吸附的乙酸乙烯酯粘结剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及含有稳定的包含乙酸乙烯酯和含磷的酸单体结构单元的聚合物颗粒的水性分散体的组合物，以及制备该组合物的方法。本发明的组合物提供了基于乙酸乙烯酯/含磷的酸的聚合物颗粒，从而改善了含颜料涂料配方的遮盖效果。
【专利说明】吸附的乙酸乙烯酯粘结剂
【背景技术】
[0001] 本发明涉及乙酸乙烯酯的聚合物和共聚物，它们可用作涂料配方中的粘结剂。
[0002] 乙酸乙烯酯聚合物和共聚物广泛用作建筑涂料配方中的粘结剂。这些粘结剂与 它们丙烯酸类对应物相比，相对不是很贵，但是已证明很难将它们制备成与颜料吸附单体 (如含磷的酸单体或其盐）的共聚物。从美国专利6, 710, 161可推测出一个难题，该专利 特别阐述了优选方案，其用于含磷的酸单体与共聚单体在pH小于2,更优选小于1. 5的条 件下共聚。人们相信对于该优选方案，在低pH(低于酸单体的第一 pKa)条件下进行共聚反 应，质子化含磷的酸单体，因此在此条件下比在较高pH下的水溶性更低；因此，相信使用质 子化的含磷酸单体的聚合反应会增加单体进入增长的颗粒中共聚的能力，从而使残留在反 应介质中不需要的水溶性含磷的酸聚合物减少。试验结果支持了这种理论：用聚甲基丙烯 酸磷乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯在pH为1. 35时制备的粘结剂形成的漆，相对于用 由同样的单体混合物在pH为2. 2时制备的粘结剂形成的漆，表现出更优异的耐溶剂性。
[0003] 该专利推断式地阐述了乙酸乙烯酯和含磷的酸单体的吸附胶乳应很难制备：如果 乙酸乙烯酯与含磷的酸单体的聚合反应在高于含磷的酸单体的第一的pKa (通常高于2)下 进行，可预期在水相中有不可接受量的非共聚的含磷的酸低聚物或聚合物；不过，在低pH 下，已知乙酸乙烯酯会水解。
[0004] U. S. 7, 179, 531阐述了一种两阶段"橡子形态"共聚物，该共聚物含有交联的丙烯 酸类核和凸起的（聚）乙酸乙烯酯-丙烯酸丁酯壳，所述核包含甲基丙烯酸磷酸乙酯、丙烯 酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯的结构单元。显著地，所述核不含有乙酸乙烯酯结构单元，已知其 在第一段聚合反应的低pH条件下会水解。因此，实际上在该复杂且高成本的两段式工艺在 单一阶段工艺中不能制备出甲基丙烯酸磷酸乙酯和乙酸乙烯酯的共聚物。
[0005] 因此，能克服前述缺点，在吸附胶乳聚合物领域找到乙酸乙烯酯和含磷酸单体的 聚合反应制备的可吸附的乙酸乙烯酯胶乳-含磷酸聚合物的方法将是本领域的一个进步。
【发明内容】
[0006] 本发明解决了以下需要：一方面提供一种含有稳定的聚合物颗粒的水性分散体的 组合物，所述聚合物颗粒包含35-99. 8重量％乙酸乙烯酯结构单元和0. 2-4重量％含磷的 酸单体或其盐的结构单元。
[0007] 第二方面，本发明是包括以下步骤的方法：在乳液聚合反应条件下将0.2-4重 量％的至少部分中和的含磷的酸单体的水溶液与35-99. 8重量％乙酸乙烯酯的水溶液接 触，以形成稳定的含有乙酸乙烯酯和至少部分中和的含磷的酸单体结构单元的聚合物颗粒 的水性分散体，其中所述重量百分数以单体总重量为基准计。
[0008] 本发明的组合物提供了乙酸乙烯酯/基于含磷的酸的聚合物颗粒，从而改善了含 颜料涂料配方的遮盖效果。
[0009] 发明详沭
[0010] 在第一方面，本发明是一种含有稳定的聚合物颗粒的水性分散体的组合物，所述 聚合物颗粒包含35-99. 8%乙酸乙烯酯结构单元和0. 2-4重量％含磷的酸单体或其盐的结 构单元。
[0011] 术语"稳定的聚合物颗粒的水性分散体"是指在单一相中的乙酸乙烯酯和甲基丙 烯酸磷酸乙酯的共聚物颗粒。
[0012] 本文所用术语"结构单元"是指所列单体聚合反应后的残留部分。例如，乙酸乙烯 酯的结构单元如下所示：
[0013]
【权利要求】
1. 一种组合物，其含有稳定的聚合物颗粒的水性分散体，以该聚合物的重量为基准计， 所述聚合物颗粒含有35-99. 8重量％乙酸乙烯酯结构单元和0. 2-4重量％含磷的酸单体或 其盐的结构单元。
2. 如权利要求1所述的组合物，其特征在于，以乙酸乙烯酯结构单元的重量为基准计， 所述组合物还含有少于5. 0重量％的乙酸或其盐。
3. 如权利要求2所述的组合物，其特征在于，以聚合物颗粒的重量为基准计，所述聚合 物颗粒还包含0. 1-2. 0重量％含硫的酸单体的结构单元，其中以乙酸乙烯酯的结构单元的 重量为基准计，所述稳定的水性分散体还含有少于1. 〇重量％的乙酸或其盐。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，以聚合重量为基准计，所述聚 合物颗粒还含有10-64. 8重量％丙烯酸酯单体的结构单元，所述含硫的酸单体的结构单元 是2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸结构单元或乙烯基磺酸钠或其盐或它们的组合的结构单 J Li 〇
5. 如权利要求4所述的组合物，其特征在于，所述丙烯酸酯单体是丙烯酸乙酯、丙烯酸 丁酯或丙烯酸-2-乙基己酯或其组合。
6. 如权利要求1-4中任一项所述的组合物，其特征在于，以聚合物的重量为基准计，所 述聚合物颗粒含有30-40重量％丙烯酸丁酯的结构单元。
7. 如权利要求1-6中任一项所述的组合物，其特征在于，所述聚合物颗粒基本不含有 甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的结构单元，同时基本不含有侧接的OH基团。
8. 如权利要求1-7中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括Ti02颗粒， 其中至少一些聚合物颗粒吸附在Ti0 2颗粒表面上。
9. 一种方法，该方法包括以下步骤：在乳液聚合反应条件下将0. 2-4重量％的至少部 分中和的含磷的酸单体的水溶液与35-99. 8重量％乙酸乙烯酯的水溶液接触，以形成稳定 的含有乙酸乙烯酯和至少部分中和的含磷的酸单体结构单元的聚合物颗粒的水性分散体， 其中所述重量百分数以单体总重量为基准计。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述稳定的共聚物的水性分散体的pH调 节至8-10。
11. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括，以单体的重量为基准计，将 至少部分中和的含磷的酸单体的水溶液与〇. 1-2. 0重量％含硫的酸单体和10-64. 8重量％ 丙烯酸酯单体接触，其中所述至少部分中和的含磷的酸单体的水溶液在与乙酸乙烯酯、含 硫的酸单体和丙烯酸酯单体接触前的pH值为5. 5-7. 2 ;且在整个聚合反应过程中分散体被 缓冲以将pH保持在5. 5-7。
12. 如权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将稳定的聚 合物颗粒的水性分散体与颜料颗粒接触，以形成聚合物颗粒与颜料颗粒的复合物。
13. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述颜料颗粒是Ti02颗粒；所述含硫的酸 单体是2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸或乙烯基磺酸钠或其盐或其组合，以单体的重量为基 准计，其浓度为0. 5-1. 5重量％;所述丙烯酸酯单体是丙烯酸丁酯，以单体总重量为基准计， 其浓度为30-40重量％。
【文档编号】C08F2/16GK104245866SQ201280072428
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年5月4日 优先权日:2012年5月4日
【发明者】J·布林, 蔡巧巧, E·努吉塞, M·威尔斯, T·张 申请人:罗门哈斯公司