展现改进的存放稳定性的碱溶性树脂(asr)壳环氧树脂rdp的制作方法_2

文档序号:8500707阅读:来源:国知局
°C的胶体稳定剂的混合物应得到Tg为120°C的胶体 稳定剂的混合物。
[0027] 如本文所用,除非另外指明,否则短语"分子量"是指相对于聚(苯乙烯)标准物 通过凝胶渗透色谱法(GPC)所测量的重量平均分子量。
[0028] 如本文所用,术语"多层聚合物粒子"是指具有两层或大于两层包括通过化学接 枝、囊封和物理吸附彼此相连的聚合物粒子。
[0029] 如本文所用,术语"聚合物"在替代方案中是指由一或多种不同单体制成的聚合 物,如共聚物、三元共聚物、四元共聚物、五元共聚物等,并且可以是随机、嵌段、接枝、序列 或梯度聚合物中的任一个。因此,术语"聚合物"包括共聚物和在其范畴内的聚合物。
[0030] 如本文所用,术语"全部RDP重量"是指RDP粉末中的聚合物、胶体稳定剂和任何 添加剂固体。
[0031] 如本文所用,术语"重量% "表示重量百分比。
[0032] 本发明能够改进用于水泥的环氧树脂粉末粒子的存放期。本发明的多层聚合物粒 子中的环氧树脂按全部环氧树脂RDP粒子重量计,以50重量%或高于50重量%、优选地65 重量%或大于65重量%、再更优选地75重量%或大于75重量%的极高浓度存在并且可以 85重量%或大于85重量%并且至多90重量%或小于90重量%的浓度存在。并未预期环 氧树脂的玻璃化转变温度(Tg)介于0到40°C范围内的这些环氧树脂粉末组合物的存放稳 定性。较低Tg环氧树脂合乎需要,因为其作为粘合剂扩散较快并且因为其甚至在室温下或 低于室温形成膜。然而,较低Tg环氧树脂,尤其在加工条件中呈液体形式的那些环氧树脂, 往往会更易于在RDP粒子之间扩散并且可能造成粒子的不可逆聚结,妨碍环氧树脂粉末的 存放稳定性;这在环氧树脂RDP (如本发明的多层聚合物RDP粒子)中存在高浓度环氧树 脂的情况下尤其困难。本发明的环氧树脂RDP的存放期意外地通过在环氧树脂接种的多 层聚合物粒子聚合中包括疏水性链转移剂或包括一或多种高Tg胶体稳定剂,如PVP (Tg = 168°C ),或优选地两种而经启用。本发明的可再分散聚合物粉末的存放期可以延长到大于 3个月存放期,在低Tg或液体环氧树脂的情况下,甚至大于6个月。优选地,固体和液体环 氧树脂的掺合物可以用于将环氧树脂的玻璃化转变温度微调到所需或优选的范围,从而使 膜形成、储存稳定性和可再分散性最大化。
[0033] 适用于本发明的环氧树脂包括脂族、芳脂族和芳香族环氧化合物,其为多元醇的 聚缩水甘油醚,如羟基官能性寡聚物。这些环氧树脂具有至少2个缩水甘油基并且是多元 醇(如二醇或羟基官能性寡聚物)与表卤代醇(如表氯醇)的反应产物。这些制备物为所 属领域中所熟知的(参见例如US-A-5, 118, 729的第4-7栏和2005年魏因海姆(Weinheim) 的威立-VCH出版社(Wiley-VCH Verlag)的《乌尔曼工业化学百科全书》(U1 lmann' s Encyclopedia of Industrial Chemistry)中范H.Q. (Pham, H.Q·)和马克斯M.J· (Marks, Μ· J.)的"环氧树脂(Epoxy resins)")。
[0034] 适合的多元醇的实例包括多元酚和多元醇。单体多元醇的特定非限制性实例为间 苯二酚、儿茶酚、对苯二酚、双酚、双酚A、双酚AP(1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷)、 双酚F、双酚K、四溴双酚A、四甲基双酚、四甲基四溴双酚、四甲基三溴双酚、四氯双酚A、 4, 4' -磺酰基二苯酚、4, 4-氧基二苯酚、4, 4' -二羟基二苯甲酮、9, 9' -双(4-羟基苯基) 氟、4, 4' -二羟基联苯和4, 4' -二羟基-α -甲基二苯乙烯。羟基官能性寡聚物的实例包括 酚-醛清漆树脂、经烷基取代的酚-醛树脂、酚-羟基苯甲醛树脂、甲酚-羟基苯甲醛树脂、 二环戊二烯-酚树脂和二环戊二烯-经取代的酚树脂。适用于制造环氧树脂的多元醇必 要时可经一或多个非干扰取代基取代,如卤素原子、醚基、低碳烷基等。寡聚或聚合化合物 (如酚-醛清漆)可用作多羟基化合物。
[0035] 优选地,用于制备环氧树脂的多元醇为芳香族二羟基化合物,如双酚A和/或双酚 F0
[0036] 用于本发明的环氧树脂的优选实例包括双酚A的二缩水甘油醚,如双酚A和表氯 醇或甲基表氯醇的缩合物;双酚F的二缩水甘油醚("双酚F型树脂"),一般含有双缩水甘 油基氧基苯基甲烷的混合物的缩合物;双酚A和F的混合二缩水甘油醚;酚-醛清漆的二缩 水甘油醚;和改性环氧树脂,如经环氧树脂官能性界面活性剂(例如环氧树脂官能性非离 子或环氧树脂官能性阴离子界面活性剂)和/或聚(烷二醇)环氧化物(通常为聚(丙二 醇)环氧化物或聚(乙二醇)环氧化物)改性的环氧树脂(例如基于双酚A的环氧树脂)。 环氧树脂可以并且理想地不含硫。
[0037] 一种适合的环氧树脂为双酚A和具有末端环氧化物基团的表氯醇的线形、非交联 聚合物。在本文中可以采用的适合的环氧树脂的特定实例为D. E. R. 664U,一种中等分子量 的固体环氧树脂,其为表氯醇和双酚A的固体反应产物,具有100°C到110°C的软化点(密 歇根州米德兰的陶氏化学公司(The Dow Chemical Company, Midland, MI))。
[0038] 根据本发明的方法,将环氧树脂机械分散于水性介质中以形成初始环氧树脂分散 液可以包含提供软化状态的环氧树脂,例如通过将其加热到高于其Tg的温度,并且必要 时,使其在剪切力下与水相合并。剪切力用以将环氧树脂破碎成粒子,同时其将那些粒子分 散于水相中。这些方法例如在美国专利4123403中加以传授。
[0039] 在机械分散过程中,水相和有机相在剪切下合并,如通过将其进料穿过高剪切混 合器而将一相分散于另一相中。这可形成高内相乳液。高内相乳液一般具有大于74体积% 的内相分散在连续相内,其中体积百分比是相对于全部乳液体积。在这些方法中,环氧树脂 和水相可以被进料到高剪切混合器中以产生分散液。如果产生环氧树脂在水相中的高内相 分散液,其必要时可以用额外水相稀释以例如降低分散液的粘度。机械分散特别合乎需要 的益处在于其可以产生具有极均一粒度(窄粒度分布)的分散粒子的分散液,所述粒度可 以是2 μ m或小于2 μ m、或优选地1 μ m或小于1 μ m.初始环氧树脂分散液中的环氧树脂粒 子理想地具有5 μ m或小于5 μ m、优选地2 μ m或小于2 μ m、或更优选地1 μ m或小于1 μ m、 或又更优选地750nm或小于750nm的粒度。一般,较小粒子需要较高剪切力来形成。
[0040] 适合的剪切方法包括以已知方式挤压和熔融捏合,包括例如在捏合机、班布里混 合机(Banbury mixer)、单螺杆挤压机或多螺杆挤压机中。优选的熔融捏合机为例如具有两 个或大于两个螺杆的多螺杆挤压机,可以在螺杆的任何位置向其中添加捏合块。必要时,挤 压机可以装备有第一材料供应入口(如用于环氧树脂)、第二材料供应入口(如用于任何分 散剂)并且另外必要时,沿着待捏合材料的流向从上游到下游的这一顺序装备有第三和第 四材料供应入口。另外,可以添加真空通风口。
[0041] 优选的剪切装置包括具有用于连续加工的两个或大于两个螺杆以及用于分批加 工的转子定子混合器和加压高剪切装置的多螺杆挤压机。
[0042] 将环氧树脂机械分散于水相中可以包含分批、半连续或连续方法。分批方法包括 通过在混合的同时共同添加水相和环氧树脂而在单个容器中制备环氧树脂分散液。在混合 的同时将环氧树脂添加到水相为常见的,然而,水相和环氧树脂可以在混合的同时共同添 加到容器,或可以首先添加环氧树脂并且在混合的同时添加水相。共同添加环氧树脂和水 相而不混合并且一旦两种组分已合并,接着将其混合在一起以形成分散液也是可能的。
[0043] 优选地,连续剪切方法包含在连续流中混合水相和环氧树脂以产生初始环氧树脂 分散液,如在多螺杆挤压机中。
[0044] Tg为40°C或低于40°C的适合的环氧树脂,尤其Tg为35°C或低于35°C、30°C或低 于30°C的那些环氧树脂,更易于软化形成初始环氧树脂分散液而无需另外加热或软化任何 其他种类。这避免施加热量软化环氧树脂的成本和复杂性。优选地,为了能够微调其Tg,这 些环氧树脂可以是低分子量和较高分子量环氧树脂以及在环境温度下为液体的环氧树脂 的掺合物。水相优选地为水。
[0045] 在初始水性环氧树脂分散液中,环氧树脂可以含有塑化剂以帮助其流动,例如挥 发性塑化剂、非挥发性塑化剂、挥发性塑化剂与非挥发性塑化剂的组合。优选地,环氧树脂 不含塑化剂。
[0046] 优选地,初始环氧树脂分散液在不存在任何有机溶剂的情况下形成,这意味着其 含有小于lOOOppm、或优选地小于500ppm的此类溶剂。有机溶剂不包括挥发性塑化剂和单 体。
[0047] 优选地,分散剂可用于制备初始环氧树脂分散液。分散剂可以添加到环氧树脂或 在分散环氧树脂之前直接添加到水相,或在环氧树脂和水相混合时添加到初始环氧树脂分 散液。适用于稳定初始环氧树脂分散液的分散剂包括以上关于环氧树脂RDP所传授的任何 胶体稳定剂,例如聚乙烯醇(PVOH)。初始环氧树脂分散液中分散剂的适合的量是按全部环 氧树脂重量计的15重量%或小于15重量%、优选地4到10重量%。
[0048] 本发明的多层聚合物粒子RDP中围绕环氧树脂的碱溶性聚合物壳可以防止环氧 树脂从一个粒子扩散到另一粒子,从而杜绝粒子的不可逆聚结。由于壳位于粒子周围而非 与粒子中的环氧树脂掺合,所以多层聚合物粒子可以含有低浓度的壳(并且因此环氧树脂 的浓度高得多)。在需要环氧树脂用作水泥质(或其他碱性)配制品中的粘合剂时,
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1