[发明专利]用于涂料的聚合物

说明书

本发明涉及一种共聚物。更具体地说，本发明涉及一种具有优异物理性能的成膜共聚物、以及形成该共聚物的方法。

通常需要加热和干燥涂布膜以完全显现常规技术聚合物的物理性能。一般来说，高温干燥的膜的物理性能如强度和伸长率要优于在环境温度下干燥的膜。比起在高温下干燥的参照膜，在常温下干燥的膜具有较差的耐水性和耐起泡性，尤其是在潮湿条件下长期暴露之后。此外，与在高温下干燥的参照膜相比，某些常规的聚合物在低温下具有较差的成膜能力并因此不能用于某些场合。本文所用的术语“环境温度”通常是指温度高于0℃，更具体地为5℃-35℃。

本发明的目的是提供一种甚至在低温涂布和干燥时也能够提供具有优异物理性能的膜的共聚物。由包含本发明共聚物的涂料组合物制成的膜具有优异的物理性能，如强度和伸长率、以及优异的耐水性、耐候性和热稳定性。

本发明的发明人已经发现，以上问题可通过使用一种共聚物而解决，该共聚物通过多步聚合反应工艺而制成且包含至少两个分别具有特定玻璃化转变温度范围的丙烯酸系共聚物部分。

本发明涉及一种核／壳共聚物，包含：

(a)Tg为30至70℃，优选30至60℃的丙烯酸系共聚物部分A；和

(b)Tg为5℃至-30℃，优选5℃至-20℃的丙烯酸系共聚物部分B；

其中所述丙烯酸共聚物部分A的含量为基于所述丙烯酸共聚物部分A和B总重的5-40％重量；

其中所述丙烯酸共聚物部分B的含量为基于所述丙烯酸共聚物部分A和B总重的60-95％重量；

其中所述丙烯酸共聚物部分A和B包含衍生自相同所述硬单体和相同所述软单体的单元；

其中在每一所述丙烯酸系共聚物部分中，衍生自所述硬单体和软单体的所述单元的总量为基于每一丙烯酸系共聚物部分的至少70％重量；且

所述核／壳共聚物通过多步聚合反应工艺而制成。

本发明还涉及一种制备核／壳共聚物的方法，包括以下步骤：

(1)由单体混合物(b)制备出Tg为5℃至-30℃的丙烯酸系共聚物部分B；然后

(2)在所述丙烯酸系共聚物部分B的存在下，由单体混合物(a)制备出Tg为30-70℃的丙烯酸系共聚物部分A；

其中单体混合物(a)的含量为基于所述单体混合物(a)和(b)总重的5-40％重量；

其中单体混合物(b)的含量为基于所述单体混合物(a)和(b)总重的60-95％重量；

其中所述单体混合物(a)和(b)包含相同硬单体和相同软单体；且

其中在每一混合物(a)和(b)中，所述硬单体和所述软单体的总量为基于该混合物重量的至少70％重量。

图1给出了由实验实施例5组合物形成的膜的拉伸测试结果。

图2给出了由实验实施例5组合物形成的膜的拉伸测试结果。

图3给出了由实验实施例5组合物形成的膜的拉伸测试结果。

图4给出了由对比例1组合物形成的膜的拉伸测试结果。

图5给出了由对比例1组合物形成的膜的拉伸测试结果。

图6给出了由对比例1组合物形成的膜的拉伸测试结果。

图7给出了由实验实施例5组合物形成的膜的动态粘弹性测试结果。

图8给出了由对比例1组合物形成的膜的动态粘弹性测试结果。

在本说明书中，术语“硬单体”是指其均聚物的Tg至少为50℃的单体，且术语“软单体”是指其均聚物的Tg低于-10℃的单体。术语“衍生自硬单体的单元”和“衍生自软单体的单元”是指共聚物中分别衍生自硬单体和软单体的单元。术语“单体单元”是指通过聚合反应由单体分子形成的最大结构单元。术语“丙烯酸系共聚物部分”是指主要(基于该共聚物总重的至少50％重量)由丙烯酸酯和／或甲基丙烯酸酯制成的共聚物部分。

“玻璃化转变温度”或“Tg”是无定形聚合物由较硬的脆玻璃态转变成较软的粘流橡胶态时的一个窄温度范围。在本说明书中所指的Tg是一种计算Tg。共聚物的Tg可通过以下的Fox等式[美国物理学会公告，1，3，第123页(1956)]计算：

1／Tg=W₁／Tg₍₁₎+W₂／Tg₍₂₎

其中W₁和W₂分别是单体单元1和2的重量分数；Tg₍₁₎和Tg₍₂₎分别是单体单元1和2的均聚物的Tg(Kelvin度)。