[发明专利]具有改进的耐湿洗性且具有一种或多种含硅化合物的乳液聚合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种或多种主要单体和一种或多种没有任何附加反应性基团、例如不含除硅氧烷官能团之外的反应性基团的可水解硅烷化合物的水性共聚物分散体。该水性共聚物分散体可以用于涂料组合物、特别是油漆中以改进其耐湿洗性。

发明背景

聚合物分散体在涂料组合物（例如灰浆、洋灰、胶粘剂和油漆）的制备中作为粘合剂是公知的。将含水体系用于油漆的优点包括低成本、简便的应用和清除、减少的干燥时间、以及低的或没有挥发性化合物(VOC)的气味或排放。对于内用油漆，在需要在低粘合剂含量时仍然具有良好机械性能的地方，耐湿洗性(WSR)是关键的性能标准。

为了在乳液基内用油漆中获得良好的WSR，描述了多种提议。例如，US专利No.6,624,243描述了一种包含可水解硅烷化合物与甲基丙烯酸缩水甘油酯的组合的水性分散体。该可水解硅烷化合物包括烯属不饱和硅烷单体或其他反应性硅烷化合物，例如巯基-、环氧基和氨基-硅烷。EP0327006描述了烯属不饱和硅烷单体用于改进低排放内用油漆的WSR。此外，EP0640629还描述了利用环氧硅烷对羧基化聚合物进行聚合物改性。在聚合期间或聚合之后可以引入硅烷官能团。EP0327376公开了一种包含具有附加反应性基团的硅化合物的共聚物分散体，所述反应性基团例如通过自由基机理并入其中的巯基基团，或可以与例如丙烯酸共聚单体的羧基基团反应的环氧乙烷。优选该反应性基团是烯属双键。

除了较高的生产成本，现有技术中提出的官能化的硅氧烷化合物 会导致不期望的副作用。巯基基团可以通过用作链转移剂而降低涂料组合物的分子量。环氧基团会通过与其他配制剂组分例如丙烯酸类增稠剂的相互作为而导致降低的储存稳定性。氨基基团可导致涂料组合物变黄并且影响其pH。

因此对表现出改进的耐湿洗性的聚合物基水性粘合剂体系存在着连续的需求。

发明概述

在第一个实施方案中，本发明提供了一种水性共聚物分散体，其包含至少一种由包括以下物质的混合物形成的共聚物：(a)一种或多种选自由C₁-C₁₈烷酸的乙烯酯、芳香族酸的乙烯酯、α-烯烃、二烯、烯属不饱和羧酸的酯、乙烯基芳香族化合物和乙烯基卤化物组成的组的主要单体，(b)0.05到5%重量，优选0.1到1%重量的一种或多种含硅化合物，其通式为(R¹)_n-Si-(OR²)_4-n，其中n为0、1、2或3，且R¹和R²各自独立的为C₁-C₁₅的烷基；(c)0到5%重量，优选0.5到3%重量的一种或多种环氧乙烷或含羟基功能性单体；以及(d)0到10%重量，优选0.05到5%重量的一种或多种不同于(a)-(c)的辅助单体；其中所有的百分数均为基于单体混合物中主要单体总重量计的重量%。在一个实施方案中，一种或多种含硅化合物(b)实质上不含任何选自由巯基基团、环氧基团、烯属不饱和基团、缩水甘油基和氨基基团组成的组的反应性基团。在一个实施方案中，一种或多种含硅化合物(b)与一种或多种环氧乙烷或羟基功能性单体(c)的重量比为1:2到1:20。

在另一个实施方案中，本发明提供了一种水性共聚物分散体，其包含至少一种由包含以下物质的混合物形成的共聚物：(a)一种或多种选自由C₁-C₁₈烷酸的乙烯酯、芳香族酸的乙烯酯、α-烯烃、二烯、烯属不饱和羧酸的酯、乙烯基芳香族化合物和乙烯基卤化物组成的组的主要单体，(b)0.05到5%重量，优选0.1到1%重量的一种或多种含硅化合物，其通式为(R¹)_n-Si-(OR²)_4-n，其中n为0、1、2或3，且R¹和R²各自独立的为C₁-C₁₅的烷基；(c)0.5到3%重量的一种或多种 环氧乙烷或含羟基功能性单体；以及(d)0到10%重量，优选0.05到5%重量的一种或多种不同于(a)-(c)的辅助单体；其中所有的百分数均为基于单体混合物中主要单体总重量计的重量%。