[发明专利]用于制备被磷类酸和光引发剂基团官能化的胶乳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备稳定的被磷类酸基团和光引发剂基团官能化的聚合物颗粒的水性分散体(即胶乳)的方法。胶乳可用于用来在外部涂料应用中保持光泽并改进抗污物粘附性的漆。

背景技术

改进丙烯酸漆外部耐用性的最有效方式之一是向漆中加入少量(通常≤1.0％)的二苯甲酮。然而，曝露于外部环境1到2年后(或者在QUV中加速风化～1500小时)，大部分漆会丧失大量光泽。此外，二苯甲酮还会受到其它不利因素的影响，包括：1)分类为挥发性有机化合物(VOC)；2)随着时间而溶出；以及3)可能的毒性。所以，在外部涂料领域找到不使用具有二苯甲酮不利因素的材料而能在很长时间内保持光泽的方法将会是有利的。

发明内容

本发明旨在通过提供一种方法来解决外部涂料领域的需求，所述方法包含通过多阶段乳液聚合的方式形成稳定的被以聚合物颗粒的重量计0.2到5重量百分比的磷类酸单体的结构单元以及0.05到10重量百分比的光引发剂单体的结构单元官能化的丙烯酸类聚合物颗粒的水性分散体，其磷类酸单体和光引发剂单体的结构单元由同一阶段中磷类酸单体与光引发剂单体的共聚产生。

本发明的方法提供了一种胶乳，其可改进漆组合物在很长时间内的光泽并且不具有VOC、毒性以及与二苯甲酮相关的法规问题。

具体实施方式

本发明是一种方法，其包含通过多阶段乳液聚合的方式形成稳定的被以聚合物颗粒的重量计0.2到5重量百分比的磷类酸单体的结构单元以及0.05到10重量百分比的光引发剂单体的结构单元官能化的丙烯酸类聚合物颗粒的水性分散体，其磷类酸单体和光引发剂单体的结构单元由同一阶段中磷类酸单体与光引发剂单体的共聚产生。

如本文所使用，术语“丙烯酸类聚合物颗粒”是指包含以聚合物颗粒的重量计至少30重量百分比的甲基丙烯酸酯单体和或丙烯酸酯单体的结构单元的聚合物颗粒(包括种子聚合物颗粒)。优选地，丙烯酸类聚合物颗粒包含一种或多种像甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和脲基丙烯酸甲酯这样的甲基丙烯酸酯单体，以及一种或多种像丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-丙基庚酯和丙烯酸2-乙基己酯这样的丙烯酸酯单体的结构单元。丙烯酸类聚合物还可包括像苯乙烯这样的其它单体的结构单元。

如本文所使用，所指单体的术语“结构单元”是指聚合后单体的残余部分。例如，甲基丙烯酸甲酯的结构单元如下所示：

甲基丙烯酸甲酯结构单元

其中虚线表示结构单元与聚合物骨架的连接点。

聚合物颗粒优选包含以聚合物颗粒的重量计40到50重量百分比的甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯结构单元；从23、更优选从25重量百分比到33、更优选到30重量百分比的丙烯酸2-乙基己酯结构单元；15到25重量百分比的丙烯酸丁酯结构单元；从0.1、更优选从0.5重量百分比到5、更优选到3、以及最优选到2重量百分比的脲基丙烯酸甲酯结构单元；以及0.05到2重量百分比的甲基丙烯酸或丙烯酸或其盐的结构单元。

聚合物颗粒进一步包含以聚合物颗粒的重量计从0.05、优选从0.1、更优选从0.2、以及最优选从0.5重量百分比到10、优选到5、以及更优选到3重量百分比的光引发剂单体的结构单元；以及以聚合物颗粒的重量计从0.2、优选从0.5、更优选从0.8重量百分比到5、优选3、更优选到2重量百分比的磷类酸单体的结构单元。

多阶段胶乳优选以两阶段制备。在第一阶段，第一聚合物颗粒的水性分散体优选通过单体的乳液聚合制备，所述单体包含a)甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯或其组合，优选甲基丙烯酸甲酯；b)一种或多种选自由以下组成的群组的丙烯酸酯：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-丙基庚酯、以及丙烯酸2-乙基己酯，优选丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯的组合；c)羧酸单体或其盐，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、或衣康酸、或其盐。釜可任选地在聚合引发前或在聚合引发过程中用像稀Na₂CO₃水溶液这样的合适的碱缓冲。

第二阶段也优选地包含甲基丙烯酸甲酯(和/或苯乙烯)、一种或多种前述丙烯酸酯、以及羧酸单体。还发现，优选地以在以第二阶段单体的重量计从0.2、更优选从0.5重量百分比到优选10、更优选到5、以及最优选到3重量百分比的范围内的浓度包括像脲基丙烯酸甲酯这样的脲基官能化的单体是有利的。