物。优选的组合物还包含20-50％重量的间苯二甲酸。还有一种水可溶或水分散性树脂包含20-50％重量的对苯二甲酸酯聚合物废料，10-50％重量的至少一种二元醇和20-50％重量的间苯二甲酸的反应产物。

Rao等人的美国专利U.S.5,252,615公开了由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)经醇解而得的涂料组合物。最好，该PET是从塑料制品中再生的或回收的。

Dale等人在美国专利U.S.4,104,222中提出了制造线型聚酯树脂的分散液的方法，该方法是将线型聚酯树脂与高级醇/环氧乙烷加成型表面活性剂混合，然后再将该混合物溶化并将所得的熔体分散于碱性水溶液中。该产品用作涂料和浸渍剂。

提出使用含有对苯二甲酸单元和由亚烷基和多亚烷氧基二元醇衍生的单元的共聚物对纤维或纺织品进行处理的参考资料包括Hayes(U.S.No.3,939,230)，Nicol等人(U.S.No.3,962,152)，Wada等人(U.S.No.4,027,346)，Nicol(U.S.No.4,125,370)和Bauer(U.S.No.4,370,143)。

Marshall等人在美国专利U.S.3,814,627中提出用基于聚乙二醇的酯浸涂聚酯纱线的方法。

在我们的另一专利U.S.5,281,630(Salsman)中公开了磺化的水可溶或水分散性聚酯树脂组合物，它是先用α、β-烯键式不饱和的二羧酸，然后再用亚硫酸盐对聚酯的二元醇解产物进行处理而制成的。

下列的美国专利叙述了含脂肪酸部分的聚酯树脂：4,080,316；4,179,420；4,181,638；4,413,116；4,497,933；4,517,334；4,540,751；4,555,564；4,686,275；5,075,417和5,530,059。但以上专利中没有一篇公开了本发明的树脂，该树脂具有优良的疏水性，且当水滴滴在用该树脂涂布的表面上时具有很高的接触角。

以上先有技术所述的树脂已发现在纺织品、涂料和粘合剂中获得应用。但是，所有这些树脂都具有相当高的极性，从而其用途局限在粘合促进剂，或其中防水不是主要因素或防水性是由其他助剂提供的涂料应用领域。这些聚酯树脂均未涉及拒水性质问题。

在某些例子中较大用量的脂肪酸油用于为聚酯树脂提供交联和热固化性。这种化学被标识为“醇酸”化学。在干燥过程中分子链间产生交联，从而使已涂布的涂料变成不可溶的。

直到本发明申请之日，本发明人没有获悉先有的聚酯技术中水分散性或可乳化的聚酯树脂为了向涂有分散液的基材提供疏水特征或性质和/或同时保持水再分散性而引入足够的非极性基团。