專(zhuān)利名稱(chēng)：水性乳液的制作方法
水性乳液本發(fā)明涉及ー種包含可由衣康酸酯單體得到的こ烯基聚合物的水性乳液，用于制備所述水性乳液的方法，由水性乳液得到的涂料以及被涂覆的基材。人們對(duì)利用可再生源用于環(huán)境友好的產(chǎn)品和方法越來(lái)越感興趣。衣康酸及其酯衍生物被認(rèn)為是ー種有價(jià)值的可衍生自生物物質(zhì)的化學(xué)品，其在制備涂料制劑用的“緑色”聚合物方面也有潛在的用途。因而，期望制備包含高濃度的可生物再生原料(例如衣康酸酯単體)的樹(shù)脂，以及具有大量基于生物基資源的単體的乳液，其可用在涂料、油漆、清漆、油墨、復(fù)印清漆、膜涂層、或粘合劑。然而，盡管衣康酸及其酯的有利性能，它們聚合的問(wèn)題被認(rèn)為是商業(yè)化發(fā)展的主要障礙。自由基聚合尤其是這樣的，其導(dǎo)致衣康酸及其酯轉(zhuǎn)化為聚合物的轉(zhuǎn)化率很差，SP， 大量用于聚合的所述單體可能在實(shí)際的時(shí)間范圍內(nèi)保持未反應(yīng)。這部分由所述單體的低增長(zhǎng)速率常數(shù)導(dǎo)致。涂料制劑中存在的游離(未反應(yīng)的)単體可能從涂層中潛在地釋放，從健康或環(huán)境角度出發(fā)這是不期望的。為了得到高轉(zhuǎn)化率，可能需要使用過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的加熱以得到最佳的反應(yīng)溫度或極長(zhǎng)的處理時(shí)間，這些都是不期望的，不經(jīng)濟(jì)的。在US2009/0286947中研究了含有懸掛的羧酸基的基于こ烯基單體(特別是衣康酸)的聚合物的轉(zhuǎn)化率。對(duì)于所存在的每摩爾羧酸官能團(tuán)來(lái)說(shuō)，通過(guò)部分地將羧酸官能團(tuán)的水平從25摩爾％中和到85摩爾％，得到50%或更大的單體轉(zhuǎn)化率。US3321431公開(kāi)了ー種用于制備包含衣康酸ニ甲酯(其含量占可聚合組分的至多SOwt% )、烯屬不飽和酰胺和其他烯屬不飽和單體的水性共聚物乳液的方法，其中聚合以高于10wt%的濃度在可水溶的有機(jī)溶劑中進(jìn)行。GB 1001716涉及ー種a，0 -烯屬不飽和單羧酸的烷基酯與衣康酸的單烷基酯的乳液共聚物、其鹽以及由其制成的涂料。GB 2017111涉及ー種包含衣康酸ニ烷基酯和甲基丙烯酸酯烷基酯的氯こ烯樹(shù)脂組合物。由于衣康酸及其它酸官能的單體可能是非常親水因而水敏感的聚合物，所以使用衣康酸酯単體來(lái)代替更有利。此外，為了降低對(duì)環(huán)境的影響，與產(chǎn)生溶劑基樹(shù)脂的其他聚合機(jī)理相比，產(chǎn)生基本上無(wú)溶劑的水性樹(shù)脂的乳液聚合是優(yōu)選的。本發(fā)明的目標(biāo)是提供ー種包含含有高濃度的衣康酸酯單體的こ烯基聚合物的水性乳液，其中所述乳液組合物中游離的衣康酸酯單體的含量很低。我們現(xiàn)在已經(jīng)驚訝地發(fā)現(xiàn)，盡管鏈增長(zhǎng)速率常數(shù)低，但是通過(guò)使用還包含用于形成こ烯基聚合物的こ烯基單體(包括衣康酸酯単體)的特定組合物和隨后加入的追加(chaser)單體組合物,可以得到高的衣康酸酯單體轉(zhuǎn)化率?，F(xiàn)在通過(guò)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)衣康酸酯単體的高轉(zhuǎn)化率，而不需要過(guò)長(zhǎng)的加熱至反應(yīng)溫度或極長(zhǎng)的處理時(shí)間。使用液相色譜(LC)或氣相色譜(GC)測(cè)定用追加單體組合物轉(zhuǎn)化后剩下的游離的衣康酸酯單體的量。根據(jù)本發(fā)明，提供了ー種水性乳液，其包含至少ー種こ烯基聚合物，所述こ烯基聚合物包含a) 45-99wt %的式I的衣康酸酯單體
權(quán)利要求
1.ー種水性乳液，其包含至少ー種こ烯基聚合物，所述こ烯基聚合物包含 a)45-99wt%的式I的衣康酸酯單體
2.ー種水性乳液，其包含至少ー種こ烯基低聚物聚合物，所述こ烯基低聚物聚合物包含 a)45-99wt%的式I的衣康酸酯單體
3.如權(quán)利要求I或2所述的水性乳液，其中，所述組分a)選自由衣康酸ニ烷基酯、衣康酸ニ芳基酯、及其組合組成的組。
4.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的水性乳液，其中，所述組分b)包括至少ー種或更多種酸官能的単體，所述酸官能的單體選自由下列組成的組衣康酸、衣康酸酸酐、衣康酸的單烷基酷、衣康酸的單芳基酷、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸P -羧こ酯及其組合。
5.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的水性乳液，其中，所述組分c)和/或所述追加單體組合物包括至少ー種或更多種選自由下列組成的組中的単體(甲基)丙烯酸甲酷、(甲基)丙烯酸こ酷、(甲基)丙烯酸丁酷、(甲基)丙烯酸2-こ基己酷、苯こ烯及其組合。
6.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的水性乳液，其中，所述こ烯基聚合物進(jìn)ー步包含一種或更多種ニ -或三官能的こ烯基單體，所述ニ -或三官能的こ烯基單體選自由下列組成的組こニ醇ニ丙烯酸酯、丁ニ醇ニ丙烯酸酯、己ニ醇ニ丙烯酸酷、(甲基)丙烯酸烯丙基酷、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、ニこ烯基苯及其組合。
7.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的水性乳液，其中，所述こ烯基聚合物進(jìn)ー步包含2-12wt%的脲基官能的單體。
8.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的水性乳液，其中，所述こ烯基聚合物進(jìn)ー步包含0.I-IOwt%的含有粘附和/或交聯(lián)官能團(tuán)的單體。
9.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的水性乳液，其中，所述こ烯基聚合物包含至少50wt%的來(lái)自可再生源的單體。
10.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的水性乳液，其中，所述水性乳液的VOC水平小于420g/L。
11.ー種用于制備包含至少ー種こ烯基聚合物的水性乳液的方法，該方法包括至少下列步驟 I.下列組分的乳液聚合 a)45-99wt%的式I的衣康酸酯單體
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述こ烯基聚合物是多級(jí)聚合物。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述多級(jí)聚合物的一個(gè)相的Tg范圍為-50到+20°C，另ー個(gè)相的Tg范圍為+30到130°C。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述多級(jí)聚合物是こ烯基低聚物聚合物，所述方法包括至少下列步驟 I.各組分的乳液聚合，所述組分包含 a)45-99wt%的式I的衣康酸酯單體
15.ー種用于制備包含至少ー種こ烯基低聚物聚合物的水性乳液的方法，該方法包括至少下列步驟 I.制備酸官能的低聚物的水性溶液或乳液， II.在所述低聚物的水性溶液或乳液的存在下，進(jìn)行水性乳液聚合過(guò)程以形成疏水性聚合物的水性乳液； 其中，所述低聚物-聚合物組合的特征在于，其包含下列組分 a)45-99wt%的式I的衣康酸酯單體
16.由權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的水性乳液得到的涂層。
17.—種涂布基材的方法，其包括將權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的水性乳液涂覆到基材上，并且使得或允許所述乳液的水性載體介質(zhì)被除去。
18.—種經(jīng)涂布的基材，其通過(guò)下列方法制備用權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的水性乳液涂覆基材，并且使得或允許所述乳液的水性載體介質(zhì)被除去。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水性乳液，其包含至少一種乙烯基聚合物，所述乙烯基聚合物包含a)45-99wt％的式I的衣康酸酯單體，其中R和R’獨(dú)立地為烷基或芳基；b)0.1-15wt％的離子或潛離子不飽和單體；c)0-54wt％的不同于a)和b)的不飽和單體；和在單體a)、b)和c)聚合之后，接著加入并聚合的占所有單體重量的0.9-54.9wt％的追加單體組合物；其中a)+b)+c)與追加單體組合物總計(jì)100％；并且其中基于水性乳液的總重，所述水性乳液包含小于0.5wt％的式I的游離衣康酸酯單體。
文檔編號(hào)C08F267/06GK102656201SQ201080057906
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者杰弗里·斯圖布斯, 格拉爾杜斯·柯納里斯·歐文比克, 迪吉斯·那布爾斯 申請(qǐng)人:帝斯曼知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司