[发明专利]具有开放时间添加剂的涂料配制物

说明书

本发明涉及中和的多阶段聚合物颗粒的水分散体，所述中和的多阶段聚合物颗粒包含羧酸官能化第一阶段的碱金属碱或高沸点胺盐和低T_g第二阶段(壳)。所述分散体可用作开放时间添加剂。

背景技术

本发明涉及涂料配制物，所述涂料配制物包含a)开放时间添加剂的水分散体，其为中和的聚合物颗粒的分散体；b)粘结剂；和c)流变改性剂。

政府法规和市场运作不断趋向用于涂料配制物的零挥发性有机化合物(VOC)。因此，不含挥发性溶剂和聚结剂的水性配制物已在行业内变得越来越受欢迎。尽管如此，油漆特性已由于这种巨大的改变而损害；尤其为开放时间，所述开放时间为在其期间新施用的漆膜可二次加工而不留刷痕的时间段。在溶剂型系统中，开放时间为约30至45分钟；在典型的水性配制物中，开放时间为大约3至5分钟。因此，本领域中需要寻找一种用于水性配制物的添加剂，所述添加剂使开放时间延长超过目前可用的添加剂而不降低最终涂料的其它特性，如膜粘合和粘聚强度、硬度、耐粘连性、早期耐起泡性、耐擦洗性、耐污染性以及耐损性。

发明内容

在第一方面，本发明通过提供包含中和的多阶段聚合物颗粒的水分散体的组合物来满足本领域的需要，所述中和的多阶段聚合物颗粒包含a)第一阶段，按所述第一阶段的重量计，所述第一阶段包含：i)10至50重量％的羧酸单体的钠、钾、锂或第一季铵盐的结构单元，其中第一季铵盐的共轭碱的沸点为至少150℃；和ii)50至70重量％的非离子烯键式不饱和单体的结构单元；和b)T_g不高于25℃的第二阶段；其中第一阶段与第二阶段的比率在1:3.2至1:6的范围内。

在第二方面，本发明为涂料组合物，所述涂料组合物包含中和的多阶段聚合物颗粒的水分散体、粘结剂和流变改性剂，其中多阶段聚合物颗粒包含a)第一阶段，按所述第一阶段的重量计，所述第一阶段包含：i)10至50重量％的羧酸单体的钠、钾、锂或第一季铵盐的结构单元，其中第一季铵盐的共轭碱的沸点为至少150℃；和ii)50至70重量％的非离子烯键式不饱和单体的结构单元；和b)T_g不高于25℃的第二阶段；其中第一阶段与第二阶段的比率在1:3.2至1:6的范围内；其中按所述涂料组合物的重量计，多阶段聚合物颗粒的浓度在0.1至10重量％的范围内。

具体实施方式

在第一方面，本发明为包含中和的多阶段聚合物颗粒的水分散体的组合物，所述中和的多阶段聚合物颗粒包含a)第一阶段，按所述第一阶段的重量计，所述第一阶段包含：i)10至50重量％的羧酸单体的钠、钾、锂或第一季铵盐的结构单元，其中第一季铵盐的共轭碱的沸点为至少150℃；和ii)50至70重量％的非离子烯键式不饱和单体的结构单元；和b)T_g不高于25℃的第二阶段；其中第一阶段与第二阶段的比率在1:3.2至1:6的范围内。

中和的多阶段聚合物颗粒的特征在于中和的第一阶段部分(核)，优选地羧酸官能化核的盐，和具有如通过福克斯(Fox)方程式计算的不高于25℃的T_g的第二阶段部分(壳)。本文中使用的词语“核”和“壳”是为了方便描述聚合过程的第一和最后阶段(或者如果聚合物颗粒在两个阶段中生成那么为第一和第二阶段)。因此，最终中和的聚合物颗粒可以但不必具有核-壳形态。

中和的多阶段聚合物颗粒通过使碱可溶胀的聚合物颗粒的水分散体与碱(其为LiOH、NaOH、KOH或沸点为至少150℃的胺)接触来制备。沸点为至少150℃的胺的实例包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇(可作为AMP 95中和剂商购)和正丁基二乙醇胺(可作为Vantex T中和剂商购)。碱可溶胀的聚合物颗粒的分散体可通过许多技术中的任一种来制备，包括本领域熟知的技术。(参见US 4,468,498；US 5,326,843；和US 9,340,685)。举例来说，核可通过单阶段或多阶段过程来生产，任选地在如正十二烷基硫醇或巯基乙醇的链转移剂的存在下生产。核也可由种子过程来制备。接着将核用于在一个或多个额外的阶段中制备碱可溶胀的聚合物颗粒。