[发明专利]用于水型体系的自增稠胶乳及相关方法

说明书

含有具有自增稠特性的胶乳的涂料和其他应用，该胶乳可通过在由烯键式不饱和单体获得的水不溶性聚合物的水性分散体中添加水溶性的两亲性共聚物的方法获得。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月9日提交的美国临时专利申请号62/385,706的权益，将该临时专利申请以其全文通过援引方式并入本申请。

技术领域

本发明涉及具有包括但不限于自增稠特性的改进的特性的改进的涂料和胶乳，并且具体地，涉及改进的胶乳，这些改进的胶乳通过在无需乳化表面活性剂的乳液聚合中利用具有黄原酸酯部分(或其他链转移剂或“CTA”)的亲水性前体来制备。

背景技术

胶乳是聚合物颗粒在水中通过乳液聚合生产的胶体分散体。胶乳被用于广泛的应用中，并且为工业合成提供了相当多的优点。它们表示溶剂基配制品的有吸引力的替代物。然而，若干缺点保持与传统的胶乳基涂料和方法相关联。在不使用增稠剂的情况下，胶乳涂漆通常具有非常低的粘度。低粘度可引起诸如在施用期间的低稳定性、不均匀施用和下垂/滴落的问题。因此，增稠剂已被用于胶乳涂漆中以增加粘度并在涂漆和涂料应用中提供稳定性。增稠剂也有助于改进颜料的防沉性并改进抗下垂性。对于涂漆这些增稠剂增加了额外成本，并且负面地影响性能，例如降低了抗粘连性和耐污性。

发明内容

如在此描述的胶乳不使用表面活性剂制成，而是通过诱导由RAFT制备的聚合物乳化剂颗粒的分子自组装来制成。在另一个实施例中，如在此描述的胶乳使用很少的表面活性剂或不使用添加的表面活性剂制成，而是通过诱导由RAFT制备的聚合物乳化剂颗粒的分子自组装来制成。

已经出人意料地发现，疏水性单体的乳液聚合可以直接使用水溶性的大分子-RAFT/MADIX试剂在分批初始条件下进行。在此类条件下，两亲性嵌段共聚物在聚合过程中通过聚合诱导的自组装(PISA)形成并自组装成自稳定的颗粒。此方法解决了在初始乳液中尝试实施RAFT/MADIX期间遇到的问题，如分子量控制的损失、胶体稳定性的损失和/或难处理的油性层的形成。PISA方法允许在不使用低分子量表面活性剂的情况下合成胶乳，避免了由这些产品引起的问题。

还已经证实，即使在浸渍72小时之后，在通过PISA的聚合期间获得的纳米物体可以给出由于在亲水性嵌段之间的强氢键而耐有机溶剂以及耐水的聚合物膜。

胶乳是水基聚合物分散体的乳液聚合物的实例。胶乳涂漆用于多种应用：包括内部和外部应用，以及平坦、半光泽和光泽应用。胶乳是橡胶或塑料聚合物微颗粒在水性介质中的稳定分散体(胶体乳液)。胶乳可以是天然的或合成的。

通过代替地使用亲水性大分子链转移剂，如在制备胶乳的方法中使用的PISA(聚合诱导的自组装)允许在不存在表面活性剂下制备胶乳。因此，通过使用这些亲水性化合物代替传统的表面活性剂而制备的胶乳，除了其他益处外，示出了耐水性、耐擦洗性、和/或耐污性的改进。

当将pH从低pH调整至高于7的pH时，在此制备的胶乳还表现出了自增稠特性。这使涂漆配制者能够不使用增稠剂来配制涂漆。不含增稠剂的涂漆也表现出了改进的抗粘连性和耐污性。