专利名称：可溶性壳聚合物组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及可溶性壳聚合物组合物及其制备方法。
背景技术：
胶乳涂料组合物包含各种添加剂以改善性能。例如，使用防冻添加剂，如乙二醇和丙二醇来防止组合物结冻并改善所述组合物在低温下的性能。还使用聚结性溶剂来降低最低成膜温度。然而，由于为了减少或消除在制剂中添加常压沸点高至260° C的有机化合物·(即，V0C)的规章制度的压力，使用所述添加剂变得不大合乎需要。在为了解决该问题的一个方法中，US 7，705，082揭示了加入低挥发性低聚乙二醇衍生物来生产具有可接受冻融性质的涂料制剂。然而，所揭示的方法需要大量的添加剂、添加成本和复杂度，并且可能增加所述制剂的水敏感性和发泡性。因此，希望找到其他方法在无需使用VOC的情况下来实现可接受的冻融性质。
发明内容
在第一方面，本发明提供了含5至20重量％的碱可溶性乳液聚合物壳以及80至95重量％的碱不溶性乳液聚合物芯的可溶性壳聚合物组合物，其中以碱可溶性乳液聚合物的重量计，所述碱可溶性乳液聚合物壳包含75至95重量％的丙烯酸类单体的结构单元以及5至25重量％的丙烯酸单体的结构单元；并且以碱不溶性乳液聚合物的重量计，所述碱不溶性乳液聚合物芯包含O.1至5重量％的含磷的酸单体的结构单元以及80至99. 9重量％的丙烯酸类单体的结构单元；其中以可溶性壳聚合物组合物的重量计，所述可溶性壳聚合物组合物被O. 5至5重量％的化学式为R-(OCH2CH2)2_60S03_M+的表面活性剂稳定化，其中所述R是线型、支化或环状C8-C24烷基或C12-C3tl芳烷基基团，所述M+是抗衡离子。在第二方面，本发明是一种方法，该方法包括以下步骤a)在乳液聚合反应条件下使得丙烯酸类单体与丙烯酸单体接触以形成碱可溶性聚合物；b)在乳液聚合反应条件以及化学式为R-(OCH2)2_60S03_M+的表面活性剂的存在下，使得所述碱可溶性聚合物与丙烯酸类单体和含磷的酸单体接触以形成具有碱可溶性部分与碱不溶性部分的丙烯酸胶乳聚合物，其中R是线型、支化或环状C8-C24烷基或C12-C3tl芳烷基基团；M+是抗衡离子。本发明的组合物可以被用于涂料制剂中以给予所需的冻融性质和遮蔽性质，而无需使用VOC或者外来添加剂，所述VOC或者外来添加剂对制剂的其他性质具有负面影响。发明详述在第一方面，本发明提供了含5至20重量％的碱可溶性乳液聚合物壳以及80至95重量％的碱不溶性乳液聚合物芯的可溶性壳聚合物组合物，其中 以碱可溶性乳液聚合物的重量计，所述碱可溶性乳液聚合物壳包含75至95重量％的丙烯酸类单体的结构单元以及5至25重量％的丙烯酸单体的结构单元；并且以碱不溶性乳液聚合物的重量计，所述碱不溶性乳液聚合物芯包含O.1至5重量％的含磷的酸单体的结构单元以及80至99. 9重量％的丙烯酸类单体的结构单元；其中以可溶性壳聚合物组合物的重量计，所述可溶性壳聚合物组合物被O. 5至5重量％的化学式为R-(OCH2CH2)2_60S03_M+的表面活性剂稳定化，其中R是线型、支化或环状C8-C24烷基或C12-C18芳烷基基团，M+是抗衡离子。本文中所用术语命名单体或类别的“结构单元”指的是聚合反应之后单体的残留部分。甲基丙烯酸甲酯的结构单元如下所示
权利要求
1.一种可溶性壳聚合物组合物，该可溶性壳聚合物组合物包含5至20重量％的碱可溶性乳液聚合物壳以及80至95重量％的碱不溶性乳液聚合物芯，其中以碱可溶性乳液聚合物的重量计，所述碱可溶性乳液聚合物壳包含75至95重量％的丙烯酸类单体的结构单元以及5至25重量％的丙烯酸单体的结构单元；并且以碱不溶性乳液聚合物的重量计，所述碱不溶性乳液聚合物芯包含O.1至5重量％的含磷的酸单体的结构单元以及80至99. 9重量％的丙烯酸类单体的结构单元；其中以可溶性壳聚合物的重量计，所述可溶性壳聚合物组合物用O. 5至5重量％的化学式为R-(OCH2CH2)2_60S03_M+的表面活性剂稳定化，其中R是线型、支化或环状C8-C24烷基或 C12-C30芳烷基基团，M+是抗衡离子。
2.如权利要求1所示的组合物，其特征在于，所述含磷的酸单体的结构单元是甲基丙烯酸磷酸乙酯的结构单元。
3.如权利要求1或2中所述的组合物，其特征在于，以碱可溶性聚合物的重量计，所述碱可溶性聚合物壳包含85至95重量％的丙烯酸类单体的结构单元以及5至15重量％的丙烯酸单体的结构单元；以碱不溶性聚合物的重量计，所述碱不溶性聚合物芯包含85至95 重量％的丙烯酸类单体的结构单元以及O. 5至3重量％的含磷的酸单体。
4.如权利要求1至3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述R是Cltl-C16烷基基团； 所述用于碱可溶性聚合物以及碱不溶性聚合物的丙烯酸类单体的结构单元，独立地是甲基丙烯酸甲酯的结构单元以及一种或多种选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸-2-乙基己酯的单体的结构单元。
5.如权利要求1至4中任一项所述的组合物，其特征在于，所述碱可溶性聚合物的丙烯酸类单体的结构单元是甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的结构单元；所述碱可溶性聚合物的丙烯酸单体的结构单元是甲基丙烯酸的结构单元；而所述碱不溶性聚合物的丙烯酸类单体的结构单元是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以及丙烯酸乙酯的结构单元。
6.一种方法，该方法包括以下步骤a)在乳液聚合反应条件下使得丙烯酸类单体与丙烯酸单体接触以形成碱可溶性聚合物；b)在乳液聚合反应条件下，使得所述碱可溶性聚合物与丙烯酸类单体和含磷的酸单体接触以形成具有碱可溶性壳与碱不溶性芯的丙烯酸胶乳聚合物；在第一或第二阶段中的一个或两个中，加入化学式为R-(OCH2CH2)2_60S031T的表面活性剂，其中R是线型、支化或环状C8-C24烷基或Cltl-C18芳烷基基团，M+是抗衡离子。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤a)至b)的丙烯酸类单体是甲基丙烯酸甲酯以及至少一种选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯以及丙烯酸-2-乙基己酯的丙烯酸类单体；所述丙烯酸单体是甲基丙烯酸；而所述含磷的酸单体是甲基丙烯酸磷酸乙酯。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步骤a)中的丙烯酸类单体是甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；而步骤b)中的丙烯酸类单体是丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯。
9.一种水性涂料组合物，该水性涂料组合物包含如权利要求1至5中任一项所述的可溶性壳聚合物组合物；流变改性剂以及二氧化钛。
10.如权利要求9所述的水性涂料组合物，其特征在于，该水性涂料组合物含少于 IOOOppm的挥发性有机化合物。
全文摘要
本发明涉及一种可溶性壳聚合物组合物，其包含碱可溶性乳液聚合物壳以及碱不溶性乳液聚合物芯，所述组合物通过化学式为R-(OCH2CH2)2-6OSO3-M+的表面活性剂进行稳定化，其中R是线型、支化或者环状C8-C24烷基或者C12-C18芳烷基基团，而M+是抗衡离子。本发明还涉及一种制备所述组合物的方法以及其在涂料制剂中用作粘合剂的应用。用可溶性壳聚合物组合物制备的制剂具有优秀的冻融特性和遮蔽性。
文档编号C09J133/12GK102993617SQ201210328028
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月6日 优先权日2011年9月8日
发明者M·洛肯巴切, W·张, O·普莱斯雷 申请人:罗门哈斯公司