含有2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸结构单元的粒子聚合物的稳定水性分散液和其复合物的制作方法

文档序号:8491216阅读:419来源:国知局
含有2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸结构单元的粒子聚合物的稳定水性分散液和其复合物的制作方法
【专利说明】含有2-(甲基丙烯酰氧基)乙基麟酸结构单元的粒子聚合 物的稳定水性分散液和其复合物
【背景技术】
[0001] 本发明涉及具有2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸结构单元的胶乳粒子和包含吸附 到颜料粒子上的所述胶乳粒子的复合物。
[0002] 已知含有甲基丙烯酸磷酰基乙酯(PEM)结构单元的聚合物的稳定水性分散液改 善了油漆配制品的遮盖力和耐污性。含PEM的油漆配制品的用途是众所周知的。举例来 说,U.S. 8, 158, 713 Bl公开了含有包含丙烯酸乙酯和相对低含量的PEM和甲基丙烯酸乙 酰乙酰氧基乙酯的共聚物的粘合剂的油漆配制品在耐污性和耐擦洗性方面的惊人改善。 U. S. 5, 385, 960公开了包括吸附到TiO2上的含PEM乳胶聚合物的分散液的油漆配制品在遮 盖力方面的改善。U. S. 7, 081,488 Bl公开了当聚合物在低pH值条件下制备时,使用具有吸 附的含PEM聚合物粒子的复合粒子获得的遮盖效率增加。
[0003] 不幸的是,PEM无法以高纯度在市面上购得;尽管已描述纯化PEM的尝试(参见 U.S. 6, 710, 161 B1),但这些方法并不被认为是商业上可行的。因此,PEM是以含有可观量 的PEM二甲基丙烯酸二酯以及磷酸的不纯单体形式供应,其中的每一者造成与其使用相关 联的问题。举例来说,磷酸造成PEM的水解不稳定性;此外,这一无机酸杂质的存在使大得 多的中和剂装填成为必要以便达到目标PH值。所述二酯的存在尽管并未在乳胶合成中导 致不良作用,但可以充当交联剂,这可能限制单体在需要低分子量乳液或乳液溶解或两者 的应用中的效用。因此,发现具有PEM益处并且可以容易地在相对低的成本下以高纯度制 备的含磷单体将为有用的。

【发明内容】

[0004] 在一个方面中,本发明通过提供包含聚合物粒子的水性分散液的组合物满足所属 领域中的需求,所述聚合物粒子包含以所述聚合物粒子的重量计50到99. 8重量百分比的 非离子单烯属不饱和单体结构单元、〇. 1到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦 酸或其盐的结构单元、和〇. 1到10重量百分比的硫酸单体或羧酸单体或其组合或其盐的结 构单元。
[0005] 在第二方面中,本发明是包含吸附到颜料粒子表面的聚合物粒子的稳定水性分散 液的复合物,其中所述聚合物粒子包含以所述聚合物粒子的重量计50到99. 8重量百分比 的单烯属不饱和单体结构单元、〇. 1到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸或 其盐的结构单元、和〇. 1到10重量百分比的硫酸或羧酸单体或其组合或其盐的结构单元。
[0006] 本发明通过鉴定磷酸单体与PEM不同可以容易地以高产率和纯度产生,同时维持 或超过在涂料应用中使用含PEM胶乳达到的特性来满足所属领域中的需求。
【具体实施方式】
[0007] 在一个方面中,本发明是包含聚合物粒子的稳定水性分散液的组合物,所述聚合 物粒子包含以所述聚合物粒子的重量计50到99. 8重量百分比的非离子单烯属不饱和单体 结构单元、0. 1到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸或其盐的结构单元、和 0. 1到10重量百分比的硫酸单体或羧酸单体或其组合或其盐的结构单元。
[0008] 单烯属不饱和单体结构单元可以是一或多个丙烯酸单体、苯乙烯单体、乙烯酯单 体、乙烯的结构单元或其某些组合的结构单元,包括苯乙烯-丙烯酸单体和乙烯-乙烯酯单 体。如本文所用,指定单体的术语结构单元是指在聚合之后所述单体的残余物。举例来说, 甲基丙烯酸甲酯的结构单元如图所示:
[0009]
【主权项】
1. 一种包含聚合物粒子的稳定水性分散液的组合物,所述聚合物粒子包含以所述聚合 物粒子的重量计 a) 50到99. 8重量百分比的非离子单烯属不饱和单体结构单元; b) 0. 1到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸或其盐的结构单元,和 c) 〇. 1到10重量百分比的硫酸单体或羧酸单体或其组合或其盐的结构单元。
2. 如权利要求1所述的组合物,其中所述非离子单烯属不饱和单体是丙烯酸单体、苯 乙烯单体、苯乙烯和丙烯酸单体的组合、乙烯酯单体、或乙烯和乙烯酯单体的组合,并且所 述聚合物粒子的!;在-101:到30°C的范围中。
3. 如权利要求1所述的组合物,其中所述聚合物粒子包含以所述组合物的重量计80到 99重量百分比的丙烯酸单体或丙烯酸和苯乙烯单体的组合的结构单元。
4. 如权利要求3所述的组合物,其中所述丙烯酸单体是选自由以下组成的群组的一或 多个单体:甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-丙基庚酯、丙烯酸2-乙基 己酯和甲基丙烯酸脲基酯;并且所述苯乙烯单体是苯乙烯。
5. 如权利要求1到4中任一权利要求所述的组合物,其中所述聚合物粒子包含以所述 聚合物粒子的重量计,a)0. 2到2重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸或其盐的 结构单元;b) 90到98重量百分比的非离子单烯属不饱和单体结构单元;和c) 0. 2到3重量 百分比的硫酸单体或其盐。
6. 如权利要求1到4中任一权利要求所述的组合物,其中所述聚合物粒子包含以所述 聚合物粒子的重量计2到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸或其盐的结构 单元。
7. 如权利要求1到5中任一权利要求所述的组合物,其中所述硫酸单体或其盐是4-乙 烯基苯磺酸钠或其盐。
8. 如权利要求1到7中任一权利要求所述的组合物,其中所述聚合物粒子具有核-壳 形态,其中所述核从所述壳凸出,所述核包含以所述聚合物粒子的重量计至少90重量百分 比的2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸基团或其盐。
9. 一种复合物,其包含吸附到颜料粒子表面的如权利要求1到8中任一权利要求所述 的聚合物粒子的稳定水性分散液。
10. -种油漆配制品,其包含如权利要求9所述的复合物和选自由以下组成的群组 的一或多种组分:溶剂、填充剂、流变改性剂、空心颜料、分散剂、表面活性剂;消泡剂、防腐 剂、助流剂和流平剂。
【专利摘要】本发明是包含聚合物粒子的稳定水性分散液的组合物,所述聚合物粒子包含非离子单烯属不饱和单体;2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸(MEP)或其盐;和硫酸单体或羧酸单体或其组合或其盐的结构单元,以及包含吸附到如TiO2的颜料粒子表面的所述聚合物粒子的复合物。所述组合物和复合物是使用磷酸单体MEP来制备,其可以高纯度加以制备,具有少量残余的不可聚合磷酸,从而与甲基丙烯酸磷酰基乙酯(PEM)相比减少达到目标pH所需的中和剂负载。
【IPC分类】C09J133-06, C08F220-18
【公开号】CN104812787
【申请号】CN201380061271
【发明人】J·C·勃林, A·S·布劳内尔, M·塞西欧萨姆
【申请人】罗门哈斯公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年11月26日
【公告号】CA2892862A1, WO2014088873A1
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