[发明专利]用于弹性建筑填缝剂和密封剂的多段共聚物组合物

说明书

本发明提供包括具有硬段和软段的多段水乳液共聚物的较低黏性、低温柔性的水性填缝剂或密封剂组合物，所述软段包含呈共聚合形式的一种或多种非离子单体以及(i)甲基丙烯酸(MAA)或其盐和pKa比甲基丙烯酸或其盐低的第二酸单体或(ii)具有酸基团或盐基团与羟基的混合物的共聚物，所述酸基团选自呈共聚合形式的MAA和所述第二酸单体或其盐；且所述硬段通过凝胶渗透层析法(GPC)相对于聚苯乙烯标准物具有20,000到70,000的重量平均分子量(Mw)。

本发明涉及优选地大体上不含任何塑化剂的填充和未填充的水性填缝剂和密封剂组合物，包括具有硬段和软段的多段共聚物，其中软段包括羧酸混合物或酸与羟基的组合；制备多段共聚物的方法；以及使用所述多段共聚物制备填缝剂和密封剂的方法。更具体地说，本发明涉及填充和未填充的水性填缝剂和密封剂组合物，其包括具有硬段和软段的一种或多种多段水乳液共聚物，如硬核和软壳共聚物，所述软段包含呈共聚合形式的(i)甲基丙烯酸(MAA)和pKa比甲基丙烯酸低的第二酸单体或(ii)具有酸基团与羟基的混合物的共聚物中的任一种，所述酸基团选自呈共聚合形式的MAA和第二酸单体；且所述硬段包含呈共聚合形式的按用于制备硬段的单体的总重量计0.1wt％到3wt％的丙烯酸，其中硬段包括按用于制备多段共聚物的单体的总重量计10wt％到30wt％的多段共聚物。包括发明性填充或未填充的组合物的填缝剂和密封剂在极低使用温度下提供较低拉伸模数下的柔韧性。

随着温度降低到-30摄氏度(其与典型环境使用温度的下限相关)，已知的水性丙烯酸类填缝剂和密封剂显示出拉伸模数非常显著的增大。

如最近公开于Demarest等人的美国专利第8193278B2号中，在低温下提供对衬底的良好湿式老化粘着性的填缝剂和密封剂已调配成不含塑化剂。塑化剂使用昂贵且在使用时易挥发或迁移到调配的密封剂的表面；这损害机械特性，且导致在填缝剂和密封剂上涂覆的涂层的光泽、沾污、霉菌形成和变色。为了预防这类填缝剂和密封剂中的黏性问题，必须增加所用填充剂的量，这增大低温拉伸模数、增大应力且减小密封剂的伸长率，进而降低低温性能。仍需要改进不含塑化剂的填缝剂和密封剂的低温性能。

本发明人致力于解决提供不含塑化剂或大体上不含塑化剂的填缝剂和密封剂的问题，所述填缝剂和密封剂尤其在低于-10℃的使用温度下具有较低温度敏感性拉伸模数。

发明综述

1.根据本发明，水性填缝剂和密封剂组合物包括：

具有硬段和软段的一种或多种多段水乳液共聚物，优选地，其中所述硬段在所述软段之前聚合，软段包含呈共聚合形式的一种或多种非离子单体以及(i)甲基丙烯酸(MAA)和pKa比甲基丙烯酸低的第二酸单体或(ii)具有酸基团或盐基团与羟基的混合物的共聚物中的任一种，所述酸基团选自呈共聚合形式的MAA、第二酸单体及其盐；且硬段通过凝胶渗透层析法(GPC)相对于聚苯乙烯标准物具有20,000到70,000的重量平均分子量(Mw)，且包含呈共聚合形式的一种或多种非离子单体、按用于制备硬段的单体的总重量计0.9wt％到2.5wt％的一种或多种链转移剂以及按用于制备硬段的单体的总重量计0.1wt％到3wt％的丙烯酸或其盐，其中硬段包括按用于制备多段共聚物的单体的总重量计10wt％到30wt％或优选地12wt％到20wt％的多段共聚物，且另外，其中多段共聚物具有50wt％到75wt％或60wt％到75wt％或优选地60wt％到70wt％的固体含量。

一种或多种填充剂、增量剂、颜料和/或增稠剂，包含流变改性剂，其中所得填缝剂和密封剂组合物具有3,000cPs到1,000,000cPs、优选地10,000cPs或大于10,000cPs或优选地500,000cPs或小于500,000cPs的布络克菲尔德黏度(Brookfield viscosity)(室温，5rpm，使用指定转子)。