[发明专利]减少乳液中有毒有气味残留单体的方法

说明书

背景

本发明涉及一种减少水性聚合物分散体中有毒有气味残留单体，具体为丙烯酸乙酯和/或丙烯腈的方法新颖有效的针对含有/的水性聚合物分散体的减毒除味方法。

丙烯酸乙酯（EA）是一种常用于制备聚合物，包括树脂、塑料、橡胶和义齿材料的可再生单体。它可由多种工业方法制备，例如，丙烯腈与乙醇在硫酸作为催化剂存在的条件下反应制得丙烯酸乙酯。它还可以由乙炔、一氧化碳和乙醇反应制得。丙烯酸乙酯无需支撑即可自聚合，热、光和过氧化物还能令聚合加速。然而，由于丙烯酸乙酯易燃、有毒且活性很高，它存在安全隐患。检测聚合物中的有害丙烯酸乙酯残留的很方便，丙烯酸乙酯有着非常特殊和难闻的气味，乳液中高于2ppm的EA残留就会产生严重的难闻气味，但常规的消减手段难以除去微量残留的EA单体。

丙烯腈（AN），是另一种聚合物工业中常用的单体，像在苯乙烯-丙烯腈（SAN），丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS），丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯（ASA）和其他合成橡胶如丁腈橡胶（NBR）等。它也广泛应用在涂料，粘合剂，无纺布，纸张，

混凝土上，并提供许多有益的性能如粘结强度，抗拉强度，耐溶剂性等。但是由于高度易燃，有毒，和燃烧能释放出氢氰化物和氮氧化物烟雾。国际癌症研究机构（IARC）将其列为2B类致癌物（可能致癌）。在高剂量情况下对雄性和雌性大鼠和小鼠的测试中发现丙烯腈增加患癌症的危险。因此，在工业上应用中，尤其是在装饰涂料行业，残留的丙烯腈单体人类的健康是一个非常严重的问题。

目前，多数着眼于消减残留单体以降低EA和/或丙烯腈残留单体含量的方法均不太有效，并会带来其它负面的性能上的不良影响，或者引入额外的VOC。这些方法在美国专利US5087676、US6365709、US6433132和US5994457中公开。

其它尝试包括如以下专利申请/专利中公开的，在对水性聚合物分散体进行后处理时使用羰基化合物和/或它们的反应产物。

美国专利号US7332565B2公开了一种减少水性聚合物分散体中残余单体含量的方法，采用引发剂系统进行后处理，包括加入引发剂系统对水性聚合物分散体进行后处理，该引发剂系统主要含有过硫酸无机盐、甲基酮和或选的能够以多价态存在的催化量的一种金属离子。

上述方法能有效地将EA和/或AN残留单体减少到一个相对较低的水平以去除气味和毒性，但就低气味阈的EA和高毒性的AN，则难以完全去除。同样，残留的单体越少就需要越多引发剂，这会负面影响到表现性能，例如耐擦洗性、柔韧性，并会给水性分散体引入许多VOC。

涂料领域，尤其是建筑涂料领域，仍然需要一种针对水性聚合物分散体的减少残余的EA单体和/或丙烯腈的新方法。从而，可以在涂料领域发展EA和/或丙烯基的应用，而不必再担心这些残留单体的毒性和有害性问题。本发明的新方法非常简单、有效并对环境有益，最重要的是，其成本很低。

发明概述

本发明是一种方法，包括将合适量的丙烯酸乙酯/丙烯腈消除剂与一稳定的聚合物的水性分散体接触而形成含有少于1ppm丙烯酸乙酯和少于1ppm丙烯腈的聚合物分散体；其中，所述聚合物含有a）丙烯腈和/或丙烯酸乙酯的聚合单元；和b）至少5ppm的丙烯酸乙酯和/或丙烯腈单体；所述丙烯酸乙酯/丙烯腈消除剂与分散体的接触独立于所述分散剂与任何氧化还原对的接触。

在第二方面，本发明是一种组合物，含有a）一种丙烯酸乙酯/丙烯腈消除剂和/或所述丙烯酸乙酯/丙烯腈消除剂的加合物；和b）一种含有丙烯酸乙酯和/或丙烯腈单元的稳定的聚合物的水性分散体；其特征在于，如果所述聚合物含有丙烯酸乙酯单元，所述组合物还含有少于1ppm的丙烯酸乙酯单体，和丙烯酸乙酯消除剂，和/或丙烯酸乙酯和所述丙烯酸消除剂的加合物；如果所述聚合物含有丙烯腈单元，所述组合物还含有少于1ppm的丙烯腈单体，和丙烯腈消除剂，和/或丙烯腈和所述丙烯酸消除剂的加合物。

本发明提供了用于含有丙烯酸乙酯和/或丙烯腈的聚合物的水性分散体以减少其毒性和/或气味的方法，包括将合适量的能与丙烯酸乙酯和丙烯腈单体反应的一种或多种化合物（丙烯酸乙酯/丙烯腈消除剂）与之接触将有气味化合物的浓度降低到1ppm以下，优选浓度为得到的分散体中的残留丙烯酸乙酯和/或丙烯腈稍稍能被检测到，或检测不到；优选地，所述丙烯酸乙酯/丙烯腈消除剂加入到分散体中的浓度为占聚合物的水性分散体总干重的0.01wt%到5wt%。

本发明还提供了一种含有所述聚合物的水性分散体的涂料组合物。