含有2-(甲基丙烯酰氧基)乙基膦酸結構單元的粒子聚合物的穩定水性分散液和其復合物的制作方法
【專利說明】含有2-(甲基丙烯酰氧基）乙基麟酸結構單元的粒子聚合 物的穩定水性分散液和其復合物
【背景技術】
[0001] 本發明涉及具有2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦酸結構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合物。
[0002] 已知含有甲基丙烯酸磷酰基乙酯（PEM)結構單元的聚合物的穩定水性分散液改 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 說，U.S. 8, 158, 713 Bl公開了含有包含丙烯酸乙酯和相對低含量的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公開了當聚合物在低pH值條件下制備時，使用具有吸 附的含PEM聚合物粒子的復合粒子獲得的遮蓋效率增加。
[0003] 不幸的是，PEM無法以高純度在市面上購得；盡管已描述純化PEM的嘗試（參見 U.S. 6, 710, 161 B1)，但這些方法并不被認為是商業上可行的。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，其中的每一者造成與其使用相關 聯的問題。舉例來說，磷酸造成PEM的水解不穩定性；此外，這一無機酸雜質的存在使大得 多的中和劑裝填成為必要以便達到目標PH值。所述二酯的存在盡管并未在乳膠合成中導 致不良作用，但可以充當交聯劑，這可能限制單體在需要低分子量乳液或乳液溶解或兩者 的應用中的效用。因此，發現具有PEM益處并且可以容易地在相對低的成本下以高純度制 備的含磷單體將為有用的。

【發明內容】

[0004] 在一個方面中，本發明通過提供包含聚合物粒子的水性分散液的組合物滿足所屬 領域中的需求，所述聚合物粒子包含以所述聚合物粒子的重量計50到99. 8重量百分比的 非離子單烯屬不飽和單體結構單元、〇. 1到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦 酸或其鹽的結構單元、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 構單元。
[0005] 在第二方面中，本發明是包含吸附到顏料粒子表面的聚合物粒子的穩定水性分散 液的復合物，其中所述聚合物粒子包含以所述聚合物粒子的重量計50到99. 8重量百分比 的單烯屬不飽和單體結構單元、〇. 1到10重量百分比的2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦酸或 其鹽的結構單元、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構單元。
[0006] 本發明通過鑒定磷酸單體與PEM不同可以容易地以高產率和純度產生，同時維持 或超過在涂料應用中使用含PEM膠乳達到的特性來滿足所屬領域中的需求。
【具體實施方式】
[0007] 在一個方面中，本發明是包含聚合物粒子的穩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50到99. 8重量百分比的非離子單烯屬不飽和單體 結構單元、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構單元、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構單元。
[0008] 單烯屬不飽和單體結構單元可以是一或多個丙烯酸單體、苯乙烯單體、乙烯酯單 體、乙烯的結構單元或其某些組合的結構單元，包括苯乙烯-丙烯酸單體和乙烯-乙烯酯單 體。如本文所用，指定單體的術語結構單元是指在聚合之后所述單體的殘余物。舉例來說， 甲基丙烯酸甲酯的結構單元如圖所示：
[0009]
【主權項】
1. 一種包含聚合物粒子的穩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 a) 50到99. 8重量百分比的非離子單烯屬不飽和單體結構單元； 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構單元，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構單元。
2. 如權利要求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！；在-101：到30°C的范圍中。
3. 如權利要求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構單元。
4. 如權利要求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. 如權利要求1到4中任一權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，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 結構單元；b) 90到98重量百分比的非離子單烯屬不飽和單體結構單元；和c) 0. 2到3重量 百分比的硫酸單體或其鹽。
6. 如權利要求1到4中任一權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構 單元。
7. 如權利要求1到5中任一權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. 如權利要求1到7中任一權利要求所述的組合物，其中所述聚合物粒子具有核-殼 形態，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至少90重量百分 比的2-(甲基丙烯酰氧基）乙基膦酸基團或其鹽。
9. 一種復合物，其包含吸附到顏料粒子表面的如權利要求1到8中任一權利要求所述 的聚合物粒子的穩定水性分散液。
10. -種油漆配制品，其包含如權利要求9所述的復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】本發明是包含聚合物粒子的穩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構單元，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合物。所述組合物和復合物是使用磷酸單體MEP來制備，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)相比減少達到目標pH所需的中和劑負載。
【IPC分類】C09J133-06, C08F220-18
【公開號】CN104812787
【申請號】CN201380061271
【發明人】J·C·勃林, A·S·布勞內爾, M·塞西歐薩姆
【申請人】羅門哈斯公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2013年11月26日
【公告號】CA2892862A1, WO2014088873A1