含有2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸結(jié)構(gòu)單元的粒子聚合物的穩(wěn)定水性分散液和其復(fù)合物的制作方法
【專利說(shuō)明】含有2-(甲基丙烯酰氧基）乙基麟酸結(jié)構(gòu)單元的粒子聚合 物的穩(wěn)定水性分散液和其復(fù)合物
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明涉及具有2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦酸結(jié)構(gòu)單元的膠乳粒子和包含吸附 到顏料粒子上的所述膠乳粒子的復(fù)合物。
[0002] 已知含有甲基丙烯酸磷酰基乙酯（PEM)結(jié)構(gòu)單元的聚合物的穩(wěn)定水性分散液改 善了油漆配制品的遮蓋力和耐污性。含PEM的油漆配制品的用途是眾所周知的。舉例來(lái) 說(shuō)，U.S. 8, 158, 713 Bl公開(kāi)了含有包含丙烯酸乙酯和相對(duì)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劑的油漆配制品在耐污性和耐擦洗性方面的驚人改善。 U. S. 5, 385, 960公開(kāi)了包括吸附到TiO2上的含PEM乳膠聚合物的分散液的油漆配制品在遮 蓋力方面的改善。U. S. 7, 081，488 Bl公開(kāi)了當(dāng)聚合物在低pH值條件下制備時(shí)，使用具有吸 附的含PEM聚合物粒子的復(fù)合粒子獲得的遮蓋效率增加。
[0003] 不幸的是，PEM無(wú)法以高純度在市面上購(gòu)得；盡管已描述純化PEM的嘗試（參見(jiàn) U.S. 6, 710, 161 B1)，但這些方法并不被認(rèn)為是商業(yè)上可行的。因此，PEM是以含有可觀量 的PEM二甲基丙烯酸二酯以及磷酸的不純單體形式供應(yīng)，其中的每一者造成與其使用相關(guān) 聯(lián)的問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，磷酸造成PEM的水解不穩(wěn)定性；此外，這一無(wú)機(jī)酸雜質(zhì)的存在使大得 多的中和劑裝填成為必要以便達(dá)到目標(biāo)PH值。所述二酯的存在盡管并未在乳膠合成中導(dǎo) 致不良作用，但可以充當(dāng)交聯(lián)劑，這可能限制單體在需要低分子量乳液或乳液溶解或兩者 的應(yīng)用中的效用。因此，發(fā)現(xiàn)具有PEM益處并且可以容易地在相對(duì)低的成本下以高純度制 備的含磷單體將為有用的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在一個(gè)方面中，本發(fā)明通過(guò)提供包含聚合物粒子的水性分散液的組合物滿足所屬 領(lǐng)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計(jì)50到99. 8重量百分比的 非離子單烯屬不飽和單體結(jié)構(gòu)單元、〇. 1到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦 酸或其鹽的結(jié)構(gòu)單元、和〇. 1到10重量百分比的硫酸單體或羧酸單體或其組合或其鹽的結(jié) 構(gòu)單元。
[0005] 在第二方面中，本發(fā)明是包含吸附到顏料粒子表面的聚合物粒子的穩(wěn)定水性分散 液的復(fù)合物，其中所述聚合物粒子包含以所述聚合物粒子的重量計(jì)50到99. 8重量百分比 的單烯屬不飽和單體結(jié)構(gòu)單元、〇. 1到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦酸或 其鹽的結(jié)構(gòu)單元、和〇. 1到10重量百分比的硫酸或羧酸單體或其組合或其鹽的結(jié)構(gòu)單元。
[0006] 本發(fā)明通過(guò)鑒定磷酸單體與PEM不同可以容易地以高產(chǎn)率和純度產(chǎn)生，同時(shí)維持 或超過(guò)在涂料應(yīng)用中使用含PEM膠乳達(dá)到的特性來(lái)滿足所屬領(lǐng)域中的需求。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 在一個(gè)方面中，本發(fā)明是包含聚合物粒子的穩(wěn)定水性分散液的組合物，所述聚合 物粒子包含以所述聚合物粒子的重量計(jì)50到99. 8重量百分比的非離子單烯屬不飽和單體 結(jié)構(gòu)單元、0. 1到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦酸或其鹽的結(jié)構(gòu)單元、和 0. 1到10重量百分比的硫酸單體或羧酸單體或其組合或其鹽的結(jié)構(gòu)單元。
[0008] 單烯屬不飽和單體結(jié)構(gòu)單元可以是一或多個(gè)丙烯酸單體、苯乙烯單體、乙烯酯單 體、乙烯的結(jié)構(gòu)單元或其某些組合的結(jié)構(gòu)單元，包括苯乙烯-丙烯酸單體和乙烯-乙烯酯單 體。如本文所用，指定單體的術(shù)語(yǔ)結(jié)構(gòu)單元是指在聚合之后所述單體的殘余物。舉例來(lái)說(shuō)， 甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)單元如圖所示：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種包含聚合物粒子的穩(wěn)定水性分散液的組合物，所述聚合物粒子包含以所述聚合 物粒子的重量計(jì) a) 50到99. 8重量百分比的非離子單烯屬不飽和單體結(jié)構(gòu)單元； b) 0. 1到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦酸或其鹽的結(jié)構(gòu)單元，和 c) 〇. 1到10重量百分比的硫酸單體或羧酸單體或其組合或其鹽的結(jié)構(gòu)單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述非離子單烯屬不飽和單體是丙烯酸單體、苯 乙烯單體、苯乙烯和丙烯酸單體的組合、乙烯酯單體、或乙烯和乙烯酯單體的組合，并且所 述聚合物粒子的?。辉?101：到30°C的范圍中。
3. 如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述聚合物粒子包含以所述組合物的重量計(jì)80到 99重量百分比的丙烯酸單體或丙烯酸和苯乙烯單體的組合的結(jié)構(gòu)單元。
4. 如權(quán)利要求3所述的組合物，其中所述丙烯酸單體是選自由以下組成的群組的一或 多個(gè)單體：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；并且所述苯乙烯單體是苯乙烯。
5. 如權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求所述的組合物，其中所述聚合物粒子包含以所述 聚合物粒子的重量計(jì)，a)0. 2到2重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦酸或其鹽的 結(jié)構(gòu)單元；b) 90到98重量百分比的非離子單烯屬不飽和單體結(jié)構(gòu)單元；和c) 0. 2到3重量 百分比的硫酸單體或其鹽。
6. 如權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求所述的組合物，其中所述聚合物粒子包含以所述 聚合物粒子的重量計(jì)2到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦酸或其鹽的結(jié)構(gòu) 單元。
7. 如權(quán)利要求1到5中任一權(quán)利要求所述的組合物，其中所述硫酸單體或其鹽是4-乙 烯基苯磺酸鈉或其鹽。
8. 如權(quán)利要求1到7中任一權(quán)利要求所述的組合物，其中所述聚合物粒子具有核-殼 形態(tài)，其中所述核從所述殼凸出，所述核包含以所述聚合物粒子的重量計(jì)至少90重量百分 比的2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦酸基團(tuán)或其鹽。
9. 一種復(fù)合物，其包含吸附到顏料粒子表面的如權(quán)利要求1到8中任一權(quán)利要求所述 的聚合物粒子的穩(wěn)定水性分散液。
10. -種油漆配制品，其包含如權(quán)利要求9所述的復(fù)合物和選自由以下組成的群組 的一或多種組分：溶劑、填充劑、流變改性劑、空心顏料、分散劑、表面活性劑；消泡劑、防腐 劑、助流劑和流平劑。
【專利摘要】本發(fā)明是包含聚合物粒子的穩(wěn)定水性分散液的組合物，所述聚合物粒子包含非離子單烯屬不飽和單體；2-（甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸(MEP)或其鹽；和硫酸單體或羧酸單體或其組合或其鹽的結(jié)構(gòu)單元，以及包含吸附到如TiO2的顏料粒子表面的所述聚合物粒子的復(fù)合物。所述組合物和復(fù)合物是使用磷酸單體MEP來(lái)制備，其可以高純度加以制備，具有少量殘余的不可聚合磷酸，從而與甲基丙烯酸磷酰基乙酯(PEM)相比減少達(dá)到目標(biāo)pH所需的中和劑負(fù)載。
【IPC分類】C09J133-06, C08F220-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104812787
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380061271
【發(fā)明人】J·C·勃林, A·S·布勞內(nèi)爾, M·塞西歐薩姆
【申請(qǐng)人】羅門哈斯公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2013年11月26日
【公告號(hào)】CA2892862A1, WO2014088873A1